DE102015200604B4 - Clamping device for a chain drive - Google Patents
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Abstract
Hydraulische Spannvorrichtung für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors mit einem Gehäuse und mit einem in einer Gehäusebohrung des Gehäuses verschiebbar geführten Spannkolben, der einen Kolbenhohlraum mit zumindest einer gehärteten Innenmanteloberfläche aufweist, wobei der Kolbenhohlraum gemeinsam mit der Gehäusebohrung des Gehäuses einen Druckraum bildet, sowie mit einer im Kolbenhohlraum angeordneten Überdruckventileinheit, wobei die Überdruckventileinheit (12) eine vormontierbare Baueinheit ist und eine Ventilfeder (18), einen Schließkörper (17), eine Verschlussplatte (22) und ein Ventilgehäuse (16) umfasst, wobei das Ventilgehäuse (16) aus einem metallischen Werkstoff besteht und einen Ventilsitz (19) bildet, wobei das Ventilgehäuse (16) ausschließlich im Bereich des Ventilsitzes (19) über eine zumindest gehärtete Oberfläche verfügt, wobei das Ventilgehäuse (16) bzw. eine Oberfläche des Ventilgehäuses im Bereich des Ventilsitzes (19) induktiv oder mittels Laser gehärtet ist, und dass der Spannkolben (3) als Umformbauteil gestaltetet ist, wobei das Ventilgehäuse (16) mit dem Spannkolben (3) einen Pressverband bildet.Hydraulic tensioning device for a chain drive of an internal combustion engine having a housing and a displaceably guided in a housing bore of the housing clamping piston having a piston cavity with at least one hardened inner surface, wherein the piston cavity forms a pressure chamber together with the housing bore of the housing, and with a in the piston cavity arranged pressure relief valve unit, wherein the pressure relief valve unit (12) is a preassembled unit and a valve spring (18), a closing body (17), a closure plate (22) and a valve housing (16), wherein the valve housing (16) consists of a metallic material and a valve seat (19), wherein the valve housing (16) exclusively in the region of the valve seat (19) has an at least hardened surface, wherein the valve housing (16) or a surface of the valve housing in the region of the valve seat (19) inductive or mitt Els laser is hardened, and that the clamping piston (3) is designed as a forming member, wherein the valve housing (16) with the clamping piston (3) forms a press fit.
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors. Kettentriebe umfassen im Allgemeinen ein mit der Kurbelwelle verbundenes Antriebskettenrad, ein mit einer Nockenwelle verbundenes Abtriebskettenrad sowie eine Steuerkette, die das Antriebskettenrad mit dem Abtriebskettenrad verbindet. Über das Zugtrum der Antriebssteuerkette wird das Antriebsmoment der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen. Die Steuerkette wird an ihrem Leertrum gespannt, um ihre Funktionalität über die Betriebsdauer gewährleisten zu können. Zu diesem Zweck wird die Steuerkette mittels einer Spannvorrichtung mit einer Kraft beaufschlagt.The invention relates to a hydraulic tensioning device for a chain drive of an internal combustion engine. Chain drives generally include a drive sprocket connected to the crankshaft, a driven sprocket connected to a camshaft, and a timing chain connecting the drive sprocket to the output sprocket. About the Zugtrum the drive control chain, the drive torque of the crankshaft is transmitted to the camshaft. The timing chain is tensioned on its return strand in order to be able to guarantee its functionality over the service life. For this purpose, the timing chain is acted upon by means of a clamping device with a force.
Die
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spannvorrichtung zur Verfügung zu stellen, deren vormontierbare Überdruckventileinheit über beständige Eigenschaften verfügt und die zugleich kostengünstig hergestellt und montiert werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a clamping device available, the preassembled pressure relief valve unit has stable properties and can be manufactured and mounted at the same time cost.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Demnach wird die Aufgabe gelöst durch eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors mit einem Gehäuse und mit einem in einer Gehäusebohrung des Gehäuses verschiebbar geführten Spannkolben, der einen Kolbenhohlraum mit zumindest einer gehärteten Innenmanteloberfläche aufweist, wobei der Kolbenhohlraum gemeinsam mit der Gehäusebohrung des Gehäuses einen Druckraum bildet, sowie mit einer im Kolbenhohlraum angeordneten Überdruckventileinheit. Die Überdruckventileinheit ist eine vormontierbare Baueinheit und umfasst eine Ventilfeder, einen Schließkörper, eine Verschlussplatte und ein Ventilgehäuse, wobei das Ventilgehäuse aus einem metallischen Werkstoff besteht, einen Ventilsitz bildet und im Bereich des Ventilsitzes über eine zumindest gehärtete Oberfläche verfügt. Das Ventilgehäuse verfügt ausschließlich im Bereich des Ventilsitzes über eine gehärtete Oberfläche und bildet mit dem als Umformbauteil gestalteten Spannkolben einen Pressverband.The solution to this problem arises from the features of
Das Ventilgehäuse bzw. eine Oberfläche des Ventilgehäuses ist im Bereich des Ventilsitzes induktiv oder mittels Laser gehärtet. Induktionshärten oder Laserstrahlhärten ermöglichen auf besonders kostengünstige Weise ein partielles Härten des Ventilgehäuses.The valve housing or a surface of the valve housing is inductive or laser-hardened in the region of the valve seat. Induction hardening or laser beam hardening enable a partial hardening of the valve housing in a particularly cost-effective manner.
Eine übermäßige Belastung des Überdruckventils kann zu Materialschäden führen, wodurch die Beständigkeit von dessen Eigenschaften beeinträchtigt wird. Kavitation kann beispielsweise das Material besonders beanspruchen; diese kann am Ventilsitz infolge des schnell abströmenden Hydraulikmittels entstehen. Zur Vermeidung von Materialschäden ist erfindungsgemäß vorgesehen, zumindest die Oberfläche des Ventilsitzes zu härten. Der Ventilsitz kann - ebenso wie der Spannkolben - auch vollständig gehärtet ausgeführt sein.Overloading the relief valve may cause material damage, which will affect the durability of its properties. Cavitation, for example, can particularly stress the material; This can occur at the valve seat due to the rapidly flowing hydraulic fluid. To avoid material damage, the invention provides for hardening at least the surface of the valve seat. The valve seat can - as well as the tensioning piston - also be made fully hardened.
Das Ventilgehäuse kann zusätzlich an seiner dem Druckraum zugewandten Stirnseite eine Abstützfläche für eine Hauptfeder bilden. Die Hauptfeder ist im Druckraum angeordnet und unmittelbar oder mittelbar gegen eine Fläche des Gehäuses einerseits und eine Fläche des Kolbens andererseits abgestützt.The valve housing may additionally form a support surface for a main spring on its front side facing the pressure chamber. The main spring is arranged in the pressure chamber and supported directly or indirectly against a surface of the housing on the one hand and a surface of the piston on the other hand.
Aus der Forderung nach beständigen Eigenschaften, der mit einem gehärteten Ventilsitz nachgekommen wird, ergibt sich ein Spannungsverhältnis zu der zusätzlichen Anforderung, eine kostengünstige Herstellung und Montage der vormontierbaren Überdruckventileinheit zu ermöglichen. Dieses Spannungsverhältnis kann aufgelöst werden, indem das Ventilgehäuse ausschließlich im Bereich des Ventilsitzes gehärtet wird. Ein direkter Kontakt zwischen gehärtetem Ventilsitz und gehärteter Innenmantelfläche des Kolbens kann somit vermieden werden, weil das Ventilgehäuse abgesehen vom Ventilsitz aus einem nicht gehärteten Metall besteht. Dennoch ist das Überdruckventil als Baugruppe vormontierbar und zugleich kostengünstig in der Herstellung.From the demand for stable properties, which is met with a hardened valve seat, there is a tension to the additional requirement to allow a cost-effective production and assembly of the preassembled pressure relief valve unit. This stress ratio can be resolved by hardening the valve body only in the area of the valve seat. Direct contact between the hardened valve seat and hardened inner circumferential surface of the piston can thus be avoided because the valve housing is made of a non-hardened metal, apart from the valve seat. Nevertheless, the pressure relief valve is preassembled as a module and at the same time inexpensive to manufacture.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Ventilgehäuse als Hülse ausgeführt, deren Enden ein zu- und ein ablaufseitiges Ende der Überdruckventileinheit definieren, wobei das Ventilgehäuse über das ablaufseitige Ende den Schließkörper und die Ventilfeder aufnimmt und mittels der Verschlussplatte am ablaufseitigen Ende die vormontierbare Baueinheit entsteht und wobei das Ventilgehäuse am zulaufseitigen Ende den Ventilsitz bildet. Die Hülse ist vorzugsweise becherförmig gestaltet, wobei sich der Becherboden am zulaufseitigen Ende befindet. Das zulaufseitige Ende ist dem Druckraum zugewandt. Die Verschlussplatte kann einen Sitz für die Ventilfeder aufweisen und eine Ablauföffnung aufweisen. In einer vorteilhaften Konkretisierung umfasst der Ventilsitz eine Dichtfläche für den Schließkörper, der eine Zulauföffnung verschließt.In an advantageous embodiment, the valve housing is designed as a sleeve, the ends of which define an inlet and an outlet end of the pressure relief valve unit, wherein the valve housing via the drain-side end receives the closing body and the valve spring and by means of the closure plate at the outlet end of the preassembled unit is formed and the valve housing forms the valve seat at the inlet end. The sleeve is preferably cup-shaped, wherein the Cup base is located at the inlet end. The inlet end is facing the pressure chamber. The closure plate may have a seat for the valve spring and have a drain opening. In an advantageous concretization, the valve seat comprises a sealing surface for the closing body, which closes an inlet opening.
Eine in Hinblick auf die Anzahl der verwendeten Einzelteile vorteilhafte Konkretisierung betrifft eine Spannvorrichtung, wobei die Verschlussplatte und das Ventilgehäuse verbördelt sind. Auf diese Weise lässt sich kostengünstig eine vormontierbare Überdruckventileinheit schaffen. Das Ventilgehäuse zeigt am ablaufseitigen Ende einen Bördelrand, der nach Aufnahme von zumindest Schließkörper, Feder und Verschlussplatte umgebördelt wird.A concretization which is advantageous with regard to the number of individual parts used relates to a clamping device, wherein the closure plate and the valve housing are crimped. In this way, a preassembled pressure relief valve unit can be created cost-effectively. The valve housing shows at the outlet end a bead, which is crimped after receiving at least closing body, spring and closure plate.
In einer weiteren vorteilhaften Konkretisierung ist die Verschlussplatte ein Verschlussblech und weist eine Ablauföffnung auf. Somit lässt sich eine besonders kostengünstige Ausführungsform verwirklichen, indem die Verschlussplatte aus einem Blech gestanzt wird.In a further advantageous concretization, the closure plate is a closure plate and has an outlet opening. Thus, a particularly cost-effective embodiment can be realized by the closure plate is punched from a sheet.
In einer weiteren vorteilhaften Konkretisierung ist der Spannkolben als Umformbauteil gestaltet. Eine besonders kostengünstige Variante sieht vor, dass der Spannkolben ein Fließpressteil ist. Auf diese Weise lassen sich Kosten- und Gewichtsvorteile verwirklichen.In a further advantageous concretization of the clamping piston is designed as a forming component. A particularly cost-effective variant provides that the tensioning piston is a flow press. In this way, cost and weight advantages can be realized.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform findet die Spannvorrichtung Verwendung in einem Kettentrieb für einen Verbrennungsmotor mit einem Antriebskettenrad und mit einem Abtriebskettenrad sowie mit einer Steuerkette, wobei die Steuerkette das Antriebskettenrad und das (mindestens eine) Abtriebskettenrad koppelt und wobei die Steuerkette mittels einer Spannvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche gespannt wird. Plötzlich auftretendes Straffen des Leertrums kann zu einer übermäßigen Belastung der Steuerkette führen. Besondere Vorteile der Ausführungsform äußern sich darin, dass die Spannvorrichtung negative Auswirkungen eines plötzlichen Straffens vermindert und in ihren Eigenschaften ein über die Lebensdauer beständiges Verhalten zeigt.In a further advantageous embodiment, the tensioning device is used in a chain drive for an internal combustion engine with a drive sprocket and a driven sprocket and with a timing chain, wherein the timing chain the drive sprocket and the (at least one) output sprocket coupled and wherein the timing chain by means of a tensioning device according to one of previous claims is stretched. Sudden tightening of the slack side can lead to an excessive load on the timing chain. Particular advantages of the embodiment are that the tensioning device reduces the negative effects of a sudden tightening and shows a behavior that is stable over its lifetime.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die Zeichnungen genommen wird. Funktionsgleiche Elemente der erläuterten Ausführungsformen werden mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Spannvorrichtung im Längsschnitt; -
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Überdruckventileinheit aus1 ; -
3 zeigt die Überdruckventileinheit aus1 und2 .
-
1 shows an embodiment of a hydraulic tensioning device in longitudinal section; -
2 shows an embodiment of the pressurerelief valve unit 1 ; -
3 shows the pressurerelief valve unit 1 and2 ,
In
Die hydraulische Spannvorrichtung
Am zulaufseitigen Ende
Derartige Spannvorrichtungen
In
Die Enden der Hülse
Die Verschlussplatte
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Spannvorrichtungjig
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Spannkolbenclamping piston
- 44
- Gehäusebohrunghousing bore
- 55
- Kolbenhohlraumpiston cavity
- 66
- Druckraumpressure chamber
- 77
- Ausnehmungrecess
- 88th
- Ausnehmungrecess
- 99
- zulaufseitiges Ende der Spannvorrichtunginlet end of the clamping device
- 1010
- ablaufseitiges Ende der Spannvorrichtungoutgoing end of the clamping device
- 1111
- Rückschlagventilcheck valve
- 1212
- ÜberdruckventileinheitPressure relief valve unit
- 1313
- Sitz für eine HauptfederSeat for a mainspring
- 1414
- Hauptfedermainspring
- 1515
- Ring bzw. ZerfallsicherungRing or decay protection
- 1616
- Ventilgehäuse, HülseValve housing, sleeve
- 1717
- Schließkörper, VentilplatteClosing body, valve plate
- 1818
- Ventilfedervalve spring
- 1919
- Ventilsitzvalve seat
- 2020
- zulaufseitiges Ende der Überdruckventileinheitinlet end of the pressure relief valve unit
- 2121
- ablaufseitiges Ende der Überdruckventileinheitoutgoing end of the pressure relief valve unit
- 2222
- Verschlussplatte, VerschlussblechClosure plate, closure plate
- 2323
- Dichtflächesealing surface
- 2424
- Zulauföffnunginlet opening
- 2525
- Bördelrandbeaded
- 2626
- Ablauföffnungdrain hole
Claims (7)
Priority Applications (1)
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DE102015200604B4 true DE102015200604B4 (en) | 2019-04-25 |
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