DE102007003404A1

DE102007003404A1 - Spanneinrichtung für einen Kettentrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102007003404A1
Application number: DE102007003404A
Authority: DE
Inventors: Roman Dipl.-Ing. Kern (FH); Rainer Dipl.-Ing. Pflug (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2008-07-24

Abstract

Spanneinrichtung für einen Kettentrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem unter dem Einfluss einer Kraft in einem Führungsgehäuse längs seiner Achse ausfahrbaren Kolben und einer eine Einfahrbewegung des Kolbens in das Führungsgehäuse verhindernden Rasteinrichtung, wobei die Rasteinrichtung ein am Führungsgehäuse (2) ausgebildetes Innengewinde (3) und der Kolben (6, 13) ein mit dem Innengewinde (3) zusammenwirkendes Außengewinde (8, 14) aufweist, wobei die Wandstärke des Kolbens (6, 13) so gewählt ist, dass beim Ausfahren Gewindegänge des Innengewindes (3) durch elastische Verformung des Kolbens (6, 13) übersprungen werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für einen Kettentrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem unter dem Einfluss einer Kraft in einem Führungsgehäuse längs seiner Achse ausfahrbaren Kolben und einer eine Einfahrbewegung des Kolbens in das Führungsgehäuse verhindernden Rasteinrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Bei herkömmlichen Spanneinrichtungen, die bei Kettentrieben einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden, wird der Spanner nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine durch eine konstante statische Last, die von der Kette auf eine Schiene und von dieser auf die Spanneinrichtung übertragen wird, langsam zusammengedrückt. Bei hydraulischen Spanneinrichtungen wird das Öl dabei durch einen Leckspalt zwischen dem Kolben und dem Führungsgehäuse herausgedrückt. Beim erneuten Starten der Brennkraftmaschine muss die Spanneinrichtung zunächst mit Öl gefüllt werden, bis sie einen Kontakt zur Ket te herstellt. In diesem Zeitraum während der Füllung der Spanneinrichtung ist die Kette nicht geführt. Dies führt zu einer unerwünschten, erhöhten Geräuschemission, zudem besteht die Gefahr, dass die Kette einen Zahn des Kettenrads überspringt.
Aus der Auslegeschrift DE 1 212 383 ist ein Zahngesperre für einen Kettenspanner bekannt, bei dem der Kolben durch eine Druckfeder aus dem Führungsgehäuse heraus gegen die Kette gedrückt wird. Einfahrbewegungen des Kolbens werden durch eine am Kolbenschaft angeordnete Zahnleiste verhindert, in die eine Sperrklinke eingreift.
Ein Kettenspanner mit einem Drucköl als Druckmedium wird in der DE 32 49 504 A1 beschrieben. Dieser Kettenspanner kann die bei längeren Betriebszeiten unvermeidlich auftretende Längung der Kette kompensieren, wodurch ein Abspringen der Kette von den Kettenrädern vermieden wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spanneinrichtung für einen Kettentrieb einer Brennkraftmaschine anzugeben, die im Vergleich zu herkömmlichen Spanneinrichtungen einfacher aufgebaut ist und dennoch eine zuverlässige Funktion sicherstellt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Spanneinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rasteinrichtung ein am Führungsgehäuse ausgebildetes Innengewinde und der Kolben ein mit dem Innengewinde zusammenwirkendes Außengewinde aufweist, wobei die Wandstärke des Kolbens so gewählt ist, dass beim Ausfahren Gewindegänge des Innengewindes durch elastische Verformung des Kolbens übersprungen werden.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Rasteinrichtung kann der Kolben lediglich geringfügig in das Führungsgehäuse einsinken, wenn die Brennkraft maschine abgestellt wird und der Öldruck nachlässt. Die Einfahrbewegung wird durch das in dem Führungsgehäuse ausgebildete Innengewinde begrenzt, das mit dem Außengewinde des Kolbens zusammenwirkt. Beim nächsten Start der Brennkraftmaschine kann der Kolben daher im Vergleich zu herkömmlichen Spanneinrichtungen wesentlich schneller einen Kontakt zur Kette herstellen.
Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung kann so ausgebildet sein, dass das Einfahren des Kolbens lediglich durch Einschrauben möglich ist. Darüber hinaus kann der Kolben sich lediglich im Rahmen des vorhandenen Spiels zwischen Innengewinde und Außengewinde bewegen.
Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung kann es vorgesehen sein, dass der Kolben im Bereich des Außengewindes eine verringerte Steifigkeit aufweist. Die verringerte Steifigkeit ermöglicht das Überspringen der Gewindegänge des Innengewindes durch die Gewindegänge des Außengewindes beim Ausfahren des Kolbens. Zur Verringerung der Steifigkeit kann der Kolben im Bereich des Außengewindes Ausnehmungen aufweisen, wodurch das elastische Überspringen erleichtert wird. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen als Langlöcher ausgebildet, die sich über den Umfang verteilt auf dem Kolben befinden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Außengewinde des Kolbens rolliert ist. Rollieren ist ein Oberflächenveredelungsverfahren, bei dem hochpolierte Stahlrollen unter Druck ein Werkstück mit niedriger Festigkeit bearbeiten. Rollierte Gewinde zeichnen sich durch eine gute Tragfähigkeit aus, daneben sind sie vergleichsweise kostengünstig herstellbar.
Alternativ kann es bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung vorgesehen sein, dass das Außengewinde des Kolbens als an dem Kolben angebrachter, insbesondere aufgepresster Ring ausgebildet ist.
Eine besonders gute Funktion ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung, wenn das Innengewinde und das Außengewinde als Sägengewinde ausgebildet sind. Ein Sägengewinde weist schräge Flanken auf, die das Überspringen der Gewindegänge beim Ausfahren ermöglichen. In der entgegengesetzten Richtung ist jedoch kein Überspringen der Gewindegänge möglich.
Vorzugsweise kann der Kolben der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung durch Tiefziehen hergestellt sein, insbesondere wenn der Kolben aus Metall besteht. Es ist jedoch auch möglich, den Kolben aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Material herzustellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spanneinrichtung in einer teilweise geschnittenen Ansicht;
2 die in 1 gezeigte Spanneinrichtung in einer Seitenansicht; und
3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spanneinrichtung 1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht. Die Spanneinrichtung 1 umfasst ein hohles Führungsgehäuse 2, das an seiner Innenseite einen Abschnitt mit einem Innengewinde 3 aufweist. Das Innengewinde 3 ist als Sägengewinde aus gebildet, dementsprechend sind die Gewindeflanken unterschiedlich stark geneigt. Im Bereich des Bodens 4 des Führungsgehäuses 2 befindet sich eine Öffnung 5, durch die während des Betriebs Drucköl zugeführt wird.
Im Inneren des Führungsgehäuses 2 befindet sich ein Kolben 6, dessen Außenkontur an die Innenkontur des Führungsgehäuses 2 angepasst ist. Der untere Abschnitt 7 des Kolbens 6 weist einen verringerten Durchmesser auf. Der Abschnitt 7 weist ein Außengewinde 8 mit wenigstens einer Gewindeumdrehung auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das durch Rollieren hergestellte Außengewinde 8 näherungsweise zwei Gewindeumdrehungen auf.
Wie in 1 zu sehen ist, weist der Kolben 6 mehrere über den Umfang verteilte Ausnehmungen 9 auf, die als Langlöcher ausgebildet sind und den Kolben 6 gezielt im Bereich des Außengewindes 8 schwächen. Der Kolben 6 ist ein dünnwandiges tiefgezogenes Bauteil, das durch die in Unfangsrichtung angeordneten Ausnehmungen 9 im Bereich des Außengewindes 8 eine verringerte Steifigkeit aufweist.
Das Außengewinde 8 des Kolbens 6 und das Innengewinde 3 des Führungsgehäuses 2 befinden sich miteinander im Eingriff. Wenn der Kolbenboden 10 von einem Drucköl beaufschlagt wird, wird der Kolben 6 aus dem Führungsgehäuse 2 heraus bewegt. Obwohl sich Innengewinde 3 und Außengewinde 8 miteinander im Eingriff befinden, kommt es wegen der durch die Ausnehmungen 9 bewirkten verringerten Steifigkeit zum Überspringen von Gewindegängen, sodass das Ausfahren des Kolbens 6 möglich ist. Die zum Ausfahren des Kolbens 6 benötigte Kraft kann durch die Geometrie der Gewindeflanken und die Anzahl und Größe der Ausnehmungen 9 gezielt beeinflusst und eingestellt werden. Das Einfahren des Kolbens 6 in das Führungsgehäuse 2 ist hingegen wegen des Sägengewindes nur durch Einschrauben des Kolbens 6 möglich. Wenn der Kolbenboden nicht mehr durch Drucköl beaufschlagt wird, verharrt der Kolben 6 an seiner momentanen Position.
2 zeigt die Spanneinrichtung 1 von 1 in einer Seitenansicht, dabei ist die zusammengebaute Spanneinrichtung 1 mit einer Verschlussschraube 11 dargestellt. Die Spanneinrichtung 1 wird im entspannten Zustand in eine Bohrung im Motorblock einer Brennkraftmaschine eingeschoben. Das Kolbenende 12 weist eine Kontur auf, die formschlüssig in eine entsprechende Ausnehmung einer Spannschiene gedrückt wird, sodass ein Verdrehen des Kolbens 6 gegenüber der Spannschiene verhindert wird. Durch das Einschrauben der Verschlussschraube 11 wird der Kolben 6 in das Führungsgehäuse 2 geschraubt und vorgespannt.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spanneinrichtung in einer teilweise geschnittenen Ansicht. Das Führungsgehäuse 2 ist identisch zu dem in 1 gezeigten Führungsgehäuse. Der Kolben 13 weist dieselben Außenabmessungen wie der Kolben 6 von 1 auf, das Außengewinde 14 des Kolbens 13 wird hingegen durch einen aufgeschobenen Ring 15 gebildet, der auf den Schaft des Kolbens 13 aufgepresst ist und mehrere Gewindeumdrehungen umfasst. Durch die Kontur des Rings 15 ist lediglich eine Ausfahrbewegung des Kolbens 13 möglich, indem Gewindegänge des Innengewindes übersprungen werden, eine Einfahrbewegung des Kolbens 13 ist hingegen nur durch Einschrauben möglich.

1: Spanneinrichtung
2: Führungsgehäuse
3: Innengewinde
4: Boden
5: Öffnung
6: Kolben
7: Abschnitt
8: Außengewinde
9: Ausnehmung
10: Kolbenboden
11: Verschlussschraube
12: Kolbenende
13: Kolben
14: Außengewinde
15: Ring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 1212383 [0003]
- DE 3249504 A1 [0004]

Claims

Spanneinrichtung für einen Kettentrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem unter dem Einfluss einer Kraft in einem Führungsgehäuse längs seiner Achse ausfahrbaren Kolben und einer eine Einfahrbewegung des Kolbens in das Führungsgehäuse verhindernden Rasteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung ein am Führungsgehäuse (2) ausgebildetes Innengewinde (3) und der Kolben (6, 13) ein mit dem Innengewinde (3) zusammenwirkendes Außengewinde (8, 14) aufweist, wobei die Wandstärke des Kolbens (6, 13) so gewählt ist, dass beim Ausfahren Gewindegänge des Innengewindes (3) durch elastische Verformung des Kolbens (6, 13) übersprungen werden.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfahren des Kolbens (6, 13) lediglich durch Einschrauben möglich ist.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6, 13) im Bereich des Außengewindes (8, 14) eine verringerte Steifigkeit aufweist.
Spanneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6, 13) im Bereich des Außengewindes (8, 14) Ausnehmungen (9) aufweist.
Spanneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (8) des Kolbens (6) rolliert ist.
Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (14) des Kolbens (13) als an dem Kolben (13) angebrachter, insbesondere aufgepresster, Ring (15) ausgebildet ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (3) und das Außengewinde (8, 14) als Sägengewinde ausgebildet sind.
Spanneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6, 13) durch Tiefziehen hergestellt ist.
Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Material hergestellt ist.