DE102008052308A1

DE102008052308A1 - Zugmittelspannvorrichtung

Info

Publication number: DE102008052308A1
Application number: DE200810052308
Authority: DE
Inventors: Vincent Pommel; Carsten Dr. Träbing
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-10-18
Filing date: 2008-10-18
Publication date: 2010-04-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zugmittelspannvorrichtung eines Zugmitteltriebes einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Spanner, der einen aus einem Gehäuse herausbewegbaren Kolben aufweist und mit einem ein Zugmittel führenden Auslenkmittel, das mit einem gehäusefernen Ende des Kolbens in Anlage bringbar ist, wobei eine eine Dämpfung des Kolbens bei dessen Wiedereinfahren in das Gehäuse bewirkende Dämpfungsvorrichtung am Kolben angreifend ausgebildet ist, wobei die Dämpfungsvorrichtung so ausgebildet ist, dass die Dämpfungswirkung der Dämpfungsvorrichtung auf den Kolben abhängig von einer Auslenklänge des Kolbens relativ zum Gehäuse ist. Die Erfindung betrifft auch einen Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer Zugmittelspannvorrichtung, die entsprechend ausgebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Zugmittelspannvorrichtung eines Zugmitteltriebes einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Spanner, der einen aus einem Gehäuse herausbewegbaren Kolben aufweist und mit einem das Zugmittel führenden Auslenkmittel, das mit einem gehäusefernen Ende des Kolbens in Anlage bringbar ist, wobei eine eine Dämpfung des Kolbens bei dessen Wiedereinfahren in das Gehäuse bewirkende Dämpfungsvorrichtung am Kolben angreifend ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft auch einen Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer entsprechend ausgebildeten Zugmittelspannvorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind Zugmittelspannvorrichtungen, nämlich für endlose Zugmittel wie Riemen oder Ketten, bekannt. So offenbart die DE 10 2006 024 426 A1 einen Kettenspanner mit einem zweiteiligen Einschraubgehäuse. Diese Druckschrift offenbart einen Einschraubkettenspanner mit einem Einschraubgehäuse und einem im Einschraubgehäuse verschiebbar angeordneten Spannkolben, wobei das Einschraubgehäuse einen Flanschkopf und eine daran angeordnete Einschraubhülse umfasst. Der Flanschkopf und die Einschraubhülse sind zwei getrennt voneinander gefertigte und anschließend ineinandergefügte Bauteile. Diese Druckschrift offenbart des Weiteren die Geeignetheit für eine Produktserie, bestehend aus mindestens zwei derartigen Kettenspannern und auch ein Verfahren zum Herstellen mehrerer Einschraubkettenspanner.
Benachbarter Stand der Technik ist auch aus der DE 693 20 392 T2 bekannt, die einen Riemenspanner und ein Getriebe mit einem derartigen Spanner offenbart. Dabei wird auch eine Feder verwendet, die außerhalb eines einen Kolben aufnehmenden Gehäuses angeordnet ist.
Auch die DE 202 02 665 U1 offenbart eine Zugmittelspannvorrichtung, nämlich einen Kettenspanner mit einer Entlüftungseinrichtung. Dabei wird zum Spannen von endlosen Übertragungsmitteln wie Ketten oder Riemen, eine Vorrichtung mit einer Druckkammer zur Druckbeaufschlagung eines auf das Übertragungsmittel einwirkendes Spannmittels mit einem Spanndruck, mit einem Versorgungsanschluss, der mit einem Versorgungsdruck beaufschlagt ist, und mit einer von einer Schließ- in eine Offenstellung überführbare Entlüftungseinrichtung zum Entlüften der Druckkammer, wobei die Entlüftungseinrichtung bei einem vorbestimmten Versorgungsdruck in die Offenstellung überführbar ausgestaltet ist. Ein Ausfahren eines Spannkolbens ist dabei hervorrufbar.
Auch die DE 22 55 301 offenbart Zugmittelspannvorrichtungen, insbesondere einstellbare Spanner, die auf die vorspannende Wirkung von Federn zurückgreifen.
Da sich Zugmittel im Betrieb, insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, wie sie Lkws und Pkws verwenden längen, muss diese Längung ausgeglichen werden. Bis zum Lebensdauerende von Endloszugmitteln ist eine Längung von bis zu 1% feststellbar. Dadurch verstärken sich Schwin gungen im Gesamtsystem, indem das Zugmittel verbaut ist. Es werden daher entsprechende Dämpfungsvorrichtungen in Zugmittelspannvorrichtungen verwendet. Bei hydraulischen Kettenspannern wird beispielsweise die Dämpfung durch das in einem Leckspalt vorhandene Öl realisiert.
Allerdings ist für ein gelängtes Zugmittel, insbesondere eine Kette, die Systemgeometrie anders als im ungelängten Zustand. Die Zugmittelsteifigkeit, also bspw. die Kettensteifigkeit ändert sich. Ein hydraulischer Spanner mit einer festgelegten Leckspaltlänge ist daher nur für eine bestimmte Zugmittellänge optimal ausgelegt und wird durch die immer im Laufe des Betriebs auftretende Längung des Zugmittels negativ beeinflusst.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung dem Längen eines Zugmittels derart Rechnung zu zollen, dass der Spanner bei Längung des Zugmittels steifer wird und somit die Gesamtsteifigkeit des Systems gleichgehalten ist. Dem veränderten Systemverhalten des gelängten Zugmittels ist somit Rechnung zu tragen. Die Vorspannungsabnahme im Gesamtsystem soll ausgeglichen werden.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird gattungsgemäß im Sinne der Erfindung dadurch gelöst, dass die Dämpfungsvorrichtung so ausgebildet ist, dass die Dämpfungswirkung der Dämpfungsvorrichtung auf dem Kolben abhängig von einer Auslenklänge des Kolbens relativ zum Gehäuse ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch einen Zugmitteltrieb gelöst, der eine entsprechende Zugmittelspannvorrichtung aufweist.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn zwischen einer Umfangsfläche des Kolbens und dem Gehäuse ein als Dämpfungsvorrichtung fungierender Leckspalt mit einer Leckspaltlänge ausgebildet ist und zwischen dem Gehäuse und dem Kolben eine Hydraulikflüssigkeit, wie Öl, vorhanden ist. Auf diese Weise wird das in dem Leckspalt verdrängte Öl als Dämpfer genutzt. Es kann auf bereits vorhandene Ölzuführeinrichtungen und Ölabführeinrichtungen zurückgegriffen werden, wodurch sich die Auslegung der Zugmittelspannvorrichtung vereinfacht und die Kosten gesenkt werden können.
Es ist ferner von Vorteil, wenn die Leckspaltlänge abhängig von der Auslenklänge des Kolbens aus dem Gehäuse heraus ist. Mit zunehmendem Kolbenhub wird die Leckspaltlänge dann größer, was zu einer besseren Dämpfung führt.
Um besonders einfach eine Dämpfungsanpassung zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Kolben eine gestufte Umfangsfläche aufweist.
Wenn das gehäuseferne Ende des Kolbens einen kleineren Durchmesser als ein daran angrenzender Bereich des Kolbens aufweist, so gerät ein immer größerer Bereich des Kolbens nahe an einen gegengleich ausgeformten Gehäusebereich, wodurch die Leckspaltlänge sich beim Ausfahren des Kolbens vergrößert. Die Anfertigung von Stufen auf dem Außenumfang des Kolbens lässt sich mittels einfacher spanender und/oder spanloser Fertigungsverfahren, wie bspw. Fräsen und Läppen erreichen.
Um auf schwere und aufwändige Hydraulikanordnungen verzichten zu können, ist es von Vorteil, wenn am Kolben eine Feder mit variabler Steifigkeit angreift, derart, dass die Steifigkeit mit zunehmender Auslenklänge des Kolbens zunimmt oder abnimmt. Die Feder ist aber auch unterstützend in einer hydraulisch wirkenden, als Spanner ausgebildeten Einrichtung einsetzbar.
Wenn die Feder als Zug- oder Druckfeder ausgebildet ist, so kann auf besonders kostengünstige und erprobte Bauteile zurückgegriffen werden.
Wenn einzelne Komponenten so miteinander in Kontakt stehen, dass die Gesamtsteifigkeit des Zugmitteltriebes bei sich ändernder Dämpfung der Zugmittelspannvorrichtung zunimmt, so wird ein besonders gleichmäßiger Lauf des Zugmittels über die gesamte Lebensdauer hinweg erreicht.
Um auf kostengünstige Zugmittel zurückgreifen zu können, ist es von Vorteil, wenn das Zugmittel als Riemen oder Kette ausgebildet ist. Insbesondere Lamellenketten oder profiliert ausgestaltete Riemen haben sich als besonders durchrutschsicher erwiesen.
Die Erfindung wird auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zugmittelspannvorrichtung im Einsatz mit einem neuen, d. h. noch ungelängten Zugmittel und
2 die Zugmittelspannvorrichtung aus 1 bei gelängtem Zugmittel, bei der ein Kolben des Spanners weiter als im in 1 gezeigten Zustand ausgefahren ist.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Für die gleichen Elemente werden dieselben Bezugszeichen verwendet.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Zugmittelspannvorrichtung 1 dargestellt. Die Zugmittelspannvorrichtung 1 ist Teil eines Zugmitteltriebes, der in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges eingesetzt ist.
Dabei weist die Zugmittelspannvorrichtung 1 einen Spanner 2 auf, der hydraulisch funktioniert. Zu diesem Zweck weist der Spanner 2 ein Gehäuse 3 auf, in dem ein Kolben 4 bewegbar angeordnet ist. Zwischen einem Gehäusegrund 5 und einem gehäuseseitigen Ende 6 des Kolbens ist eine Hydraulikflüssigkeit 7, nämlich Öl, in einem Raum 8 vorhanden. Das Öl wird über einen Zufluss 9 dem Raum 8 zugeführt. Dabei wird der Zufluss durch ein federbelastetes Ventil 10 verschließbar angesteuert.
Das Gehäuse 3 weist auf einer zuflussfernen Seite 11 eine Verdickung 12 auf. Ein Abschnitt des Gehäuses 3 ragt dabei weiter in das Innere des Gehäuses 3 hinein. Der Kolben 4 seinerseits weist eine Stufe 13 auf.
Auf der dem Gehäusegrund 5 zugewandten Seite der Stufe 13 weist der Kolben einen ersten Durchmesser D1 auf. Auf der dem Gehäusegrund 5 gegenüberliegenden Seite der Stufe 13 weist der Kolben einen Durchmesser D2 auf. Der Durchmesser D1 ist dabei größer als der Durchmesser D2. D1 ist dabei zwischen 0,5 und 20% größer als D2, vorzugsweise 5%.
Zwischen der Verdickung 12 des Gehäuses 3 und dem den größeren Durchmesser aufweisenden Bereich des Kolbens 4 ist ein Leckspalt 14 vorgesehen, der eine Länge L1 aufweist.
Fährt der Kolben 4 weiter aus dem Gehäuse 3 aus, also entfernt er sich von dem Gehäusegrund 5, wie in 2 dargestellt, so wird der Leckspalt 14 länger und weist eine Länge L2 auf. Dies liegt daran, dass nun ein größerer Bereich des Kolbens 4 mit dem größeren der beiden Durchmesser, also mit D1, in unmittelbarer Nähe zur Verdickung 12, den Leckspalt bildend benachbart ist.
Ein dem Ende 6 des Kolbens 4 gegenüberliegendes Ende 15 des Kolbens 4 liegt in Anlage mit einem Auslenkmittel 16. Das Auslenkmittel 16 ist als Spannschiene ausgebildet, welche um einen gehäusefernen Drehpunkt 17 drehbar gelagert ist. Das Auslenkmittel 16, das als Spannschiene ausgebildet ist, weist eine Oberfläche auf, die besonders reibungsarm ausgebildet ist. Diese reibungsarme Fläche ist zumindest auf jener mit einem Zugmittel 18 zugewandten Seite der Spannschiene angebracht und vorzugsweise aufclipsbar.
Das Zugmittel 18 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kette ausgebildet, ist jedoch auch als Riemen ausbildbar. Bei einer Verwendung eines Riemens als Zugmittel 18 ist das Auslenkmittel 16 allerdings als Rolle ausgebildet.
In 2 ist das Zugmittel 18 im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten Neuzustand des Zugmittels 18 bereits gelängt, wodurch sich die Steifigkeit des Gesamtsystems verringert hätte, wäre nicht der Kolben 4 weiter aus dem Gehäuse 3 vom Gehäusegrund 5 weg herausgefahren und hätte nicht die Spannschiene stärker auf das Zugmittel 18 aufgedrückt, wodurch die Steifigkeit des Gesamtsystems gleichgeblieben ist.
Anstelle des hydraulischen Spanners 2 lassen sich auch federnutzende Spanner verwenden oder Federn zusätzlich zu einem hydraulischen Spanner 2 einsetzen. Es besteht die Möglichkeit über eine Feder einen ähnlichen Effekt hervorzurufen. Entweder wird nämlich über eine Zugfeder mit variabler Steifigkeit oder eine Druckfeder mit variabler Steifigkeit derselbe Effekt erreicht. Unter dem Begriff „variable Steifigkeit” wird hier eine Federsteifigkeit verstanden, die mit zunehmendem Kolbenweg, also zunehmender Auslenklänge zunimmt. Damit wird erreicht, dass die Feder erst bei größerem Weg aktiviert wird.
Das dynamische Verhalten ist auch bei solchen Ausführungsformen abhängig von der Zugmittellängung, also bspw. einer Kettenlängung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006024426 A1 [0003]
- DE 69320392 T2 [0004]
- DE 20202665 U1 [0005]
- DE 2255301 [0006]

Claims

Zugmittelspannvorrichtung (1) eines Zugmitteltriebes einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Spanner (2), der einen aus einem Gehäuse (3) herausbewegbaren Kolben (4) aufweist und mit einem ein Zugmittel (18) führenden Auslenkmittel (16), das mit einem gehäusefernen Ende (15) des Kolbens (4) in Anlage bringbar ist, wobei eine eine Dämpfung des Kolbens (4) bei dessen Wiedereinfahren in das Gehäuse (3) bewirkende Dämpfungsvorrichtung am Kolben (4) angreifend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsvorrichtung so ausgebildet ist, dass die Dämpfungswirkung der Dämpfungsvorrichtung auf den Kolben (4) abhängig von einer Auslenklänge (L2) des Kolbens (4) relativ zum Gehäuse (3) ist.
Zugmittelspannvorrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Umfangsfläche des Kolbens (4) und dem Gehäuse (3) ein als Dämpfungsvorrichtung fungierender Leckspalt (14) mit einer Leckspaltlänge (L1) ausgebildet ist und zwischen dem Gehäuse (3) und dem Kolben (4) eine Hydraulikflüssigkeit (7), wie Öl, vorhanden ist.
Zugmittelspannvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckspaltlänge (L1) abhängig von der Auslenklänge (L2) des Kolbens (4) aus dem Gehäuse (3) heraus ist.
Zugmittelspannvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) eine gestufte Umfangsfläche aufweist.
Zugmittelspannvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das gehäuseferne Ende (15) des Kolbens (4) einen kleineren Durchmesser (D2) als ein daran angrenzender Bereich des Kolbens (4) aufweist.
Zugmittelspannvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Kolben (4) eine Feder mit variabler Steifigkeit angreift, derart, dass die Steifigkeit mit zunehmender Auslenklänge (L2) zunimmt oder abnimmt.
Zugmittelspannvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als Zug- oder Druckfeder ausgebildet ist.
Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Zugmittelspannvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Komponenten so miteinander in Kontakt stehen, dass die Gesamtsteifigkeit des Zugmitteltriebes bei sich ändernder Dämpfung der Zugmittelspannvorrichtung (1) zunimmt.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (18) als Riemen oder Kette ausgebildet ist.