DE102010032630A1

DE102010032630A1 - Zugmitteltrieb mit einer Spannvorrichtung in deren Spannkolben eine Pufferkapsel angeordnet ist

Info

Publication number: DE102010032630A1
Application number: DE201010032630
Authority: DE
Inventors: Christopher Krawietz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zugmitteltrieb mit einer Spannvorrichtung (1), die ein Gehäuse (2) aufweist, in der ein Spannkolben (5) mittels einer ersten Druckfeder (6) so ausfahrbar gelagert ist, dass er in Anlage mit einer Spannschiene ein über die Spannschiene geführtes Zugmittel auslenkt, wobei zwischen dem Gehäuse (2) und der Oberfläche des Spannkolbens (5) eine Rastiervorrichtung (8) ausgebildet ist, die ein Wiedereinfahren des Spannkolbens (5) in das Gehäuse (2) verhindert, wobei an der Spannschiene (5) zugewandten Ende des Spannkolbens eine fluidenthaltende Pufferkapsel (5) angeordnet ist, die zumindest indirekt in Anlage mit der Spannschiene bringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zugmitteltrieb mit einer Spannvorrichtung), die ein Gehäuse aufweist, in der ein Spannkolben mittels einer ersten Druckfeder so ausfahrbar gelagert ist, dass der Spannkolben ein in Anlage mit einer Spannschiene befindliches und von der Spannscheine geführtes Zugmittel auslenkt, wobei zwischen dem Gehäuse und der Oberfläche des Spannkolbens eine Rastiervorrichtung ausgebildet ist, die ein Wiedereinfahren des Spannkolbens in das Gehäuse verhindert.
Zugmitteltriebe werden an Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt, insbesondere zur kraftübertragenden Verbindung von Kurbelwellen, Nockenwellen und/oder Nebenaggregatwellen.
Solche Zugmitteltriebe finden in Kraftfahrzeugen, wie Pkws oder Lkws ihren Einsatz. Allerdings finden Zugmitteltriebe auch in Wasser-, luft- oder anderen landgebundenen Fahrzeugen Einsatz. Auch in Krafträdern finden solche Zugmitteltriebe Einsatz.
Zugmitteltriebe müssen im Laufe der Zeit nachgespannt werden, um die verschleißbedingte Längung des Zugmittels auszugleichen. Ein solcher Ausgleich ist notwendig, damit keine relative Verschiebung zwischen den Wellen stattfindet, da ein solches sogar zu einem Totalausfall der Verbrennungskraftmaschine oder der Nebenaggregate führen kann.
Zu dem Zweck werden in Zugmitteltrieben Spannvorrichtungen eingesetzt, die entweder hydraulisch oder mechanisch arbeiten. Häufig werden hydraulische Spannvorrichtungen eingesetzt, die dann bei Kettentrieben oder Riementrieben zum Einsatz kommen. Insbesondere bei Kettentrieben haben sich hydraulische Spannvorrichtungen durchgesetzt.
Allerdings weisen diese hydraulischen Spannvorrichtungen den Nachteil auf, dass auf eine Fremdölversorgung zurückgegriffen werden muss. Die Zufuhr von Motoröl wird erst über einen Leistungsabzug von der Verbrennungskraftmaschine zum zielgerichteten Antreiben einer Ölpumpe/Förderpumpe möglich, wobei die Ölpumpe dabei in einem entsprechenden Ölkreislauf eingebunden sein muss. Dadurch geht jedoch ein Teil der von der Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung gestellten Leistung an die Förderpumpe verloren, was in einem Mehrverbrauch an Treibstoff resultiert. Dies gilt es jedoch zu vermeiden.
Aus diesem Grund wird auf mechanische Spannvorrichtungen, wie etwa aus der EP 0869298 B1 bekannt, zurückgegriffen. Dort werden nach dem Dreh- bzw. Schraubprinzip arbeitende Schraubtriebspanner eingesetzt. Allerdings ist hier ein hoher Bauteilaufwand zu beklagen, der sich insbesondere in einer Präzisionsfertigung der einzelnen Bauteile zeigt. Auch weisen bestehende Schraubtriebspanner den Nachteil auf, keine Dämpfungseigenschaften zur Verfügung zu stellen. Solche Dämpfungseigenschaften sind jedoch von großem Vorteil, um während des Betriebs des Zugmitteltriebes auftretende Schläge kurzzeitig abpuffern zu können. Diese kurzzeitige Dämpfung verhindert nämlich einen übermäßigen Verschleiß des Zugmitteltriebes und der darin eingesetzten Spannvorrichtung.
Auch mechanische Sperrklinkenspannvorrichtungen, wie sie etwa aus der EP 0409460 B1 bekannt sind, weisen den Nachteil mangelnder Dämpfung auf. Auch haben solche Spannvorrichtungen den zusätzlichen Nachteil, dass sie in der Regel nur eine stufenweise Nachstellung zulassen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, kostengünstige Zugmitteltriebe zur Verfügung zu stellen, die keinen Mehrverbrauch an Treibstoff hervorrufen, jedoch auch eine gewisse Dämpfung von Lastspitzen, insbesondere von dynamischen Lastspitzen, zur Verfügung stellen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an einem der Spannschiene zugewandten Ende des Spannkolbens eine fluidenthaltende Pufferkapsel angeordnet ist, die zumindest indirekt in Anlage mit der Spannschiene bringbar ist.
Durch diese Ausgestaltung wird auch der Einsatz von kostengünstigen, idealstarren Gleitschienen ermöglicht. Die Spannvorrichtung ist unabhängig vom Ölkreislauf der Verbrennungskraftmaschine. Eine Nachstellfunktion, die zum Ausgleich einer verschleißbedingten Längung des Zugmittels notwendig ist, übernimmt eine mechanische Rastiervorrichtung. Eine Abdichtung des sich hochfrequent bewegenden Spannkolbens entfällt dabei.
Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn die Pufferkapsel in den Spannkolben eingepresst oder eingeschraubt ist und auf der Spannschienenseite von einer Deckkappe abgedeckt ist. Die Deckkappe umschließt die auch als Hydraulikkapsel bezeichnete Pufferkapsel und umschließt auch einen Teil des Spannkolbens, welcher eben auch als Rastkolben bezeichnet werden kann. Die Deckkappe dient als Kontaktpartner für die Spannschiene. Eine gegen Verschmutzung gesicherte Ausgestaltung ist dann die Folge, wobei eine erhöhte reibbedingte Materialabnutzung der Pufferkapsel ebenfalls vermieden wird.
Es ist auch von Vorteil, wenn die Deckkappe den Spannkolben zumindest abschnittsweise umgreift, da dann ein kompakter Zusammenschluss der Baugruppe bestehend aus Spannvorrichtung, Pufferkapsel und Deckkappe erreicht wird.
Als besonders vorteilhaft für die Lebensdauer hat es sich auch herausgestellt, wenn in der Pufferkapsel ein Fluid, wie Öl, enthalten ist, dessen Flussrichtung durch ein im Inneren der Pufferkapsel angeordnetes Plattenrückschlagventil bestimmt ist. Ein Plattenrückschlagventil ist besonders ausfallsicher und kann in effizienter Weise die Flussrichtung regeln.
Der Durchfluss ist besonders optimal, wenn das Plattenrückschlagventil eine zentrische Öffnung aufweist.
Um eine Ausdehnbarkeit der Pufferkapsel und auch eine gewisse Kompressibilität zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Pufferkapsel aus einem Polymer aufgebaut ist. Solche Werkstoffe sind auch besonders kostengünstig verbaubar.
Wenn das Plattenrückschlagventil das Innere der Pufferkapsel in eine Reservoirkammer und eine Druckkammer unterteilt, so kann sich die dem Spannkolben zugewandte Kammer, also die Reservoirkammer, unter Druck ausdehnen. Das zwischen der Pufferkapsel und dem Spannkolben vorhandene Medium wirkt dabei dämpfend. Dieses Medium kann kompressibel oder inkompressibel sein. Es ist möglich in einem Kontaktbereich zwischen der Pufferkapsel und dem Spannkolben eine Abdichtung vorzusehen.
Um eine besonders gute Dämpfung zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn in der Druckkammer eine zweite Druckfeder so angeordnet ist, dass sie eine der Spannschiene zugewandte Wandung der Pufferkapsel nach außen drückt.
Auch ist es von Vorteil, wenn auf der Außenseite des Spannkolbens die Zähne aufweisende Rastiervorrichtung vorgehalten ist, die in Formschluss mit einem Rastring gelangt, um ein ungehemmtes Wiedereinfahren des Spannkolbens zu verhindern. Eine einfache Wiedereinfahrverhinderung wird dadurch realisiert.
Wenn der Rastring in einer umlaufenden Innennut des Gehäuses angeordnet ist und die Länge L_N der Innennut größer als die Länge L_R des Rastrings ist, so ist zumindest ein geringes Wiedereinfahren des Spannkolbens möglich, wodurch die Belastungen auf die Rastiervorrichtung minimierbar ist. Dies liegt daran, dass die erste Druckfeder dann einen Teil der Last aufnimmt, bevor die Rastiervorrichtung stark belastet ist.
Die Erfindung wird auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung dient lediglich dem Verständnis der Erfindung und ist nur schematischer Natur.
In der einzigen Figur der Zeichnung, nämlich der 1 ist ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Zugmitteltriebes dargestellt. Der erfindungsgemäße Zugmitteltrieb weist eine mechanische Spannvorrichtung 1 auf.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 ist mit einem Befestigungsabschnitt 3 verbrennungskraftmaschinenfest anbringbar.
Das Gehäuse 2 weist einen Hohlraum 4 auf. Der Hohlraum 4 ist auf einer Seite von außen zugänglich. Auf dieser Seite ist ein Spannkolben 5 in das Gehäuse 2 und zwar in den Hohlraum 4 eingesetzt. Der Spannkolben 5 ist durch eine ebenfalls im Hohlraum 4 eingesetzte Druckfeder 6 aus dem Hohlraum 4 in Richtung einer nicht dargestellten Spannschiene ausfahrbar. Die Druckfeder 6 stützt sich dabei einerseits an einem ersten spannschienenfernen Ende 7 des Spannkolbens 5 und andererseits an dem Gehäuse 2 ab.
Der Spannkolben 5 weist auf seiner Außenseite zumindest abschnittsweise eine Rastiervorrichtung 8 auf. Die Rastiervorrichtung 8 weist auf der Spannkolbenseite sägezahnartige Vorsprünge 9 auf, die auch als Zähne 10 bezeichnet werden. Diese Zähne 10 der Rastiervorrichtung können in Formschluss mit einem Rastring 11 der Rastiervorrichtung 8 geraten. Der Rastring 11 seinerseits ist in einer Ausnehmung 12 auf der Innenseite des Hohlraums 4 im Gehäuse aufgenommen. Die Ausnehmung 12 ist als Innennut 13 ausgebildet.
Die Länge L_R des Rastrings ist kleiner, ungefähr dreimal kleiner, als die Länge L_N der Innennut 13.
Der Spannkolben 5 weist eine Öffnung 14 auf, derart, dass in die von der Spannschienenseite her zugänglichen Öffnung 14 eine Pufferkapsel 15 eingesetzt ist. Die Pufferkapsel 15 ist entweder in die Innenwandung des Spannkolbens 5 eingeschraubt oder mittels einer Presspassung eingepresst. Ein Sicherungsring zwischen der Pufferkapsel 15 und dem Spannkolben 5 kann vorgesehen sein und ist in der 1 mit dem Bezugszeichen 16 versehen.
Die Pufferkapsel 15 ist aus einem Polymerwerkstoff aufgebaut, so dass die Wandung der Pufferkappel 15 in begrenztem Maße verformbar ist. Das Innere 17 der Pufferkapsel 15 ist gegen die Umgebung komplett abgedichtet. Zu diesem Zweck ist das Innere 17 der Pufferkapsel 15 komplett von der Wandung 18 der Pufferkapsel umgeben. Im inneren 17 der Pufferkapsel 15 ist eine Aufnahmevorrichtung 19 für ein Rückschlagventil, insbesondere ein Plattenrückschlagventil 20 vorgesehen. In diese Aufnahmevorrichtung 19, die nach innen ragende Vorsprünge sein können, ist das Plattenrückschlagventil 20 eingesetzt. Das Plattenrückschlagventil 20 kann in der Mitte eine Bohrung aufweisen, um als Drossel zu wirken. Durch die geeignete Wahl der Bohrung kann die Dämpfung eingestellt werden.
Durch das Plattenrückschlagventil wird das Innere 17 der Pufferkapsel 15 in zwei Räume, nämlich in eine Reservoirkammer 21 und eine Druckkammer 22 unterteilt. In der Druckkammer 22 ist eine zweite Druckfeder 23 angeordnet. Diese zweite Druckfeder 23 stützt sich an der Aufnahmevorrichtung 19 einerseits und der der Spannschiene zugewandten Wandung 18 andererseits ab.
Zwischen der Wandung 18 und der nicht dargestellten Spannschiene ist eine Deckkappe 24 vorhanden. Diese Deckkappe 24 umgibt sowohl den Spannkolben 5 als auch die Pufferkapsel 15 zumindest abschnittsweise.
In der Reservoirkammer 21 und der Druckkammer 22 ist Öl vorhanden.
Stöße, die von dem Zugmittel auf die Spannschiene übertragen werden, werden dann mittels der Deckkappe 24 auf die Pufferkapsel 15 übertragen, weil dann das Öl in der Druckkammer 22 und der Reservoirkammer 21 dämpfend wirkt. Dynamische Lastspitzen des Zugmittels lassen sich dadurch abbauen.
Bezugszeichenliste

1: Spannvorrichtung
2: Gehäuse
3: Befestigungsabschnitt
4: Hohlraum
5: Spannkolben
6: Erste Druckfeder
7: Erstes Ende
8: Rastiervorrichtung
9: Vorsprung
10: Zahn
11: Rastring
12: Ausnehmung
13: Innennut
14: Öffnung
15: Pufferkapsel
16: Sicherungsring
17: Inneres
18: Wandung
19: Aufnahmevorrichtung
20: Plattenrückschlagventil
21: Reservoirkammer
22: Druckkammer
23: Zweite Druckfeder
24: Deckkappe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0869298 B1 [0007]
EP 0409460 B1 [0008]

Claims

Zugmitteltrieb mit einer Spannvorrichtung (1), die ein Gehäuse (2) aufweist, in der ein Spannkolben (5) mittels einer ersten Druckfeder (6) so ausfahrbar gelagert ist, dass der Spannkolben ein in Anlage mit einer Spannschiene befindliches und von der Spannschiene geführtes Zugmittel auslenkt, wobei zwischen dem Gehäuse (2) und der Oberfläche des Spannkolbens (5) eine Rastiervorrichtung (8) ausgebildet ist, die ein Wiedereinfahren des Spannkolbens (5) in das Gehäuse (2) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der Spannschiene (5) zugewandten Ende des Spannkolbens eine fluidenthaltende Pufferkapsel (5) angeordnet ist, die zumindest indirekt in Anlage mit der Spannschiene bringbar ist.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pufferkapsel (15) in den Spannkolben (5) eingepresst oder eingeschraubt ist und von einer Deckkappe (24) auf der Spannschienenseite abgedeckt ist.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckkappe (24) den Spannkolben (5) zumindest abschnittsweise umgreift.
Zugmitteltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pufferkapsel (15) ein Fluid, wie Öl, enthalten ist, dessen Flussrichtung durch ein im Inneren (17) der Pufferkapsel (15) angeordnetes Plattenrückschlagventil (20) bestimmt ist.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenrückschlagventil (20) eine zentrische Öffnung aufweist.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pufferkapsel (15) aus einem Polymer aufgebaut ist.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenrückschlagventil (20) das Innere (17) der Pufferkapsel (15) in eine Reservoirkammer (21) und eine Druckkammer (22) unterteilt.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckkammer (22) eine zweite Druckfeder (23) so angeordnet ist, dass sie eine der Spannschiene zugewandte Wandung (18) der Pufferkapsel (15) nach außen drückt.
Zugmitteltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite des Spannkolbens (5) die Zähne (10) aufweisende Rastiervorrichtung (8) vorgehalten ist, die in Formschluss mit einem Rastring (11) gelangt, um ein ungehemmtes Wiedereinfahren des Spannkolbens (5) zu verhindern.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastring (11) in einer umlaufenden Innennut (13) des Gehäuses (2) angeordnet ist und die Länge LN der Innennut (13) größer als die Länge LR des Rastrings (11) ist.