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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes einer Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Die
DE 10 2005 039 740 A1 offenbart ein hydraulisches Spannsystem für ein insbesondere als Kette ausgebildetes Zugmittel eines Zugmitteltriebs einer Brennkraftmaschine, das ortsfest an einer Brennkraftmaschine befestigtes, einen Zylinder bildendes Gehäuses einschließt, in dem ein von einem Federmittel und einem Hydraulikfluid beaufschlagbarer Kolben geführt ist, der mittelbar oder unmittelbar mit einer an einem Zugmittel geführten Spannschiene zusammenwirkt. Das Hydraulikfluid tritt über eine Zuführöffnung in das Gehäuse ein. Von dem Gehäuse ausgehend wird eine Teilmenge des Hydraulikfluids dem Zugmittel zugeführt. Es ist vorgesehen, dass in einem Betriebszustand einer Brennkraftmaschine das Hydraulikfluid mittels einer als Drossel ausgeführten Zuführöffnung in einen Vorratsraum des Gehäuses gelangt und eine Teilmenge des Fluids über eine Spritzdüse, ausgeführt als eine Öffnung in einer Wandung des Gehäuses, dem Zugmittel zuströmt.
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Es hat sich gezeigt, dass es in bestimmten Betriebszuständen zu Situationen kommen kann, in denen ein Spannen des Zugmittels durch die Spannvorrichtung nicht auf gewünschte Weise gegeben ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebs einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welches ein verbessertes Spannen des Zugmittels gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch eine Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebs einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Eine solche Spannvorrichtung für ein Zugmittel, insbesondere eine Kette, eines Zugmitteltriebs, insbesondere eines Kettentriebs, einer Verbrennungskraftmaschine umfasst ein erstes Gehäuseteil, welches eine Aufnahme aufweist, in der ein zweites Gehäuseteil der Spannvorrichtung aufgenommen ist. Durch das zweite Gehäuseteil ist zumindest bereichsweise eine Kammer, insbesondere ein Zylinder, und insbesondere ein zumindest im Wesentlichen gerader Kreiszylinder, begrenzt, wobei in der Kammer ein Kolben in axialer Richtung der Kammer bewegbar aufgenommen ist.
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Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Fixierelement vorgesehen, mittels welchem die Gehäuseteile relativ zueinander in axialer Richtung kraftschlüssig fixiert sind. Das Fixierelement ist beispielsweise als eine einen Schraubenkopf und einen Schraubenschaft mit einem Gewinde aufweisende Schraube ausgebildet, mittels welcher die Gehäuseteile zur gegenseitigen Fixierung miteinander insbesondere in axialer Richtung der Schraube verspannt sind. Die Schraube ist dabei beispielsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kammer verlaufend angeordnet und über ihr insbesondere als Außengewinde ausgebildetes Gewinde und ein dazu korrespondierendes und insbesondere als Innengewinde ausgebildete Gewinde des ersten Gehäuseteils in dieses ein – und damit mit dem ersten Gehäuseteil verschraubt. Dabei ist vorgesehen, dass das zweite Gehäuseteil zum gegenseitigen Fixieren der Gehäuseteile in axialer Richtung der Kammer an dem Schraubenkopf abgestützt ist. Diese Abstützung ist dabei einenends des zweiten Gehäuseteils vorgesehen, während das zweite Gehäuseteil andernends in axialer Richtung der Kammer an dem ersten Gehäuseteil abgestützt ist.
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Durch diese gegenseitige Fixierung können sich die Gehäuseteile insbesondere in axialer Richtung der Kammer nicht relativ zueinander bewegen, wodurch sich insbesondere das zweite Gehäuseteil in axialer Richtung der Kammer nicht aus der Aufnahme, welche beispielsweise als Zylinder und insbesondere als gerade Kreiszylinder ausgebildet ist, des ersten Gehäuseteils hinausbewegen kann. Dadurch ist ein Verlust oder eine Reduzierung einer Spannung des Zugmittels vermieden. Mit anderen Worten ist mittels der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung zumindest nahezu in allen Betriebspunkten der Verbrennungskraftmaschine ein gewünschtes und vorteilhaftes Spannen des Zugmittels gewährleistet.
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Das Zugmittel ist beispielsweise als Kette oder als Riemen ausgebildet und dient dazu, eine Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle zu verbinden, so dass die Nockenwelle von der Kurbelwelle über jeweilige mit der Kurbelwelle bzw. der Nockenwelle drehfest verbundene Zugtriebsräder antreibbar ist. Dabei umschlingt das Zugmittel die jeweiligen Zugtriebsräder.
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Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung besonders zeit- und kostengünstig herstellbar, da das zweite Gehäuseteil auf einfache und damit kosten- und zeitgünstige Weise in der Aufnahme angeordnet und in dieser relativ zu dem ersten Gehäuseteil auf kosten- und zeitgünstige Art und Weise mittels der Schraube fixiert werden kann. Ferner handelt es sich dabei um eine reversibel lösbare Fixierung. Durch einfaches Demontieren der Schraube kann das zweite Gehäuseteil einfach und unkompliziert aus der Aufnahme des ersten Gehäuseteils hinausbewegt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Vorderansicht einer Spannvorrichtung für einen Kettentrieb einer Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher eine Kette des Kettentriebs gespannt wird, wobei die Spannvorrichtung zwei Gehäuseteile umfasst, die mittels einer Schraube kraftschlüssig axial gegenseitig fixiert sind;
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2 eine schematische Seitenansicht der Spannvorrichtung gemäß 1;
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3 eine schematische Perspektivansicht der Spannvorrichtung gemäß den 1 und 2; und
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4 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht entlang einer in der 1 dargestellten Schnittlinie A-A der Spannvorrichtung gemäß den 1 bis 3.
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Die 1 bis 4 zeigen eine Spannvorrichtung 10 für eine Kette eines Kettentriebs einer insbesondere als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine. Die Spannvorrichtung 10, welche auch als Kettenspanner bezeichnet wird, dient dabei dazu, die Kette unter einer gewünschten Spannung zu halten, so dass diese ihren erwünschten Zweck erfüllt. Die Kette hat die Aufgabe, eine Kurbelwelle der Hubkolbenmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle derselbigen zu verbinden, so dass die Nockenwelle von der Kurbelwelle angetrieben werden kann. Die Kette dient dazu, eine Drehung der sich um eine Drehachse drehenden Kurbelwelle auf die Nockenwelle zu übertragen, so dass sich auch diese um eine Drehachse dreht und dadurch Gaswechselventile der Hubkolbenmaschine betätigen kann.
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Die Spannvorrichtung 10 umfasst ein erstes zumindest im Wesentlichen aus Aluminium, insbesondere einer Aluminiumlegierung, ausgebildetes Gehäuseteil 12, welches Befestigungsmittel in Form von Durchtrittsöffnungen 14 aufweist. Über die Durchtrittsöffnungen 14 kann die Spannvorrichtung 10 an der Hubkolbenmaschine, insbesondere an einem Zylinderkopf derselbigen, befestigt, beispielsweise fest geschraubt, werden.
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Das Gehäuseteil 12 weist eine Aufnahme 16 auf, welche zumindest im Wesentlichen als gerader Kreiszylinder ausgebildet ist. In der Aufnahme 16 ist ein weiteres zumindest im Wesentlichen aus Stahl, insbesondere einer Stahllegierung, ausgebildetes Gehäuseteil 18 der Spannvorrichtung 10 aufgenommen, wobei eine Außenkontur des Gehäuseteils 18 zumindest im Wesentlichen zu einer Innenkontur der Aufnahme 16 und damit zu der Zylinderform korrespondiert. Dadurch sind die Gehäuseteile 12 und 18 in radialer Richtung der Aufnahme 16 gemäß einem Richtungspfeil 20 gegenseitig fixiert.
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Durch das Gehäuseteil 18 ist eine Druckkammer 22 begrenzt, welcher zumindest im Wesentlichen als gerader Kreiszylinder ausgebildet ist. In der Druckkammer 22 ist ein zumindest im Wesentlichen aus Stahl, insbesondere einer Stahllegierung, ausgebildeter Kolben 24 aufgenommen, welcher in axialer Richtung der Druckkammer 22 gemäß einem Richtungspfeil 26 relativ zum Gehäuseteil 18 und dem Gehäuseteil 12 translatorisch bewegbar, insbesondere verschiebbar, ist. Eine Außenkontur des Kolbens korrespondiert dabei zumindest im Wesentlichen zu einer Innenkontur des Zylinders 22 und damit zu der Zylinderform.
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Die Druckkammer 22 ist über ein Rückschlagventil mit einem Ölkreislauf der Verbrennungskraftmaschine fluidisch zu verbinden, so dass der Druckkammer 22 über das Gehäuseteil 12 und das Gehäuseteil 18 eine Hydraulikflüssigkeit in Form von Öl der Verbrennungskraftmaschine zuzuführen ist. Dadurch ist die Druckkammer 22 mit dem Öl beaufschlagbar, wodurch das Öl den Kolben 24 in axialer Richtung mit einer Kraft beaufschlagen kann, die aus einem Druck des Öls resultiert und welche eine Bewegung des Kolbens 24 in axialer Richtung der Druckkammer 22 gemäß dem Richtungspfeil 26 in Richtung gemäß einem Richtungspfeil 28 bewirkt.
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So kann ein zumindest mittelbarer Kontakt des Kolbens mit einer Spannschiene gewährleistet werden, mittels welcher die Kette gespannt wird. Dazu wirkt der Kolben 24 über ein Übertragungsteil 30 mit der Spannschiene zusammen. Mit anderen Worten ist das Übertragungsteil 30 mit dem Kolben 24 verbunden und der Kolben 24 liegt unter Vermittlung des Übertragungsteils 30 an der Spannschiene an und wird durch das Öl in Richtung der Spannschiene mit Kraft beaufschlagt und somit gegen diese gedrückt.
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Ferner umfasst die Spannvorrichtung 10 ein Federelement in Form einer Schraubenfeder 32, welche einerseits zumindest mittelbar an dem Gehäuseteil 18 und andererseits mittelbar an dem relativ zu dem Gehäuseteil 18 bewegbaren Kolben 24 abgestützt ist. Der Kolben 24 ist mittels der Schraubenfeder 32 in axialer Richtung der Druckkammer 22 mit einer Kraft beaufschlagt, welche eine Bewegung des Kolbens in Richtung gemäß dem Richtungspfeil 28 bewirkt. Die Schraubenfeder 32 gewährleistet somit einen zumindest mittelbaren Kontakt des Kolbens 24 über das Übertragungsteil 30, wenn beispielsweise eine Versorgung der Druckkammer 22 mit dem Öl und damit eine Kraftbeaufschlagung des Kolbens 24 durch das Öl ausfällt oder Druck des Öls zu gering ist, um den Kolben 24 unter Vermittlung des Zwischenteils 30 an der Spannschiene zu halten.
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Damit das Öl von dem Gehäuseteil 12 zu dem Gehäuseteil 18 und die Druckkammer 24 strömen kann, ist zumindest eine so genannte Ölübergabestelle zwischen dem Gehäuseteil 12 und dem Gehäuseteil 18 vorgesehen, an welcher das Öl von dem Gehäuseteil 12 in das Gehäuseteil 18 bzw. die Druckkammer 22 überströmen kann.
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In bestimmten Betriebszuständen der Hubkolbenmaschine kann es vorkommen, dass eine aus dem auf eine Querschnittsfläche des Gehäuseteils 18 wirkenden Druck des Öls resultierende Kraft in axialer Richtung der Druckkammer 22 gemäß dem Richtungspfeil 26 vorliegt, welche größer ist als die mechanische Kraft, mit welcher der Kolben 24 durch die Schraubenfeder 22 beaufschlagt ist. So kann es in diesen bestimmten Betriebszuständen vorkommen, dass das Gehäuseteil 18 relativ zu dem Kolben 24 bewegt wird und das Gehäuseteil von einer durch eine Wandung des Gehäuseteils 12 bereitgestellten Abstützfläche 34 des Gehäuseteils 12 abhebt, falls keine entsprechende Gegenmaßnahme getroffen ist. Dies würde zumindest temporär die gewünschte Funktion der Spannvorrichtung 10 negativ beeinflussen, so dass die Kette nicht auf gewünschte Art und Weise gespannt wird.
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Eine solche negative Beeinträchtigung der Funktion der Spannvorrichtung 10 infolge des Abhebens des Gehäuseteils 18 von der Abstützfläche 34 ist nun durch eine Schraube 36 vermieden. Die Schraube 36 weist einen Schraubenkopf 38 und einen Schraubenschaft 40 mit einem Außengewinde 42 auf. Über das Außengewinde 42 und ein dazu. korrespondierendes Innengewinde des Gehäuseteils 12 ist die Schraube 36 in das Gehäuseteil 12 eingeschraubt und mit diesem verschraubt. Wie der 4 zu entnehmen ist, ist dabei der Schraubenkopf 38 über eine einenends des Gehäuseteils 18 angeordnete Abstützfläche 44 des Gehäuseteils 18 an diesem abgestützt. Dies bedeutet, dass das Gehäuseteil 18 einenends an dem Schraubenkopf 38 abgestützt ist. Andernends ist das Gehäuseteil 18 über die Abstützfläche 34 des Gehäuseteils 12 an diesem abgestützt. Wie der 4 zu entnehmen ist, ist dabei zwischen dem Schraubenkopf 38 und dem Gehäuseteil 12 in axialer Richtung der Schraube gemäß dem Richtungspfeil 26 ein Abstand 46 vorgesehen, so dass das Gehäuseteil 18 und das Gehäuseteil 12 in axialer Richtung der Schraube 36 bzw. der Druckkammer 22 gemäß dem Richtungspfeil 26 miteinander verspannt und dadurch gegenseitig fixiert sind.
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Die Schraube 36 weist dabei eine Mittelachse 50 auf, welche zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse 52 der Druckkammer 22 angeordnet ist. Damit verläuft die Schraube 36 zumindest im Wesentlichen parallel zur Druckkammer 22. Die Schraube kann auch zumindest im Wesentlichen koaxial zur Kammer, in welcher der Kolben bewegbar aufgenommen ist, verlaufen.
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So kann sich das Gehäuseteil 18 auch in den zuvor geschilderten Betriebszuständen nicht aus der Aufnahme 16 gemäß einem Richtungspfeil 28 relativ zu dem Gehäuseteil 12 bewegen, sondern verbleibt auch in axialer Richtung fixiert in der Aufnahme 16. Dadurch ist die gewünschte auslegungskonforme und hydraulische Funktion der Spannvorrichtung 10 zumindest nahezu mit allen Betriebszuständen der Hubkolbenmaschine gewährleistet. Dies geht damit einher, dass überhöhte Belastungen sowie unnötige Gelenkbewegungen der Kette bzw. von Bauteilen der Kette und damit einhergehende negative Auswirkungen auf eine Längung der Kette sowie auf einen unerwünscht hohen Verschleiß derselbigen zumindest im Wesentlichen vermieden sind.
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In der 3 ist ferner ein Sicherungselement 48 dargestellt, mittels welchem ein unerwünschtes Herausbewegen des Kolbens 24 aus der Aufnahme 16 gemäß dem Richtungspfeil 28 formschlüssig vermieden ist, so dass die Spannvorrichtung 10 auf einfache Art und Weise transportiert und verbaut werden kann. Ist die Spannvorrichtung 10 verbaut und befindet sich in ihrer Montageposition, so wird das Sicherungselement 48 entfernt, so dass die Spannvorrichtung 10 ihre Funktion erfüllen, die Spannschiene mittels des Kolbens 24 in Kontakt mit der Kette halten und dadurch die Kette spannen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005039740 A1 [0002]
