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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.
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Aus der
DE 101 56 507 B4 geht eine hydraulische Spanneinrichtung für einen Kettentrieb mit einer zum Verschließen einer Öffnung in einem Gehäuse vorgesehenen Verschlussschraube hervor. Die Verschlussschraube besteht aus einem Kopf und einem ein Außengewinde tragenden Schaft, wobei in einer im Schaft angeordneten Aufnahmeöffnung ein hohlzylindrisches Teil eingesetzt ist, in dessen Bohrung ein angefederter Kolben längsverschieblich geführt ist. Der Kolben drückt über einen Spannerarm gegen eine Kette. Die Verschlussschraube wird spanend, insbesondere durch Drehen hergestellt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Spannvorrichtung zur Verfügung zu stellen, deren Gestaltung hinsichtlich Herstellkosten und Montierbarkeit verbessert wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden 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 Kolbenaufnahme des Gehäuses verschiebbar geführten Spannkolben, der einen Kolbenhohlraum aufweist, wobei der Kolbenhohlraum gemeinsam mit der Kolbenaufnahme des Gehäuses einen Druckraum bildet, sowie mit einer hohl ausgeführten Verschlussschraube, die das Gehäuse zumindest teilweise umgibt und einen Schraubenkopf sowie einen Schraubenschaft mit einem Außengewinde aufweist, wobei zwischen Schraubenkopf und Schraubenschaft eine radiale Querschnittserweiterung als Flansch angeordnet ist. Die Verschlussschraube ist im Wesentlichen ein Umformteil und weist am Schraubenschaft einen radialen Zulaufdurchgang zu der Versorgung mit Hydraulikmittel auf.
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Mit der Erfindung wird eine besonders kostengünstige und vorteilhaft zu montierende hydraulische Spannvorrichtung ermöglicht, indem die Verschlussschraube umformtechnisch hergestellt wird. Vorzugsweise geht die Spannschraube im Wesentlichen aus einem nicht-spangebenden Herstellverfahren hervor, wobei einzelne Konturen und Gestaltungselemente in Abhängigkeit von der Ausführungsform und dem Anwendungsfall weiterhin auch spangebend verwirklicht werden können. Die Spannschraube besteht aus den axialen Abschnitten Schraubenschaft und Schraubenkopf, wobei diese Abschnitte eine radiale ein- oder zweiseitige Querschnittserweiterung einschließen, die als Flansch dient.
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Eine besonders vorteilhafte Hydraulikmittelversorgung kann verwirklicht werden, indem die hohl ausgeführte Verschlussschraube gemeinsam mit dem von der Verschlussschraube zumindest teilweise umgebenen Gehäuse einen Hydraulikmittelraum bildet, wobei der Zulauf über den radialen Zulaufdurchgang erfolgt und wobei der Ablauf aus dem Hydraulikmittelraum bzw. der Zulauf in den Druckraum über einen Durchgang des Gehäuses erfolgt. Zugleich kann auf vorteilhafte Weise der Schraubenschaft verlängert werden, wodurch sich eine besonders dauerhafte Schraubverbindung verwirklichen lässt.
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In einer vorteilhaften Konkretisierung erstreckt sich der Hydraulikmittelraum in axialer Richtung im Wesentlichen vom Schraubenkopf bis zu der Stirnseite des Gehäuses. Auf diese Weise kann die vorgeschlagene Spannvorrichtung hinsichtlich ihres Gewichts optimiert werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Verschlussschraube als Tiefziehteil gestaltet. Somit kann eine gewichtsoptimierte Spannvorrichtung verwirklicht werden, die zugleich kostengünstig hergestellt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bilden die Innenmantelfläche der Verschlussschraube und die Außenmantelfläche des Gehäuses einen Pressverband. Mit der vorgeschlagenen Ausführungsform kann kostengünstige eine dauerhafte Verbindung zwischen der Verschlussschraube und dem Gehäuse hergestellt werden. Vorzugsweise ist der Pressverband derart gestaltet, das eine hydraulikmitteldichte Verbindung entsteht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Gehäuse ein Umformbauteil. Vorzugsweise wird in einer besonders kostengünstigen Konkretisierung das Gehäuse als Tiefziehbauteil ausgeführt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im Druckraum im Bereich des Zulaufs ein Rückschlagventil angeordnet ist und im Bereich des Ablaufs ein Überdruckventil. Somit kann eine Spannvorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften durch Kombination der Verschlussschraube mit einem im Wesentlichen aus Gehäuse und Spannkolben bestehenden Kettenspanner verwirklicht werden.
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Besonders vorteilhaft hinsichtlich der Montierbarkeit erweist sich eine Ausführungsform der Spannvorrichtung, bei der der Außenumfang des Schraubenkopfes eine Kontur aufweist, an der ein Werkzeug zu der Herstellung einer Schraubverbindung ansetzen kann. Vorzugsweise ist der Schraubenkopf beispielsweise als Außensechskant gestaltet. Besondere Vorteile hinsichtlich der Fertigungskosten ergeben sich in Kombination mit einer durch Tiefziehen hergestellten Verschlussschraube.
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Bevorzugt wird die hydraulische Spannvorrichtung in einem Kettentrieb für einen Verbrennungsmotor mit einem Antriebskettenrad und mit einem Abtriebskettenrad sowie mit einer Steuerkette eingesetzt, wobei die Steuerkette das Antriebskettenrad und das Abtriebskettenrad koppelt und wobei die Steuerkette mittels einer an einem Spannarm anliegenden Spannvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche gespannt wird.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die Zeichnungen genommen wird. Funktionsgleiche Elemente der erläuterten Ausführungsformen werden mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt eine hydraulische Spannvorrichtung im Längsschnitt;
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2 zeigt einen Querschnitt der Spannvorrichtung aus 1.
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In 1 ist eine hydraulische Spannvorrichtung 1 für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors in einem Längsschnitt gezeigt. Ein Kettentrieb umfasst ein mit der Kurbelwelle verbundenes Antriebskettenrad, ein mit einer Nockenwelle verbundenes Abtriebskettenrad sowie eine Steuerkette, die das Antriebskettenrad mit dem Abtriebskettenrad verbindet (nicht gezeigt). Über das Zugtrum der Steuerkette 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 der Spannvorrichtung mit einer Spannkraft beaufschlagt.
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Die hydraulische Spannvorrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse 2 und einem Spannkolben 3, der in einer Gehäusebohrung 4 des Gehäuses 2 axial verschiebbar geführt ist. Der Spannkolben 3 ist mit einem Kolbenhohlraum 5 gestaltet, der zusammen mit der Gehäusebohrung des Gehäuses einen Druckraum 6 bildet. An dem Ende des Gehäuses 2, das der Öffnung zu der Aufnahme des Spannkolbens 3 gegenüberliegt, ist eine Ausnehmung 7 angeordnet. Über die Ausnehmung 7 erfolgt der Zulauf von Hydraulikmittel in den Druckraum 6. An dem Ende des Spannkolbens 3, das von dem Gehäuse 2 entfernt liegt, ist eine weitere Ausnehmung 8 angeordnet, über die ein Teil des Hydraulikmittels ablaufen kann. Die Enden bilden das zulaufseitige und das ablaufseitige Ende 9, 10 der Spannvorrichtung.
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Am zulaufseitigen Ende 9 der Spannvorrichtung 1 ist innerhalb des Druckraumes 6 ein Rückschlagventil 11 angeordnet, das den Hydraulikmittelstrom in Zulaufrichtung freigibt und den Ablauf aus dem Druckraum 6 verhindert. Am ablaufseitigen Ende 10 der Spannvorrichtung ist innerhalb des Kolbenhohlraumes 5 eine Überdruckventileinheit 12 angeordnet. Die Überdruckventileinheit bildet mit der gehärteten Innenmantelfläche des Spannkolbens 3 einen Pressverband, wobei der Spannkolben als Fließpressteil gestaltet ist. Die Überdruckventileinheit umfasst ferner einen Sitz 13 für eine Hauptfeder 14, deren Vorspannkraft einerseits auf das Gehäuse 2 wirkt, das fest mit einem Bauteil des Verbrennungsmotors (nicht gezeigt) verbunden ist, und deren Vorspannkraft andererseits auf den Spannkolben 3 wirkt, dessen ablaufseitiges Ende an einer Spannschiene eines Kettentriebes anliegt (nicht gezeigt).
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Derartige Spannvorrichtungen 1 für den Kettentrieb eines Verbrennungsmotors finden zu dem Zweck Einsatz, die Steuerkette (nicht gezeigt) zu spannen und auftretende Schwingungen im Kettentrieb zu dämpfen. Aus diesem Grund bilden die Gehäusebohrung 4 des Gehäuses 2 und der Kolbenhohlraum 5 des Spannkolbens 3 den Druckraum 6 aus, der im Betrieb des Kettentriebs mit Hydraulikmittel gefüllt ist. Das Hydraulikmittel wird in der Regel als Motoröl von dem allgemeinen Hydraulikmittelkreislauf zur Verfügung gestellt. Ein träges Ansprechverhalten bei dynamischer Belastung bildet die Kehrseite der hydraulischen Dämpfung. Plötzlich auftretendes Straffen des Leertrums kann daher zu einer übermäßigen Belastung der Steuerkette führen. Die Überdruckventileinheit 12 schwächt den beschriebenen Effekt ab und dient zugleich der Entlüftung.
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Das Gehäuse 2 ist teilweise von einer hohl ausgeführten, tiefgezogenen Verschlussschraube 15 umgeben. Die Verschlussschraube zeigt einen Schraubenkopf 16 sowie einen Schraubenschaft 17, die eine radiale Querschnittserweiterung 18 als Flansch einschließen. An der Außenmantelfläche des Schraubenschafts ist ein Außengewinde 19 angeordnet, das rollierend hergestellt wird. Die dem Schraubenschaft 17 zugewandte Seite der radialen Querschnittserweiterung 18 kann in Anlage mit einem umliegenden Bauteil gebracht werden (nicht gezeigt), gegen das sich die Verschlussschraube 15 abstützt. Der Schraubenkopf 16 zeigt an seinem Außenumfang eine Kontur 20, die als Sechskant gestaltet ist (siehe 2).
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Die Verschlussschraube 15 bildet gemeinsam mit dem von der Verschlussschraube zumindest teilweise umgebenen Gehäuse 2 einen Hydraulikmittelraum 21, wobei die Innenmantelfläche der Verschlussschraube und die Außenmantelfläche des Gehäuses einen Pressverband bilden. Der Zulauf eines Hydraulikmittels erfolgt über den radialen Zulaufdurchgang 22. Der Ablauf aus dem Hydraulikmittelraum 21 bzw. der Zulauf in den Druckraum 6 erfolgt über einen Durchgang 7 des Gehäuses 2. Der Hydraulikmittelraum 21 erstreckt sich in axialer Richtung vom Schraubenkopf 16 bis zu der Stirnseite des Gehäuses 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spannvorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Spannkolben
- 4
- Gehäusebohrung
- 5
- Kolbenhohlraum
- 6
- Druckraum
- 7
- Ausnehmung
- 8
- Ausnehmung
- 9
- zulaufseitiges Ende der Spannvorrichtung
- 10
- ablaufseitiges Ende der Spannvorrichtung
- 11
- Rückschlagventil
- 12
- Überdruckventileinheit
- 13
- Sitz für eine Hauptfeder
- 14
- Hauptfeder
- 15
- Verschlussschraube
- 16
- Schraubenkopf
- 17
- Schraubenschaft
- 18
- radiale Erweiterung, Flansch
- 19
- Außengewinde
- 20
- Kontur
- 21
- Hydraulikmittelraum
- 22
- radialer Zulaufdurchgang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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