DE102018112830A1

DE102018112830A1 - Kunststoffgehäuse für eine hydraulische Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE102018112830A1
Application number: DE102018112830.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Görmer; Petra Doll; Henning Geibel
Original assignee: Iwis Motorsystem GmbH and Co KG
Current assignee: Iwis Motorsystem GmbH and Co KG
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2019-12-05

Abstract

Es wird eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb bereitgestellt mit einem Spannergehäuse, einer Kolbenaufnahme mit Kolbenbohrung und einem in der Kolbenbohrung längsbeweglich geführten Spannkolben. Dabei ist das Spannergehäuse aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und in dem Spannergehäuse ist mindestens eine Wickelhülse vorgesehen, die mittels eines Urformverfahrens des Spannergehäuses von dem Kunststoffmaterial umhüllt und fest in das Spannergehäuse eingebettet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb mit einem Spannergehäuse, einer Kolbenaufnahme mit einer Kolbenbohrung und einem in der Kolbenbohrung längsbeweglich geführten Spannkolben, wobei das Spannergehäuse in einem Urformverfahren aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Zugmitteltrieb für einen Verbrennungsmotor mit einer solchen hydraulischen Spannvorrichtung.
Hydraulisch betätigte Spannvorrichtungen sind in der Technik weit verbreitet und werden in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise bei Ketten- und Riemenantrieben in Verbrennungsmotoren. Der hohlzylindrische Spannkolben bildet zusammen mit der Kolbenbohrung einen Druckraum aus, der mit einem Hydraulikmittel gefüllt ist und in dem eine Druckfeder angeordnet ist, um den Spannkolben vorzuspannen. Häufig wird bei derartigen Spannvorrichtungen eine Spannerpatrone verwendet, die für verschiedene Anwendungen in unterschiedliche Spannergehäuse eingesetzt werden kann, um sowohl höhere Anforderungen an die Verschleißfestigkeit von Kolbenbohrung und Spannkolben als auch komplexe Geometrien des Spannergehäuses realisieren zu können. Die Spannerpatrone wird für den Einsatz in einer Spannvorrichtung direkt in einer Aufnahmebohrung des Spannergehäuses angeordnet und darin fixiert. Die als Drehteile oder Tiefziehteile hergestellten Kolbenaufnahmen der Spannerpatronen können leicht gehärtet werden, um gestiegene Anforderungen an die Verschleißfestigkeit zu erfüllen. Alternativ können in solche Spannergehäuse aus Kunststoff Laufhülsen für den Spannkolben eingepresst werden, die direkt als Kolbenaufnahme dienen und die Kolbenbohrung ausbilden. In den meisten Anwendungsfällen kann darüber hinaus auch eine Nachstelleinrichtung zur Begrenzung der Einfahrbewegung des Spannkolbens in die Kolbenbohrung verzichtet werden, da durch die ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auch bei niedrigen Temperaturen kein signifikanter Spalt zwischen Spannkolben und Kolbenbohrung entsteht.
Aus der Druckschrift DE 102004048281 A1 ist eine hydraulische Spannvorrichtung mit einer Spannerpatrone bekannt, die in einem mit dem Motorblock verbundenen Aufnahmegehäuse fest eingelassen ist. Dabei weist die Spannerpatrone ein Zylindergehäuse auf, in dem ein Spannkolben gegen eine Druckfeder und das im Druckraum befindliche Hydraulikmittel axial bewegbar angeordnet ist. Aus der DE 102004043727 A1 ist eine weitere hydraulische Spannvorrichtung bekannt, bei der eine Spannerpatrone in einer rotationssymmetrischen Ausnehmung eines Druckgußgehäuses angeordnet ist. Das Druckgußgehäuse weist am Ende der rotationssymmetrischen Ausnehmung eine bodenseitige Öffnung zur Versorgung der Spannerpatrone mit Hydraulikmittel sowie gegossene Befestigungsdurchbrüche zur Verschraubung der Spannvorrichtung am Motorblock eines Kraftfahrzeugs auf. Eine weitere gattungsgemäße Spannvorrichtung ist in der DE 102007036119 A1 offenbart, wobei hier die Spannerpatrone in eine ausschließlich mittels Urformen nachbearbeitungsfrei hergestellte Ausnehmung eines Druckgußgehäuses eingesetzt wird. Zur Sicherung der Spannerpatrone ist am Umfang der Spannerpatrone ein Überbrückungsring angeordnet, der einen festen Sitz in der konischen Ausnehmung sicherstellt.
Die Vielfalt der im Stand der Technik bekannten Spannvorrichtungen ermöglicht mit oder ohne Spannerpatrone eine auf den jeweiligen Anwendungsfall, die Ausführungsform und die Funktion ausgerichtete Auswahl der Spannvorrichtung. Die fortschreitende technische Entwicklung bedingt jedoch auch bei solchen in der Technik bereits gut eingeführten Produkten einen stetigen Innovationsdruck, bestehende Konzepte zu verbessern. Daher ergibt sich gerade im Hinblick auf den in der Automobilindustrie bestehenden stetigen Kostendruck in Verbindung mit hohen Stückzahlen generell ein ständiger Optimierungsbedarf.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Spannvorrichtung mit Spannerpatrone bereitzustellen, die kostengünstig herzustellen ist und eine sichere Funktion sowie eine einfache Montage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung dadurch gelöst, dass in dem Spannergehäuse mindestens eine Wickelhülse vorgesehen ist, wobei die Wickelhülse mittels des Urformverfahrens des Spannergehäuses von dem Kunststoffmaterial umhüllt und fest in das Spannergehäuse eingebettet ist. Als Ersatz von herkömmlichen in Druckguß aus Aluminium hergestellten Spannergehäuse sind im Stand der Technik Spannergehäuse aus formfestem Duroplast bekannt, welche in entsprechende Formen gegossen oder mit niedrigem Druck eingespritzt werden und dort chemisch aushärten. Da sich durch die Materialkosten für das Duroplast und im Hinblick auf lange Aushärtezeiten gegenüber einem in Druckguß hergestellten Spannergehäuse aus Aluminium nur geringe oder keine Kostenersparnisse ergeben, haben Spannergehäuse aus mechanisch belastbaren Duroplast bisher nicht die bekannten Spannergehäuse aus Aluminium-Druckguß ersetzen können. Die vorliegende Erfindung mit mindestens einer im Spannergehäuse vorgesehenen Wickelhülse ermöglicht es das Spannergehäuse aus einfachen Kunststoffmaterial herzustellen und mittels eines einfachen Urformverfahrens, beispielsweise einem Spritzgießverfahrens zu fertigen und die Wickelhülse dabei von dem Kunststoffmaterial umhüllen, und fest in das Spannergehäuse einbetten zu lassen. Entsprechend kann als Kunststoffmaterial auch ein Thermoplast eingesetzt werden, beispielsweise ein Polyamid wie PA 66, das einfach und kostengünstig in einer entsprechenden Spritzgießvorrichtung verarbeitet werden kann und durch geringe Aushärtezeiten eine schnelle und kostengünstige Herstellung realisiert. Dabei ermöglicht die Wickelhülse nicht nur eine sichere Fixierung im Spannergehäuse und eine gute Übertragung von Kräften bei der Montage der Spannvorrichtung, sondern im Gegensatz zu einer durch Drehen oder Fließpressen hergestellten Hülse auch eine kostengünstige Produktion. Trotz der Naht am Stoß der Enden der Wickelhülse können die Wickelhülsen so in der Form des Spannergehäuses angeordnet und abgedichtet werden, dass beim Urformen oder Spritzgießen kein Kunststoffmaterial in den Innenraum der Hülse eindringt. Auch ein verbleibender Restspalt am Stoß der Wickelhülse kann entsprechend der Zähigkeit des Kunststoffs unschädlich sein und ein Durchtreten von Kunststoff verhindern.
Für eine sichere Fixierung der Wickelhülse im Spannergehäuse kann die Wickelhülse am Außenumfang Arretierungsmittel, bevorzugt eine umlaufende Nut, aufweisen. Wickelhülsen können als kostengünstige Stanz-Biegeteile direkt mit entsprechenden Vorsprüngen oder Vertiefungen zur Ausbildung der Arretierungsmittel hergestellt werden. Dabei ermöglichen die am Außenumfang vorgesehenen Arretierungsmittel auch eine formflüssige Übertragung von Kräften auf das Kunststoffmaterial des Spannergehäuses. Zwar können auch vorstehende Stege oder Vorsprünge am Außenumfang der Wickelhülse effektive Arretierungsmittel ausbilden, jedoch ist das Vorsehen einer umlaufenden Nut bei der Herstellung der Wickelhülse in einem Stanz-Biegeverfahren mit sehr geringem Aufwand und ohne zusätzliche Kosten möglich. Dabei kann eine V-förmig ausgebildete umlaufende Nut neben einer sicheren Fixierung auch eine gute formschlüssige Kraftübertragung zwischen Kunststoffmaterial und Hülse ermöglichen.
Eine besondere Ausführungsform sieht vor, dass am Umfang der Wickelhülse eine oder mehrere Öffnungen mit einem kunststoffdurchlässigen Öffnungsdurchmesser vorgesehen sind, und dass beim Urformverfahren Schmelze des Kunststoffmaterials durch die eine oder mehreren Öffnungen in den Innenraum der Hülse eindringt. Durch diese gezielten Undichtigkeiten kann beim Urformen des Spannergehäuses, insbesondere bei einem Spritzgießverfahren, Kunststoffmaterial ins Innere der Wickelhülse gelangen und als Verliersicherung für einen sich durch die Wickelhülse hindurch erstreckenden Befestigungsbolzen wirken. Um die Menge des ins Innere der Wickelhülse strömende Kunststoffmaterial zu begrenzen oder der Verliersicherung eine spezielle Form zu geben können, kann in der Wickelhülse ein Werkzeug angeordnet sein, Bei der Montage der hydraulischen Spannvorrichtung können entsprechende Befestigungsbolzen oder -schrauben zunächst in der Wickelhülse verliersicher gehalten werden, sodass sie bei der weiteren Montage nicht aus der Wickelhülse herausfallen können. Beim Vorbereiten der Spannvorrichtung werden die Befestigungsbolzen oder -schrauben durch das sich am Innenumfang der Wickelhülse befindliche Kunststoffmaterial hindurch gedreht und können durch den Formschluss mit dem Kunststoff im weiteren Montageverlauf nicht aus der Wickelhülse herausfallen. Um im Bereich der Längsnaht der Wickelhülse einen kleinen Kunststoffsteg auszubilden, kann die mindestens eine Öffnung am Stoß der Wickelhülse ausgebildet sein. Dazu kann der Stoß nicht ganz geschlossen oder nicht durchgeschweißt sein, sodass gezielt über den Stoß Kunststoff ins Innere der Wickelhülse gelangt. Alternativ kann ein kleiner Steg auch durch mehrere in Reihe angeordnete Bohrungen erzeugt werden. Die Merkmalskombination einer Hülse mit kunststoffdurchlässigen Öffnungen, um beim Urformen eine Verliersicherungen zur Fixierung von Befestigungsbolzen auszubilden, könnte auch unabhängig von den vorstehenden Ausführungsformen einer hydraulischen Spannvorrichtung mit einer Wickelhülse Schutz genießen und selbstständig weiterverfolgt werden. Anstellen von Wickelhülsen könnten auch durch Drehen, Fließpressen oder Sintern hergestellte Hülsen mit kunststoffdurchlässigen Öffnungen verwendet werden.
Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass im Innenraum der Hülse ein durch das Kunststoffmaterial ausgebildetes Langloch vorgesehen ist. Dabei weist die im Spritzgießverfahren von dem Kunststoffmaterial umspritzte Wickelhülse im Verhältnis zu den Befestigungsbolzen einen etwas größeren Innenradius auf. Dieser zusätzliche Platz im Inneren der Hülse ermöglicht es hier ein durch das Kunststoffmaterial ausgebildetes Langloch vorzusehen, oder eine sonstige werkzeuggebundene Form einer Öffnung. Dieses Langloch oder eine andere geeignete Form ermöglicht es, das Spannergehäuse bei der Montage der hydraulischen Spannvorrichtung leichter zu montieren und genauer zu positionieren. Sobald das Spannergehäuse über die Befestigungsbolzen fest mit dem Motorgehäuse oder einem anderen Träger verbunden ist, erfolgt die Krafteinleitung ausschließlich über die Wickelhülse. Nach der Montage verliert das angespritzte Langloch daher seine Wirkung, da das Spannergehäuse fest mit dem Motor oder einem Träger verbunden ist und dann auch nicht mehr verrutschen kann. Diese Merkmalskombination einer Hülse mit einem durch das Kunststoffmaterial ausgebildetes Langloch könnte auch unabhängig von den vorstehenden Ausführungsformen einer hydraulischen Spannvorrichtung mit einer Wickelhülse Schutz genießen und selbstständig weiterverfolgt werden. Anstellen von Wickelhülsen könnten dabei auch durch Drehen, Fließpressen oder Sintern hergestellte Hülsen verwendet werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Wickelhülse einen nicht kreisförmigen Durchmesser aufweist, bevorzugt einen ovalen Durchmesser aufweist. Mittels einer nicht kreisförmigen oder ovalen Wickelhülse kann direkt ein Langloch zur besseren Positionierung des Spannergehäuses während der Montage realisiert werden. Darüber hinaus ermöglicht ein nicht kreisförmiger Durchmesser größere Gestaltungsmöglichkeiten beim Vorsehen und Anordnen der schmelzedurchlässigen Öffnungen am Umfang der Wickelhülse.
Günstiger Weise kann die Spannvorrichtung als ein Flanschspanner ausgebildet sein. Im Gegensatz zu Einschraubspannern werden Flanschspanner mit Befestigungsbolzen oder -schrauben direkt an dem Motorgehäuse oder einem Träger befestigt, die bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Spannvorrichtung durch die im Spannergehäuse vorgesehene Wickelhülse hindurchgeführt werden können.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Spannvorrichtung eine Flanschfläche zur Anlage an eine Montagefläche mit einer umlaufenden Nut aufweist, wobei die Nut Sicherungsmittel aufweist, um eine Dichtung verliersicher in der Nut aufzunehmen. Dies ermöglicht eine problemlose Montage der Spannvorrichtung trotz der zwischen der Flanschfläche am Spannergehäuse und dem Motorgehäuse oder einem Träger notwendigen Dichtung zur Versorgung der Spannvorrichtung mit Hydraulikmittel. Entsprechend kann auf zusätzliche Maßnahmen zur Positionierung und zum Halten der Dichtung während der Montage verzichtet werden. Diese Merkmalskombination zur verliersicheren Anordnung einer Dichtung am Spannergehäuse könnte auch unabhängig von den vorstehenden Ausführungsformen einer hydraulischen Spannvorrichtung mit einer Wickelhülse Schutz genießen und selbstständig weiterverfolgt werden. Anstellen von Wickelhülsen könnten auch durch Drehen, Fließpressen oder Sintern hergestellte Hülsen verwendet werden.
Eine sinnvolle Ausführung sieht vor, dass die Nut als Sicherungsmittel eine oder mehrere Hinterschnitte aufweist, um die Dichtung verliersicher in der Nut aufzunehmen. Das Vorsehen eines konstanten kleinen Hinterschnitts oder mehrerer diskreter Hinterschnitte an der seitlichen Nutwand ermöglicht eine sehr sichere Fixierung der Dichtung in der Nut. Alternativ kann die Nut als Sicherungsmittel eine oder mehrere seitliche Vorsprünge aufweisen, um die Dichtung verliersicher in der Nut aufzunehmen. Diese schikaneartigen Vorsprünge ermöglichen zwar eine hinterschnittfreie Form der Nut und damit insbesondere eine einfache Herstellung beim Urformen des Spannergehäuses, jedoch ist die Dichtung bei einer entsprechenden Einwirkung aktiv aus der Nut lösbar.
Bei der Herstellung des Spannergehäuses mittels eines Urformverfahrens kann in einem zweiten Verfahrensschritt die Dichtung in die umlaufende Nut auf der Flanschfläche angespritzt sein und gegenüber der Flanschfläche vorstehen. Beim Anbringen des Spannergehäuses am Motor oder einem Halter wird die an der Flanschfläche leicht vorstehende Dichtung vollflächig verpresst und dichtet den Niederdruckbereich zur Versorgung der Spannvorrichtung mit Hydraulikmittel gegenüber der angrenzenden Umgebung ab, wodurch ein Leerlaufen der hydraulischen Spannvorrichtung im Stillstand und Leckageverluste im Betrieb verhindert werden. Während der Montage der Spannvorrichtung wird die Dichtung durch die Hinterschnitte oder die seitlichen Vorsprünge der Nut sicher gehalten, sodass eine aufwändige dauerhafte Verbindung der Dichtung mit dem Kunststoffmaterial des Spannergehäuses nicht notwendig ist.
Eine Modifikation der hydraulischen Spannvorrichtung sieht vor, dass die Spannvorrichtung eine Dichtung aufweist, wobei die als klassischer Dichtring ausgebildete Dichtung in die umlaufende Nut auf der Flanschfläche eingelegt ist und gegenüber der Flanschfläche vorsteht. Dadurch wird das aufwändigere Anspritzen einer Dichtung vermieden und an Stelle ein kostengünstiger elastischer Dichtungsring, beispielsweise ein O-Ring als Dichtung eingesetzt.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Spannergehäuse einen Flanschsteg mit einer Flanschfläche zur Anlage an eine Montagefläche sowie eine Dichtung aufweisen, wobei die Dichtung U-förmig ausgebildet und auf dem Flanschsteg angeordnet ist. Eine solche U-förmige Dichtung kann einfach und ohne zusätzlichen Herstellungsaufwand auf dem Flanschsteg angeordnet werden, indem die Seitenschenkel der U-förmigen Dichtung über das Ende des Flanschstegs geschoben werden und der Mittelteil der Dichtung dann an der Flanschfläche anliegt, um eine sichere Dichtung gegenüber der Montagefläche des Spannergehäuses herzustellen. Um nach dem Aufbringen der U-förmigen Dichtung auf den Flanschsteg bei der Endmontage der hydraulischen Spannvorrichtung ein Verlieren der Dichtung sicher zur verhindern, können ein oder beide Seitenschenkel ein Sicherungsmittel aufweisen, um einen festen Sitz der Dichtung auf dem Flanschsteg zu gewährleisten. Diese Sicherungsmittel können in einfacher Weise als konkave, konische oder vorspringende Form der Innenfläche der Seitenschenkel ausgebildet sein. Sinnvollerweise kann das Mittelteil der U-förmigen Dichtung auf einer der Flanschfläche abgewandten Außenseite einen vorstehenden, insbesondere halbkreisförmigen, Abschnitt aufweisen, um über einen höheren Anpressdruck bei der Anlage der Dichtung an der Montagefläche im Verbrennungsmotor eine sichere Abdichtung zu erreichen. Der Vorteil dieser Dichtungsvariante liegt neben der sehr einfachen und kostengünstigen Montage der U-förmigen Dichtung, insbesondere auch in der gegenüber anderen Dichtungslösungen reduzierten Wandstärke des Flanschstegs, wodurch sowohl das eingesetzte Kunststoffmaterial beim Urformen des Spannergehäuses reduziert und das Gesamtgewicht der hydraulischen Spannvorrichtung minimiert werden kann. Diese Merkmalskombination einer auf den Flanschsteg des Spannergehäuses aufsetzbaren U-förmigen Dichtung könnte auch unabhängig von den vorstehenden Ausführungsformen einer hydraulischen Spannvorrichtung mit mindestens einer Wickelhülse Schutz genießen und weiterverfolgt werden. Insbesondere könnten anstelle von Wickelhülsen auch durch Drehen, Fließpressen oder Sintern hergestellte Hülsen verwendet werden.
Sinnvollerweise kann ein elastischer Dichtungsring, eine U-förmige Dichtung aber auch eine in die umlaufende Nut eingespritzte Dichtung aus einem Elastomer (EPDM), einem thermoplastischen Elastomer (TPE) oder aus einem Silikonmaterial hergestellt sein. Diese Materialien ermöglichen trotz der extremen und aggressiven Umgebungsbedingungen beim Einsatz der hydraulischen Spannvorrichtung in einem Verbrennungsmotor eine sichere und dauerhafte Abdichtung der Flanschfläche des Spannergehäuses.
Eine besondere Ausgestaltung sieht vor, dass das Spannergehäuse einen Anschlag für eine von dem Spannkolben vorgespannten Spannschiene aufweist, wobei der Anschlag aus einem elastischen Material ausgebildet und an einer der Spannschiene zugewandten Seite des Spannergehäuses am Spannergehäuse angespritzt sein kann. Der Anschlag kann nach dem Urformen des Spannergehäuses, beispielsweise mittels eines Spritzgießverfahrens, zusammen mit der Dichtung der Flanschfläche in einem zweiten Verfahrensschritt angespritzt werden, wodurch ein zusätzlicher Verfahrensschritt vermieden und Herstellungskosten eingespart werden können. Weiter ist damit auch das Vorsehen eines zusätzlichen Anschlags für die Spannschiene nicht notwendig. Dabei ist der Anschlag entsprechend der Dichtung an der Flanschfläche aus einem Elastomer, einem thermoplastischen Elastomer oder einem Silikonmaterial hergestellt. Der an dem spannseitigen Ende des Spannergehäuses, d. h. auf der der Spannschiene zugewandten Seite, angeordnete elastische Anschlag, verhindert insbesondere beim Starten eines zugehörigen Verbrennungsmotors ein mögliches Anschlagen der Spannschiene an der Spannvorrichtung und minimiert so die auftretenden Störgeräusche. Diese Merkmalskombination einer gattungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung mit einem Anschlag für die Spannschiene könnte auch unabhängig von den oben beschriebenen Ausführungsformen der Spannvorrichtung mit mindestens einer Wickelhülse oder einer Dichtung an einer Flanschfläche Schutz genießen und selbstständig weiterverfolgt werden. Insbesondere könnten anstelle von Wickelhülsen auch durch Drehen, Fließpressen oder Sintern hergestellte Hülsen verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführung kann das Spannergehäuse eine Aufnahme, insbesondere eine Patronen- oder Laufhülsenaufnahme, mit einer Aufnahmebohrung aufweisen, wobei die Aufnahmebohrung in mehrere voneinander beabstandete Segmente unterteilt ist, die mit dem Umfang einer Spannpatrone oder Laufhülse in Kontakt stehen und zwischen den Segmenten Hydraulikmittelkanäle ausgebildet sind. Zusammen mit dem Außenumfang der Kolbenaufnahme der Spannerpatrone, bzw. dem Außenumfang der Laufhülse bilden die voneinander beabstandeten Segmente Hydraulikmittelkanäle aus, die eine Zuführung des Hydraulikmittels zu einem Rückschlagventil der Spannvorrichtung von unterschiedlichen Positionen ermöglichen, sodass ein Zulauf des Hydraulikmittels zur Patronenaufnahme des Spannergehäuses flexibler gestaltet werden kann und nicht notwendigerweise am Boden der Aufnahme angeordnet sein muss. Dies ermöglicht eine Ausweitung der konstruktiven Freiheitsgrade für die Ausgestaltung des Spannergehäuses. Diese Merkmalskombination mit einer Aufnahmebohrung, die in mehrere voneinander beabstandete Segmente unterteilt ist, könnte auch unabhängig von den vorstehenden Ausführungsformen einer Spannvorrichtung mit Wickelhülse, Flanschflächendichtung oder angespritzten elastischen Anschlag Schutz genießen und selbstständig weiterverfolgt werden. Anstellen von Wickelhülsen könnten hier auch durch Drehen, Fließpressen oder Sintern hergestellte Hülsen verwendet werden.
Bevorzugt kann zum Abdichten der zwischen den Segmenten der Aufnahmebohrung ausgebildete Hydraulikmittelkanäle am Außenende der Aufnahme zwischen der Aufnahmebohrung und der Spannerpatrone, bzw. der Laufhülse, eine Hydraulikmitteldichtung vorgesehen sein. Dadurch kann trotz der in der Aufnahmebohrung der Aufnahme ausgebildeten Hydraulikmittelkanäle der Niederdruckbereich der Hydraulikmittelversorgung der Spannvorrichtung sicher abgedichtet werden.
Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen Zugmitteltrieb für einen Verbrennungsmotor mit einem Antriebsrad, mindestens einem Abtriebsrad und einem das Antriebsrad mit dem mindestens einen Abtriebsrad verbindenden Zugmittel, insbesondere einer Kette und einer der vorstehend beschriebenen hydraulischen Spannvorrichtungen. Durch die besondere Ausgestaltung der hydraulischen Spannvorrichtung kann dieser Zugmitteltrieb insgesamt kostengünstig hergestellt werden. Trotz des einfachen und kostengünstigen Aufbaus der Spannvorrichtung ermöglicht diese auch eine schnelle und sichere Montage an einem Verbrennungsmotor sowie eine gezielte Einleitung der in Betrieb an der Spannvorrichtung auftretenden Kräfte in den Verbrennungsmotor oder einen Träger.
Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf die Verwendung einer Wickelhülse bei einem Urformverfahren zur Herstellung des Spannergehäuses einer der vorstehend beschriebenen Spannvorrichtungen, wobei die Wickelhülse zunächst in der Form des Spannergehäuses angeordnet und beim Urformverfahren fest in das Kunststoffmaterial des Spannergehäuses eingebettet wird. Neben der kostengünstigen Produktion und Bereitstellung der Wickelhülse ermöglicht insbesondere der Einsatz eines Spritzgießverfahrens zur Herstellung des Spannergehäuses und die freie Anordnung der Wickelhülse in der Form eine insgesamt günstige Herstellung einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung.
Im Folgenden werden beispielhafte, nicht beschränkende Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Zugmitteltriebs,
2 eine perspektivische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Spannvorrichtunspanners aus 1,
3a eine perspektivische Draufsicht auf das Spannergehäuse einer weiteren erfindungsgemäßen Spannvorrichtung,
3b eine Schnittansicht durch das Spannergehäuse aus 3a durch die Befestigungsaugen,
3c eine perspektivische Ansicht der Wickelhülse für das Spannergehäuse aus 3a,
4a eine Draufsicht auf ein anderes Spannergehäuse für eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung,
4b eine Seitenansicht der Wickelhülse für das Spannergehäuse aus 4a,
5a eine Draufsicht auf ein weiteres Spannergehäuse für eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung,
5b eine Schnittansicht durch die Wickelhülse für das Spannergehäuse aus 5a,
6a eine perspektivische Unteransicht eines anderen Spannergehäuses für eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung,
6b eine Schnittansicht der Sicherungsnut in der Flanschfläche des Spannergehäuses aus 6a,
6c eine Schnittansicht der Sicherungsnut in der Flanschfläche des Spannergehäuses aus 6a,
6d eine Draufsicht auf die Sicherungsnut in der Flanschfläche des Spannergehäuses aus 6a,
7a eine Schnittansicht des Flanschstegs mit Flanschfläche des Spannergehäuses aus 6a mit einer U-förmigen Dichtung,
7b eine Schnittansicht des Flanschstegs mit Flanschfläche des Spannergehäuses aus 6a mit einer anderen U-förmigen Dichtung und
7c eine Schnittansicht des Flanschstegs mit Flanschfläche des Spannergehäuses aus 6a mit einer weiteren U-förmigen Dichtung.

In 1 ist als Zugmitteltrieb ein Steuerkettentrieb 1 für einen Verbrennungsmotor dargestellt. Der Steuerkettentrieb 1 umfasst zwei obenliegende Nockenwellen-Abtriebsräder 2, ein unten liegendes Kurbelwellen-Antriebsrad 3, eine um diese geschlungene Steuerkette 4 (Antriebsmittel), eine Gleitschiene 5 und eine schwenkbar angeordnete mittels eines Motorgehäuse 7 angeschraubten Kettenspanners 8 angedrückte Spannschiene 6. Der Kettenspanner 8 ist bevorzugt an die Motorölhydraulik angeschlossen, so dass sein aus dem Spannergehäuse 10 ausfahrbarer Spannkolben 9 hydraulisch auf die schwenkbar angeordnete Spannschiene 6 aufdrückt. Sowohl die Gleitschiene 5 als auch die Spannschiene 6 liegen jeweils mit ihren Gleitbelägen an der Außenseite der an ihnen entlanglaufenden Steuerkette 4 an.
Der in 1 dargestellte Flanschspanner soll lediglich exemplarisch eine Bauform der Spannvorrichtung 8 für ein Antriebsmittel wiedergeben. Dabei ist das Spannergehäuse 10 als Flanschgehäuse für eine Spannerpatrone ausgestaltet, wobei der Spannkolben 9 in der Kolbenaufnahme 14 der Spannerpatrone 15 verschiebbar positioniert ist. Anhand der 2 wird die Erfindung nunmehr exemplarisch anhand dieser als Flanschspanner ausgestalteten Spannvorrichtung 8 näher erläutert werden.
Das als Flanschgehäuse ausgestaltete Spannergehäuse 10 der Spannvorrichtung 8 weist zwei Befestigungsaugen 11 zum Anbringen der Spannvorrichtung 8 an das Motorgehäuse 7 auf. Das Spannergehäuse 10 ist aus einem Kunststoffmaterial in einem Spitzgießverfahren hergestellt und weist eine zylindrische Patronenaufnahme 12 auf. Am geschlossenen Ende der Patronenaufnahme 12 befindet sich eine Zulaufkammer 13, die über hier nicht dargestellte Ölkanäle auf der Unterseite des Spannergehäuses 10 mit der Motorölhydraulik in Verbindung steht. In der Patronenaufnahme 12 ist eine hülsenförmige Kolbenaufnahme 14 eingesetzt, die Bestandteil der noch näher zu erläuternden Spannerpatrone 15 ist, die in das Spannergehäuse 10 eingesetzt wird.
Die hülsenförmige Kolbenaufnahme 14 wird beim Zusammenbauen der Spannvorrichtung 8 in die Patronenaufnahme 12 eingeschoben. An ihrer Bodenseite 16 weist die hülsenförmige Kolbenaufnahme 14 eine zentrale Zulauföffnung 17 auf, die mit der Zulaufkammer 13 in Fluidverbindung steht.
Die hülsenförmige Kolbenaufnahme 14 weist eine zylindrische Kolbenbohrung 18 auf, in die der ebenfalls zylindrisch ausgestaltete Spannkolben 9 eingeschoben ist. Sowohl die hülsenförmige Kolbenaufnahme 14 als auch der Spannkolben 9 bestehen aus einem Stahlwerkstoff. An der Bodenseite 16 der hülsenförmigen Kolbenaufnahme 14 ist im Inneren der hülsenförmigen Kolbenaufnahme 14 ein Sitz 19 für ein Rückschlagventil 20 angeordnet. Das Rückschlagventil 20 öffnet und schließt den Zufluss von Hydraulikfluid in die zwischen dem Spannkolben 9 und der hülsenförmigen Kolbenaufnahme 14 gebildeten Druckkammer 21. Der Spannkolben 9 ist von seiner Rückseite her hohl gebohrt, sodass er im Innern eine Schraubendruckfeder 22 und optional einen Füllkörper (nicht gezeigt) aufnehmen kann. Die Schraubendruckfeder 22 stützt sich zum einen am Rückschlagventil 20 und zum anderen im Innern des Spannkolbens 9 ab. An der ansonsten geschlossenen Kolbenstirnseite 23 befindet sich eine Abströmöffnung 24, die je nach Funktionsweise und Ausgestaltung der Spannvorrichtung 8 als Entlüftungs- und/oder Dämpfungsöffnung wirkt. Die Dämpfungswirkung dieser Abströmöffnung 24 hängt maßgeblich auch von dem vorhandenen Leckagespalt zwischen der Kolbenbohrung 18 und dem Spannkolben 9 ab. Gängige Kettenspannerbauformen verwenden häufig diesen ringförmigen Leckagespalt als Dämpfungsmittel. Es besteht jedoch eine Tendenz, diesen Leckagespalt immer weiter zu verringern und das Hydraulikmittel über Präzisionsöffnungen (Blenden oder Trossen) wie die Abströmöffnung 24 abströmen zu lassen. Die in der 2 dargestellte Spannvorrichtung 8 ist in der Transportstellung dargestellt. Hierzu ist der Spannkolben 9 im Wesentlichen vollständig eingefahren und mittels eines am Spannergehäuse 10 befestigten Sicherungsstifts 25 in Position gehalten. Dieser Sicherungsstift 25 wird vor Inbetriebnahme der Spannvorrichtung 8 entfernt, sodass der Spannkolben 9 gegen die Spannschiene 6 ausfahren kann.
Beim Zusammenbauen der Spannvorrichtung 8 wird die Kolbenaufnahme 14 der Spannerpatrone 15 in einer Passung in die Aufnahmebohrung 28 der Patronenaufnahme 12 eingeschoben, bis die Bodenseite 16 der Spannerpatrone 15 mit ihrer Bodenfläche 26 am Grund 27 der Aufnahmebohrung 28 anschlägt, wodurch der Niederdruckraum der Hydraulikmittelversorgung im Bereich der Zulaufkammer 13 nach außen hin abgedichtet wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen, aus einem Aluminiummaterial im Druckgußverfahren hergestellten Gehäusen ermöglicht das in einem Spritzgießverfahren aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem Polyamid wie PA 66, hergestellte Spannergehäuse 10 einen genau passenden Sitz der Spannerpatrone 15 in der Aufnahmebohrung 28. Dabei ist die Herstellung eines solchen Spannergehäuses 10 aus einem Kunststoffmaterial in einem Spritzgießverfahren günstiger als herkömmliche Gehäuse aus Aluminium-druckguß, jedoch besteht bei der Befestigung des Spannergehäuses 10 über die Befestigungsaugen 11 am Motorgehäuse 7 die Gefahr eines Fließens des Kunststoffmaterials und damit auf Dauer die Gefahr eines Lösens oder eines Ausfalls der Befestigung der Spannvorrichtung 8 am Motorgehäuse 7 oder einem entsprechenden Träger. So ist es beim Spritzgießen allgemein bekannt im Bereich von Durchbrüchen durch Drehen oder Fließpressen hergestellte Hülsen in der Spritzgießform anzuordnen und beim Spritzgießen in das Produkt einzubetten, jedoch ist sowohl die Bereitstellung von derartigen Buchsen als auch deren exakte Positionierung in der Form kostenintensiv. Da die Zusatzkosten für die Bereitstellung und Positionierung derartiger Verstärkungsbuchsen beim Spritzgießen von Spannergehäusen 10, die Kosteneinsparungen der Herstellung in einem Spritzgießverfahren gegenüber einem Aluminiumdruckgußgehäuse überkompensieren, werden für herkömmliche Spanner unverändert Aluminiumdruckgußgehäuse eingesetzt. Bei einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 8 sind die Befestigungsaugen 11 mit Wickelhülsen 29 verstärkt, die sehr kostengünstig herstellbar sind und beim Spritzgießverfahren ohne erhöhten Positionierungsaufwand im Bereich der Befestigungsaugen 11 in die Spritzgießform eingelegt werden können. Dabei ermöglicht die oval ausgeführte Wickelhülse 29 in 2 über die längliche Form eine leichtere Positionierung des Spannergehäuses 10 während der Montage der Spannvorrichtung 8 am Motorgehäuse 7.
Bei der vorliegenden Spannerpatrone 15 besteht der Spannkolben 9 aus einem niedrig legierten Automatenstahl wobei seine zylindrische Mantelfläche mittels eines Nitrocarburierverfahrens oberflächengehärtet ist. Der mit der Oberfläche des Spannkolbens 9 in Berührung stehende Oberflächenbereich der Kolbenbohrung 18 ist ebenfalls oberflächengehärtet. Als Werkstoff für die hülsenförmige Kolbenaufnahme 14 kommt hier wieder ein Automatenstahl zum Einsatz, wobei der spanend bearbeitete Rohling der hülsenförmigen Kolbenaufnahme 14 auch einem Nitrocarburierverfahren unterzogen wird, um die Oberfläche zu härten. Der Vorteil des Nitrocarburierverfahrens, bei dem die Randschichten mit Stickstoff und Kohlenstoff angereichert werden, besteht in der relativ niedrigen Verfahrenstemperatur, sodass es auch bei relativ dünnwandigen Bauteilen nicht zu einem Verzug kommt. Ein spanabtragendes Nachbearbeiten, zum Beispiel ein Schleifen, ist nicht erforderlich. Daher weisen der Spannkolben und die Kolbenaufnahme 15 nach dem Nitrocarburierverfahren eine Maß- und Formabweichung von weniger als 5 µm auf. Diese Abweichung ist nicht funktionsrelevant und beeinträchtigt auch die Montage nicht.
Hierdurch entsteht eine Hartpaarung von Spannkolben 9 und hülsenförmiger Kolbenaufnahme 14, die ein „Eingraben“ des Spannkolbens 9 in die hülsenförmige Kolbenaufnahme 14 dauerhaft verhindert. Darüber hinaus können auf Grund der nach dem Nitrocarburierverfahren immer noch präzisen Bauteile auch geringe Leckagespalte zwischen dem Spannkolben 9 und der Kolbenbohrung 18 von bis zu 10 µm realisiert werden. Unter Leckagespalt ist im vorliegenden Fall der Gesamtdurchmesserunterschied zwischen Spannkolben 9 und der Kolbenbohrung 28 hülsenförmiger Kolbenaufnahme 14 zu verstehen. Dieses eröffnet die Möglichkeit, die hydraulische Dämpfung über eine lasergebohrte Abströmöffnung 24 zu realisieren, aber auch gängige Leckagespaltgrößen sind leicht umzusetzen.
Eine perspektivische Draufsicht auf ein mittels eines im Spritzgießverfahren hergestellten Spannergehäuses 10 einer erfindungsgemäße Spannvorrichtung 8 zeigt die 3a. Im Gegensatz zu dem in 2 gezeigten Spannergehäuse 10, weist diese Ausführungsform zwei kreisförmige Wickelhülsen 29 auf, die beim Spritzgießverfahren in das Kunststoffmaterial eingebettet wurden. Neben der im Wesentlichen mittig angeordneten und an der Spannseite vorstehenden Patronenaufnahme 12 sind seitlich dazu die mit den Wickelhülsen 29 verstärkten Befestigungsaugen 11 vorgesehen. An der spannseitigen Öffnung der Patronenaufnahme 12 ist die Aufnahmebohrung 28 und zwei spannseitig vorstehende Sicherungsaugen 30 zum Anbringen des Sicherungsstifts 25 zu erkennen. 3b zeigt einen Schnitt durch das Spannergehäuse 10 aus 3a entlang einer Linie durch die Befestigungsaugen 11. Hierbei erkennt man am Schnitt durch die Patronenaufnahme 12 die Zulaufkammer 13 am Grund 27 der Aufnahmebohrung 28 sowie die seitlich zur Patronenaufnahme 12 angeordneten Wickelhülsen 29. Die Wickelhülsen 29 sind in dem Kunststoffmaterial des Spannergehäuses 10 eingebettet. Dabei ist am Außenumfang der Wickelhülsen 29 eine V-förmige Nut 31 ausgebildet, die ebenfalls mit dem Kunststoffmaterial des Spannergehäuses 10 ausgefüllt ist und neben einer sicheren Fixierung der Wickelhülse 29 im Spannergehäuse 10 auch eine gute formflüssige Kraftübertragung vom Spannergehäuse 10 auf die Wickelhülse 29 ermöglicht.
In der perspektivischen Ansicht der Wickelhülse 29 in 3c ist deutlich die am Umfang der Wickelhülse 29 in einem etwa gleichmäßigen Abstand zu den stirnseitigen Enden der Wickelhülse 29 vorgesehene V-förmige Nut 31 zu erkennen sowie der durch das Wickeln der Wickelhülsen 29 entstehende Stoß 32 zwischen den wickelseitigen Enden des ausgestanzten Materialstreifens zur Herstellung der Wickelhülsen 29. Der Stoß 32 kann dabei durch Verschweißen der beiden wickelseitigen Enden verbunden sein oder einen verfahrensbedingten minimalen Spalt zwischen den wickelseitigen Enden aufweisen.
4a zeigt eine Draufsicht auf das Spannergehäuse 10 einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 8 mit einer Patronenaufnahme 12, Sicherungsaugen 30, die am spannseitigen Ende der Patronenaufnahme 15 gegenüber der Kolbenaufnahme 14 vorstehen, sowie zwei seitlich der Patronenaufnahme 12 angeordneten Befestigungsaugen 11. In den Befestigungsaugen 11 ist jeweils eine Wickelhülse 29 angeordnet, wobei der Stoß 32 jeweils in Richtung der Patronenaufnahme 12 weist. Am Innenumfang 33 der Wickelhülse 29 sind jeweils Kunststoffstege 34 ausgebildet, die sich in Längsrichtung der Wickelhülse 29 zumindest über einen Teil der Länge der Wickelhülse 29 erstrecken. Die Kunststoffstege 34 entstehen beim Spritzgießen des Spannergehäuses 10, indem Schmelze des Kunststoffmaterial durch Öffnungen 35 am Umfang der Wickelhülse 29 ins Innere der Wickelhülsen 29 eindringt. Die Seitenansicht der Wickelhülse 29 in 4b zeigt neben den Öffnungen 35 im oberen Bereich der Wickelhülse 29 auch den nicht vollständig geschlossenen Hülsenstoß 32 zwischen den wickelseitigen Enden des Materialstreifens der Wickelhülse 29, durch den in diesem Fall ebenfalls Schmelze des Kunststoffmaterials beim Spritzgießen des Spannergehäuses 10 in den Innenraum der Wickelhülse 29 eindringt, sowie die V-förmige Nut 31 am Umfang der Wickelhülse 29 zur Sicherung der Wickelhülsen 29 in dem Spannergehäuse 10. Die am Innenumfang 33 der Wickelhülsen 29 ausgebildeten Kunststoffstege 34, wobei je nach Art und Anordnung der Öffnungen 35 der Kunststoffsteg 34 nur eine sehr geringe Länge in Längsrichtung aufweisen kann, können bei der Montage der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 8 an einem Motorgehäuse 7 oder einem anderen Träger die durch die Wickelhülse 29 hindurchgesteckten Befestigungsbolzen oder -schrauben verliersicher halten und dadurch die Montage vereinfachen sowie andere Montageabläufe und Befestigungsrichtungen ermöglichen.
In 5a ist wiederum eine Draufsicht auf das Spannergehäuse 10 einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 8 gezeigt. Auch hier sind wieder die Befestigungsaugen 11 seitlich der Patronenaufnahme 12 angeordnet. Dabei weist die Wickelhülse 29 auf einer Seite einen größeren Innendurchmesser auf sowie ein im Inneren der Wickelhülse 29 aus dem Kunststoffmaterial des Spannergehäuses 10 ausgebildetes Langloch 36 auf. Dazu wird beim Spritzgie-ßen des Spannergehäuses 10 in diese Wickelhülse 29 ein Werkzeug eingesetzt, sodass schmelzendes Kunststoffmaterial, das beim Spritzgießen durch eine oder mehrere schmelzedurchlässige Öffnungen 35 (nicht gezeigt) in der Wickelhülse 29 in den Innenraum der Wickelhülse 29 strömt, das Langloch 36 ausbildet. Dabei ist am Innenumfang 33 der Wickelhülse 29 eine V-förmige Innennut 37 vorgesehen, die eine genaue Positionierung und Sicherung des aus Kunststoffmaterial ausgebildeten Langlochs 36 in der Wickelhülse 29 ermöglicht. Hierbei kann die Breite des Langlochs 36 im Inneren der Wickelhülsen 29 derartig dimensioniert sein, dass ein sich durch das Langloch 36 hindurch erstreckender Befestigungsbolzen oder -schraube darin sicher gehalten wird. Die Positionierung eines Befestigungsbolzens über das Langloch 36 reduziert bei der Montage der Spannvorrichtung 8 am Motorgehäuse die Freiheitsgrade während der Montage und ermöglicht dadurch eine genauere Positionierung der Spannvorrichtung 8. Sobald das Spannergehäuse 10 fest am Motorgehäuse 7 angeschraubt ist, erfolgt eine Krafteinleitung ausschließlich über die Wickelhülsen 29, sodass das eingespritzte Langloch 36 seine Funktion verliert, da das Spannergehäuse 10 fest mit dem Motorgehäuse verbunden ist und nicht mehr verrutschen kann.
6a zeigt eine perspektivische Unteransicht eines Spannergehäuses 10 nach einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 8. Hierbei ist die Patronenaufnahme 12, die in Spannrichtung vorsteht und am offenen Ende der Patronenaufnahme 12 vorstehende ein Paar Sicherungsaugen 30 zur Fixierung des Sicherungsstücks 25 aufweist, an der Oberseite des Spannergehäuses 10 positioniert, während an der in 6a gezeigten Unterseite des Spannergehäuses 10 eine Flanschfläche 38 mit einer Dichtung 39 ausgebildet ist. Seitlich der Patronenaufnahme 12 sind wieder die Befestigungsaugen 11 mit eingespritzten Wickelhülsen 29 vorgesehen. In der Aufnahmebohrung 28 für die Aufnahme der Spannerpatrone 15 sind mehrere schmale sich in Richtung der Aufnahmebohrung 28 erstreckende Segmente 40 ausgebildet, bevorzugt mindestens drei Segmente 40, sodass sich bei einer zusammengebauten Spannvorrichtung 8 zwischen den Segmenten 40, dem Außenumfang der Spannerpatrone 15 und der Aufnahmebohrung 28 Hydraulikmittelkanäle ausbilden. Diese Hydraulikmittelkanäle ermöglichen einen flexibleren Zulauf des Hydraulikmittels in die Zulaufkammer 13 und damit auch eine entsprechend flexible Ausgestaltung des durch die Dichtung 39 abgedichteten Niederdruckraums für Hydraulikmittel. Entsprechend muss eine Übergabe des Hydraulikmittels nicht mehr direkt im Bereich der Bodenfläche 26 der Aufnahmebohrung 28 vorgesehen sein, um über die Zulaufkammer 13 sicher das Rückschlagventil 20 der Spannerpatrone 15 mit Hydraulikmittel zu versorgen.
6b zeigt einen Schnitt durch die Flanschfläche 38 und Dichtung 39. Dabei ist die Dichtung 39 in dieser Ausführungsform bevorzugt in die Dichtungsnut 41 angespritzt. Die Dichtungsnut 41 ist einseitig mit einem Hinterschnitt 42 ausgebildet, der entweder entlang der gesamten umlaufenden Dichtungsnut 41 oder auch nur Abschnittsweise daran vorgesehen ist, um die hier aus einem elastischen Material, beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer (TPE) oder einem Silikon, vorgesehene Dichtung 39 sicher in der Dichtungsnut 41 zu halten. Alternativ kann die Dichtung 39 hier auch als ein umlaufender Ring ausgebildet sein, der nach dem Spritzgießen des Spannergehäuses 10 in die Sicherungsnut 41 eingelegt wird. Eine weitere Querschnittsform der Dichtungsnut 41 mit auf beiden Nutseiten vorgesehenen Hinterschnitten 42 zeigt die 6c.
Im Gegensatz zu den umlaufenden oder diskreten Hinterschnitten 42 der Dichtungsnut 41 gegenüber der Flanschfläche 38 in 6b und 6c zeigt die Draufsicht auf die Flanschfläche 38 in 6d eine Dichtungsnut 41 mit seitlichen Vorsprüngen 43, um die Dichtung 39 sicher in der Dichtungsnut 41 zu halten. Dadurch kann beim Spritzgießverfahren des Spannergehäuses 10 auf herstellungstechnisch aufwändige Hinterschnitte 42 verzichtet werden und trotzdem eine sichere Anordnung der angespritzten oder eingelegten Dichtung 39 in der Dichtungsnut gewährleistet werden. Die in der Dichtungsnut 41 angespritzte oder eingelegte Dichtung 39 steht gegenüber der Flanschfläche 38 leicht vor, sodass beim Verschrauben des Spannergehäuses 10 mit dem Motorgehäuse 7 die Dichtung 39 vollflächig an das Motorgehäuse 7 angedrückt wird und den Niederdruckbereich der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 8 gegenüber der angrenzenden Umgebung abdichtet. Dies verhindert einen Leerlauf der Spannvorrichtung 8 im Stillstand des Motors und Leckageverluste während des Betriebs. Nach dem Verschrauben des Spannergehäuses 10 mit dem Motorgehäuse 7 kann die Dichtung 39 nicht mehr verloren gehen, sodass die Fixierung der Dichtung 39 durch die Hinterschnitte 42 oder die Vorsprünge 43 in der Dichtungsnut 41 im Wesentlichen eine Sicherung der Dichtung 39 während der Montage gewährleisten muss.
Die Schnittansicht in 7a zeigt eine weitere Ausführungsform der Dichtung 39 zur Abdichtung des Spannergehäuses 10 einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 8. In dieser Ausführungsform ist die Flanschfläche 38 zur Anlage der Spannvorrichtung 8 an eine Montagefläche in einem Verbrennungsmotor am Ende eines schmalen Flanschstegs 44 ausgebildet. Das mit der Flanschfläche 38 versehene Ende des Flanschstegs 44 wird hier von einer U-förmigen Dichtung 39 überdeckt, wobei die beiden Seitenschenkel der U-förmigen Dichtung 39 seitlich des Flanschstegs 44 angeordnet sind und der Mittelteil der U-förmigen Dichtung 39 die Flanschfläche 38 überdeckt. Dadurch kann der Flanschsteg 44 mit einer sehr geringen Wandstärke ausgebildet sein, wodurch neben dem reduzierten Einsatz von Kunststoffmaterial zum Urformen und dem geringeren Gewicht des Spannergehäuses 10 auch die U-förmige Dichtung 39, die umlaufend auf den Flanschsteg 44 angeordnet ist, schmaler ausgebildet sein kann. Um die Dichtwirkung der auf der Flanschfläche 38 anliegenden U-förmigen Dichtung 39 gegenüber einer Montagefläche zu erhöhen, kann die U-förmige Dichtung 39 eine Dichtlippe 45 aufweisen, durch die der Anpressdruck der Dichtung 39 an die Montagefläche erhöht und entsprechend die Dichtwirkung verbessert wird.
In der Schnittansicht in 7b wird eine andere Ausführungsform der U-förmigen Dichtung 39 gezeigt. Im Gegensatz zu der in 7a gezeigten U-förmigen Dichtung 39 weist diese Dichtung 39 konvex geformte Innenflächen der Seitenschenkel auf. Diese konvex geformten Seitenschenkel bilden eine Verliersicherung 46 aus, durch die die U-förmige Dichtung 39 sicher auf dem Ende des Flanschstegs 44 angeordnet werden kann sowie während der Montage der Spannvorrichtung 8 verliersicher auf dem Flanschsteg 44 und anliegend an der Flanschfläche 38 verbleibt.
7c zeigt eine weitere Ausführungsform der Verliersicherung 46, die hier durch konisch zulaufende Seitenschenkel der U-förmigen Dichtung 39 am unteren Ende der Dichtung 39 ausgebildet ist. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen in 7a und 7b weist diese U-förmige Dichtung keine Dichtlippe 45 auf, wodurch diese U-förmige Dichtung 39 kostengünstiger herstellbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Steuerkettentrieb
2: Abtriebsrad
3: Antriebsrad
4: Steuerkette
5: Gleitschiene
6: Spannschiene
7: Motorgehäuse
8: Spannvorrichtung
9: Spannkolben
10: Spannergehäuse
11: Befestigungsauge
12: Patronenaufnahme
13: Zulaufkammer
14: Kolbenaufnahme
15: Spannerpatrone
16: Bodenseite
17: Zulauföffnung
18: Kolbenbohrung
19: Sitz
20: Rückschlagventil
21: Druckkammer
22: Schraubendruckfeder
23: Kolbenstirnseite
24: Abströmöffnung
25: Sicherungsstift
26: Bodenfläche
27: Grund
28: Aufnahmebohrung
29: Wickelhülse
30: Sicherungsaugen
31: Nut
32: Stoß
33: Innenumfang
34: Kunststoffsteg
35: Öffnung
36: Langloch
37: Innennut
38: Flanschfläche
39: Dichtung
40: Segmente
41: Dichtungsnut
42: Hinterschnitt
43: Vorsprünge
44: Flanschsteg
45: Dichtlippe
46: Verliersicherung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004048281 A1 [0003]
DE 102004043727 A1 [0003]
DE 102007036119 A1 [0003]

Claims

Hydraulische Spannvorrichtung (8) für ein Zugmitteltrieb (1) mit einem Spannergehäuse (10), einer Kolbenaufnahme (14) mit einer Kolbenbohrung (18) und einem in der Kolbenbohrung (18) längsbeweglich geführten Spannkolben (9), wobei das Spannergehäuse (10) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spannergehäuse (10) mindestens eine Wickelhülse (29) vorgesehen ist, wobei die Wickelhülse (29) mittels eines Urformverfahrens des Spannergehäuses (10) von dem Kunststoffmaterial umhüllt und fest in das Spannergehäuse (10) eingebettet ist.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelhülse (29) am Außenumfang Arretierungsmittel, bevorzugt eine umlaufende Nut (31), aufweist.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang der Wickelhülse (29) eine oder mehrere Öffnungen (35) mit einem kunststoffdurchlässigen Öffnungsdurchmesser vorgesehen sind, so dass beim Urformverfahren Kunststoffmaterial durch die eine oder mehreren Öffnungen (35) in den Innenraum der Wickelhülse (29) eindringt.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung (35) am Stoß (32) der Wickelhülse (29) ausgebildet ist.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum der Wickelhülse (29) ein durch das Kunststoffmaterial ausgebildetes Langloch (36) vorgesehen ist.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelhülse (29) einen nichtkreisförmigen Durchmesser aufweist, bevorzugt einen ovalen Durchmesser aufweist.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (8) als ein Flanschspanner ausgebildet ist.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannergehäuse (10) eine Flanschfläche (38) zur Anlage an eine Montagefläche mit einer umlaufenden Dichtungsnut (41) aufweist, wobei die Dichtungsnut (41) Sicherungsmittel aufweist, um eine Dichtung (39) verliersicher in der Dichtungsnut (41) aufzunehmen.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsnut (41) als Sicherungsmittel einen oder mehrere Hinterschnitte (42) aufweist, um die Dichtung (39) verliersicher in der Dichtungsnut (41) aufzunehmen.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsnut (41) als Sicherungsmittel einen oder mehrere seitliche Vorsprünge (43) aufweist, um die Dichtung (39) verliersicher in der Dichtungsnut (41) aufzunehmen.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (8) eine Dichtung (39) aufweist, wobei die Dichtung (39) in die umlaufende Dichtungsnut (41) auf der Flanschfläche (38) angespritzt ist und gegenüber der Flanschfläche (38) vorsteht.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (8) eine Dichtung (39) aufweist, wobei die als elastischer Dichtungsring ausgebildete Dichtung (39) in die umlaufende Dichtungsnut (41) auf der Flanschfläche (38) eingelegt ist und gegenüber der Flanschfläche (38) vorsteht.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannergehäuse (10) einen Flanschsteg (44) mit einer Flanschfläche (38) zur Anlage an eine Montagefläche sowie eine Dichtung (39) aufweist, wobei die Dichtung (39) U-förmig ausgebildet und auf dem Flanschsteg (44) angeordnet ist.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (39) aus einem Elastomer, einem thermoplastischen Elastomer oder einem Silikonmaterial hergestellt ist.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannergehäuse (10) einen Anschlag für eine von dem Spannkolben (9) vorgespannten Spannschiene (6) aufweist, wobei der Anschlag aus einem elastischen Material ausgebildet ist und an einer der Spannschiene (6) zugewandten Seite des Spannergehäuses (10) am Spannergehäuse (10) angespritzt ist.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannergehäuse (10) eine Aufnahme (12) mit einer Aufnahmebohrung (28) aufweist, wobei die Aufnahmebohrung (28) in mehrere voneinander beabstandete Segmente (40) unterteilt ist, die mit dem Umfang einer Spannerpatrone (15) oder Laufhülse in Kontakt stehen, und zwischen den Segmenten (40) Hydraulikmittelkanäle ausgebildet sind.
Hydraulische Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass am offenen Ende der Aufnahme (12) zwischen der Aufnahmebohrung (28) und der Spannerpatrone (15) oder der Laufhülse eine Hydraulikmitteldichtung vorgesehen ist, um die zwischen den Segmenten (40) der Aufnahmebohrung (28) ausgebildeten Hydraulikmittelkanäle abzudichten.
Zugmitteltrieb (1) für einen Verbrennungsmotor mit einem Antriebsrad (3), mindestens einem Abtriebsrad (2) und einem das Antriebsrad (3) mit dem mindestens einen Abtriebsrad (2) verbindenden Zugmittel, insbesondere eine Kette (4), und einer hydraulischen Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
Verwendung einer Wickelhülse (29) beim Urformverfahren zur Herstellung des Spannergehäuses (10) einer hydraulischen Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Wickelhülse (29) zunächst in der Form des Spannergehäuses (10) angeordnet und beim Urformverfahren fest in das Kunststoffmaterial des Spannergehäuses (10) eingebettet wird.