DE19748163A1 - Vorrichtung zum Spannen und Verstellen eines als Kette ausgebildeten Umschlingungstriebs - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und Ver­ stellen eines als Kette ausgebildeten Umschlingungstriebs, durch den eine erste Nockenwelle einer Brennkraftmaschine eine zweite Nockenwelle an­ treibt, wobei die Kette quer zu ihrer Bewegungsrichtung gespannt wird, in­ dem der Abstand zwischen ihrem Lasttrum und ihrem Lostrum dadurch ver­ größert wird, daß ein erster äußerer Hydraulikkolben und ein zweiter innerer Hydraulikkolben gegeneinander verschoben werden und wobei die Kette quer zu ihrer Bewegungsrichtung verstellt wird, indem ihr Lasttrum dadurch verkürzt oder verlängert und ihr Lostrum dadurch verlängert oder verkürzt wird, daß der erste äußere Hydraulikkolben innerhalb eines feststehenden Gehäuses verschoben wird.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 44 29 071 A1 bekannt. Beim Ausschalten der Brennkraftmaschine wird naturge­ mäß auch die Hydraulikölversorgung abgeschaltet, was zur Folge hat, daß der Druck der Hydraulikölversorgung absinkt. Beim erneuten Starten der Brennkraftmaschine treten deshalb innerhalb der ersten zwei bis fünf Se­ kunden, während derer der Druck der Hydraulikölversorgung noch nicht wie­ der voll aufgebaut ist, unerwünschte Geräusche auf. Des weiteren treten un­ definierte und daher unkontrollierte Schwankungen der Steuerzeiten auf, die zu thermodynamischen Problemen führen können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, daß die beim Starten der Brennkraftmaschine auftretenden Geräusche und Schwan­ kungen der Steuerzeiten wirkungsvoll vermieden werden, ohne daß die Vor­ richtung dadurch zu aufwendig wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Indem im Innern zwischen dem ersten äußeren Hydraulikkolben und dem zweiten in­ neren Hydraulikkolben ein erster Druckraum sowie ein darüber befindlicher Ölvorratsraum angeordnet sind und die beiden Räume mittels eines Rück­ schlagventils voneinander getrennt sind, ist eine Vorrichtung zum Spannen und Verstellen eines als Kette ausgebildeten Umschlingungstriebs geschaf­ fen, welche gewährleistet, daß dann, wenn beim Abschalten und erneuten Starten der Brennkraftmaschine der Druck des Hydrauliköls absinkt und erst mit einiger Verzögerung wieder aufgebaut wird, die Hydraulikölversorgung des ersten Druckraums aus dem Ölvorratsraum sichergestellt ist und somit keine Klappergeräusche oder Schwankungen der Steuerzeiten mehr auftre­ ten.

Bevorzugt weist der Ölvorratsraum wenigstens das 1,5-fache Volumen der zum vollständigen Ausgleich benötigten Ölmenge auf. Denn durch dieses Merkmal kann die Hydraulikölversorgung des Druckraums auch bei einer Verzögerung von mehreren Sekunden aus dem Ölvorratsraum bestritten werden.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Ölvorratsraum auf der Seite des ersten äußeren Hydraulikkolbens und der Druckraum auf der Seite des zweiten inneren Hydraulikkolbens angeordnet. Diese Ausführungsform ist dann zu wählen, wenn der erste äußere Hydraulikkolben, welcher quasi als Verstellerkolben arbeitet, in Einbaulage der Vorrichtung nach oben weist. Denn der Ölvorratsraum muß stets oberhalb des Druckraums angeordnet sein, um den Druckraum auch im drucklosen Zustand beim Starten der Brennkraftmaschine mit Hydrauliköl versorgen zu können.

Bei der ersten Ausführungsform kann der Ölvorratsraum an der Stirnseite des ersten äußeren Hydraulikkolbens eine Spritzöffnung für das Hydrauliköl aufweisen. Durch diese Spritzöffnung kann zum einen eine zuverlässige Entlüftung des Ölvorratsraums stattfinden, so daß es innerhalb des ersten Druckraums nicht zu Druckverlusten aufgrund von Luftbläschen im Hydrauli­ köl kommt, und kann zum anderen eine wirkungsvolle Schmierung des als Kette ausgebildeten Umschlingungstriebs erfolgen.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der Ölvorratsraum auf der Seite des zweiten inneren Hydraulikkolbens und der Druckraum auf der Seite des ersten äußeren Hydraulikkolbens angeordnet. Diese Ausführungs­ form ist dann zu wählen, wenn der zweite innere Hydraulikkolben, welcher quasi als Spannerkolben arbeitet, in Einbaulage der Vorrichtung nach oben weist.

Und bei der zweiten Ausführungsform kann der Ölvorratsraum an der Stirn­ seite des zweiten inneren Hydraulikkolbens die Spritzöffnung für das Hy­ drauliköl aufweisen.

Indem der erste äußere Hydraulikkolben bzw. der zweite innere Hydraulik­ kolben eine Gleitschiene tragen und die Gleitschiene eine Aussparung auf­ weist, welche zu der Spritzöffnung für das Hydrauliköl leicht versetzt ist, kann das Hydrauliköl durch die Gleitschiene hindurch direkt auf die Kette gespritzt werden und somit auch die Kontaktfläche zwischen der Gleitschiene und der Kette schmieren. Der leichte Versatz berücksichtigt dabei die Bewegungs­ richtung der Kette.

Besonders vorteilhaft ist der Zulauf für den Ölvorratsraum im ersten äußeren Hydraulikkolben bzw. im zweiten inneren Hydraulikkolben an einer möglichst hohen Stelle vorgesehen. Durch dieses Merkmal kann der Ölvorratsraum maximal genutzt werden. Denn, wenn beim Ausschalten der Brennkraftma­ schine der Druck der Hydraulikölversorgung sinkt, verbleibt auf jeden Fall ein bis zur Höhe des Zulaufs gefüllter Ölvorratsraum.

Ist die Vorrichtung in ihrer Einbaulage schräg angeordnet, so empfiehlt es sich, beim Zusammenbau darauf zu achten, daß sich der Zulauf an der nach oben weisenden Wandseite des ersten äußeren Hydraulikkolbens bzw. des zweiten inneren Hydraulikkolbens befindet.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungsfigu­ ren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend der er­ sten Ausführungsform in schematisch geschnittener Darstel­ lung; und

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform in schematisch geschnittener Darstellung.

Eine Vorrichtung 1 spannt und verstellt eine Kette 2, durch die eine erste Nockenwelle 3 einer Brennkraftmaschine eine zweite Nockenwelle 3' an­ treibt.

Die Vorrichtung 1 spannt und verstellt die Kette 2 quer zu ihrer Bewegungs­ richtung (Pfeile) über ihr Lasttrum 4 und ihr Lostrum 5. Dazu weist die Vor­ richtung 1 ein feststehendes Gehäuse 6, einen im Gehäuse 6 festgelegten Führungskörper 7, einen im Führungskörper 7 entlang der Achse A ver­ schiebbar gelagerten ersten äußeren Hydraulikkolben 8 und einen im ersten äußeren Hydraulikkolben 8 entlang der Achse A verschiebbaren zweiten in­ neren Hydraulikkolben 9 auf.

Bei beiden Ausführungsformen der Vorrichtung 1 wird das Spannen der Kette 2 realisiert, indem der erste äußere Hydraulikkolben 8 und der zweite innere Hydraulikkolben 9 gegeneinander verschoben werden. Dazu steht ei­ ne nicht gezeigte Hydraulikölversorgung über einen Ölvorratsraum 10 und ein Rückschlagventil 11 mit einem ersten Druckraum 12 in Verbindung, wo­ bei der Ölvorratsraum 10, das Rückschlagventil 11 und der darüber befindli­ che Druckraum 12 im Innern zwischen dem ersten äußeren Hydraulikkolben 8 und den zweiten inneren Hydraulikkolben 9 angeordnet sind. Wird nun das Volumen des Druckraums 12 vergrößert, so verschieben sich die beiden Hy­ draulikkolben 8, 9 in zueinander entgegengesetzten Richtungen und span­ nen mittels ihrer an den Stirnseiten befestigten Gleitschienen 13, 13' das Lasttrum 4 gegen das Lostrum 5 der Kette 2.

Und bei beiden Ausführungsformen der Erfindung wird das Verstellen der Kette 2 erreicht, indem zwischen dem Gehäuse 6 und einem ringförmigen Kragen 14 des ersten äußeren Hydraulikkolbens 8 ein zweiter Druckraum 12' und zwischen dem Führungskörper 7 und dem ringförmigen Kragen 14 ein dritter Druckraum 12" vorgesehen ist. Dadurch kann der erste äußere Hy­ draulikkolben 8 in einem weiteren Bereich entlang der Achse A innerhalb der Vorrichtung 1 verschoben werden und die Kette 2 verstellen, was wiederum die Steuerzeiten der Brennkraftmaschine beeinflußt. Dabei werden die Steu­ erzeiten in Richtung "früh" beeinflußt, wenn der erste äußere Hydraulikkol­ ben 8 auf das Lasttrum 4 zu verschoben wird und werden die Steuerzeiten in Richtung "spät" beeinflußt, wenn der erste äußere Hydraulikkolben 8 auf das Lostrum 5 zu bewegt wird.

Zweckmäßigerweise wird die Frühverstellung bei Brennkraftmaschinen im Bereich geringer Drehzahlen, das heißt bis ca. 4000 Umdrehungen pro Minu­ te und die Spätverstellung im Bereich hoher Drehzahlen, das heißt oberhalb von ca. 4000 Umdrehungen pro Minute sowie bei Leerlauf gewählt.

Beim Ausschalten der Brennkraftmaschine kommt es durch den auftretenden Druckabfall der Hydraulikölversorgung und durch Nockenwellendrehmomen­ te in der Abstellposition zu einem Leerlaufen bzw. Leerdrücken des ersten Druckraums 12. Und beim erneuten Starten der Brennkraftmaschine muß sich der Druck der Hydraulikölversorgung erst wieder aufbauen. In der Zwi­ schenzeit, das heißt bis der Druck wieder voll zur Verfügung steht, kann der leergelaufene erste Druckraum 12 jedoch aus dem Ölvorratsraum 10 ver­ sorgt werden. Unterstützt wird dies beim erneuten Starten durch eine in dem ersten Druckraum 12 vorgesehene Druckfeder 15.

In Fig. 1 ist der Ölvorratsraum 10 an der Seite des ersten äußeren Hydrau­ likkolbens 8 und ist die erste Druckkammer 12 an der Seite des zweiten in­ neren Hydraulikkolbens 9 angeordnet, während in Fig. 2 der Ölvorratsraum 10 an der Seite des zweiten inneren Hydraulikkolbens 9 und die erste Druck­ kammer 12 an der Seite des ersten äußeren Hydraulikkolbens 8 angeordnet ist.

Bei der ersten Ausführungsform aus Fig. 1 weist der Ölvorratsraum 10 an der Stirnseite des ersten äußeren Hydraulikkolbens 8 eine Spritzöffnung 16 für das Hydrauliköl auf und bei der zweiten Ausführungsform aus Fig. 2 weist der Ölvorratsraum 10 an der Stirnseite des zweiten inneren Hydraulik­ kolbens 9 eine Spritzöffnung 16 für das Hydrauliköl auf. In beiden Fällen ist außerdem vorgesehen, daß die an dem jeweiligen Hydraulikkolben 8 und 9 befestigte Gleitschiene 13, 13' eine kreisrunde Aussparung 17 aufweist, wel­ che zu der Spritzöffnung 16 für das Hydrauliköl leicht versetzt angeordnet ist. Dieser leicht Versatz berücksichtigt die Bewegungsrichtung der Kette 2.

Für den Ölvorratsraum 10 ist jeweils ein Zulauf 18 vorgesehen, der in Fig. 1 an einer möglichst hohen Stelle der Seitenwandung des ersten äußeren Hy­ draulikkolbens 8 und in Fig. 2 an einer möglichst hohen Stelle der Seiten­ wandung des zweiten inneren Hydraulikkolbens 9 angeordnet ist.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Spannen und Verstellen eines als Kette ausgebildeten Umschlingungstriebs, durch den eine erste Nockenwelle einer Brenn­ kraftmaschine eine zweite Nockenwelle antreibt, wobei

• - die Kette quer zu ihrer Bewegungsrichtung gespannt wird, indem der Abstand zwischen ihrem Lasttrum und ihrem Lostrum dadurch vergrößert wird, daß ein erster äußerer Hydraulikkolben und ein zweiter innerer Hydraulikkolben gegeneinander verschoben wer­ den, und
• - die Kette quer zu ihrer Bewegungsrichtung verstellt wird, indem ihr Lasttrum dadurch verkürzt oder verlängert und ihr Lostrum da­ durch verlängert oder verkürzt wird, daß der erste äußere Hydrau­ likkolben innerhalb eines feststehenden Gehäuses verschoben wird,

dadurch gekennzeichnet, daß im Innern zwischen dem ersten äußeren Hydraulikkolben (8) und dem zweiten inneren Hydraulikkolben (9) ein Ölvorratsraum (10) und ein darunter befindlicher erster Druckraum (12) angeordnet sind und die beiden Räume (10, 12) mittels eines Rückschlagventils (11) voneinan­ der getrennt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölvor­ ratsraum (10) wenigstens das 1,5-fache Volumen der erforderlichen Ausgleichsmenge aufweist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ölvorratsraum (10) auf der Seite des ersten äußeren Hydraulikkolbens (8) und der erste Druckraum (12) auf der Seite des zweiten inneren Hydraulikkolbens (9) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölvor­ ratsraum (10) an der Stirnseite des ersten äußeren Hydraulikkolbens (8) eine Spritzöffnung (16) für Hydrauliköl aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ölvorratsraum (10) auf der Seite des zweiten inneren Hydraulikkolbens (9) und der erste Druckraum (12) auf der Seite des ersten äußeren Hydraulikkolbens (8) und angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölvor­ ratsraum (10) an der Stirnseite des zweiten inneren Hydraulikkolbens (9) eine Spritzöffnung (16) für Hydrauliköl aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste äußere Hydraulikkolben (8) bzw. der zweite in­ nere Hydraulikkolben (9) eine Gleitschiene (13, 13') trägt und die Gleit­ schiene (13, 13') eine zu der Spritzöffnung (16) für das Hydrauliköl leicht versetzte Aussparung (17) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ölvorratsraum (10) im ersten äußeren Hydraulikkolben (8) bzw. im zweiten inneren Hydraulikkolben (9) an einer möglichst hohen Stelle einen Zulauf (18) aufweist.