DE20102748U1

DE20102748U1 - Antriebssystem mit einem Endlostreibelement, wie Kette, Riemen etc.

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Publication number: DE20102748U1
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Authority: DE
Original assignee: Joh Winklhofer and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Joh Winklhofer Beteiligungs GmbH and Co KG
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2011-02-17

Description

GRÜNECKER KlNKS-QEt STOCjCMAI R_# 4 SCHWANHÄUSSER

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G 4500-00142/oe DATUM / DATE

16.02.2001

Antriebssystem mit einem Endlostreibelement, wie Kette,

Riemen etc.

GRUNECKER KINKELDEY ·

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MAXIMILIANSTR. 58
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Antriebssystem mit einem Endlostreibelement, wie Kette, Riemen etc.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem mit einem Endlostreibelement, wie Kette, Riemen etc., und mindestens zwei Spanneinrichtungen, die das Endlostreibelement spannen. Solche Systeme werden z.B. bei einem Steuertrieb eines Kraftfahrzeugmotors eingesetzt. Zum Teil ist es gewünscht, sowohl den Lostrum als auch den Zugtrum des Triebs (meistens ein Kettentrieb) zu spannen. Beispiele hierfür sind in den Druckschriften DE 198 05 878 A1, EP 1043519 A2 und US 6 106 423 wiedergegeben. Die Spanneinrichtungen umfassen zumeist einen hydraulischen betriebenen Kolben, der an die Motorhydraulik angeschlossen ist, und eine Spannschiene, die von dem Spannkolben gegen eine Seite des Kettentriebes gedrückt wird. Hierbei sind die einzelnen Spanneinrichtungen im Wesentlichen unmittelbar abhängig von dem durch die Motorhydraulik bereitgestellten Hydraulikdruck.

Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spanneinrichtungen derart miteinander wirkverbunden sind, dass eine Abstimmung ihres Spannverhaltens gegeben ist. Demnach erfolgt also eine Rückkopplung zwischen dem Spannverhalten jeder einzelnen Spanneinrichtungen, so dass das Gesamtsystem besser unter Spannung gehalten werden kann. In Abhängigkeit der Motorlast, der Drehzahl und anderer Parameter lässt sich durch die Abstimmung ein optimales Spannverhältnis zwischen den Spanneinrichtungen an dem Endlostreibelement bewirken. Die bislang verwendete unabhängige Betätigung der Spanneinrichtungen hat immer nur eine indirekte Einflussnahme ermöglicht.

Insbesondere bei der Verwendung an einem Kraftfahrzeugmotor ist das Motorkennfeld bestens bekannt, so dass für jede Lastsituation in Abhängigkeit der hydraulischen Gegebenheiten im Hydraulikkreislauf eine vorbestimmte Abstimmung des Spannverhaltens zwischen hydraulisch betätigbaren

Spanneinrichtungen sich bevorzugt automatisch einstellen lässt. Durch eine günstigerweise direkte Kopplung der Hydraulikkreisläufe kann nunmehr eine schnellere Abstimmung erzielt werden.

Bevorzugt kann mindestens eine hydraulische Abstimmeinrichtung vorgesehen sein, durch die ein Abstimmen des Spannverhaltens der Spanneinrichtungen ermöglicht ist. Solche Abstimmeinrichtungen können eine Vorababstimmung bewirken oder sich den dynamischen Gegebenheiten automatisch anpassen. Hier gibt es zahllose Möglichkeiten zur Ausgestaltung von hydraulischen Abstimmeinrichtungen. Diese müssen jeweils Einfluss auf einen oder mehrere hydraulische Parameter nehmen.

Bevorzugt können die Abstimmeinrichtungen z.B. mindestens eine hydraulische Drossel- und/oder Steuereinrichtung umfassen. Hierbei handelt es sich um einfache Möglichkeiten, verschiedene Wirkungen in ein und demselben Hydraulikkreislauf an den verschiedenen Spanneinrichtungen zu bewirken.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Spanneinrichtungen mit Ausnahme der Abstimmeinrichtung unmittelbar miteinander hydraulisch gekoppelt. Das bedeutet, dass die Spanneinrichtungen so in dem Hydraulikkreislauf angeordnet sein sollen, dass sie tatsächlich gegenseitig aufeinander Einfluss nehmen können. Eine rein zufällige Anordnung im gleichen Hydraulikkreis, ohne dass eine nennenswerte Einflussnahme vorhanden ist, soll ausgeschlossen sein.

Eine sehr gute Einflussnahme auf einen Trieb lässt sich dadurch nehmen, dass eine Spanneinrichtung auf den Lostrum und eine Spanneinrichtung auf den Zugtrum des Endlostreibelementes wirkt. Der Lostrum erstreckt sich zwischen einem Antriebsrad und einem angetriebenen Rad des Endlostreibelementes und überträgt nicht die Antriebskraft, wohingegen der Zugtrum sich zwischen einem Antriebsrad und einem angetriebenen Rad erstreckt und die Zugkraft überträgt.

Des Weiteren kann die Abstimmeinrichtung derart ausgestaltet sein, dass ein Abstimmen des Spannverhaltens in Abhängigkeit der dynamischen Eigenschaften des Antriebssystems ermöglicht ist. Von Interesse sind hier insbesondere Resonanzbereiche, in denen vermehrt Schwingungen auftreten. Gerade diese gilt es besonders durch eine gezielte Spannung des Endlostreibelementes zu unterdrücken.

Die Spanneinrichtungen können innerhalb der von dem Endlostreibelement umgrenzten Zone angeordnet sein. Dies sorgt für eine platzsparende Unterbringung, da die vorhandenen Räume optimal ausgefüllt sind.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Spanneinrichtungen von innen gegen das Endlostreibelement drücken und dieses nach außen spreizen. Hierzu eigenen sich z.B. Zahnketten, die gesonderte Führungslaschen zum Anliegen an einer Spannschiene aufweisen.

Bei einer Variante weisen die Spannvorrichtungen ein linear entlang einer Achse bewegbaren Spannkolben auf. Hierbei handelt es sich um eine sehr einfache und bestens bewährte Methode, eine Spannkraft mit möglichst kleinem Bauraum aufzubringen.

Des Weiteren kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Achsen der Spannkolben zueinander fluchten und die Kolben eine entgegengesetzte Spannrichtung aufweisen. Eine solche Ausgestaltung würde sich hervorragend zum Anordnen innerhalb der von dem Endlostreibelement umgrenzten Zone eignen. Darüber hinaus lässt sich eine solche Anordnung konstruktiv sehr einfach verwirklichen. Insbesondere ist es hierdurch auch möglich, gleiche Druckverhältnisse als Grundzustand an den beiden Spannkolben bereitzustellen. Günstig ist es dabei auch, wenn die Spannkolben in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Das Gehäuse könnte dann einen gemeinsamen Versorgungsanschluss zum Anschließen an eine Hydraulikversorgung und ein Kanalsystem zum Zuführen von Hydraulikflüssigkeit zu den Spannkolben umfassen. Diese Konstruktion bietet eine sehr korn-

pakte Ausgestaltung eines Gehäuses mit gegenseitig wirkenden Spannkolben.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Spanneinrichtung eine um eine Achse schwenkbare Spannschiene umfasst, die gegen das Endlostreibelement drückt. Durch die Spannschiene ist eine größere Anlagefläche an das Endlostreibelement gegeben. Darüber hinaus sind durch gezielt ausgewählte Hebelverhältnisse nochmals Kraftverstärkungen und -reduzierungen möglich.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausgestaltung, bei der die Spannschienen der Spanneinrichtungen einseitig an einem Gehäuse für die Spannkolben angelenkt sind. Hierdurch wird wiederum eine einheitliche, sehr kompakte Spannvorrichtung bereitgestellt, die als Modul ein- und ausbaubar ist.

In einem weiteren günstigen Fall ist vorgesehen, dass zwei Spanneinrichtungen einschließlich einem Gehäuse, dem Spannkolben und Spannschienen zu einer Mittellinie symmetrisch aufgebaut sind. Hierdurch sind auch die an der Spanneinrichtung wirkenden Kraftverhältnisse symmetrisch, wodurch sich weitere konstruktive Vorteile ergeben. Auch lässt sich hierdurch harmonisch eine Abstimmung, z.B. bei der Spannkraftaufbringung auf einenm Los- und gleichzeitig einen Zugtrum, erreichen.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt einen Steuerkettentrieb mit einer symmetrisch ausgestalteten Spanneinrichtung in einer schematischen Vorderansicht.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Steuerkettentrieb ist an einem nicht dargestellten Motorgehäuse angebracht. Der Kettentrieb umfasst eine Zahnkette 1, die um ein Kurbelwellenzahnrad 2 und ein Nockenwellenzahnrad 3 herumgeführt ist, sowie eine Spannvorrichtung 4.

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Aufgrund der Tatsache, dass die Spannvorrichtung 4 innerhalb des von der Zahnkette 1 umgrenzten Bereichs angeordnet ist, und von innen gegen die Zahnkette 1 drückt, ist diese als Sonderkette ausgeführt und weist Führungslaschen auf, die mit der Spannvorrichtung 4 zur Anlage kommen.

Die Spanneinrichtung 4 ist lediglich schematisch dargestellt. Diese umfasst ein Gehäuse 5, ein darin angeordnetes Hydraulikkanalsystem 6, zwei hohlzylindrische Spannkolben 7 und 8 sowie zwei schwenkbar am Gehäuse 5 angelenkten Spannschienen 9 und 10.

Die Spannkolben 7 und 8 sind jeweils in einer zylindrischen Bohrung 11 und 12 des Gehäuses angeordnet und werden in ihrem Innern zusätzlich noch durch eine Druckfederkraft einer Druckfeder 13 und 14 beaufschlagt. Damit die Druckfeder 13 und 14 nicht ausknicken kann, ist noch ein Führungsstift 15 und 16 im Innern des Hohlkolbens 7 und 8 angeordnet. Diese Konstruktion ist bestens bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden.

Die beiden Spannkolben 8 und 9 weisen die gleiche Achse A auf, so dass sie in Fluchtung zueinander angeordnet sind. Des Weiteren ist die Spannrichtung der beiden Kolben 7 und 8 genau entgegengesetzt.

Die Ölversorgung erfolgt über einen zentralen Anschluss 17, der das Hydrauliköl über das Kanalsystem 6 den Spannkolben 7 und 8 zuführt. Innerhalb des Hydraulikkanalsystems 6 können sogenannte Abstimmeinrichtungen, wie Drosseln, Rückschlagventile oder jegliche andere Art von hydraulischen Einstellelementen vorgesehen sein. Wichtig ist hierbei, dass diese Bauelemente Einfluss auf Hydraulikparameter innerhalb des Hydraulikkreislaufes und somit auf das Spannverhalten der Spannkolben 7 und 8 nehmen.

Die Spannkolben 7 und 8 drücken auf die Rückseite 18 und 19 der Spannschienen auf, die mit ihrer Vorderseite 20 bzw. 21 an der Zahnkette 1 anliegt.

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Die Spannschienen 9 und 10 sind an einer Lagerstelle 22 und 23 am Gehäuse 5 um eine senkrecht zur Achse A der Spannkolben verlaufende Achse schwenkbar gehalten. Durch diesen Aufbau ist die gesamte Spannvorrichtung 4 symmetrisch zu der Hauptachse M ausgestaltet, so dass ein symmetrisches Aufdrücken je nach Bedarf und gewünschtem Spannverhalten erfolgen könnte.

Die Spannverhältnisse im Lostrum, der sich im vorliegenden Fall auf der linken Seite befindet, müssen oftmals anders sein, als im Zugtrum auf der rechten Seite. Damit Los- und Zugtrum unterscheidbar sind, sind Drehrichtungen der Zahnräder 2 und 3 eingezeichnet, wobei der Antrieb über das untere Zahnrad 2 erfolgt.

Der zentrale Anschluss 17 ist bevorzugt an die Motorölhydraulik angeschlossen. Bei identischer Ausgestaltung des Hydraulikkanalsystems 6 symmetrisch zur Mittellinie M und ansonsten gleichgroßen Kanalquerschnitten und Kolbenquerschnitten lässt sich eine gleich große Spannkraft auf die Spannschienen 9 und 10 aufbringen. Allerdings können nunmehr durch entsprechende Eingriffe in diesen Hydraulikkreislauf durch Drosseleinrichtungen oder andere Steuereinrichtungen auch unterschiedliche Spannwirkungen bzw. ein unterschiedliches Spannverhalten an den Spannschienen 9 und 10 bewirkt werden, so dass Zug- und Lostrum unterschiedlich gespannt werden. Hierbei ist aber immer eine unmittelbarer Abstimmung durch das zusammenhängende Hydraulikkanalsystem 6 gegeben. Die beiden Spannkolben beeinflussen sich daher gegenseitig in ihrem Spannverhalten, weil deren Bewegung wieder Einfluss auf die Strömungsverhältnisse im Hydraulikkanalsystem 6 nehmen.

Hierdurch kann eine gezielte Bedämpfung der Schwingungen im Zug- und Lostrum des Triebes erzielt werden. Insbesondere kann die Abstimmung des Verhaltens des gesamten Triebes unter dynamischen Gesichtspunkten erfolgen.

Neben dem hier dargestellten Steuerkettentrieb, kann die Spanneinrichtung auch bei Massenausgleichs- und Nebenaggregatetriebe, z.B. einem Kraftfahrzeugmotor verwendet werden. Außer der Ausführungsmöglichkeit als Baueinheit kann die Spanneinrichtung auch durch Einzelkomponenten und über ölführende Konturen im Motor aufgebaut werden.

Claims

1. Antriebssystem mit einem Endlostreibelement (1), wie Kette, Riemen etc., und mindestens zwei Spanneinrichtungen (7, 8), die das Endlostreibelement (1) spannen, wobei die hydraulisch betätigbaren Spanneinrichtungen (7, 8) derart miteinander wirkverbunden sind, dass eine Abstimmung ihres Spannverhaltens gegeben ist, dass mindestens eine hydraulische Abstimmeinrichtung vorgesehen ist, durch die ein Abstimmen des Spannverhaltens der Spanneinrichtungen (7, 8) ermöglicht ist, eine Spanneinrichtung (7) auf den Lostrum und eine Spanneinrichtung (8) auf den Zugtrum des Endlostreibelementes (1) wirkt, die Spanneinrichtungen (7, 8) innerhalb der von dem Endlostreibelement (1) umgrenzten Zone angeordnet sind, die Spanneinrichtungen (7, 8) von innen gegen das Endlostreibelement (1) drücken und dieses nach außen spreizen, die Spanneinrichtungen ein linear entlang einer Achse (A) bewegbaren Spannkolben (7, 8) aufweisen, die Achsen (A) der Spannkolben (7, 8) zueinander fluchten und die Kolben (7, 8) eine entgegengesetzte Spannrichtung aufweisen, die Spannkolben (7, 8) in einem gemeinsamen Gehäuse (5) angeordnet sind und das Gehäuse (5) einen gemeinsamen Versorgungsanschluss (17) zum Anschließen an eine Hydraulikversorgung und ein Kanalsystem (6) zum Zuführen von Hydraulikflüssigkeit zu den Spannkolben (7, 8) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung eine um eine Achse schwenkbare Spannschiene (9, 10) umfasst, die gegen das Endlostreibelement (1) drückt, dass die Spannschiene (9, 10) der Spanneinrichtungen einseitig an dem Gehäuse für die Spannkolben (7, 8) angelenkt sind, dass zwei Spanneinrichtungen einschließlich einem Gehäuse (5), den Spannkolben (7, 8) und Spannschienen (9, 10) zu einer Mittellinie (M) symmetrisch aufgebaut sind.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmeinrichtung mindestens eine hydraulische Drossel- und/oder Steuereinrichtung umfasst.

3. Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtungen (7, 8) mit Ausnahme der Abstimmeinrichtung unmittelbar miteinander hydraulisch gekoppelt sind.

4. Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmeinrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein Abstimmen des Spannverhaltens in Abhängigkeit der dynamischen Eigenschaften des Antriebssystems ermöglicht ist.