WO2017059851A9 - Hydraulische spannvorrichtung für einen kettentrieb - Google Patents

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    • F16H2007/0893Circular path

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic tensioning device for a chain drive of an internal combustion engine.
  • Chain drives generally include a drive sprocket connected to the crankshaft, connected to a camshaft
  • Output sprocket connects. About the Switzerlandtrum the drive control chain, a drive torque of the crankshaft is transmitted to the camshaft.
  • the timing chain is tensioned on its slack side in order to ensure its functionality over the service life. For this purpose, the timing chain is acted upon by means of a clamping device with a force.
  • Such a hydraulic tensioner discloses US 2015/0 024 887 A1. Shown is a housing of a clamping device, in which a sleeve is inserted. In the sleeve, a clamping piston is guided displaceably.
  • the clamping piston has a piston cavity, wherein the piston cavity together with the sleeve forms a high-pressure chamber, which is connected via a secured by a check valve inlet passage with an inlet port in connection. Between the inlet connection and the inlet passage, a low-pressure space is formed, in which a pressure regulating piston is arranged.
  • the pressure regulating piston is arranged within the housing such that the axes of the pressure regulating piston and the tensioning piston are perpendicular to one another.
  • the disclosed pressure control piston also shows on its outer circumferential surface a control channel enclosed by control edges, which releases or closes an inlet channel to the low pressure chamber depending on the position of the pressure regulating piston.
  • the pressure control piston thus forms a part of the inflow port to the inlet passage extending hydraulic fluid path.
  • a hydraulic tensioning device for a chain drive of an internal combustion engine with a tensioning piston receptacle and with a tensioning piston displaceably guided in the tensioning piston receptacle, which has a piston cavity, wherein the piston cavity together with the tensioning piston receptacle forms a high-pressure space which via a means of a Non-return valve secured inlet passage with an inlet port is connected, and with a low pressure chamber formed between inlet port and inlet passage and with a arranged in the low-pressure chamber balance piston.
  • the compensating piston is arranged substantially parallel to the hydraulic medium path extending through the low-pressure space between inlet connection and inlet passage.
  • the proposed hydraulic tensioner is characterized in that the balance piston directly controls the pressure in the low pressure chamber and indirectly regulates the pressure in the high pressure chamber, the pressure in the low pressure chamber being controlled passively by means of the balance piston.
  • the compensating piston is arranged essentially parallel to the hydraulic path between the inlet connection and the inlet passage through the low-pressure space.
  • parallel arrangement means that the compensating piston does not substantially restrict the flow of hydraulic fluid or that the compensating piston can not block the hydraulic path. If pressure peaks occur in the supply line, which pass into the low-pressure space via the inlet connection, the absorption volume in the low-pressure space can be increased by means of the compensation piston; Pressure peaks can be reduced before a transition into the high-pressure chamber.
  • the balance piston can serve to push the oil in the low-pressure chamber into the high-pressure space (in this and also in other operating states, the pressure in the low-pressure chamber is greater than in the high-pressure chamber).
  • the balance piston can thus support the tensioning device in the Nachsaugphase. In the low-pressure range, oil should therefore be equal piston are pressed into the high-pressure chamber.
  • the oil supply should be supported even at high frequencies. The oil supply should be more uniform overall.
  • the compensating piston is displaceably guided in a compensating piston receptacle, wherein the compensating piston delimits the low-pressure chamber with respect to a reference pressure chamber.
  • the reference pressure chamber may preferably be in communication with the environment, for example via an opening at the reference pressure chamber.
  • the compensating piston may be aligned coaxially, axially parallel or offset by an angle to the axis of the clamping piston, for example, also perpendicular to the clamping piston axis.
  • the compensating piston is biased by means of a spring against the low-pressure space.
  • the balance piston is arranged coaxially or axially parallel to the clamping piston.
  • the bias by means of a spring is a preferred embodiment, which allows a passive control of the balance piston.
  • the spring biases the compensating piston against a stop surface, wherein the stop surface at least partially surrounds the opening of the inlet passage facing the low-pressure space.
  • the tensioning piston receptacle of the hydraulic tensioning device comprises a housing and a sleeve arranged in a housing bore (or in a cylindrical housing cavity), wherein the tensioning piston is displaceably guided in the sleeve.
  • the embodiment allows advantages in terms of manufacturing such as the machining of surfaces adjacent to the clamping piston.
  • the sleeve of the hydraulic tensioning device has a tubular portion and a bottom, wherein the inlet passage is arranged at the bottom and wherein the compensating piston receptacle is arranged on the housing; the abutment surface is arranged on the side of the bottom of the sleeve facing the low-pressure chamber.
  • Housing bore can be arranged, whereby special advantages can be achieved in the production.
  • the clamping piston is guided directly in a cylindrical housing cavity.
  • the stop surface is arranged on the low-pressure chamber side facing a check valve, which limits the high-pressure chamber relative to the low-pressure space.
  • an embodiment of the hydraulic tensioning device proves with a balance piston having a low pressure chamber facing the first portion and a low pressure chamber facing away from the second portion in the axial direction, wherein the end face of the first portion with the inlet passage at least in part surrounding abutment surface can be brought into abutment (investment area) and wherein the investment area does not completely surround the inlet passage.
  • the low-pressure space in the region of the compensating piston receptacle communicates with the inlet connection via a radial feed line, wherein the radial feed line opens into the low-pressure space essentially in the region of the first section of the compensating piston and wherein the outer circumferential surface of the compensating piston is not in the first section is in contact with the inner lateral surface of the compensating piston receptacle, neither in that the first section has a smaller diameter than the second section at least in a partial area along the circumference, but at least in a partial area along the circumference of the first section, with the inside diameter of the compensating piston receptacle remaining substantially constant Circumference has a larger diameter than in an axial region of the second portion.
  • the compensating piston has a recess on its end surface facing the low-pressure chamber, which is designed to be open at least at one point to the outer lateral surface of the compensating piston. In this way can be easily ensured supply of the high-pressure chamber with hydraulic fluid.
  • the recess is a groove.
  • the hydraulic tensioning device is preferably used in a chain drive for an internal combustion engine with a drive sprocket and with an output sprocket and with a timing chain, wherein the timing chain couples the drive sprocket and the output sprocket and wherein the timing chain by means of a voltage applied to a clamping arm hydraulic tensioning device according to one of is tensioned preceding described embodiments.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a hydraulic tensioning device in
  • FIG. 2 shows another perspective of a balance piston of the embodiment shown in Fig. 1;
  • Fig. 3 shows a second embodiment of a balance piston
  • Fig. 4 shows a third embodiment of the hydraulic tensioner
  • Fig. 5 shows the basic operation of a chain drive.
  • a hydraulic tensioning device 1 in longitudinal section.
  • the hydraulic tensioning device consists of a tensioning piston receptacle 2, which is composed of a housing 3 and a sleeve 4 arranged in a bore of the housing, and a tensioning piston 5.
  • the tensioning piston 5 is guided axially displaceably in the tensioning piston receptacle 2 and designed with a piston cavity 6.
  • the piston cavity 6 forms together with the sleeve 4 of the clamping piston receptacle 2 a high-pressure chamber 7.
  • a recess is arranged at the end of the sleeve, which is opposite to the opening to the receptacle of the clamping piston 5.
  • a recess is arranged at the end of the sleeve, which is opposite to the opening to the receptacle of the clamping piston 5.
  • a recess is arranged at the end of the sleeve, which is opposite to the opening to the receptacle of the clamping piston 5.
  • a check valve 9 is arranged, which releases the hydraulic fluid flow in the inlet direction and prevents the discharge from the high-pressure chamber 7.
  • the check valve 9 um- summarizes a seat for a main spring 10, the biasing force acts on the one hand on the sleeve 4 and on the other hand on the clamping piston 5, the high-pressure chamber 7 facing away from the end of a clamping rail 29 of a chain drive (see Fig. 4).
  • tensioning devices for the chain drive of an internal combustion engine are used for the purpose of tensioning the timing chain 25 and dampening vibrations occurring in the chain drive.
  • the sleeve 4 and the piston cavity 6 of the clamping piston form the high-pressure chamber 7, which is filled with hydraulic fluid during operation of the chain drive.
  • the hydraulic fluid is usually provided as engine oil from the general hydraulic fluid circuit.
  • a low-pressure space 11 is arranged in the housing 3, which is formed between a housing-side inlet connection 12 extending radially to the clamping piston axis and the inlet passage 8.
  • the low-pressure chamber 1 1 includes a compensating piston 13, which is arranged substantially parallel to the running through the low-pressure chamber 1 1 pressure medium path between the inlet port 12 and inlet passage 8.
  • the compensating piston 13 is guided displaceably in a compensating piston receptacle 14 of the housing 3 and delimits the low-pressure chamber 11 against a reference pressure chamber 15.
  • the reference pressure chamber communicates via a bore 16 with the environment, so that the ambient pressure serves as the reference pressure.
  • the compensating piston 13 is biased by a spring 17 against a stop surface 18.
  • the stop surface surrounds the low-pressure chamber 1 1 facing opening of the inlet passage 8, which is arranged at the bottom of the sleeve 4.
  • the compensating piston 13 has a first and a second section in the axial direction, the first section facing the low-pressure chamber 11 and the second section facing away from the low-pressure chamber.
  • the low-pressure space is in the region of the balance piston receptacle 14 via a radial supply line 19 with the inlet port 12 in connection, wherein the radial feed line 19 opens in the region of the first portion of the balance piston in the low-pressure chamber 1 1.
  • the outer lateral surface of the compensating piston 13 is not in contact with the inner lateral surface of the compensating piston receptacle 14 in that the first section has a smaller diameter along the circumference than the second section.
  • the compensating piston 13 also has on its the low-pressure space 1 1 facing end face a recess which is designed as a groove 20 and is designed to be open at two points to the outer circumferential surface of the balance piston 13.
  • the end face of the first section can thus, as shown in FIG. 1, be brought into abutment with the stop face 18 surrounding the feed passage 8.
  • the feed passage 8 is not complete; A flow of hydraulic fluid is thus made possible to reach the high-pressure space 7 via the feed passage 8, despite the compensating piston 13 in abutment.
  • FIG. 2 a further perspective of the balance piston 13 is shown. Shown is a longitudinal section through the arranged on the end face of the balance piston 13 groove 20. An alternative embodiment is shown in Fig. 3. Shown is a compensating piston 13a with a diameter which remains constant over the entire length and is essentially adapted to the inner diameter of the compensating piston receptacle 14. At a location of the inner circumference of the compensating piston receptacle 14, a groove 21 is arranged, which forms a channel together with the outer circumferential surface of the balance piston 13a and thus releases a hydraulic fluid path between inlet port 12 and inlet passage 8, which extends over a recess 22 at the bottom of the sleeve 4.
  • FIG. 4 shows a third embodiment of the hydraulic tensioning device 1.
  • the clamping device 1 shown differs from the embodiments described above in that the clamping piston 5 is guided directly in a cylindrical housing cavity 30.
  • the abutment surface 18 for the compensating piston 13 is arranged on the low pressure chamber 1 1 side facing the check valve 9, which limits the high-pressure chamber 7 relative to the low-pressure chamber 1 1.
  • a chain drive for an internal combustion engine with its essential components comprises a drive sprocket 23 connected to the crankshaft, two output sprockets 24 connected to each camshaft, and a timing chain 25 connecting the drive sprocket 23 to the output sprockets 24.
  • a drive torque of the crankshaft is transmitted to the camshaft.
  • the timing chain is guided by a guide rail 27.
  • the timing chain 25 is stretched at its return strand 28 to ensure their functionality over the operating life can.
  • the timing chain 25 is acted upon by means of a clamping device 1 and a clamping arm 29 with a clamping force. Hydraulic tensioning devices according to the described embodiment moreover ensure damping of the chain drive.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors. Die Spannvorrichtung enthält eine Spannkolbenaufnahme (2) und einen in der Spannkolbenaufnahme (2) verschiebbar geführten Spannkolben (5), der einen Kolbenhohlraum (6) aufweist. Der Kolbenhohlraum (6) bildet gemeinsam mit der Spannkolbenaufnahme (2) einen Hochdruckraum (7), der über einen mittels eines Rückschlagventils (9) abgesicherten Zulaufdurchgang (8) mit einem Zulaufanschluss (12) verbindbar ist. Zwischen Zulaufanschluss (12) und Zulaufdurchgang (8) ist ein Niedrigdruckraum (11) gebildet, in dem ein Ausgleichskolben (13) angeordnet ist. Der Ausgleichskolben (13) ist im Wesentlichen parallel zum durch den Niedrigdruckraum (11) verlaufenden Hydraulikmittelpfad zwischen Zulaufanschluss (12) und Zulaufdurchgang (8) angeordnet. Das Ziel der Erfindung besteht darin, Druckspitzen des Hydraulikmittels im Zulauf auszugleichen.

Description

Hydraulische Spannvorrichtung für einen Kettentrieb
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 ein Antriebsmoment der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen. Die Steuerkette wird an ihrem Leertrum gespannt, um ihre Funktionalität über die Betriebsdauer gewähr- leisten zu können. Zu diesem Zweck wird die Steuerkette mittels einer Spannvorrichtung mit einer Kraft beaufschlagt.
Eine derartige hydraulische Spannvorrichtung offenbart die US 2015/ 0 024 887 A1 . Gezeigt ist ein Gehäuse einer Spannvorrichtung, in das eine Hülse eingesetzt ist. In der Hülse ist ein Spannkolben verschiebbar geführt. Der Spannkolben weist einen Kolbenhohlraum auf, wobei der Kolbenhohlraum gemeinsam mit der Hülse einen Hochdruckraum bildet, der über einen mittels eines Rückschlagventils abgesicherten Zulaufdurchgang mit einem Zulaufanschluss in Verbindung steht. Zwischen Zulaufanschluss und Zulaufdurchgang ist ein Niedrigdruckraum gebildet, in dem ein Druckre- gelkolben angeordnet ist.
Der Druckregelkolben ist derart innerhalb des Gehäuses angeordnet, dass die Achsen des Druckregelkolbens und des Spannkolbens senkrecht zueinander stehen. Der offenbarte Druckregelkolben zeigt darüber hinaus an seiner Außenmantelfläche einen von Steuerkanten eingeschlossenen Steuerkanal, der je nach Stellung des Druckregelkolbens einen Zulaufkanal zum Niedrigdruckraum freigibt oder verschließt. Der Druckregel kolben bildet somit einen Teil des vom Zulaufanschluss zum Zulaufdurchgang verlaufenden Hydraulikmittelpfad. Die Anordnung der Bauteile der Spannvorrichtung ist nachteilig hinsichtlich des beanspruchten Bauraums.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische Spannvorrichtung bereitzustellen, die hinsichtlich ihres Bauraumbedarfs optimiert ist. 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 Aufga- be gelöst durch eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors mit einer Spannkolbenaufnahme und mit einem in der Spannkolbenaufnahme verschiebbar geführten Spannkolben, der einen Kolbenhohlraum aufweist, wobei der Kolbenhohlraum gemeinsam mit der Spannkolbenaufnahme einen Hochdruckraum bildet, der über einen mittels eines Rückschlagventils abgesicherten Zulaufdurchgang mit einem Zulaufanschluss verbindbar ist, und mit einem zwischen Zulaufanschluss und Zulaufdurchgang gebildeten Niedrigdruckraum sowie mit einem im Niedrigdruckraum angeordneten Ausgleichskolben. Der Ausgleichskolben ist im Wesentlichen parallel zum durch den Niedrigdruckraum verlaufenden Hydraulikmittelpfad zwischen Zulaufanschluss und Zulaufdurchgang angeordnet.
Die vorgeschlagenen hydraulische Spannvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Ausgleichskolben den Druck in der Niedrigdruckkammer unmittelbar regelt und den Druck in der Hochdruckkammer mittelbar regelt, wobei der Druck in der Niedrigdruckkammer passiv mittels des Ausgleichskolbens geregelt wird. Der Ausgleichskol- ben ist im Wesentlichen parallel zum durch den Niedrigdruckraum verlaufenden Hydraul i km ittel pfad zwischen Zulaufanschluss und Zulaufdurchgang angeordnet. Parallel Anordnung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Ausgleichskolben den Hyd- raulikmittelfluss im Wesentlichen nicht drosselt oder dass der Ausgleichskolben den Hydrauli km ittel pfad nicht sperren kann. Treten Druckspitzen in der Zulaufleitung ein, die über den Zulaufanschluss in den Niedrigdruckraum übergehen, kann mittels des Ausgleichskolbens das Aufnahmevolumen im Niedrigdruckraum vergrößert werden; Druckspitzen können vor einem Übergang in den Hochdruckraum abgebaut werden. Darüber hinaus kann der Ausgleichskolben dazu dienen, das in der Niedrigdruckkammer befindliche Öl in den Hochdruckraum zu drücken (in diesem und auch in an- deren Betriebszuständen ist der Druck in der Niedrigdruckkammer größer als in der Hochdruckkammer). Der Ausgleichskolben kann die Spannvorrichtung somit in der Nachsaugphase unterstützen. Im Niedrigdruckbereich soll demnach Öl über den Aus- gleichskolben in den Hochdruckraum gedrückt werden. Darüber hinaus soll die Ölversorgung auch bei hohen Frequenzen unterstützt werden. Die Ölversorgung soll insgesamt gleichmäßiger erfolgen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Ausgleichskolben in einer Ausgleichskolbenaufnahme verschiebbar geführt ist, wobei der Ausgleichkolben den Niedrigdruckraum gegenüber einem Referenzdruckraum abgrenzt. Der Referenzdruckraum kann bevorzugt, beispielsweise über ein Öffnung am Referenzdruckraum, mit der Umgebung in Verbindung stehen. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Abstim- mung der Regelungscharakteristik erfolgen. Der Ausgleichskolben kann koaxial, achsparallel oder um einen Winkel versetzt zur Achse des Spannkolbens ausgerichtet sein, beispielsweise auch senkrecht zur Spannkolbenachse.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausführungsform ist der Ausgleichskolben mit- tels einer Feder gegen den Niedrigdruckraum vorgespannt ist. Vorzugsweise ist der Ausgleichskolben koaxial oder achsparallel zum Spannkolben angeordnet. Die Vorspannung mittels einer Feder ist eine bevorzugte Ausführung, die eine passive Regelung des Ausgleichskolbens ermöglicht. In einer hinsichtlich des erforderlichen Bauraums besonders vorteilhaften Weiterbildung der Ausführungsform spannt die Feder den Ausgleichskolben gegen eine Anschlagfläche vor, wobei die Anschlagfläche die dem Niedrigdruckraum zugewandte Öffnung des Zulaufdurchgangs zumindest zum Teil umgibt. In einer vorteilhaften Ausführungsform enthält die Spannkolbenaufnahme der hydraulischen Spannvorrichtung ein Gehäuse und eine in einer Gehäusebohrung (bzw. in einem zylindrischen Gehäusehohlraum) angeordnete Hülse, wobei der Spannkolben in der Hülse verschiebbar geführt ist. Die Ausführungsform ermöglicht Vorteile hinsichtlich der Fertigung wie beispielsweise der Bearbeitung von an den Spannkolben an- grenzender Flächen. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausführungsform weist die Hülse der hydraulischen Spannvorrichtung einen rohrförmigen Abschnitt und einen Boden auf, wobei der Zulaufdurchgang am Boden angeordnet ist und wobei die Ausgleichskolbenaufnahme am Gehäuse angeordnet ist; die Anschlagfläche ist an der dem Niedrigdruckraum zu- gewandten Seite des Bodens der Hülse angeordnet. Bereitgestellt wird somit eine hydraulische Spannvorrichtung, die besondere Vorteile in der Fertigung aufweist. Die Ausgleichskolbenaufnahme kann beispielsweise konzentrisch zu der
Gehäusebohrung angeordnet werden, wodurch besondere Vorteile in der Fertigung erzielt werden können.
Alternativ ist der Spannkolben unmittelbar in einem zylindrischen Gehäusehohlraum geführt. Die Anschlagfläche ist an der dem Niedrigdruckraum zugewandten Seite eines Rückschlagventils angeordnet, das den Hochdruckraum gegenüber dem Niedrigdruckraum begrenzt.
Als hinsichtlich des beanspruchten Bauraums besonders vorteilhaft erweist sich eine Ausführungsform der hydraulischen Spannvorrichtung mit einem Ausgleichskolben, der in axialer Richtung einen dem Niedrigdruckraum zugewandten ersten Abschnitt und einen dem Niedrigdruckraum abgewandten zweiten Abschnitt aufweist, wobei die Stirnfläche des ersten Abschnitts mit einer den Zulaufdurchgang zumindest zum Teil umgebenden Anschlagfläche in Anlage gebracht werden kann (Anlagebereich) und wobei der Anlagebereich den Zulaufdurchgang nicht vollständig umgibt. Trotz platzsparender Anlage des Ausgleichskolbens an der Anschlagfläche wird sichergestellt, dass der Hydraulikmittelpfad zwischen Zulaufanschluss und Zulaufdurchgang nicht unterbrochen wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausführungsform steht der Niedrigdruckraum im Bereich der Ausgleichskolbenaufnahme über eine radiale Zulaufleitung mit dem Zulaufanschluss in Verbindung, wobei die radiale Zulaufleitung im Wesentlichen im Bereich des ersten Abschnitts des Ausgleichskolbens in den Niedrigdruckraum mündet und wobei die Außenmantelfläche des Ausgleichskolbens im ersten Abschnitt nicht in Kontakt mit der Innenmantelfläche der Ausgleichskolbenaufnahme steht, ent- weder indem der erste Abschnitt - bei im Wesentlichen konstant bleibendem Innendurchmesser der Ausgleichskolbenaufnahme - zumindest in einem Teilbereich entlang des Umfangs einen geringeren Durchmesser aufweist als der zweite Abschnitt, oder indem die Ausgleichskolbenaufnahme in einem axialen Bereich des ersten Ab- Schnitts zumindest in einem Teilbereich entlang des Umfangs einen größeren Durchmesser aufweist als in einem axialen Bereich des zweiten Abschnitts. Bereitgestellt wird somit eine bauraumsparende und unaufwendig herzustellende hydraulische Spannvorrichtung mit einem Ausgleichskolben, der bei Anlage an der Anschlagfläche - also in einem nicht hydraulisch aktuiertem Zustand - den Hydraulikmittelpfad zum Zulaufdurchgang nicht sperrt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Ausgleichskolben an seiner dem Niedrigdruckraum zugewandten Stirnfläche eine Vertiefung auf, die zumindest an einer Stelle zur Außenmantelfläche des Ausgleichskolbens offen gestaltet ist. Auf diese Weise kann unaufwendig eine Versorgung des Hochdruckraums mit Hydraulikmittel sichergestellt werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausführungsform ist die Vertiefung eine Nut.
Bevorzugt wird die hydraulische Spannvorrichtung in einem Kettentrieb für einen Ver- brennungsmotor 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 hydraulischen Spannvorrichtung gemäß einer der vorangegangen beschriebenen Ausführungsformen gespannt wird.
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.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer hydraulische Spannvorrichtung im
Längsschnitt; Fig. 2 zeigt eine weitere Perspektive eines Ausgleichskolbens der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Ausgleichskolbens;
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der hydraulischen Spannvorrichtung;
Fig. 5 zeigt die prinzipielle Funktionsweise eines Kettentriebs.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer hydraulischen Spannvorrichtung 1 im Längsschnitt gezeigt. Die hydraulische Spannvorrichtung besteht aus einer Spannkolbenaufnahme 2, die sich aus einem Gehäuse 3 und einer in einer Bohrung des Gehäuses angeordneten Hülse 4 zusammensetzt, sowie einem Spannkolben 5. Der Spannkolben 5 ist in der Spannkolbenaufnahme 2 axial verschiebbar geführt und mit einem Kolbenhohlraum 6 gestaltet. Der Kolbenhohlraum 6 bildet zusammen mit der Hülse 4 der Spannkolbenaufnahme 2 einen Hochdruckraum 7. An dem Ende der Hülse, das der Öffnung zu der Aufnahme des Spannkolbens 5 gegenüberliegt, ist eine Ausneh- mung angeordnet. Über die Ausnehmung erfolgt der Zulauf von Hydraulikmittel in den Hochdruckraum 7 über eine Zulaufdurchgang 8.
An dem dem Hochdruckraum 7 zugewandten Ende des Zulaufdurchgangs 8 ist ein Rückschlagventil 9 angeordnet, das den Hydraulikmittelstrom in Zulaufrichtung freigibt und den Ablauf aus dem Hochdruckraum 7 verhindert. Das Rückschlagventil 9 um- fasst einen Sitz für eine Hauptfeder 10, deren Vorspannkraft einerseits auf die Hülse 4 wirkt und andererseits auf den Spannkolben 5, dessen dem Hochdruckraum 7 abgewandte Ende an einer Spannschiene 29 eines Kettentriebes anliegt (siehe Fig. 4). Derartige Spannvorrichtungen für den Kettentrieb eines Verbrennungsmotors finden zu dem Zweck Einsatz, die Steuerkette 25 zu spannen und auftretende Schwingungen im Kettentrieb zu dämpfen. Aus diesem Grund bilden die Hülse 4 und der Kolbenhohlraum 6 des Spannkolbens den Hochdruckraum 7 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. Dem Hochdruckraum 7 vorgelagert ist im Gehäuse 3 ein Niedrigdruckraum 1 1 angeordnet, der zwischen einem gehäuseseitigen, radial zur Spannkolbenachse verlaufenden Zulaufanschluss 12 und dem Zulaufdurchgang 8 gebildet ist. Der Niedrigdruckraum 1 1 enthält einen Ausgleichskolben 13, der im Wesentlichen parallel zum durch den Niedrigdruckraum 1 1 verlaufenden Druckmittel pfad zwischen Zulaufanschluss 12 und Zulaufdurchgang 8 angeordnet ist.
Der Ausgleichskolben 13 ist in einer Ausgleichskolbenaufnahme 14 des Gehäuses 3 verschiebbar geführt und grenzt den Niedrigdruckraum 1 1 gegen einen Referenz- druckraum 15 ab. Der Referenzdruckraum steht über eine Bohrung 16 mit der Umgebung in Verbindung, sodass der Umgebungsdruck als Referenzdruck dient. Der Ausgleichskolben 13 ist mittels einer Feder 17 gegen eine Anschlagfläche 18 vorgespannt. Die Anschlagfläche umgibt die dem Niedrigdruckraum 1 1 zugewandte Öffnung des Zulaufdurchgangs 8, der am Boden der Hülse 4 angeordnet ist.
Der Ausgleichskolben 13 weist in axialer Richtung einen ersten und einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt dem Niedrigdruckraum 1 1 zugewandt ist und der zweite Abschnitt dem Niedrigdruckraum abgewandt ist. Der Niedrigdruckraum steht im Bereich der Ausgleichskolbenaufnahme 14 über eine radiale Zulaufleitung 19 mit dem Zulaufanschluss 12 in Verbindung, wobei die radiale Zulaufleitung 19 im Bereich des ersten Abschnitts des Ausgleichskolbens in den Niedrigdruckraum 1 1 mündet.
Die Außenmantelfläche des Ausgleichskolbens 13 steht im ersten Abschnitt nicht in Kontakt mit der Innenmantelfläche der Ausgleichskolbenaufnahme 14, indem der ers- te Abschnitt entlang des Umfangs einen geringeren Durchmesser aufweist als der zweite Abschnitt. Der Ausgleichskolben 13 weist darüber hinaus an seiner dem Niedrigdruckraum 1 1 zugewandten Stirnfläche eine Vertiefung auf, die als Nut 20 ausgeführt ist und an zwei Stellen zur Außenmantelfläche des Ausgleichskolbens 13 offen gestaltet ist.
Die Stirnfläche des ersten Abschnitts kann somit, wie in Fig. 1 dargestellt, mit der den Zulaufdurchgang 8 umgebenden Anschlagfläche 18 in Anlage gebracht werden. Der somit definierte Anlagebereich umgibt aufgrund der Nut 20 an der dem Niedrigdruckraum 1 1 zugewandten Stirnfläche des Ausgleichskolbens 13 den Zulaufdurchgang 8 nicht vollständig; einem Hydraulikmittelstrom wird somit ermöglicht, trotz des in Anlage befindlichem Ausgleichskolbens 13 über den Zulaufdurchgang 8 in den Hochdruck- räum 7 zu gelangen.
In Fig. 2 ist eine weitere Perspektive des Ausgleichskolbens 13 dargestellt. Gezeigt ist ein Längsschnitt durch die an der Stirnfläche des Ausgleichskolbens 13 angeordnete Nut 20. Eine alternative Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Gezeigt ist ein Aus- gleichskolben 13a mit einem Durchmesser, der über die gesamte Länge konstant bleibt und im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Ausgleichskolbenaufnahme 14 angepasst ist. An einer Stelle des Innenumfang der Ausgleichskolbenaufnahme 14 ist eine Nut 21 angeordnet, die gemeinsam mit der Außenmantelfläche des Ausgleichskolbens 13a einen Kanal bildet und somit eine Hydraulikmittelpfad zwischen Zulaufanschluss 12 und Zulaufdurchgang 8 freigibt, der über eine Aussparung 22 am Boden der Hülse 4 verläuft.
Die Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der hydraulischen Spannvorrichtung 1 . Die gezeigte Spannvorrichtung 1 unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen darin, dass der Spannkolben 5 unmittelbar in einem zylindrischen Gehäusehohlraum 30 geführt ist. Die Anschlagfläche 18 für den Ausgleichskolben 13 ist an der dem Niedrigdruckraum 1 1 zugewandten Seite des Rückschlagventils 9 angeordnet, das den Hochdruckraum 7 gegenüber dem Niedrigdruckraum 1 1 begrenzt.
In Fig. 5 ist ein Kettentrieb für einen Verbrennungsmotor mit seinen wesentlichen Komponenten im Prinzip dargestellt. Ein Kettentrieb umfasst ein mit der Kurbelwelle verbundenes Antriebskettenrad 23, zwei mit jeweils einer Nockenwelle verbundene Abtriebskettenräder 24 sowie eine Steuerkette 25, die das Antriebskettenrad 23 mit den Abtriebskettenrädern 24 verbindet. Über das Zugtrum 26 der Steuerkette 25 wird ein Antriebsmoment der Kurbelwelle auf die Nockenwellen übertragen. Am Zugtrum 26 wird die Steuerkette mittels einer Führungsschiene 27 geführt. Die Steuerkette 25 wird an ihrem Leertrum 28 gespannt, um ihre Funktionalität über die Betriebsdauer gewährleisten zu können. Zu diesem Zweck wird die Steuerkette 25 mittels einer Spannvorrichtung 1 und eines Spannarms 29 mit einer Spannkraft beaufschlagt. Hydraulische Spannvorrichtungen gemäß der beschrieben Ausführungsform gewährleisten darüber hinaus eine Dämpfung des Kettentriebs.
Bezugszeichenliste
Spannvorrichtung
Spannkolbenaufnahme
Gehäuse
Hülse
Spannkolben
Kolbenhohlraum
Hockdruckraum
Zulaufdurchgang
Rückschlagventil
Hauptfeder
Niedrigdruckraum
Zulaufanschluss
Ausgleichskolben
Ausgleichskolbenaufnahme
Referenzdruckraum
Bohrung
Feder
Anschlagfläche
Zulaufleitung
Nut
Nut
Aussparung
Antriebskettenrad
Abtriebskettenrad
Steuerkette
Zugtrum
Führungsschiene
Leertrum
Spannarm Ňehäusehohlraum

Claims

Ansprüche
1 . Hydraulische Spannvorrichtung (1 ) für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors mit einer Spannkolbenaufnahme (2) und mit einem in der Spannkolbenaufnahme (2) verschiebbar geführten Spannkolben (5), der einen Kolbenhohlraum (6) aufweist, wobei der Kolbenhohlraum (6) gemeinsam mit der Spannkolbenaufnahme (2) einen Hochdruckraum (7) bildet, der über einen mittels eines Rückschlagventils (9) abgesicherten Zulaufdurchgang (8) mit einem Zulaufanschluss (12) verbindbar ist, und mit einem zwischen Zulaufanschluss (12) und Zulaufdurchgang (8) gebildeten Niedrig- druckraum (1 1 ) sowie mit einem im Niedrigdruckraum (1 1 ) angeordneten Ausgleichskolben (13), dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (13) im Wesentlichen parallel zum durch den Niedrigdruckraum (1 1 ) verlaufenden Hydraulikmittelpfad zwischen Zulaufanschluss (12) und Zulaufdurchgang (8) angeordnet ist.
2. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (13) in einer Ausgleichskolbenaufnahme (14) verschiebbar geführt ist, wobei der Ausgleichkolben (13) den Niedrigdruckraum (1 1 ) gegenüber einem Referenzdruckraum (15) abgrenzt.
3. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (13) mittels einer Feder (17) gegen den Niedrigdruckraum (1 1 ) vorgespannt ist.
4. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (17) den Ausgleichskolben (13) gegen eine Anschlagfläche (18) vorspannt, die die dem Niedrigdruckraum (1 1 ) zugewandte Öffnung des Zulaufdurchgangs (8) zumindest zum Teil umgibt.
5. Hydraulische Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Spannkolbenaufnahme (2) ein Gehäuse (3) und eine in einer Gehäusebohrung angeordnete Hülse (4) enthält, wobei der Spannkolben (5) in der Hülse (4) verschiebbar geführt ist.
6. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) einen rohrförmigen Abschnitt und einen Boden aufweist, wobei der Zulaufdurchgang (8) am Boden angeordnet ist, und dass die Ausgleichskolben- aufnähme (14) am Gehäuse (3) angeordnet ist, wobei die Anschlagfläche (18) an der dem Niedrigdruckraum (1 1 ) zugewandten Seite des Bodens der Hülse (4) angeordnet ist.
7. Hydraulische Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (13) in axialer Richtung einen dem
Niedrigdruckraum (1 1 ) zugewandten ersten Abschnitt und einen dem Niedrigdruckraum (1 1 ) abgewandten zweiten Abschnitt aufweist und dass die Stirnfläche des ersten Abschnitts mit einer den Zulaufdurchgang (8) zumindest zum Teil umgebenden Anschlagfläche (18) in Anlage gebracht werden kann (Anlagebereich), wobei der An- lagebereich den Zulaufdurchgang (8) nicht vollständig umgibt.
8. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Niedrigdruckraum (1 1 ) im Bereich der Ausgleichskolbenaufnahme (14) über eine radiale Zulaufleitung (19) mit dem Zulaufanschluss (12) in Verbindung steht, dass die radiale Zulaufleitung (19) im Wesentlichen im Bereich des ersten Abschnitts des Ausgleichskolbens (13) in den Niedrigdruckraum (1 1 ) mündet, wobei die Außenmantelfläche des Ausgleichskolbens (13) im ersten Abschnitt nicht in Kontakt mit der Innenmantelfläche der Ausgleichskolbenaufnahme (14) steht, entweder indem der erste Abschnitt zumindest in einem Teilbereich entlang des Umfangs einen geringeren Durchmesser aufweist als der zweite Abschnitt, oder indem die Ausgleichskolbenaufnahme (14) in einem axialen Bereich des ersten Abschnitts zumindest in einem Teilbereich entlang des Umfangs einen größeren Durchmesser aufweist als in einem axialen Bereich des zweiten Abschnitts.
9. Hydraulische Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (13) an seiner dem Niedrigdruck- räum (1 1 ) zugewandten Stirnfläche eine Vertiefung (20) aufweist, die zumindest an einer Stelle zur Außenmantelfläche des Ausgleichskolbens (13) offen gestaltet ist.
10. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Vertiefung eine Nut (20) ist.
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