WO2017190737A1

WO2017190737A1 - Hydraulische spannvorrichtung für einen kettentrieb

Info

Publication number: WO2017190737A1
Application number: PCT/DE2017/100371
Authority: WO
Inventors: Rainer Fuhrmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2017-11-09
Anticipated expiration: 2018-11-04
Also published as: US20190170224A1; CN109073052B; DE102016207782A1; CN109073052A; US11054003B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Kettentrieb mit einem Spannkolben (9), der in einer Aufnahme (10) geführt ist und der an seiner Außenumfangsfläche Rastnuten (11) aufweist, sowie mit einer Innenführung (42), die in einen Hohlraum (45) des Kolbens (9) ragt, und mit einem Rastelement (12), das zumindest zwei ringförmige Abschnitte (13) und zumindest zwei radiale Erweiterungen (14) aufweist, wobei das Rastelement (12) mithilfe der zumindest zwei ringförmigen Abschnitte (13) mit einer der Rastnuten (11) in Eingriff gebracht werden kann, sowie mit einem Klemmanschlag (15) und einem Gleitanschlag (16), die axial voneinander beabstandet sind. Zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus weist die Aufnahme (10) zumindest zwei axiale Verlängerungen (17) auf, die sich in axialer Richtung zwischen der Klemmanschlagebene (32) und der Gleitanschlagebene (33) erstrecken, wobei die zumindest zwei axialen Verlängerungen (17) und der Spannkolben (9) die zumindest zwei radialen Erweiterungen (14) nicht einschließen.

Description

Hydraulische Spannvorrichtuna für einen Kettentrieb

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Kettentrieb mit ei- nem Spannkolben, der in einer Aufnahme geführt ist und der an seiner Au ßenum- fangsfläche Rastnuten aufweist, sowie mit einer Innenführung, die in einen Hohlraum des Kolbens ragt, und mit einem Rastelement, das zumindest zwei ringförmige Ab- schnitte und zumindest zwei radiale Erweiterungen aufweist, wobei das Rastelement mithitfe der zumindest zwei ringförmigen Abschnitte mit einer der Rastnuten in Eingriff gebracht werden kann, sowie mit einem Klemmanschlag und einem Gleitanschlag, die axial voneinander beabstandet sind.

Derartige hydraulische Spannvorrichtungen sind aus der US 2003/ 0 139 235 A1 be- kannt. Gezeigt ist ein Kettenspanner mit einem rohrförmigen Gehäuse mit einem Bo- den und einer Einkerbung an einem offenen Ende, mit einem Kolben, der eine Viel- zahl von Einrastkerben am Außenumfang aufweist und in dem Innenumfang des Ge- häuses installiert ist, mit einer Rückstellfeder, welche den Kolben mit einer nach au- ßen drückenden Kraft beaufschlagt, mit einem Anschlagring, der zwischen dem In- nenumfang des Gehäuses und dem Außenumfang des Kolbens installiert ist, mit ei- nem Ringelement, das in einer Führungsnut in axialer Richtung gleitbar ist und mit ei- nem Betätigungselement zur radialen Expansion des Ringelements, mit einem ersten Stopper, welcher die Rückwärtsbewegung des Anschlagrings relativ zum Gehäuse durch die Festlegung des Anschlagrings in der Führungsnut begrenzt und mit einem zweiten Stopper mit einem kleineren inneren Durchmesser als der äußere Durchmes- ser des Anschlagrings zur Begrenzung der Vorwärtsbewegung des Anschlagrings re- lativ zu dem Gehäuse, wobei der Anschlagring in der Führungsnut arretiert ist. Nach- teilig ist das Erfordernis, den Innenumfang des Gehäuses aufwendig bearbeiten zu müssen, um den Anschlagring zwischen dem Innenumfang des Gehäuses und dem Außenumfang des Kolbens sowie zwischen dem ersten und dem zweiten Stopper in- stallieren zu können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische Spannvorrichtung mit einem vereinfachten konstruktiven Aufbau bereitzustellen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Spannvorrichtung mit den Merkma- len des Anspruchs 1.

Die Aufnahme der hydraulischen Spannvorrichtung weist demnach zumindest zwei axiale Verlängerungen auf, die sich in axialer Richtung zwischen der Klemmanschlag- ebene und der Gleitanschlagebene erstrecken und die im Bereich der Gleitanschlag- ebene voneinander getrennt angeordnet sind; zugleich schließen die zumindest zwei axialen Verlängerungen der Aufnahme und der Spannkolben die zumindest zwei radi- alen Erweiterungen des Rastelements nicht ein.

Demnach schließen jedenfalls zwei der zumindest zwei axialen Verlängerungen und der Spannkolben zwei der zumindest zwei radialen Erweiterungen des Rastelements in radialer Richtung nicht ein, da die radialen Erweiterungen des Rastelements im Be- reich der axialen Verlängerungen der Aufnahme angeordnet sind. Auf vorteilhafte Weise kann auf eine aufwendige Bearbeitung des Innenumfangs der Aufnahme in dieser Hinsicht verzichtet werden. Insbesondere muss keine umlaufende, am Innen- umfang angeordnete Nut vorgesehen sein. Beispielsweise kann somit ermöglicht wer- den, auf eine spangebende Nachbearbeitung in dieser Hinsicht zu verzichten. Statt- dessen können beispielsweise die Aufnahme und die zumindest zwei axialen Verlän- gerungen gießtechnisch gemeinsam gefertigt werden.

Besondere Vorteile mit Blick auf die gießtechnische Fertigung der Aufnahme und der axialen Verlängerungen der Aufnahme können erreicht werden, wenn die Unterseite einer axialen Verlängerung (also die Seite, die dem Spannkolben zugewandt ist) mit einem bestimmten radialen Abstand von dem zylindrischen Hohlraum der Aufnahme entfernt angeordnet ist (bzw. einer gedachten Verlängerung der Innenmantelfläche des zylindrischen Hohlraums). Der Abstand soll größer als 1 mm sein und bevorzugt zwischen 2 mm bis 3 mm betragen. Auf diese Weise lässt sich die Aufnahme kosten- günstig beispielsweise mithilfe eines Auf-Zu-Werkzeugs und eines Schiebers herstel- len.

In weiterer Ausgestaltung ist der Spannkolben in einer Aufnahme geführt und schließt gemeinsam mit der Aufnahme einen Hochdruckraum ein. Über ein als Nachfüllventil gestaltetes Rückschlagventil mit beispielsweise einem kugelförmigen oder plattenför- migen Ventilkörper gelangt unter Druck stehendendes Hydraulikmittel in den Hoch- druckraum. Wird über den Steuertrieb, insbesondere Kettentrieb, eine Kraft auf den mittels einer Feder gegen die Aufnahme vorgespannten Spannkolben ausgeübt, wird der Spannkolben in die Aufnahme gedrängt; Schwingungen des Steuertriebs werden gedämpft, indem Hydraulikmittel über einen Leckagespalt abgeführt wird. Zum Abbau von Druckspitzen kann ein Überdruckventil im Hochdruckraum angeordnet sein.

Um eine ausreichende Spannung der Kette gewährleisten zu können, ist der Spann- kolben in weiterer Ausgestaltung zum einen mittels einer Feder gegen die Aufnahme verspannt. Beispielsweise bei Motorstart können jedoch große Kräfte auf den Spann- kolben wirken, so dass ein übermäßiges Einfahren des Spannkolbens nicht wirksam verhindert werden kann. Um ein übermäßiges Einfahren des Spannkolbens zu ver- meiden, weist der Spannkolben an seiner Außenumfangsfläche zumindest entlang ei- nes axialen Abschnitts Rastnuten auf. Die Rastnuten sind umlaufend entlang des Au- ßen umfang s angeordnet und derart gestaltet, dass ein Ausfahren des Spannkolbens ermöglicht, ein Einfahren des Spannkolbens jedoch verhindert wird: Die Rastnuten weisen jeweils zwei Nutwände auf, die mithilfe des Rastelements einerseits mit dem Klemmanschiag und andererseits mit dem Gleitanschlag in Kontakt gebracht werden können. Die Nutwand, die bei einem Einfahren mit dem Klemmanschlag in Kontakt gebracht werden kann, verläuft steiler als die gegenüberiiegende Nutwand, die mit dem Gleitanschlag in Kontakt gebracht werden kann. Ein übermäßiges Einfahren wird auf diese Weise wirksam unterbunden, weil das Rastelement formschlüssig zwischen Rastnut und Klemmanschiag anliegt. Bei einem Ausfahren des Spannkoibens kann das Rastelement mit dem Gleitanschlag in Kontakt gebracht werden, wodurch das Rastelement über die Nutwand in die nächste Rastnut gleitet bzw. zwangsweise ge- schoben werden kann. Der axiale Abstand zwischen dem Klemm- und dem Gleitan- schlag bestimmt gemeinsam mit der Nutbreite den Rückhub des Spannkolbens. Die zumindest zwei axialen Verlängerungen können in weiterer Ausgestaltung als sich in axialer Richtung erstreckende Stege gebildet sein und können endseitig, der Auf- nahme zugewandt, den Gleitanschlag formen. Der Gleitanschlag kann beispielsweise derart gebildet sein, dass die zumindest zwei axialen Verlängerungen jeweils in Form eines T-Stücks geformt sind. Die zumindest zwei radialen Erweiterungen des Ras- telements können somit beim Ausfahren des Spannkolbens mit dem Gleitanschlag in Kontakt gebracht werden, wobei der Gleitanschlag durch die hakenförmigen Erweite- rungen des T-Stücks gebildet wird.

Der Klemmanschlag kann in weiterer Ausgestaltung durch Anform ungen an einer Stirnseite der Aufnahme gebildet werden. Der Kiemmanschlag kann im Verhältnis zur Ebene, die orthogonal zu einer die Längsachse der Aufnahme enthaltenden Ebene verläuft, geneigt angeordnet sein. Die Klemmanschlagebene ist somit die Ebene, die im Wesentlichen den Linienkontaktbereich zwischen Klemmanschlag und Rastele- ment enthält. Die Kiemmansch lagebene kann somit ebenfalls orthogonal zur Ebene verlaufen, die die Längsachse der Aufnahme enthält. Der Klemmanschlag kann eine Fase sein, die entlang eines Teils des Umfangs der Öffnung der Aufnahme verläuft.

Das Rastelement kann beispielsweise elastisch dehnbar als Draht gestaltet sein; der Radius der ringförmigen Abschnitte kann somit vergrößert werden, wenn das Ras- telement über eine der Nutwände geschoben wird. Das Rastelement kann jedoch auch im Bereich einer der zumindest zwei radialen Erweiterungen einen Biegebereich haben, wodurch sich das Rastelement nach der Art einer Klammer weitet. in weiterer Ausgestaltung ist zumindest eine der zumindest zwei axialen Verlängerun- gen in radialer Richtung zwischen dem Spannkolben und einer der zumindest zwei radialen Erweiterungen des Rastelements angeordnet. Eine andere der zumindest zwei radialen Erweiterungen kann somit offen gestaltet sein, sodass die axiale Ver- längerung nicht umschlossen wird. Bei insgesamt zwei radialen Erweiterungen und zwei axialen Verlängerungen ist somit genau eine der zumindest zwei axialen Verlän- gerungen in radialer Richtung zwischen dem Spannkoiben und einer der zwei radialen Erweiterungen angeordnet. In weiterer Ausgestaltung können die zumindest zwei axialen Verlängerung und der Rastring in beliebiger Relation zur Aufnahme angeordnet sein. Beispielsweise kann bei Vorhandensein von genau zwei axialen Verlängerungen eine gedachte Verbin- dungslinie zwischen den genau zwei axialen Verlängerungen parallel oder senkrecht zu einer Ebene verlaufen, die der Ebene der Anlagefläche zwischen Aufnahme und Montageumgebung entspricht.

In weiterer Ausgestaltung kann die Innenführung eine Hülse sein, die in den zylindri- sehen Hohlraum der Aufnahme eingesetzt ist. Die Hülse kann einseitig offen gestaltet sein, wodurch eine Verbindung zur Hydraulikmittelversorgung hergestellt wird. Am Hülsenboden, der dem Hochdruckraum zugewandt ist, kann eine Öffnung sein, über die der Hochdruckraum mit Hydraulikmittel versorgt wird. Die den Hochdruckraum be- grenzende Seite des Hüisenbodens kann einen Ventilsitz umfassen, der mithilfe eines beispielsweise kugel- oder scheibenförmigen Schließkörpers einen Rücklauf des Hyd- raulikmitteis aus dem Hochdruckraum verhindert.

In weiterer Ausgestaltung kann der Spannkolben am Außen umfang der Innenführung geführt und reiativbeweglich sein, wobei an dieser Stelle ein Leckagespalt oder ein Teilabschnitt des Leckagespalts gebildet sein kann. In einem Bereich zwischen dem Innen umfang des zylindrischen Hohlraums der Aufnahme und dem Außenumfang der Innenführung kann eine Öffnung zur Entlüftung vorgesehen sein. Die hydraulische Spannvorrichtung ist somit in erster Linie für einen Überkopfeinsatz geeignet (Upside- down-Spannvorrichtung). Ein Einsatz mit einer Spannrichtung entgegen der Schwer- kraftrichtung (also nach oben) ist allerdings auch möglich - der besondere Vorteil ei- ner Ausführung mit einer vorzugsweise aus Stahl gefertigten Innenführung besteht da- rin, dass ein präziser Leckagespait zwischen der Innenführung und dem, ebenfalls vorzugsweise aus Stahl gefertigten, Spannkolben bereitgestellt werden kann. in einer vorteilhaften Ausführungsform schließen zwei der zumindest zwei axialen Ver- längerungen in Umfangsrichtung einen Rastabschnitt ein, wobei eine der zumindest zwei ringförmigen Abschnitte im Bereich dieses Rastabschnitts mit einer der Rastnu- ten in Eingriff gebracht werden kann; im Bereich der Rastabschnitte ist der Spannkol- ben nicht von der Aufnahme umgeben, sodass die Rastnuten von außen zugänglich sind. Das Rastelement kann somit in Umfangsrichtung zwischen den axialen Verlän- gerungen in die Rastnuten eingreifen. Die Funktionsweise der Rastierung kann somit in montiertem Zustand beobachtet werden, wodurch die Wartung des Verbrennungs- motors erleichtert wird. Darüber hinaus ist das Rastelement ein außeniiegendes Bau- teH der Spannvorrichtung; es ist also von außen zugänglich, wodurch eine Montage und Demontage des Rastelements vereinfacht wird. Darüber hinaus kann ein Siche- rungselement einen der zumindest zwei ringförmigen Abschnitte im Bereich des Rast- abschnitts mit einer der Rastnuten zwangsweise in Eingriff halten. Auf diese Weise kann eine Transportsicherung verwirklicht werden, weii eine Verlagerung des Ras- telements in eine benachbarte Rastnut unterbunden wird. in einer Weiterentwicklung weist das Rastelement zwei ringförmige Abschnitte und zwei radiale Erweiterungen auf, wobei die Aufnahme zwei axiale Verlängerungen auf- weist, die zwei Rastabschnitte einschließen. Das Rastelement kann demnach mit zwei ringförmigen Abschnitten in eine der Rastnuten eingreifen, wodurch ein sicheres Klemmen ermöglicht wird. Darüber hinaus kann die geometrische Komplexität des Rastelements vermindert werden, da lediglich zwei axiale Verlängerungen vorgese- hen sind; das Rasteiement weist demnach zwei radiale Erweiterungen auf.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Aufnahme einen zylindri- schen Hohlraum, wobei der Spannkoiben mithilfe des zylindrischen Hohlraums geführt ist; alternativ umfasst die Aufnahme einen zylindrischen Hohlraum und eine in den zy- lindrischen Hohlraum eingesetzte Hülse, wobei der Spannkolben mithilfe der Hülse geführt ist. Besondere Kostenvorteile ergeben sich, wenn der Spannkolben direkt in einem zylindrischen Hohlraum der Aufnahme geführt ist. Die Aufnahme kann bei- spielsweise als Gehäuse aus Aluminium gestaltet sein und den zylindrischen Hohl- raum zum Führen des Spannkoibens aufweisen. Alternativ kann der zylindrische Hohl- raum eine Hülse aufnehmen; in diesem Fall können die Hülse, beispielsweise aus Stahl hergestellt, das Rückschlagventil und weitere Komponenten vormontiert einge- setzt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die zumindest zwei axialen Verlängerungen in einem axialen Abschnitt zwischen der Kiemmanschlagebene und der Gleitanschlagebene in Umfangsrichtung beidseitig eine Verjüngung auf, wodurch in der Gleitanschlagebene der Gleitanschlag gebildet wird. Der Gleitanschlag befindet sich somit dort, wo die Verjüngung endet. Die zumindest zwei axialen Verlängerungen können demnach T-förmig gestaltet sein, wobei der Steg des T sich zwischen der Gleitanschlagebene und der Klemmanschlagebene erstreckt und das Dach des T die Gleitanschlagebene bildet, woraus, dem Steg zugewandt, der Gleitanschlag hervor- geht. Das Dach des T kann im Wesentlichen tangential zur Umfangsrichtung verlau- fen. Alternativ kann das Dach des T, einen Kreisabschnitt bildend, in Umfangsrichtung verlaufen, wobei die erste Alternative vorteilhaft hinsichtlich der gießtechnischen Her- stellbarkeit ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist eine der zumindest zwei radia- len Erweiterungen eine Unterbrechung des Rasteiements auf. Das Rastelement ist umlaufend somit nicht geschlossen gestaltet. Eine Aufweitung des Rastelements kann somit aus einer elastischen Ausdehnung der zumindest zwei kreisförmigen Abschnitte resultieren, aus einem klammerförmigen Aufbiegen des Rastelements oder aus bei- dem. Die Unterbrechung ermöglicht insbesondere ein klammerförmiges Aufbiegen des beispielsweise als Draht gestalteten Rasteiements, wobei der Biegebereich im Wesentlichen im Abschnitt derjenigen radialen Erweiterung liegt, die der die Unterbre- chung aufweisenden radialen Erweiterung gegenüberliegt.

In einer Weiterentwicklung stehen sich im Bereich der Unterbrechung des Rastele- ments zwei Endabschnitte des Rastelements gegenüber, wobei Teilabschnitte der zwei Endabschnitte in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, sich nach ra- dial außen erstrecken und mit dem Gleitanschlag in Kontakt gebracht werden können. Trotz Unterbrechung des Rastelements kann somit eine Anlage am Gleitanschlag si- chergestellt werden. Weitere radiale Erweiterungen des Rastelements, die keine Un- terbrechung aufweisen, können entsprechend gestaltet sein.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung schließen sich in Richtung Unterbre- chung des Rastelements Betätigungsabschnitte an die Teilabschnitte an, wobei sich die Betätigungsabschnitte in Richtung des gegenüberliegenden Endabschnitts erstre- cken. Verlauf und Winkel der Betätigungsabschnitte sind derart gestaltet, dass ein Zu- sammendrücken der Enden eine Aufweitung des Rastelements bewirkt. Somit wird ein manuell eingeleitetes Zurücksetzen des Spannkolbens einer hydraulischen Spannvor- richtung ermöglicht. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist eine der zumindest zwei radialen Erwei- terungen eine Einschnürung und eine Unterbrechung des Rastelements auf, wobei das Rastelement im Bereich der Einschnürung mit dem Gleitanschlag in Kontakt ge- bracht werden kann. In einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann sich an den Be- reich der Einschnürung ein Bereich der Aufweitung anschließen. Die Aufweitung kann V-förmig gestaltet sein. Die Gestaltung mit einer Aufweitung erleichtert auf vorteilhafte Weise die Montage des Rasteiements.

Eine besonders vorteilhaft montierbare Weiterbildung betrifft eine Spannvorrichtung, wobei ein erstes Ende und ein zweites Ende des Rastelements die Unterbrechung einschließen sowie wobei - zumindest in einem nicht vorgespannten Zustand des Rastelements - in Umfangsrichtung der Abstand zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende größer ist als zwischen Teilbereichen des Rastelements, die die Ein- schnürung bilden. Die Montage der Spannvorrichtung kann demnach derart erfolgen, dass das Rastelement in einem axialen Bereich zwischen der Klemmanschlagebene und der Rastanschlagebene in radiale Richtung über die erste der zumindest zwei axialen Verlängerungen geschoben wird und anschließend über den Spannkolben sowie die zweite der zumindest zwei axialen Verlängerungen. Insbesondere bei Verwendung eines Rastelements ohne Betätigungsabschnitte kann ein ausgefahrener Spannkoiben derart zurückgesetzt werden, dass in einem ersten Schritt ein Blockadeelement in einem axialen Bereich zwischen der Klemmanschlag- ebene und der Gleitanschlagebene in tangentialer Richtung derart eingeführt, dass das Blockadeelement nach dem Einführen zwischen dem Rastelement und dem Klemmanschlag angeordnet ist. In einem zweiten Schritt wird der ausgefahrene Spannkolben in Richtung Aufnahme verlagert. Als Blockadeeiement kann beispiels- weise ein Schraubendreher, ein Nagel, ein Draht oder ein Bügel verwendet werden. Es ist von Vorteil, dass ein SpezialWerkzeug nicht zwingend erforderlich ist. Nachdem das Blockadeeiement eingeführt worden ist und der Spannkoiben in Richtung Auf- nähme verlagert wird, kann das Rastelement nicht mehr mit dem Klemmanschlag in Kontakt gebracht werden. Ein Formschluss zwischen Rastnut und Klemmanschlag wird verhindert, wodurch das Rasteiement in benachbarte Rastnuten verlagert werden kann. Auf diese Weise kann der Spannkolben in die Aufnahme geschoben und mithil- fe einer Transportsicherung fixiert werden.

Das Zurücksetzen des Spannkolbens erleichtert eine Demontage und eine anschlie- ßende Montage beispielsweise einer Komponente des Verbrennungsmotors. Als al- ternatives Verfahren kommt eine Ausführung mit einem Rasteiement in Betracht, das im Bereich der Unterbrechung Betätigungsabschnitte aufweist. Ein Zusammendrücken der Betätigungsabschnitte ermöglicht ein Aufweiten des Rastelements, wodurch ein Formschluss zwischen Rastnut, Rastelement und Klemmanschlag vermieden wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Kettentrieb für einen Verbrennungsmotor mit seinen wesentlichen

Komponenten;

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Spannvorrichtung;

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt der hydraulischen Spannvorrichtung aus Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen zweiten Längsschnitt der hydraulischen Spannvorrichtung aus Fig. 2;

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die hydraulische Spannvorrichtung aus Fig. 2;

Fig. 6 zeigt die hydraulische Spannvorrichtung aus Fig. 2 mit einer alternativen Gestal- tung des Rastelements;

Fig. 7 zeigt die hydraulische Spannvorrichtung aus Fig. 2 mit einer alternativen Gestal- tung des Blockadeelements;

Fig. 8 zeigt die hydraulische Spannvorrichtung aus Fig. 2 mit einer alternativ vorgese- henen Rücksetzrampe;

Fig. 9 zeigt ein weiteres Beispiel einer hydraulischen Spannvorrichtung mit einer Ent- lüftungsöffnung am Spannkolbenkopf und

Fig. 10 zeigt ein weiteres Beispiel einer hydraulischen Spannvorrichtung ohne Entlüf- tungsöffnung am Koibenkopf.

In Fig. 1 ist ein Kettentrieb mit einer gattungsgemäßen hydraulischen Spannvorrich- tung 1 für einen Verbrennungsmotor mit seinen wesentlichen Komponenten darge- stellt. Ein Kettentrieb umfasst prinzipiell ein mit der Kurbelwelle verbundenes An- triebskettenrad 2, zwei mit jeweils einer Nockenwelle verbundene Abtriebskettenräder 3 sowie eine Steuerkette 4, die das Antriebskettenrad 2 mit den Abtriebskettenrädern 3 verbindet. Über das Zugtrum 5 der Steuerkette 4 wird ein Antriebsmoment der Kur- belwelle auf die Nockenwellen übertragen. Am Zugtrum 5 wird die Steuerkette 4 mit- tels einer Führungsschiene 6 geführt.

Die Steuerkette 4 wird an ihrem Leertrum 7 gespannt, um ihre Funktionalität über die Betriebsdauer gewährleisten zu können. Zu diesem Zweck wird die Steuerkette 4 mit- tels einer hydraulischen Spannvorrichtung 1 und eines Spannarms 8 mit einer Spann- kraft beaufschlagt. Hydraulische Spannvorrichtungen 1 gewährleisten darüber hinaus eine Dämpfung des Kettentriebs. Die hydraulische Spannvorrichtung 1 gemäß der be- schriebenen Ausführungsform ist zudem derart ausgeführt, dass der Spannkolben 9 in montiertem Zustand der Spannvorrichtung 1 in Schwerkraftrichtung nach unten spannt, ohne dass Hydraulikmittel austritt.

In Fig. 2 ist eine hydraulische Spannvorrichtung 1 eines Kettentriebs gezeigt mit ei- nem Spannkolben 9, der in einem zylindrischen Hohlraum einer Aufnahme 10 geführt ist und an seiner Außenumfangsfläche Rastnuten 1 1 aufweist. Weiterhin gezeigt ist ein Rasteiement 12, das zwei ringförmige Abschnitte 13 und zwei radiale Erweiterun- gen 14 aufweist, wobei das Rastelement 12 mithtlfe der zumindest zwei ringförmigen Abschnitte 13 mit einer der Rastnuten 11 in Eingriff steht. Ein Klemmanschlag 15 und ein Gleitanschlag 16 sind axiai voneinander beabstandet angeordnet, wobei sich in axialer Richtung zwischen einer Klemmanschlagebene 32 und einer Gleitanschlag- ebene 33 (siehe Fig. 3) zwei axiale Verlängerungen 17 erstrecken. Die zwei axialen Verlängerungen 17 weisen in einem axialen Abschnitt zwischen der Klemmanschlag- ebene 32 und der Gleitanschlagebene 33 in Umfangsrichtung beidseitig eine Verjün- gung 18 auf, wodurch in der Gleitanschlagebene 33 der Gleitanschlag 16 gebildet wird. Die zwei axialen Verlängerungen 17 schließen in Umfangsrichtung einen Rast- abschnitt 42 ein, wobei die zwei ringförmigen Abschnitte 13 im Bereich des Rastab- schnitts 42 mit einer der Rastnuten 11 in Eingriff gebracht werden kann.

Die zwei axialen Verlängerungen 17 und der Spannkolben 9 schließen die zwei radia- len Erweiterungen 14 des Rastelements 12 nicht ein. Die Spannvorrichtung 1 ist in ei- ner Transportstellung dargestellt mit einem Transportsicherungsdraht 19, der über ei- ne Öffnung 20 im Gehäuse tangential in eine Rastnut 11 eingreift. Der Spannkolben 9 wird somit gegen ein Ausfahren gesichert. Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die hydraulische Spannvorrichtung 1. Dargestellt ist die Aufnahme 10 mit dem zylindrischen Hohlraum 21, in dem der Spannkolben 9 geführt ist. Spannkolben 9 und Innenmantelfläche des zylindrischen Hohlraums 21 schließen einen Hochdruckraum 22 ein, der mit Hydraulikmittel versorgt wird. Im Hochdruckraum 22 ist ein Element zur Verminderung des Füllvolumens 27 angeord- net, das endseitig eine Entlüftungsöffnung 28 bedeckt. Der Spannkolben 9 ist mittels einer Feder 29 in Ausfahrrichtung und somit nach Montage gegen die Spannschiene 8 vorgespannt.

Der Spannkolben 9 weist am Außenumfang Rastnuten 11 auf, wobei das Rastelement 12 in die äußerste Rastnut 30 eingreift. Die Rastnuten 11 sind umlaufend entlang des Außenumfangs angeordnet und derart gestaltet, dass ein Ausfahren des Spannkol- bens 9 ermöglicht, ein Einfahren des Spannkolbens 9 jedoch verhindert wird: Die Rastnuten 11 weisen jeweils zwei Nutwände auf, die mithilfe des Rastelements 12 ei- nerseits mit dem Klemmanschlag 15 und andererseits mit dem Gleitanschlag 16 in Kontakt gebracht werden können. Die Nutwand, die bei einem Einfahren mit dem Klemmanschlag 15 in Kontakt gebracht werden kann, verläuft steiler als die gegen- überliegende Nutwand, die mit dem Gleitanschlag in Kontakt gebracht werden kann. Ein übermäßiges Einfahren wird auf diese Weise wirksam unterbunden, weil das Ras- telement 12 formschlüssig zwischen Rastnut 30 und Klemmanschlag 15 anliegt. Bei einem Ausfahren des Spannkolbens 9 kann das Rastelement 12 mit dem Gleitan- schlag 16 in Kontakt gebracht werden, wodurch das Rastelement 12 über die Nut- wand in die nächste Rastnut 30 gleitet bzw. zwangsweise geschoben werden kann. In der Aufnahme 10 ist ein Durchgang 41 für einen Sicherungsdraht 19 vorgesehen, der tangential in eine der Rastnuten 11 eingreift.

Die axialen Verlängerungen 17, aus denen der Gleitanschiag 16 hervorgeht, sind in Fig. 4 dargestellt. Das Rastelement 12 ist in Eingriff mit der äußersten Rastnut 30 und befindet sich in einem axialen Abschnitt zwischen der Klemmanschlagebene 32 und der Gleitanschlagebene 33. Der axiale Abstand zwischen der Klemmanschlagebene 32 und der Gleitanschiagebene 33 bestimmt den Rückhub 34 des Spannkolbens 9. Spannkoiben 9 und Innenmantelfläche des zylindrischen Hohlraums 21 schließen den Hochdruckraum 22 ein, der über eine Zulaufbohrung 31 , eine Zulaufleitung 23 und ein Rückschlagventil 24, das einen Ventilsitz 25 und einen kugelförmigen Schließkörper 26 aufweist, mit Hydraulikmittel versorgt wird. Die Innenführung 53 ist als Hülse gestaltet, die in den zylindrischen Hohlraum der Aufnahme 21 eingesetzt ist und die in einen Hohlraum 45 des Kolbens 9 ragt. Die als Hülse gestaltete Innenführung 53 ist einseitig offen ausgeführt, wodurch eine Verbin- dung zur Hydraulikmittelversorgung 31 hergesteilt wird. Am Hülsenboden 48, der dem Hochdruckraum 22 zugewandt ist, kann eine Öffnung 49 sein, über die der Hoch- druckraum 22 mit Hydraulikmittel versorgt wird. Die den Hochdruckraum 22 begren- zende Seite des Hülsenbodens 48 kann einen Ventilsitz 25 umfassen, der mithilfe ei- nes beispielsweise kugei- oder scheibenförmigen Schließkörpers einen Rücklauf des Hydraulikmittels aus dem Hochdruckraum verhindert. Der Spannkolben 9 ist am Außenumfang der als Hülse gestalteten Innenführung 53 geführt und relativbeweglich angeordnet, wobei an dieser Stelle ein Leckagespalt 43 oder ein Teilabschnitt des Leckagespalts 43 gebildet ist. In einem Bereich zwischen dem Innenumfang des zylindrischen Hohlraums der Aufnahme und dem Außenum- fang der Innenführung kann eine Öffnung zur Entlüftung 44 vorgesehen sein. Die hyd- rauiische Spannvorrichtung ist somit in erster Linie für einen Überkopfeinsatz geeignet (Upside-down-Spannvorrichtung), wobei zur Entlüftung ein Überdruckventil 47 zum Einsatz kommen kann.

Eine Draufsicht der hydraulischen Spannvorrichtung 1 ist in Fig. 5 dargestellt. Der Spannkolben 9 ist in dem zylindrischen Hohlraum der als Gehäuse gestalteten Auf- nahme 10 eingesetzt, wobei das Rastelement 12 auf dem Spannkoiben 9 sitzt. Das Rastelement 12 umfasst zwei ringförmige Abschnitte 13, die in eine Rastnut 11 des Spannkolbens 9 eingreifen. Eine erste radiale Erweiterung 14a des Rastelements 12 schließt mit dem Spannkoiben 9 die erste axiale Verlängerung 17a ein. Eine zweite radiale Erweiterung 14b schließt mit dem Spannkolben 9 die zweite axiale Verlänge- rung 17b ein. Die zweite radiale Erweiterung 14b weist eine Unterbrechung 35 des Rastelements 12 auf, wobei sich im Bereich der Unterbrechung 35 des Rastelements 12 zwei Endabschnitte 36 des Rastelements 12 gegenüberstehen. Teilabschnitte 40 der zwei Endabschnitte 36 sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet ange- ordnet, erstrecken sich nach radial außen und können mit dem Gieitanschlag 16 in Kontakt gebracht werden. In Richtung Unterbrechung 35 des Rastelements 12 schlie- ßen sich Betätigungsabschnitte 37 an die Teilabschnitte 40 an, wobei sich die Betäti- gungsabschnitte 37 in Richtung des gegenüberliegenden Endabschnitts 36 erstre- cken.

In Fig. 6 ist die hydraulische Spannvorrichtung 1 mit einem alternativ gestalteten Ras- telement 12a dargestellt. In dieser Ausführung ist lediglich die erste der zwei axialen Verlängerungen 17a in radialer Richtung zwischen dem - vollständig ausgefahrenen - Spannkolben 9 und der ersten der zwei radialen Erweiterungen 14a des Rasteiements 12a angeordnet. Die zweite radiale Erweiterung 14b ist nicht vollständig von dem Ras- telement 12a umgeben. Die zweite der zwei radialen Erweiterungen 14b weist eine Einschnürung 46 und eine Unterbrechung 35 des Rastelements auf, wobei das Rasteiement im Bereich der Ein- schnürung 46 mit dem Gleitanschlag 16 in Kontakt gebracht werden kann. In dem Be- reich der Einschnürung 46 schließt sich ein Bereich der Aufweitung 52 an, wobei die Aufweitung V-förmig gestaltet ist. Die Gestaltung mit einer Aufweitung 52 erleichtert auf vorteilhafte Weise die Montage des Rastelements. Somit schließen in erstes Ende 50 und ein zweites Ende 51 des Rasteiements 12 die Unterbrechung 35 ein, wobei - zumindest in einem nicht vorgespannten Zustand des Rastelements 12 - in Umfangs- richtung der Abstand zwischen dem ersten Ende 50 und dem zweiten Ende 51 größer ist als zwischen Teilbereichen des Rastelements, die die Einschnürung 46 bilden.

Infolge fehlender Betätigungsabschnitte 37 besteht ein Bedürfnis, das Aufweiten des Rastelements 12a durch ein Hilfsmittel zu erleichtern. Ein Zurücksetzen des Spann- kolbens 9 der hydraulischen Spannvorrichtung 1 kann demnach dadurch erfolgen, dass in einem ersten Schritt ein als Nagel 38 gestaltetes Blockadeelement in einem axialen Bereich zwischen der Klemmanschlagebene 32 und der Gleitanschlag ebene 33 in radiale Richtung (tangential zu einem um die Längsachse gezogenen Kreis) derart eingeführt wird, dass der Nagel nach dem Einführen zwischen dem Rastele- ment 12a und dem Klemmanschlag 15 sowie zwischen dem Spannkolben 9 und einer der axialen Verlängerungen 17 angeordnet ist. Anschließend kann in einem zweiten Schritt der ausgefahrene Spannkolben 9 in Richtung Aufnahme 10 verlagert und gesi- chert werden, weil das alternative Rastelement 12a nicht in formschlüssigen Kontakt mit dem Klemmanschlag 15 gebracht werden kann.

Die hydraulische Spannvorrichtung 1 mit einem in Richtung Aufnahme 10 verlagerten und mit einem Sicherungsdraht 19 gesicherten Spannkolben 9 ist in Fig. 7 veran- schaulicht. Gezeigt ist Spannvorrichtung 1 mit einem Rastelement 12 der eingangs beschriebenen Art. Darüber hinaus ist ein alternatives, als Bügel 39 gestaltetes Blo- ckadeelement gezeigt.

Fig. 8 zeigt die hydraulische Spannvorrichtung 1 aus Fig. 2 mit einer alternativ vor- gesehenen Rücksetzrampe 54. Dargestellt ist die Aufnahme 10 mit dem zylindrischen Hohlraum 21, an deren Öffnung der Klemmanschlag 15 gebildet ist. Die axiale Ver- iängerung 17 erstreckt sich in axialer Richtung von der Aufnahme 10 weg und endet mit dem Gleitanschlag 16. Die axiale Lage der Klemmanschlagebene 32 und der Gleitanschlagebene 33 nehmen wesentlichen Einfluss auf den maximal möglichen Rückhub 34 eines (nicht dargestellten) Spannkolbens, bevor das Rastelement in eine benachbarte Rastnut 11 Uberführt wird. Im Bereich des Rückhubs 34 ist die Rücksetz- rampe 54 angeordnet. Die Rücksetzrampe 54 ist eine sich nach radial innen erstre- ckende Erhebung des Stegs 55 der T-förmig gestalteten axialen Verlängerung 17. Die T-förmig gestaltete axiale Verlängerung 17 schließt mit einem Dach 56 ab.

In einem ersten Schritt kann somit ein nicht dargestelltes Blockadeelement (siehe et- wa auch Fig. 6, Bezugszeichen 38 oder Figur 7, Bezugszeichen 39), wie beispielswie- se ein Schraubendreher, in einem axialen Bereich zwischen der Klemmanschlagebe- ne 32 und der Gleitanschlagebene 33 in tangentialer Richtung zum zylindrischen Hohlraum 21 bzw. in zu einem nicht dargestellten Spannkoiben 9 derart eingeführt werden, dass das Blockadeelement nach dem Einführen zwischen einem nicht darge- stellten Rastelement (siehe etwa Fig. 1 bis 7, Bezugszeichen 12 und 12a) und dem Klemmanschlag 15 angeordnet ist. Die Rücksetzrampe 54 ist daher an einer der zu- mindest zwei axialen Verlängerungen 17 vorgesehen, die von einer radialen Erweite- rung 14 ohne Unterbrechung 35 des Rastelements 12 umgeben ist (siehe beispiels- weise Fig. 5, axiale Verlängerung 17a). Die Rücksetzrampe 54 stellt sicher, dass das Blockadeelement parallel zur Gleitanschlagebene 33 positioniert wird. Darüber hinaus kann das Rastelement 12 zwischen Blockadeelement und Gleitanschlag 16 in axialer Richtung festgelegt werden, in einem zweiten Schritt kann der nicht dargestellte, aus- gefahrene Spannkolben 9 in Richtung Aufnahme 10 verlagert und anschließend mit einem Transportsicherungsdraht 19 festgelegt werden.

Die Fig. 9 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform einer hydraulischen Spann- vorrichtung. Über eine Zulaufleitung 31 gelangt Motoröl in den zylindrischen Hohlraum 21 der Aufnahme 10. Über ein Rückschlagventil 24, das von einer als Hülse gestalte- ten Innenführung 53 aufgenommenem ist, gelangt das Motoröl in den Hochdruckraum 22, der durch den Spannkolben 9 und durch die als Hülse gestaltete Innenführung 53 begrenzt wird. Am Spannkolbenkopf 57 ist eine Entlüftungsöffnung 28 angeordnet, die durch ein Element zur Verminderung des Füllvolumens (Volumenreduzierer) 27 abge- deckt ist. Ein Leckagespalt 43 wird gebildet zwischen der als Hülse gestalteten Innen- führung 53 und der Innenmantelfläche des Spannkoibens 9. Bei einer aus Aluminium gefertigten Aufnahme, die gießtechnisch hergestellt wird, kann ein besonders präziser Leckagespalt 43 zwischen der aus Stahl gefertigten, als Hülse gestalteten Innenfüh- rung 53 sowie dem ebenfalls aus Stahl gefertigten Spannkolben 9 bereitgestellt wer- den. Die in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform eignet sich für eine Spannrichtung entge- gen der Schwerkraftrichtung, also nach oben.

Die in Fig. 10 gezeigte alternative Ausführungsform unterscheidet sich von der Aus- führung der Fig. 9 darin, dass am Kolbenkopf keine Entlüftungsöffnung 28 vorgesehen ist. Die Entlüftung befindet sich in einem der Zulaufleitung 31 zugewandten Bereich des zylindrischen Hohlraums 21. Die in Fig. 10 gezeigte Ausführungsform eignet sich somit für eine Spannrichtung in Schwerkraftrichtung nach unten. Bezuflszeichenliste

1 hydraulische Spannvorrichtung

2 Antriebskettenrad

3 Abtriebskettenrad

4 Steuerkette

5 Zugtrum

6 Führungsschiene

7 Leertrum

8 Spannarm

9 Spannkolben

10 Aufnahme

11 Rastnut

12 Rastelement

12a alternativ gestaltetes Rastelement

13 ringförmiger Abschnitt

14 radiale Erweiterung

14a erste radiale Erweiterung

14b zweite radiale Erweiterung

15 Klemmanschlag

16 Gleitanschlag

17 axiale Verlängerung

17a erste axiale Verlängerung

17b zweite axiaie Verlängerung

18 Verjüngung

19 Transportsicherungsdraht

20 Öffnung

21 zylindrischer Hohlraum

22 Hochdruckraum

23 Zulaufleitung

24 Rückschlagventil

25 Ventilsitz

26 kugelförmiger Schließkörper 27 Element zur Verminderung des Füllvolumens

28 Entlüftungsöffnung

29 Feder

30 äußerste Rastnut

31 Zulaufbohrung

32 Klemmanschlagebene

33 Gleitanschlagebene

34 Rückhub

35 Unterbrechung

36 Endabschnitt

37 Betätigungsabschnitt

38 Nagel

39 Bügel

40 Teilabschnitt

41 Durchgang

42 Rastabschnitt

43 Leckagespalt

44 Öffnung zur Entlüftung

45 Hohlraum des Spannkolbens

46 Einschnürung

47 Überdruckventil

48 Hülsenboden

49 Öffnung

50 erstes Ende

51 zweites Ende

52 Aufweitung

53 als Hülse gestaltete Innenführung

54 Rücksetzrampe

55 Steg der T-förmig gestaiteten axialen Veriängerung

56 Dach der T-förmig gestaiteten axialen Verlängerung

57 Spannkoibenkopf

Claims

Ansprüche

1. Hydraulische Spannvorrichtung (1) für einen Kettentrieb mit einem Spannkolben (9), der in einer Aufnahme (10) geführt ist und der an seiner Außenumfangsfläche Rastnuten (11) aufweist, sowie mit einer Innenführung (42), die in einen Hohlraum (45) des Kolbens (9) ragt, und mit einem Rastelement (12), das zumindest zwei ring- förmige Abschnitte (13) und zumindest zwei radiale Erweiterungen (14) aufweist, wo- bei das Rastelement (12) mithilfe der zumindest zwei ringförmigen Abschnitte (13) mit einer der Rastnuten (11) in Eingriff gebracht werden kann, sowie mit einem Klemman- schlag (15) und einem Gleitanschlag (16), die axial voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (10) zumindest zwei axiale Verlänge- rungen (17) aufweist, die sich in axialer Richtung zwischen der Klemmanschlagebene (32) und der Gleitanschlagebene (33) erstrecken und die im Bereich der Gleitan- schlagebene (33) voneinander getrennt angeordnet sind, und dass die zumindest zwei axialen Verlängerungen (17) der Aufnahme (10) und der Spannkolben (9) die zumin- dest zwei radialen Erweiterungen (14) des Rastelements nicht einschließen.

2. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der zumindest zwei axialen Verlängerungen (17) in Umfangsrichtung einen Rast- abschnitt (42) einschließen, wobei eine der zumindest zwei ringförmigen Abschnitte (13) im Bereich des Rastabschnitts (42) mit einer der Rastnuten (11) in Eingriff ge- bracht werden kann.

3. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (12) zwei ringförmige Abschnitte (13) und zwei radiale Erweiterun- gen (14) aufweist und dass die Aufnahme (10) zwei axiale Verlängerungen (17) auf- weist, die in Umfangsrichtung zwei Rastabschnitte (42) einschließen.

4. Hydraulische Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (10) einen zylindrischen Hohlraum (21) umfasst, wobei der Spannkolben (9) mithilfe des zylindrischen Hohlraums (21) geführt ist, oder dass die Aufnahme (10) einen zylindrischen Hohlraum (21) und eine in den zylindrischen Hohlraum (21) eingesetzte Hülse umfasst, wobei der Spannkolben (9) mithilfe der Hülse geführt ist.

5. Hydraulische Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei axialen Verlängerungen (17) in ei- nem axialen Abschnitt zwischen der Klemmanschlagebene (32) und der Gleitan- schlagebene (33) in Umfangsrichtung beidseitig eine Verjüngung (18) aufweisen, wodurch in der Gleitanschlagebene (33) der Gleitanschlag (16) gebildet wird.

6. Hydraulische Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.

dadurch gekennzeichnet, dass eine der zumindest zwei radialen Erweiterungen (14) eine Unterbrechung (35) des Rastelements (12) aufweist.

7. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich der Unterbrechung (35) des Rastelements (12) zwei Endabschnitte

(36) des Rastelements (12) gegenüberstehen, wobei Teilabschnitte (40) der zwei Endabschnitte (36) in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, sich nach radi- al außen erstrecken und mit dem Gleitanschlag (16) in Kontakt gebracht werden kön- nen.

8. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Richtung Unterbrechung (35) des Rastelements (12) Betätigungsabschnitte

(37) an die Teilabschnitte (40) anschließen, wobei sich die Betätigungsabschnitte (37) in Richtung des gegenüberliegenden Endabschnitts (36) erstrecken.

9. Hydraulische Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine der zumindest zwei radialen Erweiterungen (14) eine Ein- schnürung (46) und eine Unterbrechung (35) des Rasteiements (12a) aufweist, wobei das Rasteiement (12a) im Bereich der Einschnürung (46) mit dem Gleitanschiag (16) in Kontakt gebracht werden kann.

10. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende (47) und ein zweites Ende (51) des Rastelements (12a) die Unterbre- chung (35) einschließen, wobei in Umfangsrichtung der Abstand zwischen dem ersten Ende (47) und dem zweiten Ende (51) größer ist als zwischen Teilbereichen des Ras- telements, die die Einschnürung (46) bilden.