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 das Antriebsmornent der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen. Die Steuerkette wird an ihrem Leertrum gespannt, um ihre Funktionalität über die Betriebsdauer gewährleisten zu können. Zu diesem Zweck wird die Steuerkette mittels einer Spannvorrichtung mit einer Kraft beaufschlagt.

Die DE 10 201 1 079 184 A1 zeigt eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Ver- brennungsmotor. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse bewegbaren Hohlkolben, der gemeinsam mit dem Gehäuse einen Druckraum begrenzt. Innerhalb des Hohlkolbens ist ein Überdruckventil angeordnet, mittels dessen der Druck innerhalb des Druckraums auf einen vor bestimmten Wert begrenzt werden kann. Das Überdruckventil ist eine vormontierbare Baueinheit, die aus einem Ventil- gehäuse, einem Ventildeckel, einem Ventilkörper und einer Ventilfeder besteht, wobei das Ventiigehäuse und der Ventildeckel aus Kunststoff hergestellt sind. Das Überdruckventil ist in den Hohlkolben eingepresst. in einigen Anwendungsfäilen kann es erforderlich sein, die Beständigkeit der Überdruckventileinheit gegen Kavitationseinflüsse zu verstärken.

Eine weitere Überdruckventilbaugruppe zeigt die nachveröffentlichte DE 10 2013 225 984 A1. Offenbart ist ein topfartiges Ventilgehäuse, das mittels einer Presspassung in einer zylindrischen Aufnahme eines Kolbens einer hydraulischen Kettenspannvorrich- tung gehalten wird. In eine zentrische Stufenbohrung des Ventilgehäuses ist ein Füh- rungselement eingesetzt, das außenseitige einen geschlossenen Bord bildet, dessen Endbereich in eine Ringnut des Ventilgehäuses eingesetzt ist. Das Führungselement bildet innenseitig einen Ventilsitz mit einer zentrischen Öffnung, die durch eine federbelastete Ventilplatte verschließbar ist. Zur Festlegung des Führungselements in dem Veniiigehäuse ist ein überstehender Ansatz des Ventilgehäuses radial nach innen umgeformt, wodurch eine Wulst entsteht. Die Wulst ist formschlüssig in eine umlaufende Stufe des Führungseiements eingepasst. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spannvorrichtung zur Verfügung zu stellen, deren vormontierbare Überdruckventileinheit über beständige Eigenschaften verfügt und die zugleich kostengünstig hergestellt und montiert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des un- abhängigen Anspruchs 1 , vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Demnach wird die Aufgabe gelöst durch eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors mit einer Aufnahme und mit einem in einem zylindrischen Hohlraum der Aufnahme verschiebbar geführten Spannkolben, der einen Kolbenhohlraum auf- weist, wobei der Kolbenhohlraum gemeinsam mit dem zylindrischen Hohlraum der Aufnahme einen Druckraum bildet, sowie mit einer im Kolbenhohlraum angeordneten Überdruckventileinheit. Die Überdruckventileinheit ist eine vormontierbare Baueinheit und umfasst eine Feder, einen Schließkörper und einen einen ersten Teilabschnitt und einen zweiten Teilabschnitt umfassenden Ventilsitz sowie eine den Ventilsitz in einem ersten Teilabschnitt umschließende Ventilaufnahme, wobei die Ventilaufnahme mit dem Ventilsitz einen Pressverband bildet und wobei die Ventilaufnahme in dem ersten Teilabschnitt oder der Ventilsitz in dem sich an den ersten Teilabschnitt anschließenden zweiten Teilabschnitt oder beide mit der Innenmantelfiäche des Spannkolbens einen Pressverband bilden.

Das Überdruckventil ist als Baugruppe vormontierbar und zugleich kostengünstig in der Herstellung. Der Ventilsitz kann etwa einstückig in die Ventiiaufnahme eingesetzt werden, wodurch Feder (etwa eine Spiralfeder) und Schließkörper (etwa eine Ventilkugel oder eine Ventilplatte) verliersicher innerhalb der Übderdruckventileinheit gehai- ten werden. Der Ventilsitz kann zusätzlich an seiner dem Druckraum zugewandten Stirnseite eine Abstützfiäche für die Hauptfeder bilden. Die Hauptfeder ist im Druckraum angeordnet und unmittelbar oder mittelbar gegen eine Fläche der Aufnahme einerseits und eine Fläche des Kolbens andererseits abgestützt. Bevorzugt bilden ausschließlich die Ventilaufnahme in dem ersten Teilabschnitt oder ausschließlich der Ventilsitz in einem zweiten Teilabschnitt mit der Innenmantelfiäche des Spannkolbens einen Pressverband. Weiterhin bevorzugt ist die Ventilaufnahme als Resultat eines Tiefziehverfahrens aus Blech gefertigt.

Eine besonders günstige Möglichkeit zur Schaffung eines Pressverbandes zwischen dem Kolben und der Überdruckventileinheit wird geschaffen, indem die Ventilaufnahme aus einem Kunststoff oder aus einem metallischen, nicht gehärteten Werkstoff be- steht

In einer überaus günstigen Ausführung mit Blick auf die Fertigungskosten ist der Spannkolben als Umformteil gefertigt. Ein Vorteil diese Ausführungsform besteht darin, dass die Innenmantelfiäche des Spannkolbens nach dessen umformtechnischen Fertigung keiner Nachbearbeitung bedarf. Insbesondere ist keine spangebende Bearbeitung der Innenmantelfläche des vorzugsweise als Tiefzieh- oder Fließpressteäl ausgeführten Spannkolbens erforderlich: Die Einführung einer Ventilaufnahme mit nicht gehärteter Oberfläche erlaubt lockere Toleranzen - trotz Bildung eines Pressverbandes zwischen Bauteilen, die eine gehärtete Oberfläche aufweisen. Die Ferti- gungskosten der Spannvorrichtung werden vermindert. In einer Konkretisierung ist der Spannkofben als Fiießpressteil gefertigt.

Einen besonders günstigen Aufbau mit Blick auf die Herstellungskosten ermöglicht eine Ausführungsform, in der die Enden der Überdruckventileinheit ein zu- und ein ab- laufseitiges Ende definieren, wobei die Ventilaufnahme am ablaufseitigen Ende eine Ausnehmung und eine Fläche zu der Abstützung der Feder zeigt und wobei die Ventilaufnahme über das zulaufseitige Ende den Ventilsitz aufnimmt. Auf diese Weise kann die Anzahl der erforderlichen Bauteile vermindert werden. Die Überdruckventileinheit kann unter ansonsten baugleicher Gestaltung an dem jeweiligen Anwen- dungsfall ausgerichtet werden, indem die Eigenschaften der Feder an die gestellten Anforderungen angepasst werden. Die Federkraft entscheidet über den vordefinierten Druck, auf den die Druckkammer begrenzt wird. In einer Konkretisierung weist der Ventilsitz am zulaufseitigen Ende eine Ausnehmung auf sowie eine Dichtfläche für den Schließkörper.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform betrifft eine Spannvorrichtung mit einer Überdruckventileinheit, wobei der Ventilsitz in dem ersten Teilabschnitt einen kleineren Durchmesser aufweist als in dem zweiten Teilabschnitt. Der größere Durchmesser des zweiten Teilabschnitts ermöglicht zum einen die Herstellung eines Pressverbands mit der Innenmantelfläche des Spannkolbens. Zum anderen kann, sofern der Pressverband im Bereich des ersten Teilabschnitts hergestellt wird, die Außenmantelfläche des zweiten Teilabschnitts als Führung dienen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Schließkörper kugelförmig oder plattenför- mig gestaltet. Plattenförmige Schließkörper bieten ein für Überdruckventile vorteilhaftes Ansprechverhalten und ermöglichen Vorteile hinsichtlich des erforderlichen Bau- raums.

Ein besonders einfaches Einpressen wird ermöglicht, indem die Ventilaufnahme in dem ersten Teilabschnitt mit der Innenmantelfläche des Spannkolbens einen Pressverband bildet, wobei die Ventilaufnahme an dem den Ventilsitz aufnehmenden Ende eine Anstellung aufweist. Auf diese Weise können größere Toleranzen vorgesehen werden, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten der Überdruckventileinheit und des Spannkolbens auswirkt. Insbesondere kann beispielsweise auf eine Nachbearbeitung der Innenmantelfläche des Spannkolbens verzichtet werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der Spannkolben oder die in- nenmanteioberfläche des Kolbenhohlraums gehärtet ausgeführt, wobei der Ventilsitz aus einem metallischen Werkstoff besteht und wobei der Ventilsitz oder die Oberfläche des Ventilsitzes gehärtet ausgeführt sind. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst die Überdruckventileinheit eine Kugel als Schließkörper und eine Innenführung, wobei die Innenführung durch einen Boden der Ventilaufnahme gehalten wird. Die Innenführung kann beispielsweise ent- lang der gesamten axialen Länge des Innenumfangs der Ventilaufnahme angeordnet sein und drei sich axial erstreckende Stege aufweisen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform findet die Spannvorrichtung Verwen- dung in einem Kettentrieb für einen Verbrennungsmotor mit einem Antriebskettenrad und mit einem Abtriebskettenrad sowie mit einer Steuerkette, wobei die Steuerkette das Antriebskettenrad und das (mindestens eine) Abtriebskettenrad koppelt und wobei die Steuerkette mittels einer Spannvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche gespannt wird. Plötzlich auftretendes Straffen des Leertrums kann zu einer übermäßigen Belastung der Steuerkette führen. Besondere Vorteile der Ausführungsform äußern sich darin, dass die Spannvorrichtung negative Auswirkungen eines plötziichen Straffens vermindert und in ihren Eigenschaften ein über die Lebensdauer beständiges Verhalten zeigt. 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 hydraulische Spannvorrichtung im Längsschnitt;

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer hydraulischen Spannvorrichtung; Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform einer Überdruckventileinheit aus Fig. 1 ; Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Überdruckventiieinheit

aus Fig. 3;

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Überdruckventiieinheit und

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform der Überdruckventiieinheit

aus Fig. 5. In Fig. 1 ist eine hydraulische Spannvorrichtung 1 für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors in einem Längsschnitt gezeigt. Ein Kettentrieb umfasst ein mit der Kurbelweile verbundenes Antriebskettenrad, ein mit einer Nockenwelle verbundenes Abtriebskettenrad sowie eine Steuerkette, die das Antriebskettenrad mit dem Abtriebskettenrad verbindet (nicht gezeigt). Über das Zugtrum der Antriebssteuerkette wird das Antriebsmoment der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen. Die Steuerkette wird an ihrem Leertrum gespannt, um ihre Funktionalität über die Betriebsdauer gewährleisten zu können. Zu diesem Zweck wird die Steuerkette mittels der Spannvorrichtung mit einer Spannkraft beaufschlagt. Die hydraulische Spannvorrichtung 1 besteht aus einer Aufnahme 2 und einem

Spannkolben 3, der in einem zylindrischen Hohlraum 4 der Aufnahme 2 axial verschiebbar geführt ist und der mithilfe eines Sicherungsdrahts 33 in einer Transportstel- iung gehalten wird. Der Spannkolben 3 ist mit einem Kolbenhohlraum 5 gestaltet, der zusammen mit dem zylindrischen Hohlraum 4 der Aufnahme 2 einen Druckraum 6 bil- det. Spannkolben 3 und Aufnahme 2 sind als mechanische Kolben raste inheit 25 gestaltet. An dem Ende der Aufnahme 2, das der Öffnung zur Montage des Spannkolbens 3 gegenüberliegt, ist eine Ausnehmung 7 angeordnet. Über die Ausnehmung 7 erfolgt der Zulauf von Hydraulikmittel in den Druckraum. An dem Ende des Spannkolbens 3, das von der Aufnahme 2 entfernt liegt, ist eine weitere Ausnehmung 8 ange- ordnet, über die ein Teil des Hydraulikmittels ablaufen kann. Die Enden bilden das zu- laufseitige und das ablaufseitige Ende 9, 10 der Spannvorrichtung.

Am zulaufseitigen Ende 9 der Spannvorrichtung 1 ist innerhalb des Druckraumes 6 ein Rückschlagventil 1 1 angeordnet, das den Hydrauiikmittelstrom in Zulaufrichtung frei- gibt und den Ablauf aus dem Druckraum 6 verhindert. Am ablaufseitigen Ende 10 der Spannvorrichtung ist innerhalb des Kolbenhohlraumes 5 eine Überdruckventileinheit 12 angeordnet. Die Überdruckventileinheit bildet mit der je nach Einsatzzweck gehärteten Innenmantelfläche des Spannkolbens 3 einen Pressverband, wobei der Spannkolben als Fließpressteil gestaltet ist. Die Überdruckventileinheit umfasst ferner einen Sitz 13 für eine Hauptfeder 14, deren Vorspannkraft einerseits auf die Aufnahme 2 wirkt, die fest mit einem Bauteil des Verbrennungsmotors (nicht gezeigt) verbunden ist, und deren Vorspannkraft andererseits auf den Spannkolben 3 wirkt, dessen ab- laufseitiges Ende 10 an einer Spannschiene 28 eines Kettentriebes anliegt (siehe beispielhaft Fig. 2).

Derartige Spannvorrichtungen 1 für den Kettentrieb eines Verbrennungsmotors finden zu dem Zweck Einsatz, die Steuerkette (nicht gezeigt) zu spannen und auftretende Schwingungen im Kettentrieb zu dämpfen. Aus diesem Grund bilden der zylindrische Hohlraum 4 der Aufnahme 2 und der Kolbenhohlraum 5 des Spannkolbens 3 den Druckraum 6 aus, der im Betrieb des Kettentriebs mit Hydraulikmittel gefüllt ist. Das Hydraulikmittel wird in der Regel als Motoröl von dem allgemeinen Hydrauiikmittel- kreislauf zur Verfügung gestellt. Ein träges Ansprechverhalten bei dynamischer Belas- tung bildet die Kehrseite der hydraulischen Dämpfung. Plötzlich auftretendes Straffen des Leertrums kann daher zu einer übermäßigen Belastung der Steuerkette führen. Die Überdruckventileinheit 12 schwächt den beschriebenen Effekt ab und dient zugleich der Entlüftung. Eine vergleichbare Spannvorrichtung 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Überdruckventileinheit ist in einem Kolbenhohlraum eingepresst Der Spannkolben 12 befindet sich in Anlage mit einer Spannschiene 26.

In Fig. 3 ist die Überdruckventileinheit 12 aus Fig. 1 im Längsschnitt als erste Ausfüh- rungsform gezeigt. Die Überdruckventiieinheit 12 besteht aus einer Ventilaufnahme 15, die einen Ventilsitz 16, eine Ventilplatte 17 als Schließkörper und eine Feder 18 aufnimmt; auf diese Weise wird eine vormontierbare Baueinheit gebildet. Die Überdruckventiieinheit zeigt eine Ausnehmung 19 am Ventilsitz 16 und eine weitere Ausnehmung 20 an der Ventilaufnahme 15, wodurch ein zulaufseitiges Ende und ein ab- laufseitiges Ende 21 , 22 der Überdruckventiieinheit 12 definiert werden. Am ablaufsei- tigen Ende 22 bildet die Ventilaufnahme 15 einen Federsitz 23, gegen den sich die Feder 18 abstützt. Die Feder beaufschlagt die Ventilplatte 17 mit einer Vorspannkraft, so dass sich die Ventilplatte 17 gegen eine Dichtfläche 24 des Ventilsitzes 16 abstützt; die Ausnehmung 19 am Ventilsitz wird auf diese Weise verschlossen und nur in einem Betriebszustand freigegeben, in dem der Druck im Druckraum einen vordefinierten Wert überschreitet.

Der Ventilsitz 16 besteht aus einem metallischen Werkstoff und kann über eine gehärtete Oberfläche verfügen. Der Ventilsitz 16 wird am zulaufseitigen Ende 21 von der Ventilaufnahme 15 aufgenommen, stützt sich am ablaufseitigen Ende 22 gegen die Ventilaufnahme ab und wird von dieser nach seiner Montage in einem ersten Teilabschnitt 27 umgeben. An den ersten Teilabschnitt 27 des Ventilsitzes 16 schließt sich ein zweiter Teilabschnitt 28 an, wobei der erste Teilabschnitt 27 des Ventilsitzes 16 einen kleineren Durchmesser aufweist als der zweite Teilabschnitt. Die Ventilaufnahme 15 bildet in dem ersten Teilabschnitt 27 mit der Innenmantelfläche des Spannkoi- bens 3 einen Pressverband bildet, wobei die Ventilaufnahme 15 an dem den Ventilsitz 16 aufnehmenden Ende eine Anstellung 29 aufweist.

In Fig. 4 ist eine alternative Gestaltung der Überdruckventileinheit 12 dargestellt. Der Ventilsitz 16 weist einen ersten Teilabschnitt 27 und einen zweiten Teilabschnitt 28 auf, wobei der der Ventilsitz 16 in einem zweiten Teilabschnitt 28 mit der Innenmantelfläche des Spannkolbens 3 einen Pressverband bildet. Ansonsten entspricht die Aus- führung der in Fig. 3 beschriebenen Gestaltung.

Eine weitere alternative Gestaltung ist in Fig. 5 dargestellt. Gezeigt ist eine Überdruckventileinheit mit einer Kugel 32 als Schließkörper und mit einer Innenführung 30, wobei die Innenführung 30 durch einen Boden der Ventilaufnahme 15 gehalten wird. Die Innenführung 30 ist entlang der gesamten axialen Länge des Innenumfangs der Ventilaufnahme 15 angeordnet und weist drei sich axial erstreckende Stege 31 auf. Ansonsten entspricht die Ausführung der in Fig. 3 beschriebenen Gestaltung.

In Fig. 6 ist eine weitere alternative Gestaltung gezeigt. Gezeigt ist eine Überdruck- ventileinheit mit einer Kugel 32 als Schließkörper und eine Innenführung 30 gem. der Ausführungsform der Fig. 5. Ansonsten entspricht die Ausführung der in Fig. 4 beschriebenen Gestaltung.

Bezugszeichenliste

1 Spannvorrichtung

2 Aufnahme

3 Spannkolben

4 zylindrischer Hohlraum der Aufnahme

5 Kolbenhohiraum

6 Druckraum

7 Ausnehmung

8 Ausnehmung

9 zulaufseitiges Ende der Spannvorrichtung

10 ablaufseitiges Ende der Spannvorrichtung

1 1 Rückschlagventil

12 Überdruckventiieinheit

13 Sitz für eine Hauptfeder

14 Hauptfeder

15 Ventilaufnahme

16 Ventilsitz

17 Ventiiplatte

18 Feder

19 Ausnehmung

20 Ausnehmung

21 zulaufseitiges Ende der Überdruckventiieinheit

22 ablaufseitiges Ende der Überdruckventiieinheit

23 Federsitz

24 Dichtfläche

25 Kolbenrasteinheit

26 Spannschiene

27 erster Teilabschnitt

28 zweiter Teilabschnitt

29 Anstellung

30 Innenführung

31 Steg

32 Kugel

33 Sicherungsdraht