Spannvorrichtung mit variabler Kraft
1. Da die Ölkammer des kleinen Kolbens schnell unter Hochdruck befüllt wird, kann eine Kolbenfeder mit geringer Vorspannung und niedriger Steifigkeit gewählt werden. (Bei der Auslegung der Kolbenfeder müssen üblicherweise der niedrigste Öldruck, der Verschleißgrenzwert der Kette und ein herkömmlicher Einzelkolben-Kettenspanner berücksichtigt werden. Um die Stützwirkung bei hohen Drehzahlen zu gewährleisten, wird üblicherweise ein Kolbendurchmesser gewählt.) Dies erschwert den Motorstart, da der Kettenspanner nicht schnell genug Druck aufbauen kann, um die hydraulische Dämpfungskraft zu erzeugen. Daher ist eine höhere Federkraft zum Vorspannen erforderlich. Ein kleiner Kolben kann die benötigte Vorspannung und Steifigkeit der Kolbenfeder reduzieren. Die Vorspannkraft einer herkömmlichen Kettenspanner-Kolbenfeder beträgt 30–40 N, die einer VFT-Kolbenfeder 2–4 N und die einer großen Kolbenfeder 7–10 N. Die Verbesserung ist deutlich.
2. Die große Kolbenhalterung ist stabil, verfügt über eine starke Vibrationsdämpfung und kann hohen Drehzahlen und großen Anpresskräften standhalten.
3. Das Rückschlagventil mit großem Kolbenkopf kann die maximale Kolbenkraft wirksam begrenzen und die Kraft auf die Kette reduzieren.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das VFT-System eine Kombination aus den Optimierungslösungen von Fisch- und Bären-PAWS darstellt. Es nutzt einerseits die schnelle Reaktionsfähigkeit des kleinen Kolbens und bietet andererseits die Stabilität großer Kolben. Das VFT-System ermöglicht eine Arbeitsteilung zwischen den beiden Kolben, wobei die Regelung der Federkraft ausschließlich über die Struktur aus kleinem Kolben und Federstift erfolgt. Aus diesem Grund bezeichnen die Ingenieure von BorgWarner diesen Spannertyp als „Variable Force Tensioner“ (VFT): Zwei separate, unabhängige Kammern steuern die variable Feder- und Hydraulikkraft.
Gemäß dem Funktionsprinzip lässt sich die Form der Dämpfungskennlinie des VFT leicht ableiten. Im Rückstellbereich sinkt der Flüssigkeitsdruck, und die Rückstellkraft des Federsystems mit geringer Vorspannung nähert sich der Nulllinie. In der Anfangsphase der Kompression reagiert der kleine Kolben schnell, und die Rückstellkraft steigt rasch an. Während des Kompressionsvorgangs geben beide Kolben gleichzeitig Öl ab, wodurch sich die Flüssigkeitsdrücke überlagern und die Kurve steil ansteigt. Die maximale Rückstellkraft wird durch das Druckbegrenzungsventil begrenzt, um sicherzustellen, dass die Kettenkraft des Steuersystems innerhalb der zulässigen Dauerfestigkeitsgrenze bleibt. Dank der schnellen Reaktion kann der VFT bei geringer Rückstellkraft einen großen Kurvenbereich erreichen, und die Dämpfungseigenschaften nähern sich dem Idealzustand an.
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