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DE102006054393A1 - Optimierte Dämpfung für ein hydraulisches Spannsystem - Google Patents

Optimierte Dämpfung für ein hydraulisches Spannsystem Download PDF

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DE102006054393A1
DE102006054393A1 DE200610054393 DE102006054393A DE102006054393A1 DE 102006054393 A1 DE102006054393 A1 DE 102006054393A1 DE 200610054393 DE200610054393 DE 200610054393 DE 102006054393 A DE102006054393 A DE 102006054393A DE 102006054393 A1 DE102006054393 A1 DE 102006054393A1
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DE
Germany
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piston
control valve
valve
clamping system
hydraulic fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200610054393
Other languages
English (en)
Inventor
Marco Dipl.-Ing. Kowalski (FH)
Werner Dipl.-Ing. Petri (FH)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Priority to DE200610054393 priority Critical patent/DE102006054393A1/de
Priority to PCT/EP2007/060739 priority patent/WO2008058814A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes or chains 
    • F16H7/0829Means for varying tension of belts, ropes or chains  with vibration damping means
    • F16H7/0836Means for varying tension of belts, ropes or chains  with vibration damping means of the fluid and restriction type, e.g. dashpot
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes or chains 
    • F16H2007/0802Actuators for final output members
    • F16H2007/0806Compression coil springs

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Spannsystem (1), das in einem Zugmitteltrieb für Brennkraftmaschinen eingesetzt ist. Das Spannsystem (1) umfasst ein Gehäuse (2) zur Aufnahme eines Zylinders (3), in dem ein Kolben (4) längsverschiebbar geführt ist. Der Kolben (4) begrenzt gemeinsam mit dem Zylinder (3) einen mit Hydraulikfluid gefüllten Druckraum (8). Bei einer Stellbewegung des Kolbens (14) in Richtung des Druckraums (8) kann eine Teilmenge des Hydraulikfluids von dem Druckraum (8) in den Vorratsraum (10) abströmen, in dem das im Kolben (14) integrierte Steuerventil (15a) nach Erreichen eines definierten Drucks öffnet. Eine umgekehrte Stellbewegung des Kolbens (14) bewirkt ein Öffnen des in dem Steuerventil (15a) integrierten Einwegventils (20), wodurch das Hydraulikfluid von dem Vorratsraum (10) in den Druckraum (8) einströmt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Spannsystem, das in einem Endlostrieb, insbesondere einem Riementrieb einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist. Das Spannsystem umfasst ein Gehäuse zur Aufnahme eines Zylinders, in dem ein angefederter und von einem Hydraulikfluid beaufschlagter Kolben längsbeweglich geführt ist, der vorzugsweise mittelbar über eine Spannrolle mit dem Zugmittel zusammenwirkt. Der Kolben begrenzt dabei gemeinsam mit dem Zylinder einen mit Hydraulikfluid gefüllten Druckraum. Eine lineare Stellbewegung des Kolbens verursacht eine Strömung und damit verbunden einen Volumenaustausch des Hydraulikfluids zwischen dem Druckraum und dem Vorratsraum. Der Volumenaustausch von dem Druckraum in den Vorratsraum erfolgt über einen Leckspalt und in umgekehrter Richtung über ein Einwegventil.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Hydraulische Spannsysteme in Zugmitteltrieben haben die Aufgabe, eine ausreichende Vorspannung des Zugmittels, des Riemens oder der Kette sicherzustellen. Weiterhin ist es Aufgabe der Spannsysteme auftretende Schwingungen des Zugmitteltriebs zu dämpfen. Die Dämpfung des hydraulischen Spannsystems erfolgt über den Leckspalt, der sich zwischen der Mantelfläche des Kolbens und der Innenwandung des Zylinders einstellt. Die Dämpfkraft des Leckspalts, der auch als Laminarspaltdämpfer zu bezeichnen ist, wird vom Betriebszustand, insbesondere der Betriebstemperatur und der Kolbengeschwindigkeit bestimmt. Nachteilig erzeugt der in bisherigen hydraulischen Spannsystemen vorwiegend eingesetzte Laminarspaltdämpfer bzw. Leckspaltdämpfer in der Startphase der Brennkraftmaschine sowie bei tiefer Umgebungstemperatur eine hohe Dämpfkraft, verbunden mit einer nachteilig erhöhten Belastung aller Aggregate, die mit dem Zugmitteltrieb in Verbindung stehen.
  • Ein gattungsbildendes hydraulisches Spannsystem ist aus der JP 11 101 319 A bekannt. Bei einer Bewegung des Kolbens in Richtung des Druckraums wird eine Teilmenge des im Druckraum befindlichen Hydraulikfluids ausschließlich über einen Leckspalt, einen sich einstellenden Ringspalt zwischen dem Kolben und einer Innenwandung des Zylinders in Richtung des Vorratsraums verdrängt. Eine gegenläufige Kolbenbewegung bewirkt einen Unterdruck in dem Druckraum, wodurch sich ein im Kolben befindliches Einwegventil bzw. Rückschlagventil öffnet und ein Einströmen des Hydraulikfluids von dem Vorratsraum in den Druckraum sicherstellt.
  • Aus dem weiteren Dokument, der DE 196 09 420 A1 ist ein hydraulisches Spannsystem bekannt, bei dem vergleichbar mit dem zuvor beschriebenen Stand der Technik, bei einer Verschiebung des Kolbens in Richtung des Druckraums das Hydraulikfluid über einen als Ringspalt ausgebildeten Leckspalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder in den Vorratsraum verdrängt wird. Ein Nachströmen des Hydraulikfluids in den Druckraum bei einer entgegengesetz ten Kolbenbewegung erfolgt über ein ortsfest im Zylinder positioniertes Einwegventil, das über einen Zuströmkanal mit dem Vorratsraum verbunden ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Nachteile der bekannten hydraulischen Spannsysteme berücksichtigend, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spannsystem mit einer weitestgehend temperaturunabhängigen Dämpfung sowie einer Kraftbegrenzung zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Problemstellung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß der Erfindung ist zur Bildung eines weiteren Leckspaltes in dem Kolben ein federkraftbeaufschlagtes Steuerventil integriert, das eine begrenzende Dämpfungskraft ausübt. Die Auslegung des Steuerventils erfolgt so, dass sich ein Ansprechverhalten, d. h. ein Öffnen des Ventils in Abhängigkeit vom Innendruck einstellt, bevor eine Teilmenge des Hydraulikfluids über den als Ringspalt ausgebildeten Leckspalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder abströmt.
  • Im Betriebszustand entsteht in dem Druckraum ein Überdruck, wodurch eine Teilmenge des Hydraulikfluids über den Leckspalt verdrängt wird. Der die Dämpfungskraft bestimmende Überdruck im Druckraum ergibt sich aus der Höhe des Leckspaltes und den Betriebsbedingungen, insbesondere der Umgebungstemperatur. Alle bekannten Lösungen von hydraulischen Spannsystemen zeigen einen Leckspalt unveränderter Höhe, wodurch sich keine Beeinflussung bzw. Einstellung der Dämpfungskraft ergibt.
  • Abweichend dazu zeigt die Erfindung durch das weitere im Kolben integrierte Steuerventil einen Leckspalt, der sich abhängig von den Betriebsbedingungen selbsttätig einstellt, wodurch stets eine für den Zugmitteltrieb optimale Dämpfungskraft im Betriebszustand erzielbar ist.
  • Durch die sich einstellende temperaturunabhängige Dämpfung des erfindungsgemäßen hydraulischen Spannsystems werden die für einzelne Aggregate nachteiligen hohen Kräfte aufgrund großer Stellbewegungen des Spannsystems insbesondere in der Startphase der Brennkraftmaschine begrenzt. Die sich einstellende Kraftbegrenzung begünstigt vorteilhaft die Lebensdauer des Zugmitteltriebs, insbesondere des Zugmittels.
  • Durch die Gestaltung der Durchtrittsquerschnitte und/oder der Federbeaufschlagung des erfindungsgemäßen Steuerventils sind die Dämpfungskräfte des hydraulischen Spannsystems weitgehend unabhängig von der Viskosität und der Temperatur des Hydraulikfluids und den Bauteiltemperaturen des Spannsystems einstellbar.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 13.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, ein als Mehrfunktionsteil gestaltetes Steuerventil in den Boden des Kolbens anzuordnen. Der Aufbau dieses Steuerventils schließt sowohl die Funktion eines definierten Leckspaltes als auch die Funktion eines Einwegventils ein. Dieser Aufbau vereinfacht die Montage und beinhaltet einen Kostenvorteil, indem das Mehrfunktionsteil vorgefertigt in den Kolben einsetzbar ist.
  • Aus fertigungstechnischen Gründen stellt sich zwischen dem Kolben und dem Zylinder ein einen Leckspalt bildendes Führungsspiel ein. Der den das Steuerventil durchströmende Volumenstrom übertrifft dabei den Volumenstrom des Leckspaltes. Weiterhin schließt die Erfindung ein, dass der das Führungsspiel passierende Bypassstrom durch den Einsatz eines geeigneten Dichtungselementes ganz unterbunden wird.
  • Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Steuerventils unterstreichend, ist für das erfindungsgemäße hydraulische Spannsystem ein definiertes Leckspalt-Querschnittsverhältnis von 1 ≤ 0,4 vorgesehen. Dieses Querschnittsverhältnis bewirkt einen vorrangigen Hauptstrom des Fluids über das Steuerventil und einen geringen Bypassstrom über den als Ringspalt ausgebildeten Leckspalte zwischen dem Kolben und der Innenwandung des Zylinders. Dieses Querschnittsverhältnis bewirkt eine gewünschte kraftbegrenzte Leckspaltöffnung, wodurch die gesamte Belastung des Zugmitteltriebs begrenzt wird.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuerventils schließt weiterhin einen kegelstumpfartig gestalteten Ventilkörper ein, der in einer korrespondierend kegelförmigen Aufnahme des Kolbens eingesetzt und geführt ist.
  • Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, den kegelstumpfartig gestalteten Ventilkörper so auszulegen, dass dieser gleichzeitig das Rückschlagventil beinhaltet. Bevorzugt schließt der Ventilkörper dazu eine stufenförmige Bohrung ein, die zur beispielsweise zur Aufnahme eines als Kugelventils oder Plattenventils vorgesehenen Einwegventils bestimmt ist.
  • Alternativ zu einer kombinierten Lösung, bei der das Steuerventil und das Einwegventil ein Bauteil bilden, bietet es sich an, radial versetzt zu den zentrisch im Kolben angeordneten Steuerventil das Einwegventil zu positionieren.
  • Ein weiterer erfindungsgemäßer Aufbau des Spannsystems umfasst ein Steuerventil, bestehend aus einem zylindrisch und topfartig gestalteten Gehäuse mit einer Steuerbohrung, die mit einer Steuerkante des Kolbens zusammenwirkt. Der Aufbau des topfartigen Gehäuses ermöglicht gleichzeitig die Aufnahme eines als Kugelventil ausgebildeten Einwegventils.
  • Als Steuerventil eignet sich weiterhin ein im Kolben eingesetztes, druckabhängig elastisch verformbares Gehäuse. Vorzugsweise ist dazu das Gehäuse aus einem dünnwandigen Kunststoff hergestellt, dass sich bei ansteigendem Druck im Druckraum des Spannsystems radial einschnürt, verbunden mit einer selbsttätigen Vergrößerung des Leckspaltes. Das topfartige Gehäuse schließt weiterhin vorteilhaft im Bereich des Bodens ein als Plattenventil aufgebautes Einwegventil ein, wodurch sich eine kompakte Bauweise einstellt.
  • Die Erfindung schließt als Steuerventil weiterhin einen quer zur Symmetrieachse des Kolbens verstellbaren, eine Steuerbohrung einschließenden Schieber ein. Ein Druckanstieg im Druckraum bewirkt eine Verstellung des Schiebers, wobei sich bei einer Lageübereinstimmung zwischen der Steuerbohrung und Öffnungen des Kolbens ein Leckspalt oder eine definierte Drosselöffnung einstellt. Als Schieber eignet sich bevorzugt ein zylindrischer Kolben, der in einer Aufnahmebohrung verschiebbar ist. Zur Erzielung einer Mindesthöhe des Leckspaltes bietet es sich beispielsweise an, einen kegelstumpfartig gestalteten Ventilkörper des Steuerventils auf der Mantelfläche mit Rippen bzw. partiellen Vorsprüngen zu versehen, wodurch sich ein eng begrenzter, definierter Leckspalt und damit konstanter Abfluss des Hydraulikfluids von dem Druckraum in den Vorratsraum einstellt. Ein ansteigender Druck im Druckraum, der einen Überdruck gegenüber dem Vorratsraum bildet, bewirkt eine Verschiebung des federbelasteten Ventilkörpers. Der sich dabei vergrößernde Leckspalt begrenzt die Dämpfkraft bzw. ermöglicht eine definierte Einstellung der Dämpfkraft. Durch eine geeignete Gestaltung des Steuerventils, insbesondere des kegelstumpfartigen Ventilkörpers in Verbindung mit einer entsprechenden Anfederung, ergibt sich eine Einstellung der Dämpfkraft in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen, insbesondere dem Druck im Hochdruckraum und/oder der Bauteiltemperatur.
  • Die Anfederung des Ventilkörpers bzw. des verstellbaren Schiebers in dem erfindungsgemäßen Spannsystem kann auf vielfältige Weise erfolgen. Bevorzugt eignen sich Druckfedern oder Blattfedern. Weiterhin schließt die Erfindung ein Steuerventil ein, dessen Gehäuse elastische Bereiche einschließt, wodurch sich bei einem Druckanstieg der Leckspalt vergrößert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert, aus denen sich weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen im Längsschnitt:
  • 1 ein hydraulisches Spannsystem in einer bekannten Bauweise;
  • 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuerventils, versehen mit einem kegelstumpfartig gestalteten, als Mehrfunktionsteil ausgebildeten Ventilkörper;
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuerventils, bei dem das Einwegventil getrennt zum Steuerventil angeordnet ist.
  • 4 ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem das Steuerventil von einer Blattfeder beaufschlagt ist;
  • 5 ein viertes Ausführungsbeispiel, das ein Steuerventil mit einem topfartigen Gehäuse einschließt, in das gleichzeitig das Einwegventil integriert ist;
  • 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel mit einem verstellbaren Schieber als Steuerventil;
  • 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel, bei dem als Steuerventil ein elastisch verformbares Gehäuse vorgesehen ist, das gleichzeitig ein Plattenventil einschließt.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • Das in 1 abgebildete hydraulische Spannsystem 1 umfasst ein topfartig gestaltetes Gehäuse 2, in dem zentrisch ein Zylinder 3 eingebracht ist, der zur Aufnahme eines längsverschiebbaren Kolbens 4 bestimmt ist. Sowohl das Gehäuse 2 als auch der Kolben 4 sind mit einem Befestigungsauge, 5a, 5b versehen, mit dem das Gehäuse schwenkbar an einem ortsfesten Bauteil, beispielsweise dem Gehäuse der Brennkraftmaschine befestigt ist. Der Kolben 4 steht bevorzugt über einen in 1 nicht abgebildeten Schwenkhebel mittelbar mit einer Spannrolle in Verbindung. Im Betriebszustand wird das hydraulische Spannsystem 1 ausgehend von dem Zugmitteltrieb über die Spannrolle kraftbeaufschlagt, wobei eine Kraft „F" in Pfeilrichtung auf den Kolben 4 wirkt. Der Kraft „F" entgegengerichtet wirkt eine Druckfeder 6, die mit einem Federende an dem Gehäuse 2 und dem weiteren Federende an einem Federteller 7 abgestützt ist, welcher an dem Kolben 4 lagefixiert ist. Schwingungen des Zugmittels verursachen eine oszillierende Bewegung des Kolbens 4. Zur Dämpfung dieser nachteiligen Stellbewegungen des Kolbens 4 schließt das hydraulische Spannsystem 1 eine Dämpfungsvorrichtung 7 ein. Dazu ist ein von dem Kolben 4 und dem Zylinder 3 begrenzter Druckraum 8 mit einem Hydraulikfluid, insbesondere einem Öl gefüllt. Bei einer Kraft "F" die eine resultierende Kraft der Druckfeder 6 übertrifft, baut sich im Druckraum 8 ein Druck „P" auf, der eine Bewegung des Kolbens 4 und folglich einen Volumenaustausch, eine Strömung des Hydraulikfluids von dem Druckraum 8 über einen als Ringspalt 19 ausgebildeten Leckspalt zwischen der Mantelfläche des Kolbens 4 und einer Innenwandung 9 des Zylinders 3 auslöst. Das austretende Hydraulikfluid gelangt dabei in einen kreisringförmig gestalteten Vorratsraum 10, der außenseitig von dem Gehäuse 2 und innen von der Außenwandung des Zylinders 3 begrenzt ist. Bei einer nachlassenden Kraft „F" wird der Kolben 4 von der resultierenden Kraft der Druckfeder 6 aus dem Zylinder 3 verschoben, wodurch sich eine Druckdifferenz, ein Unterdruck in dem Druckraum 8 einstellt und dabei das Hydraulikfluid von dem Vorratsraum 10 in den Druckraum 8 einströmt. Das Einströmen ermöglicht ein dem Zylinder 3 zugeordnetes, bodenseitig angeordnetes Einwegventil 11, das über einen Fluidkanal 12 mit dem Vorratsraum 10 in Verbindung steht. Eine federbelastete Kugel des Einwegventils 11 öffnet, sobald sich ein Druckunterschied zwischen dem Druckraum 8 und dem Vorratsraum 10 einstellt.
  • Die 2 bis 7 zeigen jeweils in einer vergrößerten Darstellung in einer Detailzeichnung Varianten von erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtungen.
  • Die in der 2 vergrößert dargestellte Dämpfungsvorrichtung 13a wird gebildet durch ein zentrisch im Kolben 14 eingesetztes Steuerventil 15a. Das Steuerventil 15a umfasst einen kegelstumpfartig gestalteten Ventilkörper 16a, der in eine korrespondierend kegelförmige Aufnahme 17 des Kolbens eingesetzt ist und dabei von einer Druckfeder 18 kraftbeaufschlagt wird. Das als Mehrfunktionsteil gestaltete Steuerventil 15a dient gleichzeitig zur Aufnahme eines federbelasteten Einwegventils 20 das auch als Rückschlagventil zu bezeichnen ist. Bei einer Kolbenkraft „F", die eine sich von dem Druck „P" im Druckraum 8 einstellende, den Kolben 14 beaufschlagende resultierende Kraft übertrifft, verschiebt sich der Kolben 14 in Richtung des Druckraums 8. Wenn die auf das Steuerventil 15a wirkende Druckkraft Fp die Kraft der Druckfeder 18 übertrifft, bewegt stellt sich eine den Leckspalt 21 vergrößernde Stellbewegung des Steuerventils 15a ein. Dabei öffnet sich das Steuerventil 15a, wobei ein Hauptstrom des Hydraulikfluids über den sich vom Steuerventil 15a bildenden Leckspalt 21 in den Vorratsraum 10 gelangt. Aufgrund eines Einbauspiels zwischen dem Kolben 14 und einer Innenwandung des Zylinders 3 bildet sich weiterhin ein Bypassstrom des Hydraulikfluids über den einen Ringspalt 21 bildenden Leckspalt. Eine in Richtung der Kraft „F" gerichtete Bewegung des Kolbens 14, verbunden mit einem Unterdruck in dem Druckraum 8 führt zu einem Öffnen des Einwegventils 20, wodurch Hydraulikfluid von dem Vorratsraum 10 in den Druckraum 8 gelangt. In der in 2 abgebildeten Endlage des Steuerventils 15a stellt sich ein definierter Leckspalt 21 ein, der gebildet wird durch partielle auf dem Außenumfang des Ventilkörpers 16a angeordneten Rippen 22 bzw. örtlichen Vorsprünge, die alternativ auch im Bereich der Aufnahme 17 angeordnet sein können.
  • Die 3 zeigt die Dämpfungsvorrichtung 13b, bei dem das Einwegventil 23 radial versetzt zu dem Ventilkörper 16b in Kolben 14 angeordnet ist. Der übrige Aufbau und die Wirkungsweise der Dämpfungsvorrichtung 13b entspricht der in 2 abgebildeten Dämpfungsvorrichtung 13a.
  • In 4 ist die Dämpfungsvorrichtung 13a gemäß 2 abgebildet, die alternativ zu einer Druckfeder eine Blattfeder 24 einschließt, die unmittelbar mit dem Ventilkörper 16a zusammenwirkt.
  • Die Dämpfungsvorrichtung 13c gemäß 5 umfasst ein topfartiges, zylindrisches Gehäuse 25, das in einer Stufenbohrung 26 des Kolbens 14 verschiebbar eingesetzt ist. In der abgebildeten Endlage ist das Steuerventil 15c an einem im Kolben 14 eingesetzten Sicherungsring 27 lagefixiert. Eine von dem Sicherungsring 27 ausgehende Verschiebung des Steuerventils 15c innerhalb des Kolbens 14 ermöglicht einen Hauptstrom des Hydraulikfluids von dem Druckraum 8 in den Vorratsraum 10, sobald eine Überschneidung zwischen der Steuerbohrung 29 des Steuerventils 15c und einer Steuerkante 30 des Kolbens 14 erfolgt. Parallel dazu stellt sich ein Bypassstrom des Hydraulikfluids über den als Ringspalt 21 ausgebildeten Leckspalt zwischen dem Kolben 14 und dem Zylinder 3 ein. Eine Umkehrung der Kolbenbewegung verursacht ein Nachsaugen des Hydraulikfluids von dem Vorratsraum 10 in den Druckraum 8 über das innerhalb des Steuerventils 15c integrierte Einwegventil 31.
  • Die in 6 abgebildete Dämpfungsvorrichtung 13d schließt ein Steuerventil 15d ein, das einen quer zu einer Symmetrieachse 32 des Kolbens 14 verstellbaren Schieber 33 einschließt. Der in einer Querbohrung des Kolbens 14 eingesetzte Schieber 33 ist federbelastet an einem Anschlag 34 abgestützt und schließt eine Steuernut der Steuerbohrung 35 ein. Eine Stellbewegung des Kolbens 14 in Kraftrichtung „F" bewirkt eine Druckerhöhung innerhalb des Druckraums 8. Der Druckanstieg wird gleichzeitig über eine Bohrung 36 des Kolbens 14 auf den Schieber 33 übertragen, wodurch sich dieser in Richtung des Einwegventils 23 verschiebt. Bei einer Übereinstimmung bzw. einer Überschneidung der Steuerbohrung 35 des Schiebers mit den Öffnungen 37a, 37b des Kolbens 14 stellt sich ein Leckspalt ein, der den Hauptstrom des Hydraulikfluids von dem Druckraum 8 in den Vorratsraum 10 bildet. Eine umgekehrte Kolbenbewegung bewirkt einen Volumenaustausch des Hydraulikfluids von dem Vorratsraum 10 in den Druckraum 8 über das Einwegventil 23.
  • Die Dämpfungsvorrichtung 13e gemäß 7 umfasst das Steuerventil 15e, in dem gleichzeitig ein als Plattenventil ausgebildetes Einwegventil 38 integriert ist. Das Steuerventil 15e umfasst ein elastisch verformbares Gehäuse 39, das in eine Aufnahme 40 des Kolbens 14 eingesetzt ist. Zwischen dem Gehäuse 39 und der Aufnahme 40 stellt sich ein Leckspalt 41 ein, der beispielsweise durch Rippen der Aufnahme 40 gebildet wird, an denen das Gehäuse 39 geführt ist. Eine Bewegung des Kolbens 14 in Richtung des Druckraums 8, verbunden mit einer Druckerhöhung führt zu einer gewollten elastischen Verformung des Gehäuses 39, wodurch sich der Leckspalt 41 und damit der Hauptstrom des Hydraulikfluids von dem Druckraum 8 in den Vorratsraum 10 vergrößert. Eine umgekehrte Kolbenbewegung ermöglicht ein Nachströmen des Hydraulikfluids aus dem Vorratsraum 10 durch das topfförmige Gehäuse 39 über das als Plattenventil 38 ausgeführte in den Gehäuse 39 integrierte Einwegventil.
  • 1
    Hydraulisches Spannsystem
    2
    Gehäuse
    3
    Zylinder
    4
    Kolben
    5a
    Befestigungsauge
    5b
    Befestigungsauge
    6
    Druckfeder
    7
    Dämpfungsvorrichtung
    8
    Druckraum
    9
    Innenwandung
    10
    Vorratsraum
    11
    Einwegventil
    12
    Fluidkanal
    13a
    Dämpfungsvorrichtung
    13b
    Dämpfungsvorrichtung
    13c
    Dämpfungsvorrichtung
    13d
    Dämpfungsvorrichtung
    14
    Kolben
    15a
    Steuerventil
    15b
    Steuerventil
    15c
    Steuerventil
    15d
    Steuerventil
    15e
    Steuerventil
    16a
    Ventilkörper
    16b
    Ventilkörper
    17
    Aufnahme
    18
    Druckfeder
    19
    Ringspalt
    20
    Einwegventil
    21
    Ringspalt
    22
    Rippe
    23
    Einwegventil
    24
    Blattfeder
    25
    Gehäuse
    26
    Stufenbohrung
    27
    Sicherungsring
    28
    Druckfeder
    29
    Steuerbohrung
    30
    Steuerkante
    31
    Einwegventil
    32
    Symmetrieachse
    33
    Schieber
    34
    Anschlag
    35
    Steuerbohrung
    36
    Bohrung
    37a
    Öffnung
    37b
    Öffnung
    38
    Einwegventil
    39
    Gehäuse
    40
    Aufnahme
    41
    Leckspalt

Claims (13)

  1. Hydraulisches Spannsystem, eingesetzt in einem Endlostrieb, insbesondere Riementrieb einer Brennkraftmaschinen, das ein Gehäuse (2) zur Aufnahme eines Zylinders (3) umfasst, indem ein angefederter, von einem Hydraulikfluid beaufschlagter, mit einem Zugmittel mittelbar zusammenwirkender Kolben (4) längsbeweglich geführt ist, wobei der Kolben (4) gemeinsam mit dem Zylinder (3) einen mit Hydraulikfluid gefüllten Druckraum (8) begrenzt und eine lineare Stellbewegung des Kolbens (4) eine Strömung verbunden mit einem Volumenaustausch des Hydraulikfluids von dem Druckraum (8) in einen Vorratsraum (10) über einen Ringspalt (19) zwischen dem Kolben (4) und dem Zylinder (3) auslöst, wobei der als ein Leckspalt gestaltete Ringspalt (19) durch eine Dämpfungsvorrichtung (13a, 13b, 13c, 13d) gebildet wird und bei umgekehrter Stellbewegung des Kolbens (4) ein Volumenaustausch über ein Einwegventil (11, 20, 23, 31, 38) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Kolben (4) integrierte Dämpfungsvorrichtung (13a, 13b, 13c, 13d) ein federkraftbeaufschlagtes und/oder druckabhängig öffnendes Steuerventil (15a, 15b, 15c, 15d, 15e) einschließt.
  2. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kolben (4) ein als Mehrfunktionsteil aufgebautes Steuerventil (15a, 15c, 15e) eingesetzt ist, das zusätzlich die Funktion des Einwegventils (20, 23, 38) ausübt.
  3. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Steuerventil (15a, 15b, 15c, 15d, 15e) zugeordnete Leckspalt zu dem sich einstellenden Leckspalt (21) zwischen dem Zylinder (3) und den Kolben (3) in einem Querschnittsverhältnis von 1 ≤ 0,4 ausgelegt sind.
  4. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, bei dem das Steuerventil (15a, 15b) einen kegelstumpfartig gestalteten Ventilkörper (16a, 16b) beinhaltet, der in einer korrespondierend kegelförmigen Aufnahme (17) des Kolbens (4) geführt ist.
  5. Spannsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilkörper (16a) des Steuerventils (15a) das Einwegventil (20) eingebracht ist.
  6. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, bei dem radial versetzt zu dem im Kolben (4) integrierten Steuerventil (15b, 15g) das Einwegventil 23 positioniert ist.
  7. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (15c) ein zylindrisch und topfartig gestaltetes Gehäuse mit integriertem Einwegventil (23) einschließt, wobei das verschiebbar eingesetzte Gehäuse (25) eine Steuerbohrung (29) umfasst, die mit einer Steuerkante (30) des Kolbens (14) zusammenwirkt.
  8. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerventil (15d) ein quer zu einer Symmetrieachse (32) des Kolbens (14) verstellbarer Schieber (33) vorgesehen ist, dessen Steuerbohrung (35) oder Nut gemeinsam mit Öffnungen (37a, 37b) des Kolbens (14) einen Leckspalt bilden.
  9. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kolben (14) als Steuerventil (15e) ein Gehäuse (39) integriert ist, das druckabhängig elastisch verformbar ist.
  10. Spannsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (15d) als Mehrfunktionsteil ausgebildet ist und ein als Plattenventil ausgelegtes Einwegventil (38) einschließt.
  11. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, bei dem die Mantelfläche des Ventilkörpers (16a, 16b) und/oder das Steuerventil (15e) Rippen (22) oder partielle Vorsprünge aufweist, die eine Mindesthöhe des Leckspaltes (21) bestimmen.
  12. Spannsystem nach Anspruch 1, wobei das Steuerventil (15a, 15b, 15c, 15d) von einer Druckfeder kraftbeaufschlagt ist.
  13. Spannsystem nach Anspruch 1, bei dem eine Blattfeder (24) mit dem Steuerventil (15a) zusammenwirkt.
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