DE102008046423A1

DE102008046423A1 - Hydraulic clamping device for use as temperature-independent working damping device for e.g. control drive of motor vehicle, has damping element partially made of flexible material, where flexible deformation is caused during pressure load

Info

Publication number: DE102008046423A1
Application number: DE200810046423
Authority: DE
Inventors: Marco Kowalski; Florian Vogelgesang
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2010-03-11

Abstract

The device has an axially adjustable piston (2) limiting a chamber (3) for accommodation a hydraulic fluid with a housing (1), where the chamber is hydraulically connected with another chamber over a throttle gap (4) formed between the piston and the housing for oscillation damping. A damping element (6) is connected with the housing or the piston. The damping element is partially made of a flexible material, such that a flexible deformation is caused during a pressure load, where the deformation of the damping element or a variation in volume of the former chamber is caused temporally.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, insbesondere für einen Aggregate- oder Steuertrieb eines Kraftfahrzeuges, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The present invention relates to a hydraulic tensioner for a traction mechanism drive, in particular for a Aggregate or timing drive of a motor vehicle, with the features of the preamble of claim 1.

Derartige Spannvorrichtungen wirken in der Regel mit Spannschienen oder Spannrollen zusammen, die mittels der Spannvorrichtung gegen das Zugmittel eines Zugmitteltriebes gedrückt werden, um eine bestimmte Spannung des Zugmittels zu gewährleisten. Ferner dienen derartige Spannvorrichtungen der Dämpfung unerwünschter Zugmittelschwingungen. Die Dämpfungswirkung wird beispielweise dadurch erzielt, dass die Druckkammer der Spannvorrichtung über einen Drosselspalt mit einer weiteren Kammer in Verbindung steht, so dass das in der Druckkammer befindliche Fluid zur Minderung des Gegendruckes aus der Druckkammer entweichen kann. Die Dämpfkraft steht dabei in einem direkten Verhältnis zu dem vom Aggregate- bzw. Steuertrieb eines Kraftfahrzeuges weitergegebenen Impuls. Je stärker oder schwächer dieser Impuls ist, desto stärker oder schwächer ist die Dämpfkraft. Ferner ist die Dämpfkraft abhängig von der Größe des Drosselspaltes, sowie von der Viskosität des Fluids in der Druckkammer. Bei der Verwendung von Hydrauliköl als Fluid hängt die Viskosität vor allem von der Temperatur ab. Zur Festlegung des Dämpfkraftbereiches sind daher für jede Anwendung die vorstehend genannten Faktoren bzw. Parameter zu ermitteln.such Clamping devices usually work with slide rails or tension rollers together, by means of the tensioning device against the traction means of a Traction drive are pressed to a certain voltage to ensure the traction device. Furthermore, serve such Clamping the damping undesirable Zugmittelschwingungen. The damping effect is, for example achieved in that the pressure chamber of the clamping device via a throttle gap communicates with another chamber, so that the fluid in the pressure chamber to reduce the Counterpressure can escape from the pressure chamber. The damping force stands in direct relation to that of the aggregate or control drive of a motor vehicle passed pulse. ever stronger or weaker this impulse is the more stronger or weaker is the damping force. Furthermore, the damping force is dependent on the size the throttle gap, as well as the viscosity of the fluid in the pressure chamber. When using hydraulic oil As a fluid, the viscosity depends mainly on the temperature from. To determine the damping force range are therefore for each application the aforementioned factors or parameters to investigate.

Dabei erweist sich insbesondere die Temperaturabhängigkeit derartiger Dämpfungssysteme als Nachteil. Es ist daher ein allgemeines Anliegen, hydraulische Spannvorrichtungen dahingehend zu verbessern, dass sie über einen großen Temperaturbereich, vor allem bei niedrigen Temperaturen, ein gleichbleibend gutes Dämpfungsverhalten aufweisen.there in particular, the temperature dependence of such proves Damping systems as a disadvantage. It is therefore a general one Concern to improve hydraulic tensioners to that they have a wide temperature range, especially at low temperatures, a consistently good damping behavior exhibit.

Die DE 41 24 500 A1 schlägt hierzu ein hydraulisch gedämpftes Spannelement für eine Riemen- oder Kettenspanneinrichtung vor, bei der die Kolbenstange in einer Zylinderbüchse geführt ist, die in dem Gehäuse des Spannelementes gegen die Kraft einer Druckfeder axial verschiebbar angeordnet ist. Eine Reaktionsfläche an der Zylinderbüchse, an welcher der im Druckraum herrschende Druck anliegt, bewirkt, dass die Zylinderbüchse abhebt, wenn die auf die Reaktionsfläche wirkende Kraft die Anpresskraft einer Druckfeder übersteigt, mit welcher die Zylinderbüchse beaufschlagt wird. Der beim Abheben der Zylinderbüchse entstehende Spalt soll dabei ein Entweichen des Fluids aus dem Druckraum unabhängig von der Temperatur und damit der Viskosität des Fluids ermöglichen.The DE 41 24 500 A1 proposes for this purpose a hydraulically damped tensioning element for a belt or chain tensioning device, in which the piston rod is guided in a cylinder liner, which is arranged axially displaceable in the housing of the tensioning element against the force of a compression spring. A reaction surface on the cylinder liner, which bears against the pressure prevailing in the pressure chamber, causes the cylinder liner lifts off when the force acting on the reaction surface force exceeds the contact pressure of a compression spring, which is acted upon by the cylinder liner. The resulting gap when lifting the cylinder liner to allow escape of the fluid from the pressure chamber regardless of the temperature and thus the viscosity of the fluid.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Spannvorrichtung der vorstehend genannten Art weiterzuentwickeln. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Dämpfkraftbereich möglichst unabhängig von den genannten Faktoren festlegen zu können. Die Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.task The present invention is a hydraulic tensioner of the abovementioned type. In particular it is Object of the present invention, the damping force range as independent as possible from the factors mentioned to be able to determine. The task is solved by a hydraulic tensioning device for a traction mechanism drive with the features of claim 1. Preferred developments of Invention are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu einem vorhandenen Drosselspalt zur hydraulischen Verbindung einer ersten Kammer mit einer zweiten Kammer als Dämpfungseinrichtung wenigstens ein mit dem Gehäuse und/oder dem Kolben verbundenes Dämpfungselement vorgesehen, das zumindest teilweise aus einem elastischen Material besteht, so dass es bei einer Druckbelastung eine elastische Verformung erfährt, wobei die Verformung des Dämpfungselementes zeitgleich oder zeitlich verzögert eine Volumenänderung der ersten Kammer bewirkt. Über die Volumenänderung der ersten Kammer wird der in der Kammer anliegende Druck beeinflusst. Es wird somit eine Dämpfung unabhängig von einer hydraulischen Verbindung der ersten Kammer mit der zweiten Kammer erreicht. Demnach wird eine Dämpfungswirkung auch unabhängig von den eingangs genannten Faktoren Drosselspaltgröße, Temperatur und Viskosität des Öls erreicht. Darüber hinaus ist über die Auslegung des zusätzlichen Dämpfungselementes eine Einstellung bzw. Begrenzung der Dämpfkraft möglich. Soweit nicht mehr die Drosselspaltgröße zur Festlegung der Dämpfkraft herangezogen wird, können die fertigungstechnischen Toleranzen, die zur Herstellung des Drosselspalts notwendig sind, vergrößert und damit der Fertigungsaufwand verringert werden. Dies wirkt sich wiederum günstig auf die Herstellungskosten der hydraulischen Spannvorrichtung aus.According to the invention in addition to an existing throttle gap to the hydraulic Connection of a first chamber with a second chamber as a damping device at least one connected to the housing and / or the piston Damping provided, at least partially an elastic material, so that it is under a compressive load undergoes elastic deformation, the deformation the damping element at the same time or delayed causes a change in volume of the first chamber. about the volume change of the first chamber becomes that in the chamber affecting pressure applied. It is thus an attenuation regardless of a hydraulic connection of the first Chamber reached with the second chamber. Thus, a damping effect also becomes regardless of the factors mentioned above throttle gap size, Temperature and viscosity of the oil reached. About that It is beyond the interpretation of the additional Damping element a setting or limitation of Damping force possible. So far not the throttle gap size used to determine the damping force can the manufacturing tolerances required to produce the throttle gap are necessary, increases and thus the production cost be reduced. This in turn has a favorable effect the manufacturing cost of the hydraulic tensioning device.

Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Dämpfungselement innerhalb der ersten Kammer angeordnet und umfasst einen mit dem Gehäuse oder dem Kolben verbundenen Elastomerkörper, der bei einer Druckbelastung eine Komprimierung erfährt, die eine Volumenvergrößerung der ersten Kammer bewirkt. Bei Entlastung nimmt das Dämpfungselement seine ursprüngliche Form wieder ein, so dass das Volumen der ersten Kammer wieder verkleinert wird. Über die Elastizität des Elastomerkörpers ist die Dämpfungswirkung einstellbar.To A first preferred embodiment is the damping element disposed within the first chamber and includes one with the Housing or elastomeric body connected to the piston, which undergoes compression under a compressive load, the volume increase of the first chamber causes. When unloading the damping element takes its original shape again, so that the volume of first chamber is reduced again. About the elasticity the elastomeric body is the damping effect adjustable.

Nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist das Dämpfungselement innerhalb der ersten Kammer angeordnet und umfasst ein mit dem Gehäuse oder dem Kolben verbundenes Membranelement, das bei einer Druckbelastung eine elastische Verformung, insbesondere eine Dehnung erfährt, die eine Vo lumenvergrößerung oder -verkleinerung der ersten Kammer bewirkt. Bei Entlastung findet auch das Membranelement in seine ursprüngliche Form zurück. Im Unterschied zum Elastomerkörper ist das Membranelement jedoch insbesondere derart elastisch verformbar, dass es nicht nur komprimierbar sondern auch dehnbar ist. Eine Dehnung des Membranelementes kann demnach eine Verkleinerung des Kammervolumens bewirken, sofern die Dehnung in die Kammer hinein erfolgt. Beispielsweise kann das Membranelement die erste Kammer von einem weiteren Druckraum trennen, wobei der Druck in dem weiteren Druckraum derart veränderbar ist, dass dieser den Druck in der ersten Kammer übersteigt, wobei das Membranelement eine das Volumen der ersten Kammer verkleinernde Dehnung erfährt. Bei einem umgekehrten Druckverhältnis dagegen wird eine elastische Verformung des Membranelementes bewirkt, bei der sich das Volumen der ersten Kammer vergrößert.According to a second preferred embodiment, the damping element is arranged within the first chamber and comprises a membrane element connected to the housing or the piston, which is elastic in the event of a pressure load Deformation, in particular an elongation experiences, which causes a lumen enlargement or reduction of the first chamber. When relieved, the membrane element also returns to its original shape. In contrast to the elastomeric body, however, the membrane element is in particular so elastically deformable that it is not only compressible but also extensible. An elongation of the membrane element can accordingly bring about a reduction of the chamber volume, provided that the expansion takes place into the chamber. For example, the membrane element can separate the first chamber from a further pressure chamber, wherein the pressure in the further pressure chamber is variable such that it exceeds the pressure in the first chamber, wherein the membrane element undergoes a reduction of the volume of the first chamber stretching. In contrast, with a reverse pressure ratio, an elastic deformation of the membrane element is effected in which the volume of the first chamber increases.

Bevorzugt weist das Membranelement einen Hohlraum auf, der zur Vorspannung des Membranelementes mit einem Fluid befüllt ist. An der Außenseite des Membranelementes liegt somit der in der Kammer vorherrschende Druck an, während an der Innenseite der Fluiddruck des in dem Hohlraum befindlichen Fluids anliegt. Das Membranelement wird somit beidseitig von einer Druckkraft beaufschlagt. Verändert sich das Kräfteverhältnis, erfährt das Membranelement eine elastische Verformung, die wiederum zu einer Volumenänderung der ersten Kammer führt. Zur Vorspannung des Membranelementes kann der Hohlraum beispielsweise mit einem Hydrauliköl oder einem Gas befüllt sein. Es besteht keine hydraulische Verbindung zwischen dem Hohlraum des Membranelementes und der ersten Kammer, wobei das Membranelement oder zumindest Bestandteile des Membranelementes als Dichtung dient.Prefers the membrane element has a cavity which is used for prestressing the membrane element is filled with a fluid. At the Outside of the membrane element is thus in the Chamber prevailing pressure on, while on the inside the fluid pressure of the fluid in the cavity is present. The membrane element is thus subjected to a compressive force on both sides. If the balance of power changes, the membrane element experiences an elastic deformation, which in turn leads to a change in volume of the first chamber. For biasing the membrane element of the cavity, for example be filled with a hydraulic oil or a gas. There is no hydraulic connection between the cavity of the membrane element and the first chamber, wherein the membrane element or at least components of the Membrane element serves as a seal.

Alternativ oder ergänzend kann zur Vorspannung des Membranelementes auch eine Feder, insbesondere eine Druckfeder vorgesehen sein, die das Membranelement von innen mit einer Druckkraft beaufschlagt. Die Feder ist daher bevorzugt in einem Hohlraum des Membranelementes angeordnet.alternative or in addition to the bias of the membrane element also a spring, in particular a compression spring be provided, the the membrane element is acted upon from the inside with a compressive force. The spring is therefore preferably in a cavity of the membrane element arranged.

Erfindungsgemäß kann das Dämpfungselement unabhängig davon, ob es sich hierbei um einen Elastomerkörper oder einem Membranelement handelt, mit dem Gehäuse oder dem Kolben verbunden sein. Innerhalb der ersten Kammer erfolgt die Verbindung mit dem Gehäuse vorzugsweise im Bodenbereich der ersten Kammer, so dass die mit der elastischen Verformung einhergehende Federwirkung gleichgerichtet mit der auf die Spannvorrichtung einwirkende Druckkraft ist, die es zu dämpfen gilt. Ist das Dämpfungselement mit dem Kolben verbunden, dann ist es vorzugsweise an der die erste Kammer begrenzenden Kolbenstirnfläche angeordnet.According to the invention the damping element regardless of whether it is in this case an elastomeric body or a membrane element is connected to the housing or the piston. Within the first chamber the connection with the housing takes place preferably in the bottom region of the first chamber, so that with the elastic deformation accompanying spring action rectified with the force acting on the tensioning device, the to dampen it. Is the damping element with connected to the piston, then it is preferably at the first Chamber limiting piston face arranged.

Die Anordnung des Dämpfungselementes innerhalb der ersten Kammer ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung weist der Kolben einen ersten Kolbenteil und einen zweiten Kolbenteil auf, zwischen denen ein Dämpfungselement angeordnet ist, das bei einer Druckbelastung eine elastische Verformung erfährt. Die elastische Verformung des zwischen den beiden Kobenteilen angeordneten Dämpfungselementes bewirkt jedoch eine zeitliche Verzögerung der Volumenänderung der ersten Kammer. Denn eine aus Zugmittelschwingungen resultierende Druckbelastung des zwischen zwei Kolbenteilen angeordneten Dämpfungselements führt zu einer elastischen Verformung des Dämpfungselementes bei welcher zunächst der Abstand der beiden Kolbenteile zueinander reduziert wird. Erst wenn ein bestimmter Mindestabstand erreicht ist, der von der Elastizität des Dämpfungselements abhängig ist, wird das Einfahren des Kolbens und damit eine Volumenverkleinerung der ersten Kammer bewirkt. Aufgrund der zeitlich verzögerten Änderung des Kammervolumens erfolgt eine Dämpfung in Stufen, vorzugsweise in zwei Stufen. Zunächst wirkt das zusätzliche zwischen den beiden Kolbenteilen angeordnete Dämpfungselement, erst wenn dessen Wirkungen erschöpft sind, tritt die Dämpfungswirkung über den Drosselspalt ein. Insbesondere kann das zwischen dem ersten Kolbenteil und dem zweiten Kolbenteil angeordnete Dämpfungselement derart ausgelegt sein, dass es vor allem zur Dämpfung geringer Kräfte einsetzbar ist. Die stufenweise Dämpfung macht sich dann ggf. in einem sprunghaften Anstieg der Dämpfkraft bemerkbar. Alternativ kann das zusätzliche Dämpfungselement auch derart ausgelegt sein, dass der Dämpfkraftanstieg sanft erfolgt.The Arrangement of the damping element within the first chamber however, is not mandatory. According to one another embodiment of the invention Tensioning device, the piston has a first piston part and a second piston part, between which a damping element is arranged, the at a pressure load an elastic deformation experiences. The elastic deformation of the between the two kobe parts arranged damping element, however, causes a temporal Delay of the volume change of the first chamber. Because a resulting from Zugmittelschwingungen pressure load of the arranged between two piston parts damping element leads to an elastic deformation of the damping element at which first the distance of the two piston parts is reduced to each other. Only when a certain minimum distance is achieved by the elasticity of the damping element depends on the retraction of the piston and thus causes a reduction in volume of the first chamber. Due to the delayed change of the chamber volume there is a damping in stages, preferably in two stages. First, the additional acts between the two piston parts arranged damping element, only if its effects are exhausted, the damping effect occurs the throttle gap. In particular, this can be between the first Piston part and the second piston part arranged damping element be designed so that it is lower, especially for damping Forces can be used. The gradual damping then possibly makes itself felt in a sudden increase in the damping force. Alternatively, the additional damping element can also be designed so that the damping force increase smoothly he follows.

Weiterhin vorzugsweise umfasst das zwischen erstem und zweitem Kolbenteil angeordnete Dämpfungselement einen Elastomerkörper oder ein Membranelement. Das zwischen dem ersten und dem zweiten Kolbenteil angeordnete Dämpfungselement kann somit den gleichen Aufbau wie ein innerhalb der ersten Kammer angeordnetes Dämpfungselement aufweisen. Bei der ein Membranelement umfassenden Ausführung weist das Dämpfungselement einen Hohlraum auf, der bevorzugt mit einem Fluid zur Vorspannung des Membranelementes befüllt ist. Alternativ oder ergänzend kann der Hohlraum auch eine in Richtung der Kolbenlängsachse wirkende Druckfeder aufnehmen.Farther Preferably, this includes between the first and second piston parts arranged damping element an elastomeric body or a membrane element. That between the first and the second Piston part arranged damping element can thus the same structure as a disposed within the first chamber Have damping element. When a membrane element comprehensive design, the damping element has a Cavity, which preferably with a fluid for biasing the Membrane element is filled. Alternative or supplementary the cavity may also be one in the direction of the piston longitudinal axis absorb acting compression spring.

Das zusätzliche Dämpfungselement ist vorzugsweise über eine Steck-, Klebe-, Klemm-, und/oder Rastverbindung mit dem Gehäuse, dem Kolben oder wenigstens einem Kolbenteil kraft- und/oder formschlüssig verbunden. Das Dämpfungselement ist somit in seiner Lage fixiert. Bei einem zwischen zwei Kolbenteilen angeordneten Dämpfungselement gewährleistet eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zudem das Zusammenwirken der beiden Kolbenteile.The additional damping element is preferably non-positively connected via a plug-in, adhesive, clamping, and / or latching connection with the housing, the piston or at least one piston part and / or positively. The damping element is thus fixed in its position. In a damping element arranged between two piston parts, a non-positive and / or positive connection furthermore ensures the interaction of the two piston parts.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred Embodiments of the invention are described below explained in more detail in the drawings. Show it:

1 einen Längsschnitt durch eine aus dem Stand der Technik bekannte hydraulische Spannvorrichtung, 1 a longitudinal section through a known from the prior art hydraulic tensioning device,

2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer aus dem Stand der Technik bekannten hydraulischen Spannvorrichtung, 2 a longitudinal section through a second embodiment of a known from the prior art hydraulic tensioning device,

3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer aus dem Stand der Technik bekannten hydraulischen Spannvorrichtung, 3 a longitudinal section through a third embodiment of a known from the prior art hydraulic tensioning device,

4a–b jeweils einen Längsschnitt durch die hydraulische Spannvorrichtung gemäß der 1 bei Entlastung bzw. Belastung, 4a B in each case a longitudinal section through the hydraulic tensioning device according to the 1 at discharge or load,

5a–b jeweils einen Längsschnitt durch die hydraulische Spannvorrichtung gemäß der 3 bei Belastung bzw. Entlastung, 5a B in each case a longitudinal section through the hydraulic tensioning device according to the 3 under load or discharge,

6a–c ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Dämpfkraft von der Drosselspaltgröße zeigt, 6a C is a diagram showing the dependence of the damping force on the throttle gap size,

7 einen Teillängsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung, 7 a partial longitudinal section through a first embodiment of a hydraulic tensioning device according to the invention,

8 einen Teillängsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung, 8th a partial longitudinal section through a second embodiment of a hydraulic tensioning device according to the invention,

9 einen Teillängsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung, 9 a partial longitudinal section through a third embodiment of a hydraulic tensioning device according to the invention,

10 einen Teillängsschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung und 10 a partial longitudinal section through a fourth embodiment of a hydraulic tensioning device according to the invention and

11a–b jeweils ein Diagramm mit einem stufenförmigen Verlauf der Druckkraft. 11a B in each case a diagram with a stepped course of the pressure force.

Bei den in den 1–3 dargestellten bekannten Ausführungsformen einer hydraulischen Spannvorrichtung wird eine Dämpfungswirkung, beispielsweise zur Dämpfung von Zugmittelschwingungen, über einen Drosselspalt 4 erreicht, der zwischen einem Gehäuse 1 und einem Kolben 2 vorhandenen ist. Der Drosselspalt 4 verbindet eine erste Kammer 3, die mit einem Hydrauliköl befüllt ist, mit einer weiteren Kammer 5, so dass ein Druckanstieg in der Kammer 3 ein Entweichen des Hydrauliköls über den Drosselspalt 4 bewirkt. Das Dämpfungsprinzip wird beispielhaft anhand der hydraulischen Spannvorrichtungen der 1 und 3 in den 4a, b und 5a, b näher erläutert. Die in den 4a, b und 5a, b jeweils oberhalb der Spannvorrichtungen dargestellten schwarzen Pfeile geben die Richtung der Druckkraft bzw. jeweils den Belastungs- und den Entlastungszustand an. Die kleinen schwarzen Pfeile innerhalb der Spannvorrichtung wiederum geben die Strömungsrichtung des Hydrauliköls im Belastungszustand an.In the in the 1 - 3 shown known embodiments of a hydraulic tensioning device is a damping effect, for example, for damping Zugmittelschwingungen, via a throttle gap 4 reached between a housing 1 and a piston 2 existing is. The throttle gap 4 connects a first chamber 3 , which is filled with a hydraulic oil, with another chamber 5 , causing a pressure increase in the chamber 3 an escape of the hydraulic oil through the throttle gap 4 causes. The damping principle is exemplified by the hydraulic tensioning devices of 1 and 3 in the 4a , Federation 5a , B explained in more detail. The in the 4a , Federation 5a , b in each case above the tensioning devices shown black arrows indicate the direction of the pressure force or respectively the load and the discharge state. The small black arrows within the tensioning device, in turn, indicate the flow direction of the hydraulic oil in the loaded state.

Die Dämpfungswirkung der aus dem Stand der Technik bekannten Spannvorrichtung wird insbesondere durch die Größe des Drosselspalts 4 bestimmt. Daneben ist die Dämpfungswirkung von der Temperatur und der damit verbundenen Viskosität des Hydrauliköls abhängig. Den Diagrammen 6a–6c ist der Einfluss der Drosselspaltgröße auf die Dämpfkraft zu entnehmen. Die Figuren zeigen deutlich, dass mit abnehmender Größe des Drosselspalts 4 (6a zeigt die Dämpfkraft bei einem Drosselspalt von 40 μm, 6b bei einem Drosselspalt von 30 μm und 6c bei einem Drosselspalt von 20 μm) die Dämpfkraft ansteigt (Y-Achse). Mit dem Anstieg der Dämpfkraft verringert sich zugleich die Strecke, die der Kolben einfährt (X-Achse). Die Werte wurden jeweils bei einer Schwingungsfrequenz von 25 Hz gemessen.The damping effect of the known from the prior art tensioning device is in particular by the size of the throttle gap 4 certainly. In addition, the damping effect of the temperature and the associated viscosity of the hydraulic oil depends. The diagrams 6a - 6c the influence of the throttle gap size on the damping force can be seen. The figures clearly show that with decreasing size of the throttle gap 4 ( 6a shows the damping force at a throttle gap of 40 microns, 6b at a throttle gap of 30 microns and 6c at a throttle gap of 20 microns), the damping force increases (Y-axis). At the same time, as the damping force increases, the distance that the piston retracts (X-axis) decreases. The values were each measured at an oscillation frequency of 25 Hz.

Um eine Einstellung und/oder Begrenzung der Dämpfungskraft vornehmen zu können, weisen die erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtungen der 7 bis 10 ein zusätzliches Dämpfungselement 6 auf, das mit dem Gehäuse 1 oder dem Kolben 2 verbunden ist. Das Dämpfungselement 6 besteht zumindest teilweise aus einem elastischen Material, so dass es bei einer Druckbelastung eine elastische Verformung erfährt, mittels derer das Volumen der Kammer 3 zeitgleich oder zeitlich verzögert veränderbar ist. Beispielsweise kann über die elastische Verformung des Dämpfungselements 6 eine Volumenvergrößerung oder -verkleinerung der Kammer 3 bewirkt werden.In order to make an adjustment and / or limitation of the damping force, the inventive hydraulic tensioning devices of 7 to 10 an additional damping element 6 on that with the case 1 or the piston 2 connected is. The damping element 6 consists at least partially of an elastic material, so that it undergoes an elastic deformation under a compressive load, by means of which the volume of the chamber 3 can be changed at the same time or delayed. For example, on the elastic deformation of the damping element 6 an increase or decrease in the volume of the chamber 3 be effected.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 7 ist ein Elastomerkörper 7 als Dämpfungselement 6 innerhalb der ersten Kammer 3 im Bereich des Bodens des Gehäuses 1 angeordnet. Der Elastomerkörper 7 ist teilweise in das Gehäuse 1 eingelassen, so dass er formschlüssig mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Fährt der Kolben 2 aufgrund einer vom Zugmittel ausgehenden Druckbelastung ein, steigt aufgrund der Volumenverkleinerung der Druck innerhalb der ersten Kammer 3 derart an, dass der Elastomerkörper 7 komprimiert wird. Die Volumenänderung des Elastomerkörpers 7 geht mit einer Volumenänderung der Kammer 3 einher, so dass die anfängliche Volumenverkleinerung durch den einfahrenden Kolben zunächst kompensiert wird. Ist die maximale Komprimierung des Elastomerkörpers 7 erreicht, steigt der Druck innerhalb der Kammer 3 weiter an, so dass Hydrauliköl aus der Kammer 3 über den Drosselspalt 4 herausgedrückt wird.In the embodiment of the 7 is an elastomeric body 7 as a damping element 6 within the first chamber 3 in the area of the bottom of the housing 1 arranged. The elastomer body 7 is partially in the case 1 let in so that it is form-fitting with the housing 1 connected is. Moves the piston 2 due to a pressure load exerted by the traction means, the pressure within the first chamber increases due to the reduction in volume 3 such that the elastomeric body 7 is compressed. The volume change of the elastomer body 7 goes with a volume change of the chamber 3 accompanied, so that the initial volume reduction is compensated by the retracting piston initially. Is the maximum compression of the elastomer body 7 reached, the pressure inside the chamber increases 3 continue on, leaving hydraulic oil out of the chamber 3 over the throttle gap 4 is pushed out.

Ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung mit einem zusätzlichen Dämpfungselement 6 ist in der 8 dargestellt. Hier ist das Dämpfungselement 6 in Form eines Elastomerkörpers 7 zwischen einem ersten Kolbenteil 2.1 und einem zweiten Kolbenteil 2.2 angeordnet. Der Kolben 2 ist somit mehrteilig ausgebildet. Des Weiteren weist die hydraulische Spannvorrichtung der 8 einen Drosselspalt 4 zur hydraulischen Verbindung einer ersten Kammer 3 und eine zweiten Kammer 5 auf. Das heißt, dass Hydrauliköl aus der Kammer 3 über den Drosselspalt 4 in die Kammer 5 gelangen kann. Dies setzt jedoch einen Druckanstieg in der Kammer 3 voraus, durch den das Hydrauliköl über den Drosselspalt 4 herausgedrückt wird. Ein Druckanstieg erfolgt, wenn der Kolben 2 einfährt und die erste Kammer 3 dabei eine Volumenverkleinerung erfährt. Die axiale Verschiebung des Kolbens 2 wiederum setzt eine von außen auf den Kolben 2 wirkende Druckkraft voraus, die jedoch bei dem Ausführungsbeispiel der 8 zunächst eine Komprimierung des zwischen dem ersten Kolbenteil 2.1 und dem zweiten Kolbenteil 2.2 angeordneten Dämpfungselementes 6 bewirkt. Erst wenn die maximale Komprimierung des Dämpfungselements 6 erreicht ist, wird die Druckkraft von dem Kolbenteil 2.1 über das Dämpfungselement 6 auf den Kolbenteil 2.2 übertragen, so dass beide Kolbenteile 2.1, 2.2 einfahren. Dabei steigt der Druck in der Kammer 3 an, was schließlich dazu führt, dass Hydrauliköl über den Drosselspalt 4 aus der Kammer 3 in die Kammer 5 gedrückt wird. Bei der Ausführungsform gemäß der 8 findet eine Volumenänderung der ersten Kammer 3 demnach zeitlich verzögert statt.Another embodiment of a hydraulic tensioning device according to the invention with an additional damping element 6 is in the 8th shown. Here is the damping element 6 in the form of an elastomeric body 7 between a first piston part 2.1 and a second piston part 2.2 arranged. The piston 2 is thus formed in several parts. Furthermore, the hydraulic tensioning device of 8th a throttle gap 4 for the hydraulic connection of a first chamber 3 and a second chamber 5 on. That is, hydraulic oil from the chamber 3 over the throttle gap 4 in the chamber 5 can get. However, this puts a pressure increase in the chamber 3 advance, through which the hydraulic oil through the throttle gap 4 is pushed out. A pressure increase occurs when the piston 2 enters and the first chamber 3 thereby experiencing a reduction in volume. The axial displacement of the piston 2 in turn puts one on the outside of the piston 2 acting pressure force ahead, but in the embodiment of the 8th first a compression of the between the first piston part 2.1 and the second piston part 2.2 arranged damping element 6 causes. Only when the maximum compression of the damping element 6 is reached, the pressure force of the piston part 2.1 over the damping element 6 on the piston part 2.2 transferred so that both piston parts 2.1 . 2.2 retract. The pressure in the chamber rises 3 which eventually causes hydraulic oil to flow across the throttle gap 4 out of the chamber 3 in the chamber 5 is pressed. In the embodiment according to the 8th finds a volume change of the first chamber 3 therefore delayed in time.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung zeigt 9. Bei dieser Ausführungsform ist das zusätzliche Dämpfungselement 6 innerhalb der Kammer 3 angeordnet und mit dem Gehäuse 1 verbunden. Das Dämpfungselement 6 ist als Membranelement 8 ausgebildet, wobei eine elastische Membran einen Hohlraum 9 umschließt. Die Membran wird zudem von der Druckkraft einer Feder 10 beaufschlagt, so dass die Membran vorgespannt ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Membranelement entlang seiner Seitenkanten in einer Ausnehmung des Gehäuses 1 gehalten und dichtet somit den Hohlraum 9 gegenüber der Kammer 3 ab. Eine axiale Verschiebung des Kolbens 2 in Richtung des Membranelements 8 bewirkt zunächst einen Druckanstieg innerhalb der Kammer 3. Übersteigt der Druck innerhalb der Kammer 3 die Druckkraft der Feder 10, wird das durch die Feder 10 vorgespannte Membranelement 8 in der Weise elastisch verformt, dass sich das Volumen der Kammer 3 wieder vergrößert. Beispielsweise kann sich im Rahmen der elastischen Verformung das Membranelement 8 zusammenziehen, um die Volumenvergrößerung der Kammer 3 zu bewirken. Denn aufgrund der Vorspannung durch die Feder 10 ist das Membranelement 8 bereits gedehnt, so dass die elastische Verformung des Membranelementes auch darin bestehen, dass sich das Membranelement entspannt.A further embodiment of a hydraulic tensioning device according to the invention shows 9 , In this embodiment, the additional damping element 6 inside the chamber 3 arranged and with the housing 1 connected. The damping element 6 is as a membrane element 8th formed, wherein an elastic membrane has a cavity 9 encloses. The membrane is also affected by the pressure of a spring 10 so that the membrane is biased. In the present embodiment, the membrane element along its side edges in a recess of the housing 1 held and thus seals the cavity 9 opposite the chamber 3 from. An axial displacement of the piston 2 in the direction of the membrane element 8th initially causes a pressure increase within the chamber 3 , Exceeds the pressure within the chamber 3 the compressive force of the spring 10 , that will be through the spring 10 prestressed membrane element 8th elastically deformed in the way that the volume of the chamber 3 enlarged again. For example, in the context of elastic deformation, the membrane element 8th contract to increase the volume of the chamber 3 to effect. Because of the bias of the spring 10 is the membrane element 8th already stretched, so that the elastic deformation of the membrane element also consist in that relaxes the membrane element.

Nicht dargestellt ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung, bei dem wiederum ein Membranelement 8 mit einem Hohlraum 9 innerhalb der Kammer 3 angeordnet ist, der Hohlraum 9 jedoch keine Feder 10, sondern ein Fluid zur Vorspannung des Membranelementes 8 aufnimmt. Eine elastische Verformung des Membranelementes 8 kann dann auch über eine Veränderung des Fluiddrucks bewirkt werden. Beispielsweise kann dem Hohlraum 9 weiteres Fluid zugeführt werden, so dass der Fluiddruck ansteigt. Das Membranelement bzw. die den Holraum 9 umgebende Membran dehnt sich weiter aus und führt zu einer Volumenverkleinerung der Kammer 3. Soweit vorliegend von einer Membran die Rede ist, wird angemerkt, dass das Membranelement 8 selbstverständlich auch mehrere Membranen umfassen kann.Not shown is an embodiment of a clamping device according to the invention, in which in turn a membrane element 8th with a cavity 9 inside the chamber 3 is arranged, the cavity 9 but no spring 10 but a fluid for biasing the membrane element 8th receives. An elastic deformation of the membrane element 8th can then be effected via a change in the fluid pressure. For example, the cavity 9 be supplied with additional fluid, so that the fluid pressure increases. The membrane element or the hollow space 9 surrounding membrane continues to expand and leads to a volume reduction of the chamber 3 , As far as in the present case of a membrane is mentioned, it is noted that the membrane element 8th Of course, can also include multiple membranes.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Spannvorrichtung gemäß der Erfindung ist in 10 dargestellt. Hier ist das zusätzliche Dämpfungselement 6 an der Stirnfläche des Kolbens 2 angeordnet, welche die Kammer 3 begrenzt. Insoweit ist auch dieses Dämpfungselement 6 innerhalb der Kammer 3 angeordnet. Vorliegend besteht das Dämpfungselement 6 aus einem Elastomerkörper 7, der über eine Klebeverbindung am Kolben 2 gehalten wird. Bei einfahrendem Kolben 2 steigt der Druck innerhalb der Kammer 3 derart an, dass der Elastomerkörper 7 komprimiert wird. Dabei vergrößert sich das Volumen der Kammer 3 und der Austritt von Hydrauliköl über den Drosselspalt 4 wird verzögert. Je nach Auslegung des Dämpfungselements kann somit ein sanfter oder stufenförmiger Dämpfkraftanstieg bewirkt werden. Ein stufenförmiger Dämpfkraftanstieg ist beispielsweise den 11a und 11b zu entnehmen. Beide Diagramme zeigen die Relation zwischen Einfahrbewegung des Kolbens und dem jeweils damit einhergehenden Dämpfkraftanstieg. Während die anfänglich geringe Dämpfungswirkung im Wesentlichen durch das zusätzliche Dämpfungselement 6 bewirkt wird, steigt die Dämpfkraft sprunghaft an, wenn die Grenzen der elastischen Verformbarkeit des zusätzlichen Dämpfungselements 6 erreicht sind. Erst dann kommen die Dämpfungswirkungen des herkömmlichen Dämpfungsprinzips zum Tragen, bei dem Hydrauliköl über den Drosselspalt 4 aus der Kammer 3 herausgedrückt wird.Another embodiment of a hydraulic tensioning device according to the invention is shown in FIG 10 shown. Here is the additional damping element 6 on the end face of the piston 2 arranged which the chamber 3 limited. In that regard, this damping element is also 6 inside the chamber 3 arranged. In the present case there is the damping element 6 from an elastomeric body 7 , which has an adhesive connection on the piston 2 is held. With retracting piston 2 the pressure within the chamber increases 3 such that the elastomeric body 7 is compressed. This increases the volume of the chamber 3 and the discharge of hydraulic oil through the throttle gap 4 will be delayed. Depending on the design of the damping element thus a gentle or stepped damping force increase can be effected. A stepped damping force increase is for example the 11a and 11b refer to. Both diagrams show the relation between retraction movement of the piston and the respectively associated Dämpfkraftanstieg. While the initial low damping effect essentially by the additional damping element 6 is effected, the damping force increases abruptly when the limits of the elastic deformability of the additional damping element 6 are reached. Only then do the damping effects of the conventional damping principle come to fruition, in the case of the hydraulic oil via the throttle gap 4 out of the chamber 3 is pushed out.

Unabhängig von der konkreten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße hydraulische Spannvorrichtung den Vorteil auf, dass sie eine Einstellung sowie eine Begrenzung der Dämpfkraft ermöglicht. Ferner kann ein stufenförmiger Verlauf, das heißt ein sprunghafter Anstieg oder ein sanfter Anstieg der Dämpfkraft in Abhängigkeit von der Auslegung des zusätzlichen Dämpfungselementes festgelegt werden. Das zusätzliche Dämpfungselement lässt sich insbesondere zur Dämpfung bzw. Kompensation geringer Kräfte einsetzen. Darüber hinaus erweisen sich sämtliche Ausführungsformen einer erfindungs gemäßen hydraulischen Spannvorrichtung als temperaturunabhängig arbeitende Dämpfungsvorrichtungen.Independently from the specific embodiment, the inventive Hydraulic tensioner has the advantage of having a setting and a limitation of the damping force allows. Furthermore, a step-shaped course, that is a sudden increase or a gentle increase in the damping force depending on the design of the additional Damping element are set. The extra Damping element can be used in particular for damping or compensate for low forces. About that In addition, all embodiments prove to be a fiction, contemporary hydraulic clamping device as temperature-independent damping devices.

11: Gehäusecasing
22: Kolbenpiston
2.12.1: erster Kolbenteilfirst piston part
2.22.2: zweiter Kolbenteilsecond piston part
33: erste Kammerfirst chamber
44: Drosselspaltthrottle gap
55: zweite Kammersecond chamber
66: Dämpfungselementdamping element
77: Elastomerkörperelastomer body
88th: Membranelementmembrane element
99: Hohlraumcavity
1010: Federfeather

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 4124500 A1 [0004]

Claims

Hydraulic tensioning device for a traction mechanism drive, in particular for an aggregate or timing drive of a motor vehicle, having a housing ( 1 ) and an axially displaceable piston (see 2 ), with the housing a first chamber ( 3 ) for receiving a hydraulic fluid, wherein for vibration damping, the first chamber via a formed between the piston and the housing throttle gap ( 4 ) with a second chamber ( 5 ) is hydraulically connectable, characterized in that in addition at least one with the housing ( 1 ) or the piston ( 2 ) connected damping element ( 6 ) is provided, which consists at least partially of an elastic material, so that it undergoes an elastic deformation under a compressive load, wherein the deformation of the damping element at the same time or delayed in time a volume change of the first chamber ( 3 ) causes.

Device according to claim 1, characterized in that the damping element ( 6 ) within the first chamber ( 3 ) and one with the housing ( 1 ) or the piston ( 2 ) connected elastomer body ( 7 ) which undergoes compression under a compressive load causing the volume of the first chamber to increase.

Device according to claim 1, characterized in that the damping element ( 6 ) within the first chamber ( 3 ) and one with the housing ( 1 ) or the piston ( 2 ) connected membrane element ( 8th ) undergoing elastic deformation under a compressive load, which increases or decreases the volume of the first chamber ( 3 ) causes.

Device according to claim 3, characterized in that the membrane element ( 8th ) a cavity ( 9 ), which is filled to bias the membrane element with a fluid.

Device according to claim 3, characterized in that the membrane element ( 8th ) a feather ( 10 ), by means of which the membrane element is prestressed.

Device according to claim 1, characterized in that the piston ( 2 ) a first piston part ( 2.1 ) and a second piston part ( 2.2 ), between which a damping element ( 6 ) is arranged, which undergoes an elastic deformation under a compressive load, wherein the deformation of the damping element, a volume change of the first chamber ( 3 ) delayed.

Apparatus according to claim 6, characterized in that between the first and second piston part ( 2.1 . 2.2 ) arranged damping element ( 6 ) an elastomeric body ( 7 ) or a membrane element ( 8th ).

Device according to claim 7, characterized in that the membrane element ( 8th ) a cavity ( 9 ) which is filled with a fluid and / or acting in the direction of the piston longitudinal axis compression spring ( 10 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the damping element ( 6 ) via a plug-in, adhesive, clamping and / or latching connection with the housing ( 1 ), the piston ( 2 ) or at least one piston part ( 2.1 . 2.2 ) is positively and / or positively connected.