DE102009024097A1

DE102009024097A1 - Hydraulic tensioner for a belt/chain, driving a motor vehicle auxiliary unit, brakes the piston speed before reaching the end limit stop

Info

Publication number: DE102009024097A1
Application number: DE200910024097
Authority: DE
Inventors: Marco Kowalski
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-06-06
Filing date: 2009-06-06
Publication date: 2010-12-09

Abstract

The hydraulic tensioner (3) for a belt or chain, driving a motor vehicle auxiliary unit, has a cylindrical housing (5) for a damper piston (7) and piston rod (8) to move axially against a spring (12). An overflow valve (17) and at least one throttle opening are in the piston. The outward piston movement is blocked by a limit stop (13) at the housing. The movement speed of the piston is braked before reaching the limit sop.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Hydraulischer Riemen- oder Kettenspanner für einen Aggregate- oder Steuertrieb eines Kraftfahrzeuges, mit einem Zylindergehäuse, in dem ein Dämpfungskolben mit Kolbenstange axial gegen die Kraft einer Druckfeder einfahrbar angeordnet ist, wobei im Dämpfungskolben ein Überströmventil und zumindest eine Drosselöffnung vorgesehen sind, mittels deren ein im Zylindergehäuse ausgebildeter Druckraum mit einem Vorratsraum verbindbar ist und der Ausfahrweg des Dämpfungskolbens durch einen am Zylindergehäuse abgestützten Anschlag begrenzt ist.hydraulic Belt or chain tensioner for an aggregate or timing drive a motor vehicle, with a cylinder housing in which a damping piston with piston rod axially against the force a compression spring is arranged retractable, wherein in the damping piston an overflow valve and at least one throttle opening are provided, by means of which a pressure chamber formed in the cylinder housing can be connected to a storage space and the extension path of the damping piston by a stop supported on the cylinder housing is limited.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein derartiger gattungsbildender hydraulischer Riemenspanner ist aus der DE-10 2007 020 885 A1 bekannt. Bei diesem hydraulischen Riemenspanner ist die Kolbenstange als Rohr ausgebildet, so dass die hydraulische Flüssigkeit zwischen dem als Vorratsraum ausgebildeten Rohr und dem Druckraum mittels des Überströmventils und der Drosselöffnung verschoben werden kann. Bei diesem Riemenspanner besteht das Problem, dass beim Ausfahren des Dämpfungskolbens durch die Druckfeder an den Bauteilen, insbesondere am Dämpfungskolben oder am Anschlag, Belastungsspitzen auftreten können, die Beschädigungen hervorrufen. Diese Belastungsspitzen können auftreten sowohl bei einem Test des hydraulischen Riemenspanners vor Einbau oder auch bei Bruch des Riemens oder der Kette.Such a generic hydraulic belt tensioner is from the DE-10 2007 020 885 A1 known. In this hydraulic belt tensioner, the piston rod is designed as a tube, so that the hydraulic fluid can be displaced between the tube formed as a reservoir and the pressure chamber by means of the overflow valve and the throttle opening. In this belt tensioner, there is the problem that when extending the damping piston by the compression spring on the components, in particular on the damping piston or the stop, load peaks may occur, causing damage. These load peaks can occur both during a test of the hydraulic belt tensioner prior to installation or even during breakage of the belt or chain.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, den hydraulischen Riemen- oder Kettenspanner so zu verbessern, dass nur geringe Belastungsspitzen auftreten, eine bessere Verteilung der Energie beim Aufschlagen erfolgt und der Betriebszustand in ausgefahrener Endlage optimiert wird.task The invention is the hydraulic belt or chain tensioner to improve so that only low load peaks occur, a better distribution of energy occurs when serving and the Operating state is optimized in the extended end position.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein Dämpfungselement vorgesehen ist, das die Ausfahrgeschwindigkeit des Dämpfungskolbens vor Erreichen des Anschlages abbremst.The The object of the invention is achieved in that a damping element is provided, which is the extension speed of the damping piston decelerates before reaching the stop.

Dies kann in vorteilhafter Weise dadurch erfolgen, dass das Dämpfungselement eine Feder ist, die sich am Anschlag abstützt oder dass das Dämpfungselement als elastischer Körper ausgebildet ist, der sich ebenfalls am Anschlag abstützt. Derartige Dämpfungselemente lassen sich leicht verwirklichen, da vor Einbau und Befestigung des Anschlages am Zylindergehäuse die Feder oder der elastischer Körper eingebaut werden kann, die die Energie der Teile aufnehmen und die Bewegung abbremsen.This can be done in an advantageous manner that the damping element is a spring that is supported on the stop or that the damping element is designed as an elastic body is, which is also supported on the stop. Such damping elements can be easily realized, because before installation and attachment the stop on the cylinder housing the spring or the elastic Body can be installed, which absorb the energy of the parts and slow down the movement.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Dämpfungselement als hydraulische Einheit ausgebildet ist, die zwischen dem Dämpfungskolben und dem Anschlag wirksam ist. Die Einheit weist in vorteilhafter Weise einen Dämpfungsraum auf, dessen Abströmquerschnitt varia bel ausgebildet ist. Der Dämpfungsraum kann durch das Zylindergehäuse, den Anschlag, den Dämpfungskolben und die Kolbenstange begrenzt sein, wobei zumindest ein Längsschlitz in der als Rohr ausgebildeten Kolbenstange angeordnet ist, der mit dem Anschlag derart in Verbindung steht, dass der Abströmquerschnitt des Längsschlitzes variiert.In A preferred embodiment of the invention is proposed that the damping element is designed as a hydraulic unit is effective between the damping piston and the stop is. The unit advantageously has a damping chamber on, the outflow cross section is formed varia bel. The damping chamber can through the cylinder housing, the stop, the damping piston and the piston rod be limited, wherein at least one longitudinal slot in the arranged as a tube piston rod is arranged with the Stop communicates in such a way that the outflow cross section of the longitudinal slot varies.

Dabei wird zunächst beim Einfahren des Dämpfungskolbens in das Zylindergehäuse, d. h. beim Verkleinern des Druckraumes Hydraulikflüssigkeit am Dämpfungskolben vorbei in den Dämpfungsraum und dann in den als Vorratsraum ausgebildete hohle Kolbenstange gefördert. Kommt nun nach Weglassen der Kraft zum Zusammendrücken des Riemenspanners die Druckfeder zur Wirkung, so kann die Druckflüssigkeit aus dem Dämpfungsraum über den Längsschlitz in den in der hohlen Kolbenstange angeordneten Vorratsraum entweichen, wobei der Querschnitt durch Abdeckung des Längsschlitzes durch den Anschlag sich verkleinert und die Dämpfungswirkung zunimmt.there is first when retracting the damping piston into the cylinder housing, d. H. when shrinking the pressure chamber Hydraulic fluid past the damping piston in the damping chamber and then in the hollow space formed as a storage space Promoted piston rod. Come now after omitting the force for compressing the belt tensioner, the compression spring for Effect, so the pressure fluid from the damping chamber over the longitudinal slot in the arranged in the hollow piston rod Escape pantry, the cross section by covering the Longitudinal slot through the stop is downsized and the damping effect increases.

Zur Verbesserung bew. Verstärkung der Dämpfungswirkung kann innerhalb der rohrförmigen Kolbenstange eine Steuerhülse angeordnet werden, die den Abströmquerschnitt des Längsschlitzes zumindest teilweise verdeckt. Dadurch kann dann der Querschnitt des Längsschlitzes so verkleinert werden, dass nur mehr die Wandstärke der rohrförmigen Kolbenstange als Abströmquerschnitt zur Verfügung steht, so dass eine hohe Dämpfung zur Verfügung steht. Die Steuerhülse kann dabei in vorteilhafter Weise einstückig mit dem Dämpfungskolben hergestellt sein.to Improvement bew. Reinforcement of the damping effect can within the tubular piston rod a control sleeve are arranged, which the outflow cross section of the longitudinal slot at least partially obscured. This then allows the cross section the longitudinal slot be reduced so that only more the wall thickness of the tubular piston rod as Outflow cross section is available, so that a high damping is available. The control sleeve can advantageously in one piece with the damping piston be prepared.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:to Further explanation of the invention is based on the drawings referenced, in which embodiments of the invention are shown simplified. Show it:

1: eine perspektivische Ansicht einer Riemenspanneinheit mit einem Spannhebel, einer Spannrolle und einem hydraulischen Riemenspanner, 1 FIG. 2 is a perspective view of a belt tensioning unit with a tension lever, a tension pulley and a hydraulic belt tensioner. FIG.

2: einen Schnitt durch einen hydraulischen Riemenspanner mit voll eingefahrenem Dämpfungskolben, 2 : a section through a hydraulic belt tensioner with fully retracted Damping piston,

3: einen vergrößerten Ausschnitt des Riemenspanners gemäß 2, 3 : an enlarged section of the belt tensioner according to 2 .

4: einen Schnitt durch den hydraulischen Riemenspanner mit teilweise ausgefahrenem Dämpfungskolben, 4 a section through the hydraulic belt tensioner with partially extended damping piston,

5: einen vergrößerten Ausschnitt des Riemenspanners gemäß 4, 5 : an enlarged section of the belt tensioner according to 4 .

6: einen Schnitt durch den hydraulischen Riemenspanner, bei dem der Dämpfungskolben nahezu vollständig ausgefahren ist, 6 a section through the hydraulic belt tensioner, in which the damping piston is almost fully extended,

7: einen vergrößerten Ausschnitt des hydraulischen Riemenspanners gemäß 6, 7 : an enlarged section of the hydraulic belt tensioner according to 6 .

8: einen Längsschnitt durch einen hydraulischen Riemenspanner mit elastischem Körper, 8th FIG. 1 shows a longitudinal section through a hydraulic belt tensioner with elastic body, FIG.

9: einen Ausschnitt in vergrößertem Maßstab des hydraulischen Riemenspanners gemäß 8, 9 a section on an enlarged scale of the hydraulic belt tensioner according to 8th .

10: einen Schnitt durch einen hydraulischen Riemenspanner mit einer Feder als Dämpfungselement und 10 a section through a hydraulic belt tensioner with a spring as a damping element and

11: einen Ausschnitt in vergrößertem Maßstab des hydraulischen Riemenspanners gemäß 10. 11 a section on an enlarged scale of the hydraulic belt tensioner according to 10 ,

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

In den 1 und 11 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 ein Spannhebel bezeichnet, der an seinem einen freien Ende eine mit 2 bezeichnete Spannrolle trägt, die vorzugsweise mittels eines Wälzlagers an einem Bolzen des Spannhebels gelagert ist. Am anderen Ende des Spannhebels 1 greift ein allgemein mit 3 bezeichneter hydraulischer Riemenspanner an, der mit seinem anderen Ende, nicht dargestellt, an der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges oder einem Bauteil derselben abgestützt ist. Zwischen der Spannrolle 2 und dem hydraulischen Riemenspanner 3 befindet sich am Spannhebel 1 eine Bohrung 4, mittels der der Spannhebel 1 schwenkbar an der Brennkraftmaschine oder einem Bauteil derselben abgestützt ist. Der hydraulische Riemenspanner 3, der in den 4 bis 11 näher dargestellt ist, weist ein Zylindergehäuse 5 auf, das an seinem einen Ende verschlossen und mit einer Stützöse 6 versehen ist. Mittels dieser Stützöse 6 ist der hydraulische Riemenspanner 3 an dem Spannhebel 1 befestigt. In dem Zylindergehäuse 5 ist ein Dämpfungskolben 7 geführt, der mit einer rohrförmig ausgebildeten Kolbenstange 8 verbunden ist, die an ihrem anderen Ende mit einer Druckplatte 9 und einer Befestigungsöse 10 verbunden ist, wobei die Befestigungsöse an der Brennkraftmaschine oder einem Bauteil der Brennkraftmaschine befestigt ist. Zwischen der Druckplatte 9 und einer Bodenplatte 11 am Zylindergehäuse ist eine Druckfeder 12 eingebaut, die den hydraulischen Riemenspanner 3 im Sinne einer Verlängerung, d. h. einer Bewegung des Dämpfungskolbens 7 aus dem Zylindergehäuse 5 heraus belastet. Am Zylindergehäuse 5, der Bodenplatte 11 abgewandt, ist ein Anschlag 13 vorgesehen, der die Bewegung des Dämpfungskolbens 7 aus dem Zylindergehäuse 5 heraus begrenzt. Außerhalb des Anschlages 13 ist zwischen dem Zylindergehäuse 5 und der rohrförmigen Kolbenstange 8 ein Dichtungsring 14 eingebaut. Die rohrförmige Kolbenstange 8 weist gemäß den 2 bis 7 Längsschlitze 15 in der Wandung im Anschluss an den Dämpfungskolben 7 auf, die eine Verbindung zwischen dem Innenraum der rohrförmigen Kolbenstange 8 und einem Dämpfungsraum 16 bilden, der weiterhin von dem Zylindergehäuse 5, dem Anschlag 13 und dem Dämpfungskolben 7 begrenzt ist. Der Dämpfungskolben 7 weist ein Über strömventil 17 auf und eine Steuerhülse 18, die in den Innenraum der rohrförmigen Kolbenstange reicht.In the 1 and 11 is, as far as shown in detail, with 1 denotes a clamping lever, which at its one free end with a 2 designated tension roller carries, which is preferably mounted by means of a rolling bearing on a bolt of the clamping lever. At the other end of the tension lever 1 intervenes in general 3 designated hydraulic belt tensioner, which is supported at the other end, not shown, on the internal combustion engine of a motor vehicle or a component thereof. Between the tension roller 2 and the hydraulic belt tensioner 3 is located on the tension lever 1 a hole 4 , by means of the clamping lever 1 pivotally supported on the internal combustion engine or a component thereof. The hydraulic belt tensioner 3 in the 4 to 11 is shown in more detail, has a cylinder housing 5 on, closed at one end and with a support eyelet 6 is provided. By means of this support eyelet 6 is the hydraulic belt tensioner 3 on the cocking lever 1 attached. In the cylinder housing 5 is a damping piston 7 guided, with a tubular piston rod 8th connected to the other end with a pressure plate 9 and a fastening eye 10 is connected, wherein the attachment eye is attached to the internal combustion engine or a component of the internal combustion engine. Between the printing plate 9 and a bottom plate 11 on the cylinder housing is a compression spring 12 installed, which is the hydraulic belt tensioner 3 in the sense of an extension, ie a movement of the damping piston 7 from the cylinder housing 5 burdened out. On the cylinder housing 5 , the bottom plate 11 turned away, is a stop 13 provided, the movement of the damping piston 7 from the cylinder housing 5 limited out. Outside the stop 13 is between the cylinder housing 5 and the tubular piston rod 8th a sealing ring 14 built-in. The tubular piston rod 8th according to the 2 to 7 longitudinal slots 15 in the wall following the damping piston 7 on which a connection between the interior of the tubular piston rod 8th and a muffling room 16 form, which continues from the cylinder housing 5 , the stop 13 and the damping piston 7 is limited. The damping piston 7 has an overflow valve 17 on and a control sleeve 18 which extends into the interior of the tubular piston rod.

Wie zunächst den 2 und 3 zu entnehmen ist, befindet sich der Dämpfungskolben 7 nahe an der Bodenplatte 11, so dass die Längsschlitze 15 weit geöffnet sind. In den 4 und 5, in denen sich der Dämpfungskolben 7 schon eine gewisse Strecke von der Bodenplatte 11 entfernt hat, sind die freien Querschnitte der Längsschlitze 15 kleiner, die sich gemäß den 6 und 7 weiter verringern, und zwar so weit, dass nur mehr die Wandstärke der rohrförmigen Kolbenstange 8 zwischen dem Anschlag 13 und der Steuerhülse 18 zur Verfügung steht und eine erhebliche Dämpfung verursacht wird, so dass eine Überbelastung der Bauteile des hydraulischen Riemenspanners beim ungehemmten Ausfahren des Dämpfungskolbens 7 aufgrund der Druckfeder 12 vermieden wird. Eine ähnliche Wirkung wird gemäß den 8 und 9 dadurch erzielt, dass das Dämpfungselement als elastischer Körper, vorzugsweise Ringkörper 19, ausgebildet ist, der am Anschlag angeordnet ist und die Energie der ausfahrenden Bauteile vor Aufschlagen auf den Anschlag abbremst und dämpft. Eine entsprechende Wirkung wird gemäß den 10 und 11 durch das als Feder 20 ausgebildete Dämpfungselement erreicht.Like the first 2 and 3 it can be seen, is the damping piston 7 close to the bottom plate 11 so that the longitudinal slots 15 are wide open. In the 4 and 5 in which the damping piston 7 already a certain distance from the bottom plate 11 has removed, are the free cross sections of the longitudinal slots 15 smaller, according to the 6 and 7 continue to reduce, and indeed so far that only the wall thickness of the tubular piston rod 8th between the stop 13 and the control sleeve 18 is available and a considerable damping is caused, so that an overload of the components of the hydraulic belt tensioner during unrestrained extension of the damping piston 7 due to the compression spring 12 is avoided. A similar effect will occur according to the 8th and 9 achieved in that the damping element as an elastic body, preferably annular body 19 , is formed, which is arranged on the stop and the energy of the extending components decelerates and damps before striking the stop. A corresponding effect is achieved according to 10 and 11 through that as a spring 20 achieved trained damping element.

11: Spannhebelclamping lever
22: Spannrolleidler
33: hydraulischer Riemenspannerhydraulic tensioner
44: Bohrungdrilling
55: Zylindergehäusecylinder housing
66: StützöseStützöse
77: Dämpfungskolbendamping piston
88th: Kolbenstangepiston rod
99: Druckplatteprinting plate
1010: Befestigungsösesecuring eye
1111: Bodenplattebaseplate
1212: Druckfedercompression spring
1313: Anschlagattack
1414: Dichtringseal
1515: Längsschlitzelongitudinal slots
1616: Dämpfungsraumdamping space
1717: Überströmventiloverflow
1818: Steuerhülsecontrol sleeve
1919: elastischer Ringkörperelastic ring body
2020: Federfeather

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102007020885 A1 [0002]

Claims

Hydraulic Belt ( 3 ) or chain tensioner for an aggregate or timing drive of a motor vehicle, with a cylinder housing ( 5 ), in which a damping piston ( 7 ) with piston rod ( 8th ) axially against the force of a compression spring ( 12 ) is arranged retractable, wherein in the damping piston ( 7 ) an overflow valve ( 17 ) and at least one throttle opening are provided, by means of which a in the cylinder housing ( 5 ) trained pressure chamber with a reservoir is connectable and the extension path of the damping piston ( 7 ) by one on the cylinder housing ( 5 ) supported stop ( 13 ) is limited, characterized in that a damping element is provided, the extension speed of the damping piston ( 7 ) before reaching the stop ( 13 ) decelerates.

Hydraulic Belt ( 3 ) or chain tensioner according to claim 1, characterized in that the damping element is a spring ( 20 ), which is at the stop ( 13 ) is supported.

Hydraulic Belt ( 3 ) or chain tensioner according to claim 1, characterized in that the damping element as an elastic body, preferably ring body ( 19 ), which is located at the stop ( 13 ) is supported.

Hydraulic Belt ( 3 ) or chain tensioner according to claim 1, characterized in that the damping element is designed as a hydraulic unit which between the damping piston ( 7 ) and the attack ( 13 ) is effective.

Hydraulic Belt ( 3 ) or chain tensioner according to claim 4, characterized in that the unit is a hydraulic damping chamber ( 16 ), whose outflow cross section is variable.

Hydraulic Belt ( 3 ) or chain tensioner according to one of claims 4 or 5, characterized in that the damping chamber ( 16 ) through the cylinder housing ( 5 ), the stop ( 13 ), the damping piston ( 7 ) and the piston rod ( 8th ) is limited.

Hydraulic Belt ( 3 ) or chain tensioner according to one of claims 4 to 6, characterized in that the piston rod ( 8th ) is tubular and at least one longitudinal slot ( 15 ) with the stop ( 13 ) is operatively connected in such a way that the cross section of the longitudinal slot ( 15 ) varies.

Hydraulic Belt ( 3 ) or chain tensioner according to one of claims 4 to 7, characterized in that within the tubular piston rod ( 8th ) a control sleeve ( 18 ) is arranged, which the cross section of the longitudinal slot ( 15 ) at least partially covers.

Hydraulic Belt ( 3 ) or chain tensioner according to one of claims 4 to 8, characterized in that the control sleeve ( 18 ) in one piece with the damping piston ( 7 ) is made.