DE102011079188A1 - Mechanical clamping system for clamping e.g. driving chain in vehicle, has pressure and reservoir chambers connected together over through-holes, piston supported in receiving chamber, where reservoir chamber is expandable against force - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Spannsystem gemäß dem Oberbegriff des geltenden Anspruchs 1.The invention relates to a clamping system according to the preamble of the current claim 1.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Ein Spannsystem ist ein mechanisches Bauteil zum Spannen eines anderen Bauteils, wie beispielsweise eines Zugmittels in einem Fahrzeug. Dabei übt das Spannsystem über einen Spannkolben Druck auf das zu spannende Bauteil aus, indem es den Spannkolben gegen das Zugmittel drückt.A tensioning system is a mechanical component for tensioning another component, such as a traction means in a vehicle. The clamping system exerts pressure on the tensioning component via a clamping piston by pressing the tensioning piston against the traction mechanism.
Der Spannkolben ist in der Regel in einer Aufnahmekammer eines Gehäuses beweglich gelagert, wobei der Spannkolben in der Aufnahmekammer eine Druckkammer begrenzt. In die Druckkammer hinein wird eine Hydraulikflüssigkeit gedrückt, deren Druck gegen den Spannkolben wirkt. In der Folge übt der Spannkolben eine Kraft bzw. einen Druck gegen das zu spannende Bauteil aus.The clamping piston is generally movably mounted in a receiving chamber of a housing, wherein the clamping piston in the receiving chamber defines a pressure chamber. Into the pressure chamber, a hydraulic fluid is pressed, the pressure of which acts against the tensioning piston. As a result, the clamping piston exerts a force or a pressure against the component to be clamped.
Das zu spannende Bauteil übt jedoch auch einen Druck bzw. eine Kraft gegen den Spannkolben aus. Langsamen Druckänderungen muss der Spannkolben nachgeben. Langsame Änderungen entstehen beispielsweise durch Wärmebewegungen des zu spannenden Bauteils. Ist das zu spannende Bauteil beispielsweise eine Antriebskette oder ein Antriebsriemen in einem Fahrzeug und zieht sich im Winter zusammen, so muss das Spannsystem diesen Wärmebewegungen nachgeben, indem die Antriebskette oder der Antriebsriemen den Spannkolben in die Aufnahmekammer zurückdrückt. Schnellen Änderungen wiederum, wie beispielsweise durch schnelle Schwingungen der Antriebskette darf der Spannkolben nicht nachgeben, so dass die Antriebskette fest gespannt bleibt.However, too exciting component also exerts a pressure or a force against the clamping piston. Slow pressure changes must give way to the tensioning piston. Slow changes occur, for example, due to thermal movements of the component to be clamped. For example, if the component to be stressed is a drive chain or drive belt in a vehicle and contracts in winter, the tension system must yield to these heat movements by the drive chain or drive belt pushing the tension piston back into the receiving chamber. In turn, rapid changes, such as by rapid vibrations of the drive chain, the tensioning piston must not yield, so that the drive chain remains tight.
Aus der
Nachteiligerweise ist der Druckausgleich durch die als Balg ausgeführte Reservoirkammer gemäß der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Spannsystem anzugeben, in dem ein Spannkolben unabhängig von einer Stellung ein zu spannendes Bauteil gegen schnelle Drücke spannt, langsamen Drücken aber nachgibt.It is therefore an object of the invention to provide a clamping system in which a tensioning piston, regardless of a position, clamps a component to be clamped against rapid pressures, but gives in to slow pressure.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of claim 1. Preferred developments are the subject of the dependent claims.
Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, dass der zum Druckausgleich gemäß Stand der Technik vorgesehene Leckspalt der Hydraulikflüssigkeit abhängig von der Lage des Spannkolbens im Aufnahmeraum aufgrund der sich ändernden Länge einen unterschiedlichen Fließwiderstand entgegenstellt. Sitzt der Spannkolben tief im Aufnahmeraum, so ist der Leckspalt lang und bietet der Hydraulikflüssigkeit gegebenenfalls einen so hohen Fließwiderstand, dass sich der Spannkolben selbst bei langsamen Druckänderungen kaum bewegt. Sitzt der Spannkolben hoch im Aufnahmeraum, so ist der Leckspalt kurz und bietet der Hydraulikflüssigkeit kaum einen Fließwiderstand, so dass der Spannkolben selbst schnellen Druckänderungen nachgibt.The invention is based on the idea that the leakage gap of the hydraulic fluid provided for pressure equalization according to the prior art, depending on the position of the tensioning piston in the receiving space, opposes a different flow resistance due to the changing length. If the tensioning piston is seated deep in the receiving space, the leakage gap is long and optionally provides the hydraulic fluid with such a high flow resistance that the tensioning piston hardly moves, even under slow pressure changes. If the tensioning piston is seated high in the receiving space, the leakage gap is short and hardly provides the hydraulic fluid with a flow resistance, so that the tensioning piston itself gives way to rapid pressure changes.
Die Erfindung schlägt daher vor, die Öffnung des Druckraumes unabhängig von der Lage des Spannkolbens auszubilden. Dies kann durch eine Öffnung geschehen, deren Form bzw. Länge sich nicht abhängig von der Lage des Spannkolbens in der Aufnahmekammer ändert. Dies kann beipielsweise durch eine Öffnung in der Aufnahmekammer geschehen, die den Leckspalt überbrückt. So kann die Hydraulikflüssigkeit über einen definierten Labyrinthkanal oder über einen Spalt in der Aufnahmekammer zwischen Druckkammer und Reservoirkammer abgeleitet werden. Überraschender Weise führt die Erfindung nicht nur zu einem unabhängig von der axialen Stellung des Spannkolbens konstanten Fließwiderstand für die Hydraulikflüssigkeit. Fertigungstoleranzen, die zu Variationen des Leckspalts führen, werden durch die Erfindung ebenso minimiert, da zur Herstellung einer Öffnung in der Aufnahmekammer nur noch ein Element bearbeitet werden muss. Im Leckspalt hingegen summieren sich Fertigungstoleranzen des Spannkobens und der Aufnahmekammer.The invention therefore proposes to design the opening of the pressure chamber independently of the position of the tensioning piston. This can be done through an opening whose shape or length does not change depending on the position of the clamping piston in the receiving chamber. This can be done, for example, by an opening in the receiving chamber, which bridges the leakage gap. Thus, the hydraulic fluid can be discharged via a defined labyrinth channel or via a gap in the receiving chamber between the pressure chamber and the reservoir chamber. Surprisingly, the invention not only leads to an independent of the axial position of the clamping piston constant flow resistance for the hydraulic fluid. Manufacturing tolerances that lead to variations of the leakage gap are minimized by the invention as well, since only one element has to be processed to produce an opening in the receiving chamber. In the leakage gap, however, manufacturing tolerances of the Spannkobens and the receiving chamber add up.
Die Erfindung gibt daher ein Spannsystem an, das einen Spannkolben sowie ein Gehäuse mit einer einseitig geöffneten Aufnahmekammer, in der der Spannkolben beweglich gelagert, und mit einer gegen eine Rückstellkraft vergrößerbaren Reservoirkammer umfasst, wobei die Aufnahmekammer und der Spannkolben gemeinsam eine Druckkammer umschließen. Erfindungsgemäß sind dabei die Druckkammer und die Reservoirkammer über eine Bohrung miteinander verbunden.The invention therefore provides a clamping system, which comprises a clamping piston and a housing with a receiving chamber open on one side, in which the clamping piston movably mounted, and with a recoverable against a restoring force reservoir chamber, wherein the receiving chamber and the clamping piston together enclose a pressure chamber. According to the invention, the pressure chamber and the reservoir chamber are connected to each other via a bore.
Durch das Gehäuse, das die Druckkammer und die Reservoirkammer enthält, kann die Versorgung der Hydraulikflüssigkeit zur Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes in das Spannsystem mit integriert werden, da die gegen eine Rückstellkraft vergrößerbare Reservoirkammer Öl in die Druckkammer pressen kann, um Druckverluste auszugleichen. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass sich das gesamte Spannsystem platzsparender realisieren lässt. Ebenso kann ein Auslaufen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Gehäuse vermieden werden, da die Bohrung zwischen der Druckkammer und der Reservoirkammer keinerlei Schnittstellen zwischen mehreren mechanischen Elementen mit sich bringt, die beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen zu Spalten führen können, über die Hydraulikflüssigkeit austreten könnte. Ferner ist durch die Bohrung der Fließwiderstand selbst präzise und unabhängig von anderen Gegebenheiten im Spannsystem einstellbar. Die Querschnittsfläche der Bohrung kann insbesondere unabhängig von anderen Randbedingungen im Spannsystem auf den gewünschten Fließwiderstand angepasst werden. Through the housing, which contains the pressure chamber and the reservoir chamber, the supply of hydraulic fluid for maintaining a constant pressure in the clamping system can be integrated, since the regenerable against a restoring force Reservoir chamber can press oil into the pressure chamber to compensate for pressure losses. This not only has the advantage that the entire clamping system can be realized in a space-saving manner. Likewise, leakage of the hydraulic fluid from the housing can be avoided since the bore between the pressure chamber and the reservoir chamber does not entail any interfaces between a plurality of mechanical elements which, for example due to manufacturing tolerances, can lead to crevices over which hydraulic fluid could escape. Furthermore, the flow resistance itself can be adjusted precisely and independently of other conditions in the clamping system through the bore. The cross-sectional area of the bore can be adapted to the desired flow resistance, in particular independently of other boundary conditions in the clamping system.
In einer Weiterbildung ist der Leckspalt zwischen der Innenwand der Aufnahmekammer und der Außenwand des Spannkolbens über einen Dichtungsring abgedichtet. Durch den Dichtungsring wird verhindert, dass Hydraulikflüssigkeit durch den Leckspalt tritt, um einen Verlust an Hydraulikflüssigkeit entgegenzuwirken.In a development, the leakage gap between the inner wall of the receiving chamber and the outer wall of the clamping piston is sealed by a sealing ring. The sealing ring prevents hydraulic fluid from leaking through the leakage gap to counteract loss of hydraulic fluid.
In einer zusätzlichen Weiterbildung weist der Spannkolben einen zur Druckkammer gehörenden Hohlraum auf. Der Hohlraum vergrößert die Druckkammer und damit die Angriffsfläche für die Hydraulikflüssigkeit, so dass sich über den Hohlraum die Druckverhältnisse im Druckraum beeinflussen lassen.In an additional development, the tensioning piston has a cavity belonging to the pressure chamber. The cavity increases the pressure chamber and thus the attack surface for the hydraulic fluid, so that can be influenced via the cavity, the pressure conditions in the pressure chamber.
In einer anderen Weiterbildung ist der Leckspalt über einen weiteren Dichtungsring abgedichtet. Der weitere Dichtungsring erhöht die Dichtungswirkung, so dass der Leckspalt gegen höhere Drücke der Hydraulikflüssigkeit abgedichtet werden kann. Zudem kann der zweite Dichtungsring als Sicherungsring für den Fall herangezogen werden, dass der erste Dichtungsring ausfällt, so dass selbst in diesem Fall noch eine zuverlässige Abdichtung des Leckspaltes gegeben ist.In another embodiment, the leakage gap is sealed by a further sealing ring. The further sealing ring increases the sealing effect, so that the leakage gap can be sealed against higher pressures of the hydraulic fluid. In addition, the second sealing ring can be used as a retaining ring in the event that the first sealing ring fails, so that even in this case, a reliable seal of the leakage gap is given.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Bohrung in den Spannkolben eingebracht und verbindet den Hohlraum mit einem Druckausgleichsraum im Leckspalt, der durch die beiden Dichtungsringe begrenzt ist. Der Druckausgleichsraum kann so einen Zwischendruck bereitstellen, der das Druckgefälle Druckraum und Reservoirraum abfängt und so für ausgeglichenere Strömungsbedingungen zwischen Druckraum und Reservoirraum sorgt.In a preferred embodiment, the bore is introduced into the clamping piston and connects the cavity with a pressure compensation chamber in the leakage gap, which is limited by the two sealing rings. The pressure compensation chamber can thus provide an intermediate pressure, which intercepts the pressure gradient pressure space and reservoir space and thus ensures more balanced flow conditions between the pressure chamber and reservoir space.
In einer zusätzlich bevorzugten Weiterbildung ist der Druckausgleichsraum strömungstechnisch zwischen dem Reservoirraum und der Bohrung angeordnet, so dass die Hydraulikflüssigkeit auf kürzestem Wege über den Druckausgleichsraum vom Druckraum in den Reservoirraum gelangen kann.In an additionally preferred development, the pressure equalization chamber is arranged fluidically between the reservoir space and the bore, so that the hydraulic fluid can reach the reservoir space via the pressure equalization space from the pressure chamber by the shortest route.
In einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist die Druckkammer über einen Rückflusskanal mit dem Druckausgleichsraum verbunden. Über den Rückflusskanal kann Hydraulikflüssigkeit, die aufgrund langsamer Drücke aus dem Druckraum verdrängt wurde, im Bedarfsfall wieder zurückgeführt werden.In another preferred embodiment, the pressure chamber is connected via a return flow channel with the pressure equalization chamber. Hydraulic fluid, which has been forced out of the pressure chamber due to slow pressures, can be returned via the return flow channel if necessary.
In einer zusätzlichen Weiterbildung ist der Rückflusskanal von der Druckkammer über ein strömungstechnisch in die Druckkammer hinein öffnendes und in den Rückflusskanal hinein sperrendes Rückschlagventil getrennt. Auf diese Weise kann der Rückflusskanal von der Druckkammer strömungstechnisch entkoppelt werden, wenn das zu spannende Bauteil auf den Spannkolben drückt und so eine Strömung der Hydraulikflüssigkeit von der Druckkammer in den Druckausgleichsraum vermieden werden soll, um Schwingungen des Spannsystems zu vermeiden.In an additional development, the return flow channel is separated from the pressure chamber via a non-return valve which opens into the pressure chamber and closes it in the return flow channel. In this way, the return flow channel can be fluidly decoupled from the pressure chamber when the component to be clamped presses on the tensioning piston and thus a flow of hydraulic fluid is to be avoided by the pressure chamber in the pressure compensation chamber to avoid vibrations of the clamping system.
In einer anderen bevorzugten Ausführung ist ein Querschnitt der Aufnahmekammer im Bereich des Druckausgleichsraumes größer, als im Bereich des Druckraumes. Auf diese Weise kann das Volumen des Druckausgleichsraumes eingestellt werden, so dass der Zwischendruck zwischen dem Druckraum und dem Reservoirraum technisch beeinflusst werden kann.In another preferred embodiment, a cross section of the receiving chamber in the region of the pressure equalization chamber is greater than in the region of the pressure chamber. In this way, the volume of the pressure compensation chamber can be adjusted so that the intermediate pressure between the pressure chamber and the reservoir chamber can be influenced technically.
In einer zusätzlichen Ausführung ist die Reservoirkammer im Wesentlichen parallel zur Aufnahmekammer nebengeordnet, so dass das Spannsystem von einer Seite des Gehäuses aus betrachtet für eine kompakte Bauweise flächig aufgebaut werden kann.In an additional embodiment, the reservoir chamber is juxtaposed substantially parallel to the receiving chamber, so that the clamping system viewed from one side of the housing can be constructed flat for a compact design.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Reservoirkammer zu einer Außenseite des Gehäuses hin verschließbar geöffnet, so dass das Gehäuse des Spannsystems von außen mit Hydraulikflüssigkeit befüllt werden kann.In a preferred embodiment, the reservoir chamber is openable to close to an outside of the housing, so that the housing of the clamping system can be filled from the outside with hydraulic fluid.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt jeweils in einer Querschnittsdarstellung:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Each shows in a cross-sectional representation:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
In
Das Spannsystem
Die Aufnahmekammer
In der Aufnahmekammer
Der Spannkolben
Die Druckausgleichskammer
Der Rückflusskanal
Eine fünfte Bohrung
Auf dem fünften Stopfen
Schließlich ist der Spannkolben
Zum Betrieb des Spannsystems
Besonders bevorzugt wird so viel Hydraulikflüssigkeit in das Spannsystem
Wirkt eine Kraft
Schnelle Druck- oder Kraftänderungen
In
In
Das Spannsystem
In
Im Bereich der Durchgangsbohrungen
Der Aufbau des Spannsystems
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Spannsystemclamping system
- 44
- Gehäusecasing
- 66
- Aufnahmekammerreceiving chamber
- 88th
- DruckausgleichskammerPressure equalization chamber
- 1010
- Reservoirkammerreservoir chamber
- 1212
- RückführkanalReturn channel
- 1414
- Außenseiteoutside
- 1616
- Rückschlagventilcheck valve
- 1818
- Spannkolbenclamping piston
- 2020
- Hohlraumcavity
- 2222
- DurchgangsbohrungThrough Hole
- 2424
- DurchgangsbohrungThrough Hole
- 2626
- Druckkammerpressure chamber
- 2828
- Leckspaltleakage gap
- 3030
- Dichtungpoetry
- 3232
- Dichtungpoetry
- 3434
- Bohrungdrilling
- 3636
- Bohrungdrilling
- 3838
- Bohrungdrilling
- 4040
- Bohrungdrilling
- 4242
- StopfenPlug
- 4444
- StopfenPlug
- 4646
- StopfenPlug
- 4848
- Rahmenframe
- 5050
- KugelBullet
- 5252
- KäfigCage
- 5454
- Bohrungdrilling
- 5656
- Bohrungdrilling
- 5858
- StopfenPlug
- 6060
- StopfenPlug
- 6262
- Federfeather
- 6464
- Kolbenpiston
- 6666
- Dichtungpoetry
- 6868
- Federfeather
- 7070
- Druck/KraftPressure / force
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE201110079188 DE102011079188A1 (en) | 2011-07-14 | 2011-07-14 | Mechanical clamping system for clamping e.g. driving chain in vehicle, has pressure and reservoir chambers connected together over through-holes, piston supported in receiving chamber, where reservoir chamber is expandable against force |
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ID=47425477
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