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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, umfassend einen in einem Zylinder verschiebbaren Kolben, welcher in zumindest einer Verschiebungsrichtung gemeinsam mit dem Zylinder je einen zwischenliegenden Druckraum begrenzt, aus welchem Hydraulikflüssigkeit bei Verschieben des Kolbens in die zumindest eine Verschiebungsrichtung im Wesentlichen über mindestens einen Drosselkanal entweicht, wobei der mindestens eine Drosselkanal innerhalb des Kolbens ausgestaltet und je ein Durchflussquerschnitt des mindestens einen Drosselkanals über je ein Verschlusselement gezielt verringerbar ist.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2005 061 444 A1 geht eine hydraulische Spannvorrichtung in Form einer Kettenspanneinrichtung für einen Verbrennungsmotor hervor, bei welcher ein Kolben in einem Zylinder verschiebbar geführt ist und jeweils stirnseitig gemeinsam mit dem umliegenden Zylinder zwei Druckräume begrenzt. Diese beiden Druckräume stehen dabei über mehrere Drosselkanäle miteinander in Verbindung, welche hinsichtlich des Zylinders zum einen an einer Innenwandung, sowie zum anderen am Außenumfang des Zylinders verlaufen und hinsichtlich des Kolbens als den Kolben axial durchdringende Durchgangsbohrungen ausgebildet sind. Eine Dämpfung einer Bewegung des Kolbens zwischen den beiden Druckräumen wird dabei über die jeweiligen Durchflussquerschnitte der Drosselkanäle definiert, wobei eine Variation dieser Dämpfung durch gezielte Veränderung der Durchflussquerschnitte herbeigeführt werden kann. Hinsichtlich der Drosselkanäle im Zylinder kann diese Variation zum einen über ein Magnetventil und zum andern über ein Verschlusselement in Form einer Schraube vorgenommen werden, welche den jeweiligen Durchflussquerschnitt bei Betätigung entsprechend verengen. Hingegen können die Drosselkanäle im Kolben nur vollständig über zugehörige Verschlussstopfen verschlossen werden, so dass ein Fließen von Hydraulikflüssigkeit über den jeweiligen Drosselkanal fortan nicht mehr möglich und dieser Drosselkanal damit nicht mehr an einer Dämpfung der Schiebebewegung des Kolbens beteiligt ist.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb zur Verfügung zu stellen, bei welcher Mittel zur stufenlose Veränderung einer Dämpfwirkung der Spannvorrichtung auf möglichst kompakte Art und Weise integriert sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Gemäß der Erfindung umfasst eine hydraulische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einen in einem Zylinder verschiebbaren Kolben, welcher in zumindest einer Verschiebungsrichtung gemeinsam mit dem Zylinder je einen zwischenliegenden Druckraum begrenzt. Aus diesem Druckraum entweicht die dort befindliche Hydraulikflüssigkeit bei Verschieben des Kolbens in die zumindest eine Verschiebungsrichtung im Wesentlichen über mindestens einen Drosselkanal, welcher innerhalb des Kolbens ausgestaltet und dessen Durchflussquerschnitt über je ein Verschlusselement gezielt verringerbar ist.
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Insbesondere begrenzen der Zylinder und der verschiebbare Kolben dabei einen zwischenliegenden Druckraum, welcher über eine Einlassbohrung im Zylinder und ein hierin platziertes Einwegventil mit einem Niederdruckbereich in Verbindung steht, wobei bei Verschieben des Kolbens in eine vom Druckraum wegorientierte Spannrichtung Hydraulikflüssigkeit nahezu ungedrosselt über das Einwegventil in den Druckraum einströmen kann, wohingegen bei einer Verschiebebewegung in Richtung des Druckraumes das besagte Entweichen von Hydraulikflüssigkeit über den mindestens einen Drosselkanal stattfindet. Des Weiteren sind der Zylinder und der Kolben bevorzugt über ein Federelement gegeneinander in die Spannrichtung des jeweiligen Zugmittels vorgespannt.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der je eine Durchflussquerschnitt des mindestens einen Drosselkanals stufenlos über das je eine Verschlusselement verringerbar ist. Mit anderen Worten ist also im Sinne der Erfindung in dem verschiebbaren Kolben mindestens ein Drosselkanal ausgestaltet, dessen Durchflussquerschnitt über ein jeweiliges Verschlusselement stufenlos zwischen einem vollständig geöffneten und einem vollständig geschlossenen Zustand variiert werden kann, so dass zwischen einem voll geöffnetem und einem vollständig geschlossenen Drosselkanal auch dazwischen liegende Durchflussquerschnitte einstellbar sind.
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Mittels einer derartigen Ausgestaltung einer hydraulischen Spannvorrichtung kann der über den Drosselkanal entweichende Volumenstrom stufenlos eingestellt und damit die wirksame Dämpfung der Spannvorrichtung variiert werden. Hierdurch besteht zum einen die Möglichkeit, eine universelle Spannvorrichtung für unterschiedliche Applikationen zu nutzen und die jeweils geforderte Dämpfung dann gezielt auf den jeweiligen Einsatz einzustellen. Andererseits kann eine derartige Spannvorrichtung insbesondere zu Versuchszwecken herangezogen werden, um für einen jeweiligen Einsatzfall eine geeignete Drosselung durch stetiges Ändern des Durchflussquerschnitts zu ermitteln. Aufgrund der Ausbildung des stufenlos im Durchflussquerschnitt verstellbaren Drosselkanals im Kolben kann diese Variationsmöglichkeit dabei auf äußerst kompakte Art und Weise in der hydraulischen Spannvorrichtung ausgestaltet werden.
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Im Unterschied hierzu sind bei der
DE 10 2005 061 444 A1 die im Kolben vorgesehenen Drosselkanäle entweder nur vollständig geöffnet oder aber über einen jeweiligen Stopfen vollständig verschließbar. Hinsichtlich der Drosselkanäle im Zylinder ist zwar im Falle der Schraube eine stufenlose Verringerung des Durchflussquerschnitts möglich, diese beansprucht aber aufgrund ihrer Anordnung am Zylinder einen bestimmten Bauraum und vergrößert den Platzbedarf der Kettenspanneinrichtung entsprechend.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Kolben seitens des je einen Druckraumes als Hohlkolben ausgeführt, dessen Innenraum in Richtung Druckraum orientiert ist, wobei der mindestens einen Drosselkanal ausgehend vom Innenraum zur entgegengesetzten Stirnseite des Kolbens verläuft. In dem Innenraum des Hohlkolbens kann dann besonders vorteilhaft ein Federelement geführt sein, welches sich an einem Ende am Zylinder abstützt und den Zylinder und den Hohlkolben gegeneinander in die Spannrichtung des Zugmittels vorspannt. Über den zur Stirnseite verlaufenden Drosselkanal wird dann das gedrosselte Entweichen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum bei Verkleinerung des Druckraumes infolge einer Bewegung des Hohlkolbens entgegen der Spannrichtung ermöglicht.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das je eine Verschlusselement als Schraube ausgeführt, welche in einem Schraubgewinde des Kolbens geführt und mit einem Schaftende stufenlos in den je einen Durchflussquerschnitt des mindestens einen Drosselkanals einführbar ist. Mittels einer derartigen Ausgestaltung kann auf einfache Art und Weise die gewünschte Verringerung des Durchflussquerschnitts herbeigeführt werden. Dabei ist die Schraube bevorzugt als Nabenschraube ausgeführt, welche dementsprechend auch vollständig unter die Mantelfläche des Kolbens tauchen kann. Alternativ dazu ist aber auch eine Ausführung des Verschlusselements als Stift im Rahmen der Erfindung denkbar.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist radial zwischen Kolben und Zylinder eine Dichtung platziert. Hierüber wird sichergestellt, dass die Hydraulikflüssigkeit im Wesentlichen über den Drosselkanal aus dem Druckraum und nur in vernachlässigbarem Maße über einen Leckspalt zwischen Kolben und Zylinder entweicht.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform oder unmittelbar aus der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnung durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Die einzige Figur zeigt eine stark schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung, bei welcher es sich um ein Kettenspannelement 1 für einen Kettentrieb einer Brennkraftmaschine handelt. Dieses Kettenspannelement 1 setzt sich dabei aus einem Zylinder 2 und einem Hohlkolben 3 zusammen, wobei der Zylinder 2 im verbauten Zustand des Kettenspannelements 1 mit einem ortsfesten Bauteil der Brennkraftmaschine verbunden ist, wohingegen der Hohlkolben 3 mit einer, dem Zylinder 2 abgewandten Stirnseite 4 mit der jeweiligen Kette, insbesondere über eine zwischenliegende Spannschiene, in Kontakt steht. Des Weiteren ist der Hohlkolben 3 verschiebbar im Zylinder 2 geführt und mittels eines zwischenliegenden Federelements 5 in Spannrichtung vorgespannt. Dabei läuft das Federelement 5 in einem Innenraum 6 des Hohlkolbens 3 und stützt sich seitens des Zylinders 2 an einem Bodenbereich 7 des Zylinders 2 ab.
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Wie des Weiteren aus der einzigen Figur ersichtlich ist, begrenzen der Zylinder 2 und der Hohlkolben 3 einen zwischenliegenden Druckraum 8, welcher mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und bei Verschiebungen des Hohlkolbens 3 relativ zum Zylinder 2 entsprechend sein Volumen verändert. So bewirkt eine Verschiebung des Hohlkolbens 3 in Spannrichtung des Federelements 5 eine Volumenvergrößerung des Druckraums 8, wobei über eine stirnseitig am Zylinder 2 vorgesehene Versorgungsbohrung 9 Hydraulikflüssigkeit nahezu ungedrosselt über ein Einwegventil 10 in den Druckraum 8 nachströmen kann. Die Versorgungsbohrung 9 ist dabei mit einem Niederdrucksystem der Brennkraftmaschine verbunden.
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Wird der Hohlkolben 3 hingegen entgegen dem Federelement 5 in Richtung Zylinder 2 verschoben, so wird der Druckraum 8 entsprechend verkleinert, wobei über das Einwegventil 10 ein Rückströmen in die Versorgungsbohrung 9 verhindert wird. Entsprechend der Bewegung des Kolbens 3 erhöht sich der Druck im Druckraum 8, wobei die Hydraulikflüssigkeit lediglich über einen, an dem Innenraum 6 anknüpfenden Drosselkanal 11 gedrosselt entweichen kann, so dass der Bewegung des Hohlkolbens 3 in Richtung Zylinder 2 ein entsprechender Widerstand entgegengesetzt wird und damit Bewegungen des Hohlkolbens 3 entgegen der Spannrichtung abgedämpft werden.
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Die über einen Durchflussquerschnitt des Drosselkanals 11 definierte Dämpfwirkung kann nun gezielt variiert werden, indem ein Verschlusselement in Form einer Schraube 12 quer zum Drosselkanal 11 in den Durchflussquerschnitt des Drosselkanals 11 eingeführt wird. Die Schraube 12 ist dabei in einem Schraubgewinde 13 einer quer zum Drosselkanal 11 verlaufenden Bohrung 14 geführt und ragt mit ihrem Schaftende in den Drosselkanal 11 ein. Mit zunehmender Einschraubtiefe der Schraube 12 wird dabei stetig der Durchflussquerschnitt des Drosselkanals 11 reduziert, wobei dieser bei einem dem Durchflussquerschnitt entsprechenden Durchmesser der Schraube 12 bei vollständigem Einschrauben der Schraube 12 durch Anliegen des Schaftendes an einer, der Bohrung 14 gegenüberliegenden Wandung des Drosselkanals 11 vollständig verschlossen ist.
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Um dabei zu gewährleisten, dass die Hydraulikflüssigkeit bei Bewegung des Hohlkolbens 3 entgegen der Spannrichtung im Wesentlichen nur über den Drosselkanal 11 aus dem Druckraum 8 ausströmt und somit die Dämpfwirkung im Wesentlichen durch den jeweils wirksamen Durchflussquerschnitt des Drosselkanals 11 beeinflusst ist, ist in radialer Richtung zwischen Hohlkolben 3 und Zylinder 2 eine umlaufende Dichtung 15 vorgesehen, die einen Leckspalt 16 zwischen Zylinder 2 und Kolben 3 abdichtet.
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Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer hydraulischen Spannvorrichtung ist es somit möglich, ein Dämpfungsverhalten unabhängig von der Gestaltung eines Leckspalts 16 zwischen Zylinder 2 und Kolben 3 einzustellen, indem der Durchflussquerschnitt des im Kolben 3 verlaufenden Drosselkanals 11 gezielt variiert wird. Damit ist die hydraulische Spannvorrichtung universell für unterschiedliche Applikationen geeignet, da die jeweils geforderte Dämpfung individuell auf ein jeweils gefordertes Maß eingestellt werden kann. Ferner ist eine derartige hydraulische Spannvorrichtung auch zur Ermittlung einer optimalen Dämpfung im Rahmen von Versuchen geeignet, da die Dämpfung stetig variiert werden kann, ohne dass Zylinder 2 und/oder Kolben 3 zu tauschen sind, um anderweitige Leckspalte 16 zu realisieren. Hierbei ist es auch möglich, derartige Tests direkt mit Serienteilen durchzuführen und durch Übertragung der Ergebnisse auf andere hydraulische Spannvorrichtungen auf eine Fertigung mehrerer unterschiedlicher Prototypen zu verzichten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettenspannelement
- 2
- Zylinder
- 3
- Hohlkolben
- 4
- Stirnseite
- 5
- Federelement
- 6
- Innenraum
- 7
- Bodenbereich
- 8
- Druckraum
- 9
- Versorgungsbohrung
- 10
- Einwegventil
- 11
- Drosselkanal
- 12
- Schraube
- 13
- Schraubgewinde
- 14
- Bohrung
- 15
- Dichtung
- 16
- Leckspalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005061444 A1 [0002, 0009]
