DE102014017113A1

DE102014017113A1 - Clamping device for a traction mechanism drive of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102014017113A1
Application number: DE102014017113.2A
Authority: DE
Inventors: Sascha Moses; Alexander Vock; Sven Skorupa
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2016-05-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung (10) für einen Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einem Gehäuse (12), mit wenigstens einem zumindest teilweise in dem Gehäuse (12) aufgenommenen und relativ zu dem Gehäuse (12) bewegbaren Spannelement (14), über welches ein Zugmittel des Zugmitteltriebs zu spannen ist, wobei beidseitig des um eine Drehachse (16) relativ zu dem Gehäuse (12) drehbaren Spannelements (14) jeweilige Arbeitskammern (18, 20) angeordnet sind, welche zumindest teilweise durch das Spannelement (14) begrenzt und zum Drehen des Spannelements (14) mit einem Medium befüllbar sind.The invention relates to a tensioning device (10) for a traction mechanism drive of an internal combustion engine, having at least one housing (12), with at least one tensioning element (14) accommodated at least partially in the housing (12) and movable relative to the housing (12) a tensioning means of the traction mechanism drive is to be tensioned, wherein on both sides of the about an axis of rotation (16) relative to the housing (12) rotatable clamping element (14) respective working chambers (18, 20) are arranged, which at least partially by the clamping element (14) and limited for rotating the clamping element (14) can be filled with a medium.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a tensioning device for a traction mechanism drive of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.

Eine solche Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise der DE 10 2008 059 191 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Spannvorrichtung umfasst dabei wenigstens ein Gehäuse und wenigstens ein zumindest teilweise in dem Gehäuse aufgenommenes und relativ zu dem Gehäuse bewegbares Spannelement, über welches ein Zugmittel des Zugmitteltriebs zu spannen ist. Herkömmlicherweise umfasst das Spannelement einen Kolben, welcher translatorisch relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist. Durch translatorisches Einfahren des Kolbens in das Gehäuse beziehungsweise durch translatorisches Ausfahren des Kolbens aus dem Gehäuse kann eine mittels des Spannelements zu bewirkende Spannung beziehungsweise Vorspannung des Zugmittels bedarfsgerecht eingestellt werden. Dabei steht das Spannelement zumindest mittelbar mit dem Zugmittel in Verbindung, so dass das Zugmittel beispielsweise derart stärker gespannt werden kann, dass der Kolben aus dem Gehäuse ausgefahren wird. Durch Einfahren des Kolbens in das Gehäuse wird die mittels des Spannelements bewirkbare Spannung des Zugmittels verringert.Such a tensioning device for a traction mechanism drive of an internal combustion engine is, for example, the DE 10 2008 059 191 A1 to be known as known. The clamping device comprises at least one housing and at least one at least partially accommodated in the housing and movable relative to the housing clamping element, via which a traction means of the traction mechanism is to tension. Conventionally, the clamping element comprises a piston which is translationally movable relative to the housing. By translational retraction of the piston in the housing or by translational extension of the piston from the housing, a voltage to be effected by means of the clamping element or bias of the traction means can be adjusted as needed. In this case, the clamping element is at least indirectly connected to the traction means, so that the traction means, for example, can be stretched so much stronger that the piston is extended out of the housing. By retracting the piston in the housing which can be effected by means of the tensioning element tension of the traction means is reduced.

Beispielsweise ist zumindest mittelbar an dem Kolben eine Riemenscheibe des Spannelements drehbar gehalten, wobei das Zugmittel über die Riemenscheibe in Verbindung mit dem Spannelement steht. Dadurch kann das Zugmittel über die Riemenscheibe und den Kolben gespannt werden. Üblicherweise wird das Zugmittel dazu verwendet, mittels einer Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine wenigstens eine weitere Welle anzutreiben. Die weitere Welle ist beispielsweise eine Nockenwelle oder eine Welle eines Nebenaggregats, insbesondere einer Pumpe, sodass die Nockenwelle beziehungsweise die Pumpe über das Zugmittel von der Abtriebswelle angetrieben werden kann. Beispielsweise ist die Verbrennungskraftmaschine als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, so dass die Abtriebswelle eine Kurbelwelle ist.For example, at least indirectly on the piston, a pulley of the clamping element is rotatably supported, wherein the traction means is in communication with the clamping element via the pulley. As a result, the traction means can be stretched over the pulley and the piston. Usually, the traction means is used to drive at least one further shaft by means of an output shaft of the internal combustion engine. The further shaft is, for example, a camshaft or a shaft of an auxiliary unit, in particular a pump, so that the camshaft or the pump can be driven via the traction means by the output shaft. For example, the internal combustion engine is designed as a reciprocating internal combustion engine, so that the output shaft is a crankshaft.

Bei dem Zugmitteltrieb kann es sich beispielsweise um einen Riementrieb handeln, welcher als das Zugmittel einen Riemen umfasst. Die mittels der Spannvorrichtung beziehungsweise des Spannelements bewirkbare Spannung beziehungsweise Vorspannung des Zugmittels dient dazu, übermäßige und unerwünschte Bewegungen des Zugmittels zu vermeiden sowie die Gefahr gering zu halten, dass sich das Zugmittel unerwünschter Weise von der Abtriebswelle und der weiteren Welle löst.The traction mechanism drive may be, for example, a belt drive, which comprises a belt as the traction means. The effected by means of the tensioning device or the tensioning element tension or bias of the traction means serves to avoid excessive and undesirable movements of the traction means and to keep the risk low that the traction means undesirably detaches from the output shaft and the other shaft.

Die DE 10 2008 030 057 A1 offenbart einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit zumindest einem schwenkrotorischen Nockenwellenversteller, mittels welchem eine Drehstellung einer Nockenwelle relativ zu einer Drehstellung einer Abtriebswelle, welche die Nockenwelle antreibbar ist, veränderbar ist.The DE 10 2008 030 057 A1 discloses a valve train of an internal combustion engine with at least one pivotal camshaft phaser, by means of which a rotational position of a camshaft relative to a rotational position of an output shaft, which is drivable, the camshaft, is variable.

Schließlich offenbart die DE 10 2012 218 524 A1 eine hydraulische Spannvorrichtung mit einem Zylinder und einem darin längs beweglich geführten Kolben, der mit dem Zylinder einen hydraulischen Druckraum begrenzt. Die hydraulische Spannvorrichtung umfasst ferner einen hydraulischen Vorratsraum und ein Rückschlagventil, das den Vorratsraum mit dem Druckraum verbindet, wobei das Rückschlagventil schließt, wenn der Druck im Druckraum den Druck im Vorratsraum überschreitet. Ferner ist ein Druckentlastungsventil vorgesehen, dass den Druckraum mit den Vorratsraum verbindet, wobei das Druckentlastungsventil gegen die Vorspannung einer Ventilfeder öffnet, wenn der Druck im Druckraum einen Grenzdruck überschreitet, der durch die Ventilfedervorspannkraft vorgegeben ist. Ferner ist es vorgesehen, dass die Spannvorrichtung einen ansteuerbaren Aktuator zu betrieblichen Veränderungen der Ventilfedervorspannkraft umfasst.Finally, the reveals DE 10 2012 218 524 A1 a hydraulic tensioning device with a cylinder and a longitudinally movably guided piston which defines a hydraulic pressure chamber with the cylinder. The hydraulic tensioning device further comprises a hydraulic reservoir and a check valve which connects the reservoir with the pressure chamber, wherein the check valve closes when the pressure in the pressure chamber exceeds the pressure in the reservoir. Further, a pressure relief valve is provided which connects the pressure chamber with the reservoir, wherein the pressure relief valve opens against the bias of a valve spring when the pressure in the pressure chamber exceeds a limiting pressure, which is predetermined by the valve spring biasing force. Furthermore, it is provided that the tensioning device comprises a controllable actuator for operational changes of the valve spring preloading force.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass die mittels des Spannelements bewirkbare Spannung des Zugmittels auf besonders einfache und platzsparende Weise bedarfsgerecht einstellbar ist.Object of the present invention is to develop a clamping device of the type mentioned in such a way that the effected by means of the clamping element voltage of the traction means in a particularly simple and space-saving manner is adjusted as needed.

Diese Aufgabe wird durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a clamping device having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Spannvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, mittels welcher die durch das Spannelement bewirkbare Spannung des Zugmittels auf einfache und platzsparende Weise bedarfsgerecht eingestellt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass beidseitig des um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehbaren Spannelements jeweilige Arbeitskammern angeordnet sind, welche zumindest teilweise durch das Spannelement begrenzt und zum Drehen des Spannelements mit einem Medium befüllbar sind.In order to provide a clamping device of the type specified in the preamble of claim 1, by means of which the tension can be effected by the tensioning element of the traction means can be adjusted as needed in a simple and space-saving manner, it is provided according to the invention that on both sides of a rotation axis rotatable relative to the housing Clamping element respective working chambers are arranged which are at least partially limited by the clamping element and can be filled with a medium for rotating the clamping element.

Im Unterschied zum Stand der Technik ist es somit erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Spannelement nicht translatorisch relativ zum Gehäuse, sondern rotatorisch relativ zum Gehäuse bewegbar ist, so dass der Bauraumbedarf der Spannvorrichtung gering gehalten werden kann. Dadurch, dass die Arbeitskammern jeweils teilweise durch das Spannelement begrenzt sind, sind die Arbeitskammern durch Drehen des Spannelements relativ zum Gehäuse in ihren jeweiligen Volumina veränderbar. Wird somit beispielsweise eine der Arbeitskammern mit dem Medium befüllt, wobei das Medium aus der anderen der Arbeitskammern abgeführt wird, so wird dadurch eine Volumenvergrößerung der einen Arbeitskammer und eine Volumenverkleinerung der anderen Arbeitskammer bewirkt und es kann dadurch eine Drehung des Spannelements relativ zum Gehäuse in eine erste Drehrichtung bewirkt werden.In contrast to the prior art, it is thus provided according to the invention that the clamping element is not translational relative to the housing, but rotationally movable relative to the housing, so that the space requirement of the clamping device can be kept low. Due to the fact that the working chambers each partially through the Clamping element are limited, the working chambers are variable by rotating the clamping element relative to the housing in their respective volumes. Thus, for example, one of the working chambers is filled with the medium, wherein the medium is discharged from the other of the working chambers, this is an increase in volume of a working chamber and a reduction in volume of the other working chamber causes and thereby rotation of the clamping element relative to the housing in a first direction of rotation can be effected.

Wird hingegen die andere Arbeitskammer mit dem Medium befüllt, und wird das Medium aus der einen Arbeitskammer abgeführt, so wird dadurch eine Drehung des Spannelements in eine der ersten Drehrichtungen entgegengesetzte, zweite Drehrichtung um die Drehachse relativ zum Gehäuse bewirkt. Durch dieses bedarfsgerechte Drehen des Spannelements um die Drehachse kann die auf das Zugmittel wirkende und durch das Spannelement bewirkbare Spannung bedarfsgerecht eingestellt werden und beispielsweise an jeweilige Betriebspunkte der beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine angepasst werden.If, however, the other working chamber is filled with the medium, and the medium is discharged from the one working chamber, it causes a rotation of the clamping element in one of the first rotational directions opposite, second rotational direction about the axis of rotation relative to the housing. By this demand-driven rotation of the clamping element about the axis of rotation acting on the traction means and effected by the clamping element voltage can be adjusted as needed and adapted, for example, to respective operating points of the example designed as reciprocating internal combustion engine internal combustion engine.

Der Erfindung liegt auch die Erkenntnis zugrunde, dass Zugmitteltriebe, insbesondere Riementriebe, aufgrund immer stärker werdender Drehungleichförmigkeiten moderner Motoren immer höheren Belastungen ausgesetzt sind. Die stärker werdenden Drehungleichförmigkeiten sind das Resultat der stetigen Erhöhung des Spitzendrucks, der Reduzierung von drehenden Massen etc. Hierbei kommen herkömmliche Spannvorrichtungen, insbesondere Riemenspannsysteme, an ihre physikalischen Grenzen. Durch die Verstellbarkeit des Spannelements und somit der Spannung beziehungsweise Vorspannung des Zugmittels kann bei jeder Frequenz und insbesondere bei jeder Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine eine bedarfsgerechte Spannung des Zugmittels gewährleistet werden, so dass auch auf die Spannvorrichtung wirkende Belastungen gering gehalten werden können. Hierdurch können übermäßiger Verschleiß und Hitze vermieden sowie die Gefahr einer Überhitzung der Spannvorrichtung besonders gering gehalten werden.The invention is also based on the finding that traction drives, in particular belt drives, are exposed to increasingly higher loads due to ever increasing rotational irregularities of modern engines. The increasing rotational irregularities are the result of the steady increase in peak pressure, the reduction of rotating masses etc. Here, conventional tensioning devices, in particular belt tensioning systems, reach their physical limits. Due to the adjustability of the clamping element and thus the voltage or bias of the traction means can be guaranteed at any frequency and in particular at any speed of the internal combustion engine needs-based tension of the traction means, so that also acting on the tensioning device loads can be kept low. As a result, excessive wear and heat can be avoided and the risk of overheating of the clamping device can be kept particularly low.

Hierbei ist es möglich, die Spannvorrichtung analog zu einem Nockenwellenversteller auszubilden, so dass die Spannvorrichtung stets in einem zumindest im Wesentlichen optimalen Arbeitsbereich betrieben werden kann. Eine Anpassung einer Nominalposition der Spannvorrichtung kann während des Betriebs erfolgen. Durch Verändern der Nominalposition und sinnvolle Abstimmung der Spannvorrichtung kann beispielsweise die Bewegung eines Spannerarms, über welchen beispielsweise das Zugmittel mit dem Spannelement in Verbindung steht, gering gehalten werden, so dass beispielsweise die Gefahr einer Überhitzung eines hydraulischen Dämpfungselements zum Dämpfen von Schwingungen des Spannelements und somit des Zugmittels besonders gering gehalten werden kann.In this case, it is possible to design the tensioning device analogously to a camshaft adjuster, so that the tensioning device can always be operated in an at least substantially optimum working range. An adaptation of a nominal position of the clamping device can take place during operation. By changing the nominal position and meaningful tuning of the clamping device, for example, the movement of a tensioner arm, about which, for example, the traction means is in communication with the clamping element, kept low, so that, for example, the risk of overheating of a hydraulic damping element for damping vibrations of the clamping element and thus of the traction means can be kept particularly low.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine schematische Darstellung einer Spannvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform für einen Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem um eine Drehachse drehbaren Spannelement, wobei beidseitig des Spannelements jeweilige Arbeitskammern angeordnet sind, welche zumindest teilweise durch das Spannelement begrenzt und zum Drehen des Spannelements mit einem Medium befüllbar sind; 1 a schematic representation of a clamping device according to a first embodiment of a traction mechanism of an internal combustion engine, with a rotatable about a rotation axis clamping element, wherein on both sides of the clamping element respective working chambers are arranged which are at least partially limited by the clamping element and filled with a medium for rotating the clamping element;

2 eine schematische Darstellung der Spannvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; 2 a schematic representation of the clamping device according to a second embodiment;

3 eine schematische Darstellung der Spannvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und 3 a schematic representation of the clamping device according to a third embodiment; and

4 eine schematische Darstellung einer Spannvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. 4 a schematic representation of a clamping device according to a fourth embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Spannvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform für einen Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Der Zugmitteltrieb umfasst ein Zugmittel und ist beispielsweise als Riementrieb ausgebildet, dessen Zugmittel ein Riemen ist. Die Verbrennungskraftmaschine ist hierbei beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und umfasst eine Abtriebswelle in Form einer Kurbelwelle, welche über den Riemen (Zugmittel) mit wenigstens einer weiteren Welle gekoppelt ist, so dass die weitere Welle über das Zugmittel von der Kurbelwelle antreibbar ist. Die weitere Welle ist beispielsweise eine Nockenwelle zur Betätigung von Gaswechselventilen oder aber eine Welle eines Nebenaggregats, insbesondere einer Pumpe, so dass beispielsweise die Pumpe über das Zugmittel von der Kurbelwelle angetrieben werden kann. Hierbei dient die Spannvorrichtung 10 zum Spannen des Zugmittels, so dass übermäßige Bewegungen des Zugmittels vermieden werden können. 1 shows a schematic representation of a clamping device 10 according to a first embodiment of a traction drive of an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a passenger car. The traction mechanism drive comprises a traction means and is formed for example as a belt drive, the traction means is a belt. The internal combustion engine is in this case designed, for example, as a reciprocating internal combustion engine and comprises an output shaft in the form of a crankshaft, which is coupled via the belt (traction means) with at least one further shaft, so that the further shaft on the Traction means is driven by the crankshaft. The further shaft is for example a camshaft for actuating gas exchange valves or a shaft of an auxiliary unit, in particular a pump, so that, for example, the pump can be driven by the traction means of the crankshaft. Here, the clamping device is used 10 for tensioning the traction means, so that excessive movements of the traction means can be avoided.

Die Spannvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 12 sowie ein zumindest teilweise in dem Gehäuse 12 aufgenommenes Spannelement 14, über welches das Zugmittel zu spannen ist, das heißt gespannt wird. Das Spannelement 14 wird auch als Verstellkolben bezeichnet und steht im fertig hergestellten Zustand des Kraftwagens zumindest mittelbar in Verbindung mit dem Zugmittel. Beispielsweise umfasst das Spannelement 14 eine um eine Drehachse relativ zu dem Spannelement 14 drehbare Rolle oder Riemenscheibe, die mit dem Zugmittel in Verbindung steht. Dadurch werden Kräfte und Schwingungen von dem Zugmittel über die Riemenscheibe an das Spannelement 14 übertragen, so dass das Zugmittel über die Riemenscheibe mittels des Spannelements 14 gespannt und somit straff gehalten werden kann. Dies bedeutet, dass Spannkräfte vom Spannelement 14 auf das Zugmittel übertragen werden können, so dass das Zugmittel gespannt beziehungsweise vorgespannt werden kann. Das Gehäuse ist beispielsweise ortsfest, insbesondere an der Verbrennungskraftmaschine befestigt.The tensioning device 10 includes a housing 12 and at least partially in the housing 12 received clamping element 14 , over which the traction means is to tension, that is stretched. The tensioning element 14 is also referred to as adjusting and is at least indirectly in connection with the traction means in the finished state of the motor vehicle. For example, the clamping element comprises 14 one about an axis of rotation relative to the clamping element 14 rotatable roller or pulley, which is in communication with the traction means. As a result, forces and vibrations of the traction means on the pulley to the clamping element 14 transfer, so that the traction means via the pulley by means of the clamping element 14 can be tense and thus kept tight. This means that clamping forces from the clamping element 14 can be transferred to the traction means, so that the traction means can be stretched or biased. The housing is stationary, for example, in particular attached to the internal combustion engine.

Um nun die mittels des Spannelements 14 bewirkbare Spannung beziehungsweise Vorspannung des Zugmittels bedarfsgerecht und auf platzsparende Weise einstellen zu können, ist das zumindest teilweise in dem Gehäuse 12 angeordnete Spannelement 14 um eine Drehachse 16 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar, wobei das Spannelement 14 vorzugsweise an dem Gehäuse 12 um die Drehachse 16 relativ zum Gehäuse 12 drehbar gelagert ist. Ferner sind beidseitig des um die Drehachse 16 drehbaren Spannelements 14 Arbeitskammern 18 und 20 angeordnet, welche jeweils teilweise durch das Spannelement 14 und teilweise durch das Gehäuse 12 begrenzt und zum Spannen des Spannelements 14 mit einem Medium vorwiegend in Form einer Flüssigkeit befüllbar sind.To now the means of the clamping element 14 to be able to adjust the achievable voltage or pretensioning of the traction means as required and in a space-saving manner, this is at least partially in the housing 12 arranged clamping element 14 around a rotation axis 16 relative to the housing 12 rotatable, wherein the clamping element 14 preferably on the housing 12 around the axis of rotation 16 relative to the housing 12 is rotatably mounted. Furthermore, on both sides of the axis of rotation 16 rotatable tensioning element 14 working chambers 18 and 20 arranged, which in each case partially by the clamping element 14 and partly through the housing 12 limited and for clamping the clamping element 14 can be filled with a medium predominantly in the form of a liquid.

Bei der Flüssigkeit handelt es sich beispielsweise um Öl, welches aus einem motorseitigen Ölkreislauf, das heißt einem Ölkreislauf der Verbrennungskraftmaschine abzweigbar und in die Arbeitskammern 18 und 20 einleitbar ist. Dadurch, dass das Spannelement 14 die als Ölkammern ausgebildeten Arbeitskammern 18 und 20 teilweise begrenzt und relativ zu dem Gehäuse 12 bewegbar ist, sind die Arbeitskammern 18 und 20 in ihren jeweiligen Volumina veränderbar. Eine Volumenverkleinerung der Arbeitskammer 18 geht dabei mit einer proportionalen Volumenvergrößerung der Arbeitskammer 20 einher, wobei eine Volumenverkleinerung der Arbeitskammer 20 mit einer proportionalen Volumenvergrößerung der Arbeitskammer 18 einhergeht. Die Arbeitskammern 18 und 20 sind vorliegend über jeweilige Öffnungen in Form von Verstellbohrungen 22 und 24 mit dem Ölkreislauf fluidisch verbunden, so dass das Öl den Arbeitskammern 18 und 20 über die Verstellbohrungen 22 und 24 zugeführt werden kann. Darüber hinaus kann das in den Arbeitskammern 18 und 20 jeweils aufgenommene Öl über die Verstellbohrungen 22 und 24 aus den Arbeitskammern 18 und 20 abgeführt werden.The liquid is, for example, oil which can be branched off from an engine-side oil circuit, that is to say an oil circuit of the internal combustion engine, and into the working chambers 18 and 20 can be introduced. This, that the clamping element 14 the trained as oil chambers working chambers 18 and 20 partially limited and relative to the housing 12 is movable, are the working chambers 18 and 20 changeable in their respective volumes. A volume reduction of the working chamber 18 goes with a proportional increase in the volume of the working chamber 20 accompanied, wherein a reduction in volume of the working chamber 20 with a proportional increase in volume of the working chamber 18 accompanied. The working chambers 18 and 20 are present over respective openings in the form of adjusting holes 22 and 24 fluidly connected to the oil circuit, so that the oil to the working chambers 18 and 20 over the adjustment holes 22 and 24 can be supplied. In addition, that can be done in the working chambers 18 and 20 each oil absorbed via the adjustment holes 22 and 24 from the working chambers 18 and 20 be dissipated.

Aus 1 ist erkennbar, dass die Spannvorrichtung 10 ferner eine Ventileinrichtung in Form eines 4/3-Wegeventils 26 umfasst, über welche die Arbeitskammern 18 und 20 mit dem Medium befüllbar sind. Mit anderen Worten dient das 4/3-Wegeventil 26 zum Steuern beziehungsweise Einstellen jeweiliger Strömungen des Öls in die beziehungsweise aus den Arbeitskammern 18 und 20. Wird beispielsweise Öl in die Arbeitskammer 18 gefüllt, das heißt wird die Arbeitskammer 18 mit Öl beziehungsweise Druck beaufschlagt, so wird dadurch eine Drehung des Spannelements 14 um die Drehachse 16 in eine erste Drehrichtung bewirkt, wobei die erste Drehrichtung bezogen auf die Bildebene in 1 dem Uhrzeigersinn entspricht. Hierbei wird das Öl über die Verstellbohrung 24 aus der Arbeitskammer 20 abgeführt. Wird hingegen die Arbeitskammer 20 mit Öl befüllt und wird das Öl aus der Arbeitskammer 22 abgeführt, so wird dadurch eine Drehung des Spannelements 14 um die Drehachse 16 in eine der ersten Drehrichtungen entgegengesetzte, zweite Drehrichtung bewirkt, welche bezogen auf die Bildebene in 1 dem Gegenuhrzeigersinn entspricht. Bei einem Befüllen der Arbeitskammer 18 mit Öl wird beispielsweise die Riemenscheibe in Richtung des Zugmittels bewegt, das heißt in den Zugmitteltrieb hinein gefahren, wodurch die Vorspannung des Zugmittels erhöht wird. Bei einer Beaufschlagung der Arbeitskammer 20 mit Öl wird die Riemenscheibe und/oder ein andere Riemenspanner des Spannelements 14 aus dem Zugmitteltrieb herausgefahren, wodurch die Vorspannung des Zugmittels verringert wird.Out 1 it can be seen that the tensioning device 10 Further, a valve device in the form of a 4/3-way valve 26 includes, over which the working chambers 18 and 20 can be filled with the medium. In other words, the 4/3-way valve is used 26 for controlling respective flows of the oil into and out of the working chambers 18 and 20 , For example, oil in the working chamber 18 filled, that is, the working chamber 18 subjected to oil or pressure, so this is a rotation of the clamping element 14 around the axis of rotation 16 effected in a first direction of rotation, wherein the first direction of rotation with respect to the image plane in 1 clockwise. Here, the oil on the adjustment hole 24 from the working chamber 20 dissipated. Will, however, the working chamber 20 filled with oil and is the oil from the working chamber 22 dissipated, so it is a rotation of the clamping element 14 around the axis of rotation 16 in a direction opposite to the first direction of rotation, the second direction of rotation, which with respect to the image plane in 1 counterclockwise. When filling the working chamber 18 with oil, for example, the pulley is moved in the direction of the traction means, that is driven into the traction mechanism drive, whereby the bias of the traction means is increased. When loading the working chamber 20 with oil is the pulley and / or another belt tensioner of the clamping element 14 moved out of the traction mechanism, whereby the bias of the traction means is reduced.

Durch eine Reduzierung der Vorspannung des Zugmittels kann die Reibleistung der Verbrennungskraftmaschine gesenkt werden, so dass der Kraftstoffverbrauch und somit ihre CO₂-Emissionen reduziert werden können. Gestrichelte Linien 27 und 28 in 1 veranschaulichen dabei die Strömung beziehungsweise den Fluss des Öls. In einer Mittelstellung des 4/3-Wegeventils 26 wird die eingestellte Position des Spannelements 14 fixiert, da Öl weder in die Arbeitskammern 18 und 20 über die Verstellbohrungen 22 und 24 weder einströmen noch ausströmen kann.By reducing the bias of the traction means, the friction of the internal combustion engine can be lowered, so that the fuel consumption and thus their CO ₂ emissions can be reduced. Dashed lines 27 and 28 in 1 illustrate the flow or the flow of the oil. In a middle position of the 4/3-way valve 26 becomes the set position of the tensioning element 14 fixed, since neither oil in the working chambers 18 and 20 over the adjustment holes 22 and 24 can neither flow in nor out.

Aus 1 ist erkennbar, dass an dem Spannelement 14 ein mit dem Spannelement 14 mitbewegbares Dichtungselement 30 gehalten ist, wobei das Dichtungselement 30 einerseits am Spannelement 14 und andererseits einem Gehäuse 12 abgestützt ist. Mittels des Dichtungselements 20 ist das Spannelement 14 gegen das Gehäuse 12 abgedichtet, so dass die Arbeitskammern 18 und 20 gegeneinander abgedichtet sind. Mittels des Dichtungselements 30 soll verhindert werden, dass das Öl zwischen dem Spannelement 14 und dem Gehäuse 12 hindurch und somit unerwünschter Weise zwischen den Arbeitskammern 18 und 20 hin- und herströmen kann. Out 1 it can be seen that on the clamping element 14 one with the clamping element 14 mitbewegbares sealing element 30 is held, wherein the sealing element 30 on the one hand on the clamping element 14 and on the other hand, a housing 12 is supported. By means of the sealing element 20 is the tension element 14 against the case 12 sealed so that the working chambers 18 and 20 sealed against each other. By means of the sealing element 30 should prevent the oil between the clamping element 14 and the housing 12 through and thus undesirable way between the working chambers 18 and 20 can flow back and forth.

2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Spannvorrichtung 10. Bei der zweiten Ausführungsform ist der Arbeitskammer 18 ein erstes Federelement 32 mit einer ersten elastischen Membran 34 zugeordnet, wobei der Arbeitskammer 20 ein zweites Federelement 36 mit einer zweiten elastischen Membran 38 zugeordnet ist. Die Federelemente 32 und 36 sind dabei als Gasfedern ausgebildet, wobei die Arbeitskammer 18 teilweise durch die erste elastische Membran 34 und die Arbeitskammer 20 teilweise durch die erste elastische Membran 38 begrenzt ist. Dadurch ist das jeweilige Federelement 32 beziehungsweise 36 durch eine Drehung des Spannelements 14 zu spannen. 2 shows a second embodiment of the clamping device 10 , In the second embodiment, the working chamber 18 a first spring element 32 with a first elastic membrane 34 assigned, the working chamber 20 a second spring element 36 with a second elastic membrane 38 assigned. The spring elements 32 and 36 are designed as gas springs, wherein the working chamber 18 partly through the first elastic membrane 34 and the working chamber 20 partly through the first elastic membrane 38 is limited. As a result, the respective spring element 32 respectively 36 by a rotation of the clamping element 14 to stretch.

Hierbei umfasst das Federelement 32 einen ersten Gasraum 40, welcher teilweise durch die Membran 34 begrenzt ist, wobei das Federelement 36 einen zweiten Gasraum 42 umfasst, welcher teilweise durch die Membran 38 begrenzt ist. Da die Membranen 34 und 38 elastisch sind, sind auch die Gasräume 40 und 42 in ihren jeweiligen Volumina veränderbar. Die Gasräume 40 und 42 sind dabei jeweils mit einem Gas gefüllt. Befindet sich beispielsweise das 4/3-Wegeventil 26 in seiner Mittelstellung, und kommt es zu Schwingungen des Zugmittels, so werden die Schwingungen des Zugmittels auf das Spannelement 14 übertragen. Bewirken die Schwingungen beispielsweise eine Drehung des Spannelements 14 im Uhrzeigersinn, so wird das Spannelement 14 auf die Membran 38 zu bewegt, während das sich in der Arbeitskammer 20 befindende Öl aufgrund der Mittelstellung des 4/3-Wegeventils 26 nicht über die Verstellbohrung 24 aus der Arbeitskammer 20 abfließen kann. Dadurch wird die Membran 38 über das sich in der Arbeitskammer 20 befindende Öl mittels des Spannelements 14 elastisch verformt und dadurch gespannt. Die Membran 38 leistet somit Verformungsarbeit, wobei Schwingungsenergie in Verformungsenergie umgewandelt wird, so dass die Schwingungen des Spannelements 14 und somit des Zugmittels gedämpft werden.Here, the spring element comprises 32 a first gas space 40 partially through the membrane 34 is limited, wherein the spring element 36 a second gas space 42 which partially passes through the membrane 38 is limited. Because the membranes 34 and 38 elastic, are also the gas chambers 40 and 42 changeable in their respective volumes. The gas rooms 40 and 42 are each filled with a gas. For example, is the 4/3-way valve 26 in its middle position, and it comes to vibrations of the traction means, so the vibrations of the traction means on the clamping element 14 transfer. For example, the vibrations cause rotation of the tension member 14 clockwise, so will the clamping element 14 on the membrane 38 too moved while that is in the working chamber 20 located oil due to the middle position of the 4/3-way valve 26 not over the adjustment hole 24 from the working chamber 20 can drain away. This will make the membrane 38 about that in the working chamber 20 located oil by means of the clamping element 14 elastically deformed and thus stretched. The membrane 38 thus performs deformation work, whereby vibration energy is converted into deformation energy, so that the oscillations of the clamping element 14 and thus the traction means are damped.

Entsprechendes kann auf die Membran 34 übertragen werden, wenn die Schwingungen des Zugmittels, die auf das Spannelement 14 übertragen werden, eine Drehung beziehungsweise Drehungen des Spannelements 14 um die Drehachse 16 in Richtung der Membran 34 bewirken. Da hier das sich in der Arbeitskammer 18 befindende Öl nicht über die Verstellbohrung 22 aus der Arbeitskammer 18 abgeführt werden kann, da sich das 4/3-Wegeventil 26 in seiner Mittelstellung befindet, wird die Membran 34 elastisch verformt, so dass die Schwingungen gedämpft werden. Somit ist ein hydraulisches Dämpfungselement gebildet. Da hierbei das Spannelement 14 hydraulisch verstellt werden kann, kann bei jeder Frequenz beziehungsweise Drehzahl eine bedarfsgerechte Spannung des Zugmittels gewährleistet werden, so dass beispielsweise durch die Schwingungen des Zugmittels bewirkte Bewegungen des Spannelements 14 gering gehalten werden können. Dadurch kann die Gefahr einer Überhitzung des hydraulischen Dämpfungselements gering gehalten werden.The same can be done on the membrane 34 be transferred when the vibrations of the traction means acting on the tensioning element 14 be transmitted, a rotation or rotations of the clamping element 14 around the axis of rotation 16 in the direction of the membrane 34 cause. Since this is in the working chamber 18 oil is not on the adjustment hole 22 from the working chamber 18 can be dissipated, since the 4/3-way valve 26 is in its middle position, the diaphragm becomes 34 elastically deformed, so that the vibrations are damped. Thus, a hydraulic damping element is formed. Since in this case the clamping element 14 can be hydraulically adjusted, can be guaranteed at each frequency or speed needs-based tension of the traction means, so that, for example, caused by the vibrations of the traction means movements of the clamping element 14 can be kept low. As a result, the risk of overheating of the hydraulic damping element can be kept low.

Bei der zweiten Ausführungsform kann wie bei der ersten Ausführungsform ein externes Dämpfungselement vorgesehen sein, um die Schwingungen des Zugmittels, insbesondere über das Spannelement 14, zu dämpfen beziehungsweise eine solche Dämpfung zu unterstützen.In the second embodiment may be provided as in the first embodiment, an external damping element to the vibrations of the traction means, in particular via the clamping element 14 to dampen or support such a damping.

3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Spannvorrichtung 10, bei welcher eine hinreichende Dämpfung der Schwingungen des Spannelements 14 und über dieses der Schwingungen des Zugmittels ohne ein externes Dämpfungselement gewährleistet werden kann. Hierzu ist bei der dritten Ausführungsform ein mit dem Spannelement 14 mit bewegbares Dämpfungselement in Form eines Reibelements 44 vorgesehen, mittels welchem Schwingungen des Spannelements 14 und somit des Zugmittels zu dämpfen sind. Das Reibelement 44 ist an dem Spannelement 14 gehalten und am Gehäuse 12 abgestützt, so dass das Reibelement 44 bei Drehungen des Spannelements 14 um die Drehachse 16 am Gehäuse 12 entlang reibt. Dadurch wird Schwingungsenergie in Reibungsenergie umgewandelt, so dass die Schwingungen gedämpft werden. Hierdurch kann auf ein weiteres externes Dämpfungselement verzichtet werden. Ferner übernimmt das Reibelement 44 die geschilderte Funktion des Dichtungselements 30, so dass die Arbeitskammern 18 und 20 mittels des Reibelements 44 gegeneinander abgedichtet sind. Vorzugsweise ist das Reibelement 44 beziehungsweise das Dichtungselement 30 aus einem Kunststoff, insbesondere einem Gummi, gebildet. 3 shows a third embodiment of the clamping device 10 in which a sufficient damping of the oscillations of the clamping element 14 and can be guaranteed by this of the vibrations of the traction means without an external damping element. For this purpose, in the third embodiment, one with the clamping element 14 with movable damping element in the form of a friction element 44 provided, by means of which vibrations of the clamping element 14 and thus the traction means are to be damped. The friction element 44 is on the clamping element 14 held and on the case 12 supported, so that the friction element 44 during rotations of the clamping element 14 around the axis of rotation 16 on the housing 12 rubs along. As a result, vibration energy is converted into friction energy, so that the vibrations are damped. As a result, it is possible to dispense with a further external damping element. Furthermore, the friction element takes over 44 the described function of the sealing element 30 so that the working chambers 18 and 20 by means of the friction element 44 sealed against each other. Preferably, the friction element 44 or the sealing element 30 made of a plastic, in particular a rubber.

4 zeigt schließlich eine vierte Ausführungsform der Spannvorrichtung 10. Zur Realisierung einer hydraulischen Dämpfung der Schwingungen des Spannelements 14 und somit des Zugmittels sind bei der vierten Ausführungsform am Spannelement 14 Ventilelemente 46 und 48 vorgesehen, über welche das Medium (Öl) aus einer der Arbeitskammern 18 und 20 in die jeweils andere Arbeitskammer 20 beziehungsweise 18 überführbar ist. Wird das Spannelement 14 im Uhrzeigersinn beispielsweise durch Schwingungen gedreht, während das sich in der Arbeitskammer 20 befindende Öl nicht über die Verstellbohrung 24 aus der Arbeitskammer 20 ausströmen kann, so öffnet das als Rückschlagventil ausgebildete Ventilelement 48, während das Ventilelement 46, welches ebenfalls als Rückschlagventil ausgebildet ist, geschlossen bleibt. Hierdurch kann zumindest ein Teil des sich in der Arbeitskammer 20 befindenden Öls durch das Ventilelement 48 hindurch strömen, wodurch die Schwingungen nach Art eines hydraulischen Stoßdämpfers hydraulisch gedämpft werden. Wird das Spannelement 14 hingegen beispielsweise schwingungsbedingt im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse 16 gedreht, während das sich in der Arbeitskammer 18 befindende Öl nicht über die Verstellbohrung 22 aus der Arbeitskammer 18 ausströmen kann, so öffnet das als Rückschlagventil ausgebildete Ventilelement 46, während das als Rückschlagventil ausgebildete Ventilelement 48 geschlossen bleibt. Somit kann das sich in der Arbeitskammer 18 befindende Öl das Ventilelement 46 durchströmen und dadurch von der Arbeitskammer 18 in die Arbeitskammer 20 überströmen, wodurch ebenfalls nach Art eines hydraulischen Stoßdämpfers die Schwingungen hydraulisch gedämpft werden. Somit sind die Schwingungen sowohl in der Druck- als auch in der Zugstufe zu dämpfen. Dadurch kann auf ein weiteres externes Dämpfungselement verzichtet werden. 4 finally shows a fourth embodiment of the clamping device 10 , To realize a hydraulic damping of the oscillations of the clamping element 14 and thus the traction means are in the fourth embodiment of the clamping element 14 valve elements 46 and 48 provided over which the medium (oil) from one of the working chambers 18 and 20 in the other working chamber 20 respectively 18 is convertible. Will the clamping element 14 rotated clockwise, for example, by vibrations while in the working chamber 20 oil is not on the adjustment hole 24 from the working chamber 20 can flow out, so opens the designed as a check valve valve element 48 while the valve element 46 , which is also designed as a check valve, remains closed. As a result, at least a part of itself in the working chamber 20 located oil through the valve element 48 through which the vibrations are hydraulically damped in the manner of a hydraulic shock absorber. Will the clamping element 14 however, for example, due to vibration counterclockwise about the axis of rotation 16 turned while in the working chamber 18 oil is not on the adjustment hole 22 from the working chamber 18 can flow out, so opens the designed as a check valve valve element 46 while the valve element designed as a check valve 48 remains closed. Thus, this can be in the working chamber 18 located oil the valve element 46 flow through and thereby from the working chamber 18 in the working chamber 20 overflow, which also hydraulically damped the vibrations in the manner of a hydraulic shock absorber. Thus, the vibrations are attenuated both in the compression and rebound. As a result, it is possible to dispense with a further external damping element.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Spannvorrichtungjig
1212: Gehäusecasing
1414: Spannelementclamping element
1616: Drehachseaxis of rotation
1818: Arbeitskammerworking chamber
2020: Arbeitskammerworking chamber
2222: Verstellbohrungadjusting hole
2424: Verstellbohrungadjusting hole
2626: 4/3-Wegeventil4/3-way valve
2727: gestrichelte Liniedashed line
2828: gestrichelte Liniedashed line
3030: Dichtungselementsealing element
3232: Federelementspring element
3434: elastische Membranelastic membrane
3636: Federelementspring element
3838: elastische Membranelastic membrane
4040: Gasraumheadspace
4242: Gasraumheadspace
4444: Reibelementfriction
4646: Ventilelementvalve element
4848: Ventilelementvalve element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008059191 A1 [0002]
DE 102008030057 A1 [0005]
DE 102012218524 A1 [0006]

Claims

Clamping device ( 10 ) for a traction drive of an internal combustion engine, with at least one housing ( 12 ), with at least one at least partially in the housing ( 12 ) and relative to the housing ( 12 ) movable tensioning element ( 14 ), via which a traction means of the traction mechanism drive is to be tensioned, characterized in that on both sides of a traction axis ( 16 ) relative to the housing ( 12 ) rotatable tensioning element ( 14 ) respective working chambers ( 18 . 20 ) are arranged, which at least partially by the clamping element ( 14 ) and for rotating the clamping element ( 14 ) are filled with a medium.

Clamping device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that a valve device ( 26 ) is provided, via which the working chambers ( 18 . 20 ) are filled with the medium.

Clamping device ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the working chambers ( 18 . 20 ) each have a spring element ( 32 . 36 ) is assigned, which by a rotation of the clamping element ( 14 ) is to tension.

Clamping device ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the respective spring element ( 32 . 36 ) an elastic membrane ( 34 . 38 ), through which the respective working chamber ( 18 . 20 ) is partially limited.

Clamping device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one with the clamping element ( 14 ) with movable friction element ( 44 ) is provided, by means of which vibrations of the clamping element ( 14 ) are to be damped.

Clamping device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the clamping element ( 14 ) at least one valve element ( 46 . 48 ) is provided, via which the medium from one of the working chambers ( 18 . 20 ) into the other working chamber ( 18 . 20 ) is convertible.