DE102016115467A1

DE102016115467A1 - Hydraulische kettenspannvorrichtung mit ölreservoir für invertierte installationen

Info

Publication number: DE102016115467A1
Application number: DE102016115467.9A
Authority: DE
Inventors: Eric D. Staley
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2036-08-20
Also published as: CN106481761B; US20170059011A1; CN106481761A; DE102016115467B4; US9765856B2

Abstract

Eine Spannvorrichtung beinhaltet ein Gehäuse, das einen Hohlraum mit einem darin befindlichen Kolben definiert. Eine Feder ist im Eingriff mit dem Kolben zum Vorspannen des Kolbens in eine nach außen gerichtete Richtung. Ein Ölkanal ist in Verbindung mit dem Hohlraum, um unter Druck stehendes Öl in den Hohlraum zu leiten und ein Ölreservoir befindet sich im Gehäuse und ist in Verbindung mit dem Hohlraum. Das Ölreservoir beinhaltet eine Entlüftungsöffnung in einer vertikalen Ebene, die mindestens genauso hoch wie der Ölkanal im Hohlraum ist, sodass der Ölfüllstand bei einer Installation der Spannvorrichtung in invertierter Ausrichtung im Hohlraum aufrechterhalten wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine hydraulische Riemen- bzw. Kettenspannvorrichtung mit einem Ölreservoir für invertierte Installationen, um Lecks aus der Hochdruckkammer der Spannvorrichtung zu verhindern.
HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG
Der folgende Abschnitt bietet Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung, bei denen es sich nicht notwendigerweise um den bisherigen Stand der Technik handelt.
Hydraulische Spannvorrichtungen werden verwendet, um Spannungskraft auf eine Kette oder einen Riemen auszuüben, um ein Rasseln der Kette bzw. Durchrutschen des Riemens im Hilfsantrieb eines Motors oder anderer industrieller Maschinen zu verhindern. Bei einer typischen hydraulischen Spannvorrichtung 100, wie in 3 dargestellt, befindet sich ein Kolben 102 in einem Hohlraum 104 eines Gehäuses 106 und ist auf einem Spannschuh 108 vorgespannt, um Spannkraft auf einen Riemen bzw. eine Kette auszuüben. Ein Hochdrucköl wird in den Hohlraum eingeleitet, um die Bewegung des Kolbens zu dämpfen. Das Öl wird aus der Hochdruckkammer gepresst, in welcher es um den Kolben 102 und in den Kettenhohlraum fließt. In einer invertierten Installation besteht die Möglichkeit, dass die Schwerkraft (wie durch die Pfeile „A” veranschaulicht) das Öl aus der Hochdruckkammer 104 zieht, und nachdem der Motor für einige Zeit stillsteht, bewirkt, dass die Hochdruckkammer minimalmengengeschmiert ist. Dementsprechend ist es wünschenswert, eine hydraulische Kettenspannvorrichtung bereitzustellen, die sich nach der Installation in eine invertierte Anwendung nicht entleert.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist für invertierte Installationen eine hydraulische Ketten- oder Riemenspannvorrichtung mit Ölreservoir vorgesehen. Das Reservoir wird an die Spannvorrichtung angebracht, damit sobald das Öl aus der Hochdruckkammer gepresst wird, das Reservoir das Öl aufnimmt und während der Abschaltung in der Hochdruckkammer aufbewahrt. Das Reservoir bewahrt eine ausreichende Menge Öl in der Hochdruckkammer auf, um ein Rasseln der Kette und eine inkonsistente Erstarrung der Ölsäule während des Einschaltens zu verhindern.
Weitere Anwendungsbereiche sind aus der hier dargebotenen Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen ausschließlich zur Veranschaulichung und sollen keinesfalls den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschränken.
ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und stellen nicht die Gesamtheit der möglichen Realisierungen dar und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken.
1 ist eine schematische Darstellung eines Riemen- bzw. Kettenantriebssystems mit einer Spannvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Teilquerschnittansicht einer Spannvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; und
3 ist eine Teilquerschnittansicht einer Spannvorrichtung zur Veranschaulichung eines Problems der dem bisherigen Stand der Technik entsprechenden Spannvorrichtungen.
Gleiche Bezugszeichen geben die entsprechenden Einzelteile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen an.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden nun exemplarische Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Es werden exemplarische Ausführungsformen bereitgestellt, damit die vorliegende Offenbarung tiefgreifend verständlich ist und den Fachleuten deren Umfang vollständig vermittelt. Es werden zahlreiche spezifische Details, wie etwa Beispiele für spezifische Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren dargelegt, um ein tiefgreifendes Verständnis für die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Fachleute werden erkennen, dass spezifische Details möglicherweise nicht erforderlich sind, dass exemplarische Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgeführt sein können, und dass keine der Ausführungsformen dahingehend ausgelegt werden soll, dass sie den Umfang der Offenbarung beschränkt. In manchen exemplarischen Ausführungsformen sind wohlbekannte Verfahren, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Technologien nicht ausführlich beschrieben.
Die hier verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und soll in keiner Weise einschränkend sein. Wie hierin verwendet, schließen die Singularformen „ein/eine” und „der/die/das” gegebenenfalls auch die Pluralformen ein, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Die Begriffe „umfasst”, „umfassend”, „beinhalten” und „haben” sind einschließend und geben daher das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten an, schließen aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen hiervon aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht so auszulegen, dass die beschriebene oder dargestellte Reihenfolge unbedingt erforderlich ist, sofern dies nicht spezifisch als Reihenfolge der Ausführung angegeben ist. Es sei außerdem darauf hingewiesen, dass zusätzliche oder alternative Schritte angewendet werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „an/auf”, „in Eingriff mit”, „verbunden mit” oder „gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, kann es/sie sich entweder direkt an/auf dem anderen Element oder der anderen Schicht befinden, damit in Eingriff stehen, damit verbunden oder damit gekoppelt sein oder es können dazwischen liegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn, im Gegensatz dazu, ein Element als „direkt an/auf”, „direkt im Eingriff mit”, „direkt verbunden mit” oder „direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, sind ggf. keine dazwischen liegenden Elemente oder Schichten vorhanden. Andere Wörter, die zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen verwendet werden, sind in gleicher Weise zu verstehen (z. B. „zwischen” und „direkt zwischen”, „angrenzend” und „direkt angrenzend” usw.). Wie hier verwendet, schließt der Begriff „und/oder” alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Elemente ein.
Raumbezogene Begriffe, wie „innere”, „äußere”, „unterhalb”, „unter”, „untere”, „über”, „obere” und dergleichen, können hierin, wie in den Figuren dargestellt, zur besseren Beschreibung eines Elements oder der Beziehung eines Merkmals zu anderen Element(en) oder Merkmal(en) verwendet werden. Raumbezogene Begriffe können dazu bestimmt sein, zusätzlich zu der auf den Figuren dargestellten Ausrichtung, verschiedene Ausrichtungen der in Anwendung oder in Betrieb befindlichen Vorrichtung zu umschreiben.
In 1 wird ein Ketten- oder Riemen-Antriebssystem 10 mit einem ersten Kettenrad bzw. einer ersten Riemenscheibe 12 und einem zweiten Kettenrad bzw. einer zweiten Riemenscheibe 14 dargestellt. Ein Riemen oder eine Kette 16 werden antriebsmäßig mit dem ersten Kettenrad bzw. der ersten Riemenscheibe 12 und dem zweiten Kettenrad bzw. der zweiten Riemenscheibe 14 dargestellt. Zusätzliche Kettenräder oder Riemenscheiben 18 können auch mit dem Riemen oder der Kette 16 in Eingriff sein, um Antriebsmoment zu/von den verschiedenen Komponenten eines Motors oder einer anderen industriellen Maschine zu erreichen oder zu erhalten. Eine Spannvorrichtung 20 in Eingriff mit dem Riemen bzw. der Kette 16 ist vorgesehen, um eine Spannkraft darauf auszuüben.
Die Spannvorrichtung 20 beinhaltet ggf. einen Schwenkschuh 22, der in Eingriff mit dem Riemen bzw. einer Kette 16 ist und sich um eine Drehachse 24 schwenken lässt. Ein Gehäuse oder eine andere Stützkonstruktion 26 definiert einen Hohlraum 28. Wie am besten aus 2 hervorgeht, wird ein Kolben 30 im Hohlraum 28 zusammen mit einer Feder 32 aufgenommen, die den Kolben 30 in einer nach außen gerichteten Richtung auf einer gegenüberliegenden Fläche 34 des Schwenkschuhs 22 vorspannt. Ein Ölkanal 36 in Verbindung mit dem Hohlraum 28 ist vorgesehen, um unter Druck stehendes Öl in den Hohlraum 28 zu leiten. Ein Ölreservoir 38 befindet sich im Gehäuse 26 und steht in Verbindung mit dem Hohlraum 28. Das Ölreservoir 38 verfügt über eine Entlüftungsöffnung 40, die sich auf einer vertikalen Ebene befindet, die mindestens genauso hoch wie der Ölkanal 36 im Hohlraum 28 ist. Das Ölreservoir 38 kann den Hohlraum 28 umgeben oder als eine oder mehrere Bohrungen innerhalb des Gehäuses 26 ausgebildet sein, die vertikal zu der Entlüftungsöffnung 40 verlaufen können. In dem Fall, wo das Ölreservoir 38 als ein den Hohlraum 28 umgebender Ringraum ausgebildet ist, kann eine Hülse 42 in das Gehäuse 26 eingefügt werden, um den Hohlraum 28 vom Ölreservoir 38 zu trennen. In dem Fall, wo das Ölreservoir 38 als eine oder mehrere separate Bohrungen ausgebildet ist, können die Bohrungen in das Gehäuse 26 gebohrt sein.
Eine Dichtung 44 kann durch das Gehäuse 26 in Gleiteingriff mit dem Kolben 32 unterstützt sein, um zu verhindern, dass das Öl hinter dem Kolben 30 ausläuft. Die hydraulische Spannvorrichtung 20 ist für die Verwendung in einer invertierten Position konzipiert, in der der Kolben 30 vertikal über dem Schwenkschuh 22 angeordnet ist und die Anpresskraft auf den Schwenkschuh 22 aufrechterhält, um den Riemen bzw. die Kette 16 zu spannen. Die Feder 32 innerhalb des Hohlraums 28 hält eine Kraft auf den Kolben 30 aufrecht, während das unter Druck stehende Öl innerhalb des Hohlraums die Bewegung des Kolbens 30 dämpft, um ein Rasseln der Kette bzw. Durchrutschen des Riemens zu verhindern. Die Verschiebung des Kolbens führt effektiv dazu, dass Öl aus einer Quelle gepumpt wird, während der Fließwiderstand um den Kolben eine Drucksteigerung bewirkt, die außerdem eine Reaktionskraft auf den Kolben ausübt, die dessen Bewegung hemmt bzw. dämpft. Die Ölversorgung enthält zudem ein Rückschlagventil 48, welches verhindert, dass das Öl aufgrund der Kolbenverschiebung zurückfließt.
Da das Reservoir 38 beim Einschalten Öl bereitstellt, gibt es bei der Aufrechterhaltung des Füllstands des Hohlraums 28 keine Verzögerung, sodass sich das Rasseln der Kette beim Einschalten verringert und die Kettenführung verbessert. Da der Ölfüllstand im Reservoir beim Einschalten aufrechterhalten wird, wird umgehend die Dämpfung eingeleitet. Darüber hinaus macht das Ölreservoir die Spannvorrichtung 20 unempfindlich für eine Montage in invertierter Ausrichtung.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen dient lediglich der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie ist nicht erschöpfend und soll die Offenbarung in keiner Weise beschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern gegebenenfalls gegeneinander austauschbar und in einer ausgewählten Ausführungsform verwendbar, auch wenn dies nicht gesondert dargestellt oder beschrieben ist. Auch diverse Variationen sind denkbar. Besagte Variationen stellen keine Abweichung von der Offenbarung dar. Sämtliche Modifikationen dieser Art verstehen sich als Teil der Offenbarung und fallen in deren Schutzumfang.

Claims

Spannvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert; ein im besagten Hohlraum befindlicher Kolben; eine Feder in Eingriff mit dem Kolben zum Vorspannen des Kolbens in einer nach außen gerichteten Richtung; und einen Ölkanal in Verbindung mit dem Hohlraum, um unter Druck stehendes Öl in den Hohlraum zu leiten; und ein Ölreservoir, das sich im Gehäuse befindet und in Verbindung mit dem Hohlraum ist, wobei das Ölreservoir eine Entlüftungsöffnung in einer vertikalen Ebene aufweist, die mindestens genauso hoch wie der Ölkanal im Hohlraum ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, welche des Weiteren einen Schwenkschuh umfasst, der mit dem Kolben im Eingriff steht.
Spannvorrichtung nach Anspruch 2, worin der Schwenkschuh dafür konfiguriert ist, in einen Riemen oder eine Kette einzugreifen, um eine Spannkraft darauf auszuüben.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, worin das Ölreservoir den Hohlraum umgibt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, welche des Weiteren eine vom Gehäuse abgestützte Dichtung umfasst und in gleitendem Eingriff mit dem Kolben steht.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, welche des Weiteren eine ringförmige Wand zwischen dem Hohlraum und dem Ölreservoir umfasst.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, welche des Weiteren einen Schwenkschuh umfasst, der mit dem Kolben im Eingriff steht. Der Schwenkschuh befindet sich vertikal unter dem Kolben und der Ölkanal vertikal über dem Kolben.