DE102016125170B4

DE102016125170B4 - traction device

Info

Publication number: DE102016125170B4
Application number: DE102016125170.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Weiss; Niels Flämig
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Catensys Germany GmbH
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2022-11-17
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: DE102016125170A1

Abstract

Zugmittelspanneinrichtung, umfassend einen ein Fluid enthaltenden Zylinder (2) und einen mit einem das Zugmittel führenden Spannabschnitt gekoppelten Kolben (3), wobei bei einer belastungsbedingten, gegen eine Rückstellkraft erfolgenden Bewegung des Kolbens (3) in den Zylinder (2) Fluid durch einen Leckspalt zwischen Kolben (3) und Zylinder (2) austritt und der zum Zylinder (2) hin offene Kolben (3) eine Austrittsöffnung (9) für vom Zylinder (2) her eintretendes Fluid aufweist, die mittels eines relativ zum Kolben (3) bewegbaren Schließelements (10) in Abhängigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens (3) in den Zylinder (2) reversibel schließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (10) ein den Kolben (3) umgreifender und längs des Kolbens (3) bewegbarer Ring (11) mit einer mit der kolbenseitigen Austrittsöffnung (9) kommunizierenden Durchbrechung (12) ist.Traction means tensioning device, comprising a cylinder (2) containing a fluid and a piston (3) coupled to a tensioning section guiding the traction means, wherein when the piston (3) moves against a restoring force due to a load, fluid flows into the cylinder (2) through a leakage gap between the piston (3) and the cylinder (2) and the piston (3), which is open towards the cylinder (2), has an outlet opening (9) for fluid entering from the cylinder (2), which can be moved relative to the piston (3) by means of a Closing element (10) can be reversibly closed depending on the speed of movement of the piston (3) in the cylinder (2), characterized in that the closing element (10) is a ring (11 ) with an opening (12) communicating with the outlet opening (9) on the piston side.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zugmittelspanneinrichtung, umfassend einen ein Fluid enthaltenden Zylinder und einen mit einem das Zugmittel führenden Spannabschnitt gekoppelten Kolben, wobei bei einer belastungsbedingten, gegen eine Rückstellkraft erfolgenden Bewegung des Kolbens in den Zylinder Fluid durch einen Leckspalt zwischen Kolben und Zylinder austritt und der zum Zylinder hin offene Kolben eine Austrittsöffnung für vom Zylinder her eintretendes Fluid aufweist, die mittels eines relativ zum Kolben bewegbaren Schließelements in Abhängigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in den Zylinder reversibel schließbar ist.The invention relates to a traction means tensioning device, comprising a cylinder containing a fluid and a piston coupled to a tensioning section guiding the traction means, wherein when the piston moves against a restoring force due to a load, fluid escapes into the cylinder through a leakage gap between the piston and the cylinder and the Piston open towards the cylinder has an outlet opening for fluid entering from the cylinder, which is reversibly closable by means of a closing element movable relative to the piston depending on the speed of movement of the piston into the cylinder.

Derartige Zugmittelspanneinrichtungen kommen im Motorenbereich zum Einsatz. Sie dienen beispielsweise der Spannung eines Kettentriebs, also einer das Zugmittel bildenden Kette, über die eine Kurbelwelle mit einer Nockenwelle eines Motors respektive einer Brennkraftmaschine verbunden ist, oder der Spannung eines Riementriebs. Die Zugmittelspanneinrichtung umfasst einen Zylinder und einen in diesem geführten Kolben, wobei der Kolben in den Zylinder gegen eine Rückstellkraft, üblicherweise erzeugt über eine zylinderseitig integrierte Schraubenfeder, bewegbar ist. Der Zylinder ist mit einem Fluid gefüllt, wobei dieses Fluid bei Einsatz im Motorinneren über eine Ölversorgung des Motors kontinuierlich nachgeführt wird. Bei einer Bewegung des Kolbens in den Zylinder wird aufgrund der Verkleinerung des Zylindervolumens zwangsläufig Fluid aus dem Leckspalt gedrückt, worüber eine hydraulische Dämpfung erreicht wird.Such traction means tensioning devices are used in the engine area. They are used, for example, to tension a chain drive, ie a chain that forms the traction means, via which a crankshaft is connected to a camshaft of an engine or an internal combustion engine, or to tension a belt drive. The traction means tensioning device comprises a cylinder and a piston guided in it, the piston being movable in the cylinder against a restoring force, usually generated by a helical spring integrated on the cylinder side. The cylinder is filled with a fluid, with this fluid being continuously replenished when used inside the engine via an oil supply to the engine. When the piston moves into the cylinder, due to the reduction in the cylinder volume, fluid is inevitably pressed out of the leakage gap, which achieves hydraulic damping.

Bekannte Zugmittelspanneinrichtungen werden auf die maximalen Betriebsbedingungen, denen sie beispielsweise bei Integration im Verbrennungsmotor beziehungsweise im Steuertrieb unterworfen sind, ausgelegt. Sie sind also über einen großen Drehzahlbereich entsprechend hart respektive stark gedämpft ausgelegt. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die höchste Belastung bei Motorvolllast aber nur in einem relativ kleinen Drehzahlbereich auftritt, nämlich in dem Drehzahlbereich, in dem der Resonanzfall gegeben ist, mithin also das Zugmittel mit seiner Eigenfrequenz schwingt. Nur in diesem, verglichen mit dem gesamten Drehzahlbereich relativ schmalen Drehzahlband, in dem der Resonanzfall gegeben ist, ist eine hinreichend starke Dämpfung erforderlich. Demgegenüber sind bekannte Zugmittelspanneinrichtungen jedoch stark überdämpft ausgelegt, sie bieten folglich die harte Dämpfung über einen wesentlich größeren Drehzahlbereich.Known traction means tensioning devices are designed for the maximum operating conditions to which they are subjected, for example, when integrated in the internal combustion engine or in the timing drive. They are therefore designed to be correspondingly hard or heavily damped over a large speed range. However, it has been found that the highest load at full engine load occurs only in a relatively small speed range, namely in the speed range in which there is resonance, ie the traction means oscillates at its natural frequency. Sufficiently strong damping is only required in this speed range, which is relatively narrow compared to the entire speed range and in which resonance occurs. In contrast, however, known traction means tensioning devices are designed to be heavily overdamped, so they offer hard damping over a much larger speed range.

Solche Zugmittelspanneinrichtungen können jedoch nicht nur innerhalb eines Motors eingesetzt werden, sondern auch außerhalb, um einen trockenlaufenden Zugmitteltrieb, bei dem als Zugmittel ein Riemen oder eine Kette eingesetzt werden kann, zu spannen. Hier kann eine solche Zugmittelspanneinrichtung ein geschlossenes hydraulisches System bilden. Gleichwohl ist auch hier oft eine überdämpfte Auslegung gegeben.However, such traction mechanism tensioning devices can be used not only inside an engine, but also outside, in order to tension a dry-running traction mechanism in which a belt or a chain can be used as traction mechanism. Such a traction means tensioning device can form a closed hydraulic system here. Nevertheless, an overdamped interpretation is often given here as well.

Eine Zugmittelspanneinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 100 38 606 A1 bekannt. Weitere Zugmittelspanneinrichtungen sind aus der DE 100 07 478 A1 und der JP 2002-235 818 A1 bekannt.A traction mechanism of the type mentioned is from DE 100 38 606 A1 known. More Zugmittelspanneinrichtungen are from DE 100 07 478 A1 and the JP 2002-235 818 A1 known.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Zugmittelspanneinrichtung mit verbesserter Dämpfungscharakteristik anzugeben.The invention is therefore based on the problem of specifying an improved traction means tensioning device with improved damping characteristics.

Zur Lösung dieses Problems ist eine Zugmittelspanneinrichtung vorgesehen, die einen ein Fluid enthaltenden Zylinder und einen mit einem das Zugmittel führenden Spannabschnitt gekoppelten Kolben umfasst, wobei bei einer belastungsbedingten, gegen eine Rückstellkraft erfolgenden Bewegung des Kolbens in den Zylinder Fluid durch einen Leckspalt zwischen Kolben und Zylinder austritt und der zum Zylinder hin offene Kolben eine Austrittsöffnung für vom Zylinder her eintretendes Fluid aufweist, die mittels eines relativ zum Kolben bewegbaren Schließelements in Abhängigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in den Zylinder reversibel schließbar ist. Das Schließelement ist ein den Kolben umgreifender und längs des Kolbens bewegbarer Ring mit einer mit der kolbenseitigen Austrittsöffnung kommunizierenden Durchbrechung.To solve this problem, a traction mechanism tensioning device is provided, which comprises a cylinder containing a fluid and a piston coupled to a tensioning section guiding the traction mechanism, with fluid flowing through a leakage gap between the piston and cylinder when the piston moves against a restoring force in the cylinder and the piston, which is open toward the cylinder, has an outlet opening for fluid entering from the cylinder, which can be reversibly closed by means of a closing element that can be moved relative to the piston, depending on the speed of movement of the piston in the cylinder. The closing element is a ring which encompasses the piston and can be moved along the piston and has an opening which communicates with the outlet opening on the piston side.

Die Erfindung sieht die Bildung einer zweiten Leckageöffnung vor, über die das im Zylinder vorhandene, in den Kolben strömende Fluid zusätzlich austreten kann, die aber je nach gegebener Betriebssituation auch verschlossen werden kann. Hierzu dient ein relativ zum Kolben bewegbares Schließelement, das sich also axial relativ zum Kolben bewegen kann. Die Bewegung des Schließelements erfolgt in Abhängigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in den Zylinder und resultiert letztlich aus der Massenträgheit des Schließelements. Wird der Kolben relativ langsam in den Zylinder bewegt, so kann das Schließelement dieser Kolbenbewegung ohne weiteres folgen. Es behält seine „Grundstellung“ bei, in der die Austrittsöffnung offen ist. Eine solche, relativ langsame Bewegung findet jenseits des kritischen Drehzahlbands, in dem der Resonanzfall gegeben ist, statt. In diesen Drehzahlbereichen ist folglich ein Fluidaustritt sowohl durch den ohnehin vorhandenen Leckspalt zwischen Kolben und Zylinder als auch durch die zusätzliche wenigstens eine Austrittsöffnung im Kolben gegeben. Es ist also eine relativ geringe Dämpfung gegeben, da stets ein hinreichend großer Austrittsquerschnitt für das Fluid gegeben ist.The invention provides for the formation of a second leakage opening, through which the fluid present in the cylinder and flowing into the piston can also escape, but which can also be closed depending on the given operating situation. A closing element that can be moved relative to the piston is used for this purpose, which can therefore move axially relative to the piston. The movement of the closing element takes place as a function of the movement speed of the piston in the cylinder and ultimately results from the mass inertia of the closing element. If the piston is moved relatively slowly into the cylinder, the closing element can easily follow this piston movement. It maintains its "home position" in which the exit port is open. Such a relatively slow movement takes place beyond the critical speed range in which resonance occurs. Consequently, in these speed ranges, fluid can escape both through the leakage gap between the piston and cylinder, which is present in any case, and through the additional at least one outlet opening in the piston. There is therefore relatively little damping, since there is always a sufficiently large exit cross-section for the fluid.

Wird jedoch der Kolben schnell in den Zylinder bewegt, was mit Erreichen des kritischen Drehzahlbandes der Fall ist, wenn man sich also nahe der Resonanzfrequenz oder bei der Resonanzfrequenz bewegt, so kann das relativ zum Kolben bewegbare Schließelement aufgrund seiner Trägheit der Bewegung des Kolbens nicht mehr folgen. Es verschiebt sich demzufolge relativ zum Kolben. Der Kolben bewegt sich schneller als das Schließelement. Aufgrund dieser Relativbewegung des Schließelements schiebt sich das Schließelement vor die Austrittsöffnung und schließt diese partiell oder komplett, so dass demzufolge je nach verbleibendem Öffnungsquerschnitt weniger bis kein Fluid mehr durch die zusätzliche Austrittsöffnung ausströmen kann. Die Dämpfung wird folglich variiert und zunehmend härter beziehungsweise maximal hart, wenn die Austrittsöffnung komplett geschlossen ist.However, if the piston is moved quickly into the cylinder, which is the case when the critical speed range is reached, i.e. if you move close to or at the resonance frequency, the closing element that can be moved relative to the piston can no longer move the piston due to its inertia follow. As a result, it moves relative to the piston. The piston moves faster than the closing element. Due to this relative movement of the closing element, the closing element moves in front of the outlet opening and closes it partially or completely, so that depending on the remaining opening cross section, less or no fluid can flow out through the additional outlet opening. The damping is consequently varied and increasingly harder or harder to the maximum when the outlet opening is completely closed.

Es sind folglich zwei unterschiedliche, getrennte Dämpfungscharakteristiken gegeben, nämlich die eine weichere Dämpfungscharakteristik, wenn der Leckspalt und die Austrittsöffnung geöffnet sind, sowie die zweite harte Dämpfungscharakteristik, wenn der Leckspalt offen und die Austrittsöffnung geschlossen ist. Hierüber wird erreicht, dass die harte Dämpfungscharakteristik nur in Betriebssituationen gegeben ist, die tatsächlich einer harten Dämpfung bedürften, während in Betriebssituationen, wo dies nicht erforderlich ist, da das Zugmittel nur geringfügig schwingt, die weiche Dämpfungscharakteristik gegeben ist, die für die Zugmittelspannung völlig ausreicht. Dies wird erreicht, indem die Bewegung des Schließelements in Abhängigkeit der Kolbenbewegung erfolgt, mithin also ein von der Dynamik abhängiges Schließen und Öffnen der kolbenseitigen Austrittsbohrung erfolgt.There are consequently two different, separate damping characteristics, namely a softer damping characteristic when the leaking gap and the exit opening are open, and the second hard damping characteristic when the leaking gap and the exit opening are closed. This ensures that the hard damping characteristic is only given in operating situations that actually require hard damping, while in operating situations where this is not necessary because the traction mechanism vibrates only slightly, the soft damping characteristic is given, which is completely sufficient for the traction mechanism tension . This is achieved in that the movement of the closing element takes place as a function of the piston movement, ie the piston-side outlet bore is closed and opened in a manner dependent on the dynamics.

Das Schließelement ist ein den Kolben außenseitig umgreifender und längs des Kolbens bewegbarer Ring, der wenigstens eine mit der kolbenseitigen Austrittsöffnung kommunizierende Durchbrechung aufweist. Dieser Ring, worunter ein zylindrischer respektive hülsenartiger Ring zu verstehen ist, ist also längs der Kolbenaußenseite bewegbar. In der Offenstellung ist er so positioniert, dass die Durchbrechung mit der Austrittsöffnung kommuniziert, so dass das aus dem Kolbeninneren zur Austrittsöffnung strömende Fluid diese und auch die ringseitige Durchbrechung passieren kann. In der Schließstellung ist der Ring so verschoben, dass seine Durchbrechung relativ zur kolbenseitigen Austrittsöffnung versetzt ist und der Ring die Austrittsöffnung verschließt. Das ausströmende Fluid kann demzufolge den Kolben nicht verlassen, die Dämpfung ist hart eingestellt.The closing element is a ring which surrounds the piston on the outside and can be moved along the piston and has at least one opening communicating with the outlet opening on the piston side. This ring, which is to be understood as meaning a cylindrical or sleeve-like ring, can therefore be moved along the outside of the piston. In the open position, it is positioned in such a way that the opening communicates with the outlet opening, so that the fluid flowing from the interior of the piston to the outlet opening can pass through this opening and also through the opening on the ring side. In the closed position, the ring is displaced in such a way that its opening is offset relative to the outlet opening on the piston side and the ring closes the outlet opening. As a result, the outflowing fluid cannot leave the piston and the damping is set to be hard.

Zweckmäßigerweise ist der Ring zum Schließen der Austrittsöffnung gegen ein kolbenseitiges Federelement bewegbar. Er wird also bei einer Bewegung aus der Position, in der die Austrittsöffnung offen ist, bei einer hinreichend schnellen Kolbenbewegung gegen ein kolbenseitig abgestütztes, axial wirkendes Federelement bewegt. Dieses baut eine Rückstellkraft auf, über die der Kolben wieder in die erste Position mit geöffneter Austrittsöffnung zurückbewegt wird, wenn die Kolbenbewegungsgeschwindigkeit wieder abnimmt. An der anderen Seite kann der Ring an einem Anschlag abgestützt sein, gegen den er läuft, wenn er in der Offenstellung ist, also seine Durchbrechung mit der kolbenseitigen offenen Austrittsöffnung kommuniziert. Alternativ kann der Ring an der anderen Seite auch über ein weiteres kolbenseitig abgestütztes Federelement gelagert sein, so dass er folglich in der Ruhestellung zwischen zwei Federelementen abgestützt ist.The ring can expediently be moved against a spring element on the piston side in order to close the outlet opening. In the event of a movement from the position in which the outlet opening is open, it is thus moved against an axially acting spring element supported on the piston side with a sufficiently rapid piston movement. This builds up a restoring force, via which the piston is moved back into the first position with the outlet opening open when the piston movement speed decreases again. On the other side, the ring can be supported on a stop against which it runs when it is in the open position, ie its opening communicates with the open outlet opening on the piston side. Alternatively, the ring can also be mounted on the other side via a further spring element supported on the piston side, so that it is consequently supported between two spring elements in the rest position.

Das oder die Federelemente sind bevorzugt Schraubenfedern, Tellerfedern oder Wellfedern (gegebenenfalls im Paket), die den Kolben umgreifen und kolbenseitig an daran ausgebildeten oder daran angeordneten Auflagerabschnitten oder Auflagerelementen abgestützt sind. Das erste Federelement, gegen das der Ring zum Schließen der Austrittsöffnung bewegbar ist, ist beispielsweise an einer Verschlussscheibe, die den Kolben verschließt, abgestützt. Diese Verschlussscheibe bildet quasi einen umlaufenden radialen Anlageflansch, an dem die Schraubenfeder aufgelagert ist. An der anderen Seite kann der Anschlag mit einer auf den Kolben aufgeschobenen Hülse realisiert sein. Eine solche Hülse kann auch dazu dienen, über einen entsprechenden Radialflansch eine Wiederlagerbasis für das zweite, an dieser Seite vorgesehene Federelement, also die dortige Schraubenfeder zu bilden, das heißt, dass als Auflagerelement eine Hülse mit einem Radialflansch verwendet werden kann.The spring element(s) are preferably helical springs, plate springs or wave springs (possibly in a package), which surround the piston and are supported on the piston side on bearing sections or bearing elements formed or arranged thereon. The first spring element, against which the ring can be moved in order to close the outlet opening, is supported, for example, on a closure disk which closes the piston. This closure disk forms a quasi-circular, radial contact flange on which the helical spring is supported. On the other side, the stop can be realized with a sleeve pushed onto the piston. Such a sleeve can also be used via a corresponding radial flange to form an abutment base for the second spring element provided on this side, i.e. the helical spring there, which means that a sleeve with a radial flange can be used as the bearing element.

Die Schraubenfeder oder die beiden Schraubenfedern sind vorzugsweise progressiv gewickelt, das heißt, dass die Federkennlinie mit zunehmender Kompression steigt, die Feder also härter wird.The helical spring or the two helical springs are preferably wound progressively, which means that the spring characteristic rises with increasing compression, ie the spring becomes harder.

Alternativ zur Verwendung von Schraubenfedern etc. sind auch Federelemente in Form von Elastomerhülsen denkbar, die auf den Kolben geschoben werden. Auch sie sind komprimierbar und erzeugen die entsprechende Rückstellkraft.As an alternative to using helical springs, etc., spring elements in the form of elastomer sleeves that are pushed onto the piston are also conceivable. They are also compressible and generate the corresponding restoring force.

Bevorzugt handelt es sich bei der Zugmittelspanneinrichtung um eine solche, die im Inneren eines Verbrennungsmotors angeordnet ist und insbesondere zur Spannung des die Kurbelwelle mit der Nockenwelle verbindenden Kettentriebes dient. In diesem Fall ist zylinderseitig eine Zuführöffnung zum Zuführen des Fluids vorgesehen, das über die Ölversorgung des Motors in den Zylinder eintritt. Der Zuführöffnung ist ein Rückschlagventil, bevorzugt ein Kugelrückschlagventil, zugeordnet, das durch das einströmende Fluid ohne weiteres geöffnet wird, das aber sofort schließt, wenn der Kolben in den Zylinder eintaucht.The traction means tensioning device is preferably one that is arranged inside an internal combustion engine and serves in particular to tension the chain drive that connects the crankshaft to the camshaft. In this case, a supply opening is provided on the cylinder side for supplying the fluid that enters the cylinder via the engine's oil supply. A non-return valve, preferably a ball non-return valve, is assigned to the supply opening and is easily opened by the inflowing fluid. but which closes immediately when the piston enters the cylinder.

Alternativ zur Verwendung im Motorinneren ist es auch denkbar, die Zugmittelspanneinrichtung zum Spannen eines trockenlaufenden Zugmittels wie eines Riemens zu verwenden. In diesem Fall ist ein entsprechendes Gehäuse vorzusehen, um den hydraulischen Teil der Zugmittelspanneinrichtung entsprechend zu kapseln und sicher zu stellen, dass kein Fluid verloren geht.As an alternative to use inside the engine, it is also conceivable to use the traction means tensioning device to tension a dry-running traction means such as a belt. In this case, a corresponding housing must be provided in order to encapsulate the hydraulic part of the traction mechanism tensioning device and to ensure that no fluid is lost.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung einer Zugmittelspanneinrichtung einer ersten Ausführungsform mit einem als Ring ausgeführten Schließelement in der Grundstellung,
2 die Zugmittelspanneinrichtung aus 1 mit einem mit geringerer Geschwindigkeit in dem Zylinder bewegten Kolben,
3 die Zugmittelspanneinrichtung aus 1 mit einem mit hoher Geschwindigkeit in dem Zylinder bewegten Kolben.

The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:

1 a schematic diagram of a traction mechanism tensioning device of a first embodiment with a closing element designed as a ring in the basic position,
2 the traction device tensioning device 1 with a piston moving at a lower speed in the cylinder,
3 the traction device tensioning device 1 with a piston moving at high speed in the cylinder.

1 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine erfindungsgemäße Zugmittelspanneinrichtung 1 zur Integration in einem Verbrennungsmotor. Die Zugmittelspanneinrichtung 1 umfasst einen Zylinder 2 sowie einen Kolben 3, an dem ein gestrichelt dargestellter Spannabschnitt 4, an dem respektive über den ein Zugmittel, hier eine Kette, geführt ist und gespannt wird. Der Kolben 3 ist in den Zylinder 2 gegen die Rückstellkraft eines Federelements 5, hier eine Schraubenfeder, bewegbar. Die Schraubenfeder wird, wenn der Kolben 3 in den Zylinder 2 geschoben wird, komprimiert und baut eine Rückstellkraft auf. 1 shows in the form of a schematic diagram a traction mechanism tensioning device 1 according to the invention for integration in an internal combustion engine. The traction means tensioning device 1 comprises a cylinder 2 and a piston 3 on which a tensioning section 4 shown in dashed lines, on which or via which a traction means, here a chain, is guided and tensioned. The piston 3 can be moved into the cylinder 2 against the restoring force of a spring element 5, here a helical spring. When the piston 3 is pushed into the cylinder 2, the coil spring is compressed and builds up a restoring force.

In den Zylinder 2 gelangt über eine Zuführöffnung 6 mit zugeordnetem Rückschlagventil 7 ein Fluid, das der hydraulischen Dämpfung dient. Bei Integration in einen Motor gelangt hierüber Motorenöl als Dämpfungsfluid in den Zylinder 2. Der Kolben 3 seinerseits ist zum Zylinder 2 hin offen, so dass das Fluid auch in den Kolben 3 strömen kann. Zwischen dem Zylinder 2 und dem Kolben 3 ist ein Leckspalt 8, über den bei einer Bewegung des Kolbens 3 in den Zylinder 2 definiert Fluid austreten kann.A fluid, which is used for hydraulic damping, enters the cylinder 2 via a supply opening 6 with an associated check valve 7 . When integrated into an engine, engine oil enters the cylinder 2 as damping fluid. The piston 3 in turn is open towards the cylinder 2, so that the fluid can also flow into the piston 3. Between the cylinder 2 and the piston 3 there is a leakage gap 8 through which fluid can escape in a defined manner when the piston 3 moves into the cylinder 2 .

Am Kolben 3 sind des Weiteren eine oder mehrere weitere Austrittsöffnungen 9. Im gezeigten Beispiel sind eine obere und eine untere Austrittsöffnung 9 dargestellt. Aus diesen Austrittsöffnungen 9 kann ebenfalls Fluid, das im Kolbeninneren befindlich ist, austreten, wenn die Austrittsöffnungen 9 geöffnet sind. Es sind also zwei Fluidaustrittsebenen gegeben, nämlich zum einen der Leckspalt 8, zum anderen die Austrittsöffnungen 9. Der Leckspalt 8 ist zwangsläufig stets geöffnet, während die Austrittsöffnungen 9 bedarfsabhängig geschlossen werden können. Sind Leckspalt 8 und Austrittsöffnungen 9 offen, so ist der maximale Öffnungsquerschnitt gegeben, durch den das Hydraulikfluid austreten kann. Sind die Austrittsöffnungen 9 komplett geschlossen, so ist der minimale Querschnitt, definiert allein durch den Leckspalt 8, gegeben. In diesem Fall ist die hydraulische Dämpfung deutlich größer respektive härter, als wenn Leckspalt 8 und Austrittsöffnungen 9 offen sind.Furthermore, there are one or more further outlet openings 9 on the piston 3. In the example shown, an upper and a lower outlet opening 9 are shown. Fluid that is located inside the piston can also escape from these outlet openings 9 when the outlet openings 9 are open. There are thus two fluid outlet levels, namely the leakage gap 8 on the one hand and the outlet openings 9 on the other. The leakage gap 8 is necessarily always open, while the outlet openings 9 can be closed as required. If the leakage gap 8 and outlet openings 9 are open, the maximum opening cross section through which the hydraulic fluid can escape is given. If the outlet openings 9 are completely closed, the minimum cross section, defined solely by the leakage gap 8, is given. In this case, the hydraulic damping is significantly greater or harder than when the leakage gap 8 and outlet openings 9 are open.

Um die Austrittsöffnungen 9 schließen zu können, ist ein Schließelement 10 in Form eines Rings 11 vorgesehen, der den Kolben 3 umgibt und der axial längs des Kolbens 3 bewegbar ist. Der Ring 11 weist ebenfalls mehrere Durchbrechungen 12 auf, die in der in 1 gezeigten Grundstellung mit den Austrittsöffnungen 9 des Kolbens 3 kommunizieren. Die Austrittsöffnungen 9 sind demzufolge offen.In order to be able to close the outlet openings 9, a closing element 10 is provided in the form of a ring 11 which surrounds the piston 3 and which can be moved axially along the piston 3. The ring 11 also has several openings 12, which are in 1 communicate basic position shown with the outlet openings 9 of the piston 3. The outlet openings 9 are therefore open.

Der Ring 11 ist gegen ein erstes Federelement 13 bewegbar, das an einem entsprechenden Auflagerelement 14, hier eine den Kolben schließende Verschlussscheibe, die einen radialen Auflagerflansch bildet, kolbenseitig abgestützt ist. Der Ring 11 liegt mit seiner Stirnseite am Federelement 13 an, hier ebenfalls eine Schraubenfeder.The ring 11 can be moved against a first spring element 13, which is supported on the piston side on a corresponding bearing element 14, here a closure disk which closes the piston and forms a radial bearing flange. The ring 11 rests with its end face on the spring element 13, here also a helical spring.

An der anderen Seite ist der Ring 11 ebenfalls gegen ein Federelement 15, hier wieder eine Schraubenfeder, abgestützt respektive gelagert. Dieses Federelement 15 ist an einem hülsenartigen Auflagerelement 16, das wiederum einen radialen Abstützflansch aufweist, kolbenseitig abgestützt. Der Ring 11 ist folglich zwischen den beiden Federelementen 13 und 15 verspannt. Die Federelemente 13 und 15 können progressiv ausgelegt sein, das heißt ihre Federkennlinie steigt mit zunehmendem Kompressionsgrad, sie werden also mit zunehmender Kompression härter.On the other side, the ring 11 is also supported or mounted against a spring element 15, here again a helical spring. This spring element 15 is supported on the piston side on a sleeve-like support element 16, which in turn has a radial support flange. The ring 11 is consequently braced between the two spring elements 13 and 15 . The spring elements 13 and 15 can be designed progressively, ie their spring characteristic rises with an increasing degree of compression, so they become harder with increasing compression.

In der 1 ist die Grundstellung gezeigt, in der der Kolben 3 aus dem Zylinder 2 ausgefahren ist. Es sei angenommen, dass der Zugmitteltrieb in Ruhe ist, weshalb die Grundstellung eingenommen ist. Bei Bewegung des Zugmitteltriebes kommt es zwangsläufig zu einer Relativbewegung des Zugmittels respektive zu Schwingbewegungen, die von der Zugmittelspanneinrichtung 1 aufgenommen und gedämpft werden sollen, während gleichzeitig das Zugmittel gespannt bleiben soll. Hier sind zwei Fälle zu unterscheiden, die sich unterschiedlich auf den gegebenen Gesamtöffnungsquerschnitt der hydraulischen Austrittsebenen für das Fluid auswirken.In the 1 the basic position is shown, in which the piston 3 is extended from the cylinder 2. It is assumed that the traction drive is at rest, which is why the basic position is taken. When the traction mechanism moves, there is inevitably a relative movement of the traction mechanism or oscillating movements, which are to be absorbed and dampened by the traction mechanism tensioning device 1, while at the same time the traction mechanism is to remain tensioned. Two cases have to be distinguished here, which have different effects on the given total opening cross-section of the hydraulic outlet levels for the fluid.

2 zeigt eine Situation, bei der der Kolben 3 mit relativ geringer Geschwindigkeit v₁ in den Zylinder 2 bewegt wird. Das Rückschlagventil 7 ist geschlossen, die gezeigte Kugel liegt am Kugelsitz an, so dass von der Motorseite her kein Fluid nachströmen kann. Durch die Einwärtsbewegung des Kolbens 3 in den Zylinder 2 strömt das Fluid durch den Leckspalt 8 aus dem Zylinder- respektive Kolbenvolumen, das sich aufgrund der Einschiebebewegung zwangsläufig verringert. 2 shows a situation in which the piston 3 with a relatively low speed v ₁ in the cylin the 2 is moved. The check valve 7 is closed, the ball shown is in contact with the ball seat, so that no fluid can flow in from the motor side. Due to the inward movement of the piston 3 into the cylinder 2, the fluid flows through the leakage gap 8 out of the cylinder or piston volume, which inevitably decreases due to the pushing-in movement.

Da diese Einschiebebewegung mit relativ geringer Geschwindigkeit, also geringer Dynamik vollzogen wird, kann der relativ zum Kolben 3 axial bewegliche Ring 11 dieser Einschiebebewegung ohne weiteres folgen. Er behält folglich seine Relativposition zum Kolben 3 bei. Dies hat zur Folge, dass die Austrittsöffnungen 9 nach wie vor geöffnet sind, da sich der Ring 11 nicht relativ zum Kolben 3 bewegt. Folglich liegen auch die ringseitigen Durchbrechungen 12 nach wie vor deckungsgleich respektive korrespondierend zu den Austrittsöffnungen 9. Der maximale hydraulische Öffnungsquerschnitt bestehend aus dem Querschnitt des Leckspalts 8 sowie dem Querschnitt der Austrittsöffnungen 9 ist gegeben, die Dämpfung ist gering respektive weich.Since this push-in movement is performed at a relatively low speed, that is to say with low dynamics, the ring 11 that is axially movable relative to the piston 3 can easily follow this push-in movement. Consequently, it maintains its position relative to the piston 3 . The consequence of this is that the outlet openings 9 are still open, since the ring 11 does not move relative to the piston 3 . Consequently, the ring-side openings 12 are still congruent or corresponding to the outlet openings 9. The maximum hydraulic opening cross section consisting of the cross section of the leakage gap 8 and the cross section of the outlet openings 9 is given, the damping is low or soft.

3 zeigt die Situation, bei der der Kolben 3 mit hoher Geschwindigkeit v₂ in den Zylinder 2 bewegt wird. Dieser Fall ist in der Nähe der respektive bei der Resonanzfrequenz des Zugmitteltriebs respektive des Zugmittels gegeben. Der Kolben 3 wird gegen das Federelement 5 bewegt, das auch hier komprimiert wird. Es erzeugt eine Rückstellkraft, die auch gemäß 2 den Kolben 3 bei Entlastung wieder zurückbewegt. Anders als bei der Ausgestaltung gemäß 2 erfolgt hier die Kolbenbewegung mit hoher Geschwindigkeit v₂ respektive hoher Dynamik. Dieser kann der Ring 11 trägheitsbedingt nicht folgen, das heißt, dass er sich relativ zum Kolben 3 bewegt respektive der Kolben 3 bewegt sich quasi durch den Ring 11 hindurch. Der Ring 11 ändert seine Relativposition zum Kolben 3, was letztlich dazu führt, dass die kolbenseitigen Durchbrechungen 12 nicht mehr deckungsgleich respektive korrespondierend zu den Austrittsöffnungen 9 des Kolbens 3 sind. Diese sind folglich über den Ring 11 geschlossen, Hydraulikfluid kann durch sie nicht mehr austreten. Demzufolge ist der einzige verbleibende Öffnungsquerschnitt der des Leckspalts 8. Durch den Leckspalt 8 kann nur in geringem Umfang Fluid austreten, weshalb die Dämpfung wesentlich härter ist. Diese harte Dämpfung wird jedoch gerade in diesem Betriebsfall benötigt. Das heißt, dass sie dann gegeben ist, wenn sie betriebsbedingt zwingend erforderlich ist, also in einem Frequenzbereich, der nahe oder an der Resonanzfrequenz liegt. In den Drehzahl- respektive Drehfrequenzbereichen außerhalb davon befindet sich der Ring 11 in der Offenstellung gemäß 2, in der die geringe Dämpfung gegeben ist. In diesen Betriebssituationen wird die harte Dämpfung auch nicht benötigt. Es wird folglich ein geschwindigkeits- respektive dynamikabhängiges zweistufiges Dämpfungssystem realisiert. 3 shows the situation in which the piston 3 is moved into the cylinder 2 at high speed v ₂ . This case occurs near or at the resonant frequency of the traction drive or the traction mechanism. The piston 3 is moved against the spring element 5, which is also compressed here. It generates a restoring force, which is also in accordance with 2 moves the piston 3 back again when it is relieved. Unlike the design according to 2 here the piston movement takes place at high speed v ₂ or high dynamics. The ring 11 cannot follow this due to inertia, which means that it moves relative to the piston 3 or the piston 3 moves through the ring 11 as it were. The ring 11 changes its position relative to the piston 3, which ultimately means that the openings 12 on the piston side are no longer congruent or corresponding to the outlet openings 9 of the piston 3. These are consequently closed via the ring 11, and hydraulic fluid can no longer escape through them. Consequently, the only remaining opening cross section is that of the leakage gap 8. Fluid can only escape to a small extent through the leakage gap 8, which is why the damping is significantly harder. However, this hard damping is required precisely in this operating case. This means that it is given when it is absolutely necessary for operational reasons, i.e. in a frequency range that is close to or at the resonance frequency. The ring 11 is in the open position according to FIG 2 , in which the low damping is given. Hard damping is also not required in these operating situations. Consequently, a two-stage damping system dependent on speed or dynamics is implemented.

BezugszeichenlisteReference List

11: Zugmittelspanneinrichtungtraction device
22: Zylindercylinder
33: KolbenPistons
44: Spannabschnittclamping section
55: Federelementspring element
66: Zuführöffnungfeed opening
77: Rückschlagventilcheck valve
88th: Leckspaltleakage gap
99: Austrittsöffnungenexit openings
1010: Schließelementclosing element
1111: Ringring
1212: Durchbrechungenbreakthroughs
1313: Federelementspring element
1414: Auflagerelementsupport element
1515: Federelementspring element
1616: Auflagerelementsupport element

Claims

Traction means tensioning device, comprising a cylinder (2) containing a fluid and a piston (3) coupled to a tensioning section guiding the traction means, wherein when the piston (3) moves against a restoring force due to a load, fluid flows into the cylinder (2) through a leakage gap between the piston (3) and the cylinder (2) and the piston (3), which is open towards the cylinder (2), has an outlet opening (9) for fluid entering from the cylinder (2), which can be moved relative to the piston (3) by means of a Closing element (10) can be reversibly closed depending on the speed of movement of the piston (3) in the cylinder (2), characterized in that the closing element (10) comprises a ring (11 ) with an opening (12) communicating with the outlet opening (9) on the piston side.

Zugmittelspanneinrichtung after claim 1 , characterized in that the ring (11) for closing the outlet opening (9) against a piston-side spring element (13) is movable.

Zugmittelspanneinrichtung after claim 2 , characterized in that the ring (11) is counter-supported on the other side via a further spring element (15) supported on the piston side.

Zugmittelspanneinrichtung according to one of claims 2 or 3 , characterized in that the spring elements (13, 15) are helical springs, disc springs, corrugated springs or elastomeric sleeves which encompass the piston (3) and are supported on the piston side on bearing sections or bearing elements (14, 16) formed or arranged thereon.

Traction means tensioning device according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder (2) has a supply opening (6) for supplying the fluid.