DE19780804B4

DE19780804B4 - Spanneinrichtung

Info

Publication number: DE19780804B4
Application number: DE19780804T
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. Koch (FH); Bolko Dipl.-Ing. Schuseil; Thomas Dipl.-Ing. Ullein (FH)
Original assignee: INA Schaeffler KG; INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2017-06-21
Also published as: CN1226953A; KR20000029656A; DE19780804D2; WO1998005883A1; US6193623B1; CN1092304C; KR100456222B1

Abstract

Spanneinrichtung für Zugmittel, insbesondere Ketten, mit einem in einem Gehäuse (1) längsbeweglich geführten, gegen das Zugmittel angefederten Kolben (4), und mit einer Dämpfungseinrichtung (18) zum Dämpfen von Kolbenbewegungen, wobei Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Motoröl, aus einem Druckraum (16) über wenigstens einen Leckspalt (26) der Dämpfungseinrichtung (18) abgeführt werden kann, wobei in einer Aufnahme (24) der Dämpfungseinrichtung (18) ein rotationssymmetrischer Körper, insbesondere Zylinder (10), angeordnet ist und wobei zwischen der Aufnahmewandung (25) und der Mantelfläche des rotationssymmetrischer Körpers (10) der Leckspalt (26) gebildet ist, und wobei die Dämpfungseinrichtung (18) in dem hohlen Kolben (4) an dessen oberen, den Kolbenboden (8) aufweisenden Ende angeordnet ist, wobei der Zylinder (10) konzentrisch zu dem Kolben (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des hohlen Kolbens (4) eine Hülse (19) angeordnet ist, deren Innenwandung die Aufnahmewandung (25) bildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für Zugmittel, insbesondere Ketten, mit einem in einer Gehäusebohrung längsbeweglich geführten, gegen das Zugmittel angefederten Kolben, und mit einer Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Kolbenbewegungen, wobei Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Motoröl, aus einem Druckraum über wenigstens einen Leckspalt der Dämpfungseinrichtung abgeführt werden kann.

Ein derartiger Kettenspanner ist beispielsweise aus der DE 40 15 708 C1 bekannt. Der durch einen Kolbenboden einseitig geschlossene hohlzylindrische Kolben ist in seinem Hohlraum mit einer ringförmigen Scheibe versehen. Die eine plane Stirnseite der ringförmigen Scheibe liegt an dem Kolbenboden an, dessen Innenwandung mit radial verlaufenden Drosselkanälen versehen ist, die radial außen in einen ringförmigen Drosselkanal einmünden. Die ringförmige Scheibe ist mit einer Durchgangsbohrung versehen, die mit diesen Drosselkanälen kommuniziert. Der Druckraum erstreckt sich in das Innere des hohlen Kolbens hinein. Das bei Einwärtsbewegungen des Kolbens unter Druck gesetzte Motoröl strömt durch die Durchgangsbohrung der ringförmigen Scheibe in die Drosselkanäle und von dort über eine Öffnung im, Kolbenboden nach außerhalb des Kolbens bzw. der Spanneinrichtung:
Die Dämpfungseinrichtung bei gattungsgemäßen Spanneinrichtungen muß exakt an die Einsatzbedingungen der Spanneinrichtung angepaßt sein, wobei der Ausbildung des Leckspaltes bzw. der Drosselkanäle eine besonders hohe Bedeutung beikommt, da der Strömungsquerschnitt in den Drosselkanälen weitgehend die Dämpfung des Kolbens beeinflußt. Bei der obenbezeichneten bekannten Spanneinrichtung werden sich kreuzende Drosselkanäle eingearbeitet. Eine derartige Drosseleinrichtung ist aufwendig herzustellen. Sofern die Drosselkanäle fließgepreßt werden, ist mit unter Umständen unzuläßig hohen Toleranzabweichungen vom Sollmaß zu rechnen. Wenn die Drosselkanäle spanabhebend hergestellt sind, ist zwar eine höhere Formgenauigkeit erreichbar, jedoch ist der Fertigungs- und Kostenaufwand vermehrt. Sofern der Kolben einstückig hergestellt ist – einstückige Verbindung von Kolbenhemd und Kolbenboden – wird die Einarbeitung von Leck- bzw. Drosselkanälen in die Innenwandung des Kolbenbodens sehr aufwendig, und u. U. sogar unmöglich, wenn das Kolbenhemd sehr lang ist.

Aus DE 41 33 560 A1 ist eine hydraulische Spannvorrichtung für Riemen oder Ketten bekannt geworden, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 der vorliegenden Erfindung angegeben ist. Der Kolben 3 ist mit einer zusätzlichen zentralen Druckmittelleitung 9 versehen, in der eine Ventilnadel 21 angeordnet ist. Zwischen der Ventilnadel 21 und der Wandung der Druckmittelleitung 9 ist ein Leckspalt 23 ausgebildet. Die Ausbildung der Leckspalte ist aufwendig und erfordert beispielsweise im Fall zweiten Leckspalts 23 Werkzeuge, die eine einwandfreie Form und Kontur der Wandung der Druckmittelleitung 9 gewährleisten, um einen einwandfreien Leckspalt zu ermöglichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Spanneinrichtung derart weiterzubilden, daß insbesondere die Dämpfungsein richtung einfach herstellbar ist, wobei die Abstimmung der Leckage- bzw. Drosselspalte einwandfrei möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Spanneinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung läßt sich der Leckspalt sehr einfach und preiswert und gleichzeitig sehr präzise festlegen. Eine besonders einfache Lösung kann darin bestehen, daß die Aufnahmewandung eine kreiszylindrische Kontur aufweist. Möglicherweise weicht die Aufnahmewandung von ihrer kreiszylindrischen Kontur ab; fertigungstechnisch sehr praktikabel scheint jedoch die kreiszylindrische Kontur zu sein. Der Zylinder wird lediglich koaxial zu der kreiszylindrischen Aufnahmewandung in die Aufnahme eingeführt, so daß der Leckspalt gebildet ist. Die Mantelfläche und der Außendurchmesser des Zylinders können hochgenau gefertigt werden. Beispielsweise sind preiswerte zylindrische Wälzkörper von Wälzlagern verwendbar, deren Außendurchmesser aufgrund ihrer Verwendung oftmals hochgenau festgelegt ist. Anstelle des Zylinders ist auch eine Kugel mit denselben erfindungsgemäßen Vorteilen einsetzbar. Der Leckspalt ist in diesem Fall zwischen dem Äquator der Kugel und der Aufnahmewandung ausgebildet.

Ebenso wie bei der beschriebenen bekannten Spanneinrichtung ist es auch bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung vorgesehen, daß die Dämpfungseinrichtung in dem hohlen Kolben an dessen oberen, den Kolbenboden aufweisenden Ende angeordnet ist, wobei der erfindungsgemäße Zylinder konzentrisch zu dem Kolben angeordnet ist. Auf diese Weise ist bei oben liegendem Kolbenboden sichergestellt, daß im Druckraum eingeschlossene Gaspolster durch den Leckspalt abgeführt werden können.

Im Inneren des hohlen Kolbens ist eine Hülse angeordnet, deren Innenwandung die Aufnahmewandung bildet. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der hohle Kolben ein sehr langes Kolbenhemd aufweist. In diesem Fall ist eine Bearbeitung der Innenwandung des Kolbens an dessen dem Kolbenboden benachbarten Ende technisch sehr aufwendig oder sogar unmöglich, da das Werkzeug zur Bearbeitung der Innenwandung sehr tief in den hohlen Kolben eintauchen muß. In diesem Fall ist die hier erfindungsgemäß vorgeschlagene Hülse zweckmäßig, da die für den Leckspalt wichtige Innenwandung vorab an der Hülse hergestellt werden kann. Um zu verhindern, daß Hydraulikflüssigkeit zwischen der Hülse und dem Kolben abströmt, kann in zweckmäßiger Weise eine Dichtung vorgesehen werden, die einen zwischen der Hülse und dem Kolben möglicherweise gebildeten Spalt in Richtung auf den Kolbenboden verschließt. Wenn die Dichtung in vorteilhafter Weise zwischen dem Kolbenboden und der Hülse angeordnet ist, ist sie mit einer Öffnung für aus dem Leckspalt abgeführte Hydraulikflüssigkeit versehen.

Die Dämpfungseinrichtung und der Kolbenboden sind ebenso wie die bekannte Spanneinrichtung mit miteinander kommunizierenden Öffnungen versehen, durch die durch den Leckspalt ausgetretene Hydraulikflüssigkeit abgeführt werden kann.

Zur Begrenzung eines unzulässig hohen Drucks im Druckraum kann ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein, das vorzugsweise als Rückschlagventil ausgeführt ist. In besonders günstiger Weise läßt sich das Rückschlagventil in die erfindungsgemäße Einrichtung integrieren, wenn der rotationssymmetrische Körper als Hohlzylinder ausgebildet ist. In diesem Fall umfaßt der Hohlzylinder das Rückschlagventil, wobei der Hohlzylinder an seiner dem Druckraum zugewandten Stirnseite mit einem Ventilsitz für eine Schließkugel versehen ist, die gegen den Ventilsitz angefedert ist. Bei unzulässig hohem Druck im Druckraum hebt die Schließkugel vom Ventilsitz ab. Das abströmende Medium gelangt in die Umgebung außerhalb der Spanneinrichtung, wobei vorzugsweise die oben bereits beschriebenen Durchtrittsöffnungen die Verbindung zwischen dem Rückschlagventil und der Umgebung der Spanneinrichtung herstellen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in insgesamt zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Spanneinrichtung ohne die erfindungsgemäße Hülse,
2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung und
3 einen Längsschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Spanneinrichtung.
1 zeigt eine nicht beanspruchte Ausführungsform einer Spanneinrichtung ohne eine erfindungsgemäße Hülse im Längsschnitt. Die Spanneinrichtung gemäß 1 ist vom Schutzumfang nicht erfasst. Ein Gehäuse 1 umfaßt ein Rohr 2, in dessen Bohrung 3 ein Kolben 4 längsbeweglich geführt ist. Ein Boden 5 des Rohres 2 weist ein Rückschlagventil 6 auf. Eine Schraubendruckfeder 7 ist an dem Boden 5 abgestützt und gegen den Kolben 4 derart angefedert, daß der Kolben nach außerhalb des Gehäuses 1 gedrückt wird und mit seinem Kolbenboden 8 gegen eine nicht dargestellte Kette gedrückt wird. Eine Dämpfungseinrichtung 9 ist im Inneren des Kolbens 4 an seinem den Kolbenboden 8 aufweisenden Ende angeordnet. Die Dämpfungseinrichtung 9 weist eine Rolle 10 auf, die koaxial zu dem Kolben 4 angeordnet ist. In dem Bereich der Rolle 10 ist das Kolbeninnere als Aufnahme 11 für die Rolle 10 ausgebildet. Die Aufnahmewandung 12 und die Mantelfläche der Rolle 10 begrenzen dabei einen Leckspalt 13. Die Schraubendruckfeder 7 liegt an der einen Stirnseite der Rolle 10 an, wobei die Rolle 10 mit ihrer anderen Stirnseite an dem Kolbenboden 8 abgestützt ist. Die Innenwandung des Kolbens 4 ist mit einer dem Kolbenboden 8 axial benachbarten Ringnut 14 versehen, die mit einer in dem Kolbenboden 8 vorgesehenen Durchtrittsöffnung 15 korrespondiert.
Das Rohr 2 und der Kolben 4 begrenzen einen Druckraum 16 für Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Motoröl. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt über eine Gehäuseöffnung 17 und das Rückschlagventil 6 in den Druckraum 16.
Infolge von Auswärtsbewegungen des Kolbens 4 vergrößert sich der Druckraum 16 unter gleichzeitigem Druckabfall. Infolge des Druckabfalls öffnet das Rückschlagventil 16 und Hydraulikflüssigkeit strömt in den Druckraum 16 hinein. Bei Einwärtsbewegungen des Kolbens 4 wird der Druckraum 16 unter Druckzunahme verkleinert, wobei die Hydraulikflüssigkeit durch den Leckspalt 13 in die Ringnut 14 und von dort über die Durchtrittsöffnung 15 geführt wird und die Spanneinrichtung verläßt. Infolgedessen werden die Einwärtsbewegungen des Kolbens 4 gedämpft. Der Leckspalt 13 beeinflußt die Dämpfung maßgeblich.
Die in der 2 dargestellte erfindungsgemäße Spanneinrichtung unterscheidet sich von der oben beschriebenen Spanneinrichtung im wesentlichen durch eine modifizierte Dämpfungseinrichtung 18, die eine tassenförmige erfindungsgemäße Hülse 19 aufweist. Zwischen deren Hülsenboden 20 und dem Kolbenboden 8 ist eine Dichtung 21 angeordnet. Der Hülsenboden 20, die Dichtung 21 und der Kolbenboden 8 sind je mit Durchtrittsöffnungen 22, 23 und der oben bereits erwähnten Durchtrittsbohrung 15 versehen, wobei die Durchtrittsöffnungen 15, 22, 23 koaxial zu dem Kolben 4 angeordnet sind. Das Innere der Hülse 19 ist als Aufnahme 24 für den Zylinder 10 ausgebildet, wobei die Aufnahmewandung 25 und die Mantelfläche des Zylinders 10 einen erfindungsgemäßen Leckspalt 26 begrenzen. Der Zylinder 10 liegt an dem Hülsenboden 20 an, wobei der Hülsenboden 20 an seiner dem Zylinder 10 zugewandten Seite mit einer Mulde 27 versehen ist, die mit der Durchtrittsöffnung 22 kommuniziert. Bei Einwärtsbewegungen des Kolbens 4 wird die Hydraulikflüssigkeit über den Leckspalt 26 in die Mulde 27, und von dort über die Durchtrittsöffnungen 22, 23, 15 nach außerhalb der Spanneinrichtung geführt. Die hier beschriebene Dämpfungseinrichtung 18 wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn der Kolben 4 sehr lang baut. Da der Kolben 4 mit einem einstückig angeformten Kolbenboden 8 versehen ist, müßte gemäß der zuerst beschriebenen Variante ohne erfindungsgemäße Hülse eine Bearbeitung der Innenwandung des Kolbens 4 zur Herstellung der Aufnahmewandung mittels eines Werkzeuges erfolgen, das von dem offenen Ende des Kolbens 4 her eingeführt wird. Diese Vorgehensweise wäre sehr aufwendig und kostenintensiv. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Hülse 19 ist eine einfache Bearbeitung der Aufnahmewandung 25 sichergestellt, und zwar unabhängig von der Länge des Kolbens 4.
3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Spanneinrichtung, die sich von der aus der 2 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß ein Rückschlagventil 28 vorgesehen ist, daß bei unzulässig hohem Druck im Druckraum 16 öffnet. Das Rückschlagventil 28 ist im Inneren der als Hohlzylinder ausgeführten Rolle 10 angeordnet. Der Hohlzylinder 10 weist an seiner dem Druckraum 16 zugewandten Stirnseite einen Ventilsitz 29 für eine Schließkugel 30 auf. Die Schließkugel 30 hebt vom Ventilsitz 29 ab, wenn der Druck im Druckraum 16 unzulässig hoch wird. Die durch das Rückschlagventil 28 abströmende Hydraulikflüssigkeit verläßt über die Durchtrittsöffnungen 22, 23 die Spanneinrichtung.
In allen Ausführungsbeispielen ist zwischen dem Kolben 4 und dem Rohr 2 ein weiterer Leckspalt 31 ausgebildet, der jedoch so eng gewählt ist, daß er einen vernachlässigbaren Dämpfungseinfluß darstellt.

1: Gehäuse
2: Rohr
3: Bohrung
4: Kolben
5: Boden
6: Rückschlagventil
7: Schraubendruckfeder
8: Kolbenboden
9: Dämpfungseinrichtung
10: Rolle, Hohlzylinder
11: Aufnahme
12: Aufnahmewandung
13: Leckspalt
14: Ringnut
15: Durchtrittsöffnung
16: Druckraum
17: Gehäuseöffnung
18: Dämpfungseinrichtung
19: Hülse
20: Hülsenboden
21: Dichtung
22: Durchtrittsöffnung
23: Durchtrittsöffnung
24: Aufnahme
25: Aufnahmewandung
26: Leckspalt
27: Mulde
28: Rückschlagventil
29: Ventilsitz
30: Schließkugel
31: Leckspalt

Claims

Spanneinrichtung für Zugmittel, insbesondere Ketten, mit einem in einem Gehäuse (1) längsbeweglich geführten, gegen das Zugmittel angefederten Kolben (4), und mit einer Dämpfungseinrichtung (18) zum Dämpfen von Kolbenbewegungen, wobei Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Motoröl, aus einem Druckraum (16) über wenigstens einen Leckspalt (26) der Dämpfungseinrichtung (18) abgeführt werden kann, wobei in einer Aufnahme (24) der Dämpfungseinrichtung (18) ein rotationssymmetrischer Körper, insbesondere Zylinder (10), angeordnet ist und wobei zwischen der Aufnahmewandung (25) und der Mantelfläche des rotationssymmetrischer Körpers (10) der Leckspalt (26) gebildet ist, und wobei die Dämpfungseinrichtung (18) in dem hohlen Kolben (4) an dessen oberen, den Kolbenboden (8) aufweisenden Ende angeordnet ist, wobei der Zylinder (10) konzentrisch zu dem Kolben (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des hohlen Kolbens (4) eine Hülse (19) angeordnet ist, deren Innenwandung die Aufnahmewandung (25) bildet.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (18) und der Kolbenboden (8) mit miteinander kommunzierenden Öffnungen (22, 23, 27) versehen sind, durch die durch den Leckspalt (26) ausgetretene Hydraulikflüssigkeit abgeführt werden kann.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (21) vorgesehen ist, die einen zwischen der Hülse (19) und dem Kolben (4) gebildeten Spalt in Richtung auf den Kolbenboden (8) verschließt.
Spanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung mit einer mit dem Leckspalt (26) kommunizierenden Öffnung (23) für aus dem Leckspalt (26) abgeführte Hydraulikflüssigkeit versehen ist.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckbegrenzungsventil, vorzugsweise Rückschlagventil (28) zur Begrenzung des Drucks im Druckraum (16) vorgesehen ist.
Spanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) als Hohlzylinder ausgebildet ist, der das Rückschlagventil (28) umfaßt, wobei der Hohlzylinder an seiner dem Druckraum (16) zugewandten Stirnseite mit einem Ventilsitz (29) für eine Schließkugel (30) versehen ist, die gegen den Ventilsitz angefedert ist, und die bei einem einen zulässigen Druck überschreitenden Überdruck im Druckraum (16) vom Ventilsitz (29) abhebt.
Spanneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (28) mit den Durchtrittsöffnungen (15, 22, 23) kommuniziert.