EP3833889A1 - Hydraulische spannvorrichtung mit zwei kolben - Google Patents

Hydraulische spannvorrichtung mit zwei kolben

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EP3833889A1
EP3833889A1 EP19752096.8A EP19752096A EP3833889A1 EP 3833889 A1 EP3833889 A1 EP 3833889A1 EP 19752096 A EP19752096 A EP 19752096A EP 3833889 A1 EP3833889 A1 EP 3833889A1
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EP
European Patent Office
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piston
spring element
axially
recess
locking ring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19752096.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Friedrich Ness
Lajos Farkas
Gregory Cowen
Rainer Fuhrmann
Phani Krishna KALAPALA
Klaas Kessler
Hermann Stief
Thomas Ullein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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Priority claimed from DE102019120127.6A external-priority patent/DE102019120127A1/de
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3833889A1 publication Critical patent/EP3833889A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16H7/0848—Means for varying tension of belts, ropes or chains  with means for impeding reverse motion
    • F16H2007/0859—Check valves

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic tensioning device with two pistons, each piston being loaded by a respective spring element in order to reduce peak operating loads in a traction drive system.
  • Tensioning devices are used to tension the traction means, for example a chain of an internal combustion engine.
  • a certain degree of tension is provided on the traction mechanism in order to avoid noise and slipping.
  • the degree of tension on the traction device can change significantly due to temperature fluctuations during operation and the associated linear thermal expansion of various components of the internal combustion engine.
  • wear of the traction device can lead to a reduction in tension.
  • a typical hydraulic tensioner consists of a housing with a bore, a fluid chamber formed by the bore, and a hollow piston that is biased in one direction out of the bore by a spring.
  • a check valve is provided in the hydraulic tensioning device in order to allow a fluid flow from a pressure medium source into the fluid chamber, while at the same time preventing a backflow in the opposite direction.
  • the force exerted by the chain on the piston in the inward direction is balanced by the resistance force of the fluid and the force of the spring in the outward direction.
  • the check valve closes to restrict fluid flow out of the fluid chamber. Only a small gap between the piston and the housing wall allows the fluid to escape, which enables the piston to retract.
  • the tensioning device achieves a so-called no-return function.
  • the no-return function can make it difficult to compensate for tension peaks in the chain.
  • the small gap between the piston and the housing wall is generally not sufficient to rapidly displace the hydraulic fluid in the fluid chamber and to avoid a sudden overloading of the chain.
  • the damping function is thus in a voltage relationship to the relief function during peak loads.
  • a hydraulic tensioner with a housing having a bore and a primary piston slidably supported in the bore, the primary piston having an opening at the lower end which defines a fluid chamber with the bore. Furthermore, the hydraulic tensioning device has a first spring member, which is arranged inside the bore, the first spring member biasing the primary piston in an upward direction projecting out of the bore.
  • a check valve is provided between the fluid chamber and a pressure medium source in order to allow a flow from the pressure medium source into the chamber and to block a flow in the reverse direction.
  • a channel is formed in the housing for connecting the fluid chamber to the pressure medium source.
  • a secondary piston is axially movably guided with respect to the upper end of the primary piston, with a limiting member limiting the axial movement of the secondary piston in an upward direction.
  • a secondary spring member is disposed between the primary piston and the secondary piston, with the secondary spring member biasing the secondary piston away from the primary piston.
  • the object of the present invention is to further develop a hydraulic tensioning device with two pistons.
  • the object is achieved by the subject matter of patent claim 1. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.
  • a hydraulic tensioning device comprises a housing with a bore and a first piston which is axially movable in the bore, the first piston having a first recess, the first recess forming a fluid chamber together with the bore, a first spring element in the fluid chamber is arranged axially between the first piston and the housing, a second piston being arranged axially movably in a second recess on the first piston, wherein a second spring element is arranged axially between the first piston and the second piston, with a securing ring also being spatially arranged is arranged between the first and the second piston, the Si Circlip at least indirectly pretensions the second spring element on the second piston and thus forms a preassembled tension spring unit.
  • the first spring element can have a higher spring stiffness than the second spring element.
  • the locking ring serves to pre-assemble the tension spring unit, which comprises at least the second spring element and the second piston. Because the second spring element is fixed to the second piston by the locking ring and thus made transportable.
  • a spring element is to be understood as a mechanical spring, for example a disc spring or a compression spring. Likewise, several springs can be combined to form a spring element.
  • the second spring element can comprise at least one plate spring or a compression spring or be designed as a plate spring package.
  • the securing ring is preferably arranged in a circumferential groove on a lateral surface of the second piston.
  • the circumferential groove is at least partially designed to correspond to the retaining ring, the retaining ring at least partially penetrating radially into the groove.
  • the retaining ring advantageously protrudes at least half from the groove.
  • An annular disk for axially receiving the second spring element is preferably arranged axially on the retaining ring.
  • the second spring element therefore comes to rest axially on the locking ring.
  • the second spring element is also arranged axially on a shoulder of the second piston.
  • the second spring element therefore also comes to rest axially on the shoulder of the second piston.
  • the second spring element is supported axially on the locking ring and on the shoulder of the second piston.
  • the ring disk preferably has a circumferential chamfer, the securing ring axially coming into contact with the chamfer.
  • the chamfer is used for improved plant ge of the washer on the circlip, especially for centering and positioning the washer on the circlip.
  • the washer is fixed in the second recess of the first piston.
  • the ring disk is rotated after assembly in the second recess of the first piston and axially connected to the first piston.
  • the invention includes the technical teaching that the second spring element is arranged radially between an inner surface on the first piston and an outer surface on the second piston.
  • the second spring element is arranged in an annular shaft spatially between the first and second pistons.
  • the first piston is arranged radially between the second spring element and the second piston.
  • the second piston is located radially on the outside and is attached to the first piston.
  • a groove for a retaining ring can be provided on the inner lateral surface.
  • the locking ring can be held by the groove and engage in a transport locking recess on the first piston.
  • the groove can also be located on the outer lateral surface of the first piston and the transport securing recess can also be located on the inner lateral surface of the second piston.
  • the transport securing recess forms a stop which prevents the device from falling apart during transport.
  • the second piston is designed in the shape of a stopper from solid material.
  • the second piston has a first and a second cylindrical section, the first cylindrical section having a smaller diameter than the second cylindrical section.
  • the invention includes the technical teaching that a channel for operative connection to a pressure medium source is formed on the housing, a check valve being arranged spatially between the channel and the fluid chamber.
  • the check valve is provided to allow a flow from the channel into the fluid chamber and to block a flow from the fluid chamber into the channel. Further measures improving the invention are described in more detail below together with the description of preferred exemplary embodiments of the invention using the figures. It shows
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration to illustrate the structure of a hydraulic tensioning device according to the invention in accordance with a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a further schematic sectional illustration of a hydraulic tensioning device according to the invention, which is only partially shown, according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a further schematic sectional illustration of a hydraulic tensioning device according to the invention, which is only partially shown, according to a third exemplary embodiment.
  • Figure 4 shows a further schematic sectional view of a hydraulic
  • Figure 5 shows a further schematic sectional view of a hydraulic
  • a hydraulic tensioning device 1 comprises a housing 2 with a bore 3 and a first piston 4a which is axially movable in the bore 3.
  • the first piston 4a has a first recess 5a, the first recess 5a forming a fluid chamber 6 together with the bore 3.
  • a first spring element 7a is arranged in the fluid chamber 6 axially between the first piston 4a and the housing 2, the first spring element 7a being provided for axially prestressing the first piston 4a.
  • the hydraulic tensioning device 1 also has a second piston 4b, which is arranged in an axially movable manner in a second recess 5b on the first piston 4b in order to remove tension peaks from a traction means (not shown here) of a traction mechanism drive system.
  • Axially between the first piston 4a and the second piston 4b is a two- Tes spring element 7b arranged, which is intended to bias the second piston 4b.
  • a locking ring 8 is spatially arranged between the first and the second piston 4a, 4b.
  • the second piston 4b is plug-shaped from solid material.
  • the locking ring 6 is arranged in a circumferential groove 9 on a lateral surface of the first piston 4a and also projects into a circumferential and partially axially extending recess 15 on the second piston 4b.
  • the second spring element 7b is supported axially on an end face of the first piston 4a and on a shoulder 12 of the second piston 4b.
  • the second spring element 7b is designed as a compression spring.
  • a channel 13 is formed on the housing 2 for operative connection with a pressure medium source (not shown here), a nonreturn valve 14 being arranged spatially between the channel 13 and the fluid chamber 6.
  • the check valve 14 is provided to allow a flow from the channel 13 into the fluid chamber 6 and to block a flow from the fluid chamber 6 into the channel 13.
  • FIGS. 2 and 3 dispense with the illustration of the housing 2 and the elements arranged spatially between the housing 2 and the first piston 4a. These elements - which are no longer shown here - are identical in construction and functionally identical to the elements according to FIG. 1.
  • a first piston 4a of the hydraulic tensioning device 1 has a first and second recess 5a, 5b, the two recesses 5a, 5b being formed on opposite free ends of the first piston 4a.
  • a second piston 4b is axially movably arranged in the second recess 5b on the first piston 4b in order to remove voltage peaks from a traction means (not shown here) of a traction drive system.
  • a second spring element 7b is arranged axially between the first piston 4a and the second piston 4b.
  • the second piston 4b is plug-shaped from solid material.
  • the second piston 4b protrudes by a few millimeters, for example approximately 1 mm to 1.3 mm the second recess 5b of the first piston 4a axially out.
  • the double piston arrangement is therefore of particularly compact design.
  • a locking ring 8 is arranged spatially between the first and the second piston 4a, 4b, the locking ring 8 prestressing the second spring element 7b on the second piston 4b indirectly via an annular disk 10 and thereby forming a preassembled tension spring unit.
  • the annular disk 10 is provided for the axial reception of the second spring element 7b and comes into contact with the locking ring 8.
  • the annular disk 10 is also provided to limit an axial exit of the second piston 4b from the first piston 4a.
  • the locking ring 6 is arranged in a circumferential groove 9 on a lateral surface of the second piston 4b.
  • the ring disk 10 has a circumferential chamfer 11, the locking ring 8 coming into contact with the chamfer 11.
  • the annular disk 10 is fixed in the second recess 5b of the first piston 4a and is thus held in position in the first piston 4a.
  • the second spring element 7b is supported axially on the annular disk 10 and on a shoulder 12 of the second piston 4b. Furthermore, the second spring element 7b is arranged radially between an inner surface on the first piston 4a and an outer surface on the second piston 4b.
  • the locking ring 8 forms, together with the washer 10, the second spring element 7b and the second piston 4b, the preassembled and pretensioned tension spring unit, which is advantageously transportable and can also be retrofitted in the first piston 4a.
  • the second spring element 7b is designed as a plate spring package and comprises a plurality of plate springs which come into axial contact with one another.
  • a first piston 4a of the hydraulic tensioning device 1 has first and second recesses 5a, 5b, the two recesses 5a, 5b being formed on opposite free ends of the first piston 4a.
  • a second piston 4b is axially movably arranged in the second recess 5b on the first piston 4b in order to eliminate voltage peaks from a traction means (not shown here) of a traction drive system.
  • a second spring element 7b is arranged axially between the first piston 4a and the second piston 4b. The second spring element 7b is supported axially in the second recess 5b of the first piston 4a and indirectly via an annular disc 10 on a shoulder 12 of the second piston 4b. In the present case, the second spring element 7b is designed as a compression spring.
  • the second piston 4b is plug-shaped and has a vent hole 16.
  • a locking ring 8 is arranged spatially between the first and the second piston 4a, 4b, the ring disk 10, which is fixedly received on the second piston 4b, coming to bear against the locking ring 8 in the present case.
  • the annular disk 10 is provided for the axial reception of the second spring element 7b and for the axial limitation of an outlet of the second piston 4b from the first piston 4a.
  • the locking ring 6 is arranged in a circumferential groove 9 on a lateral surface of the first piston 4a. To center the ring disk 10 on the locking ring 8, the ring disk 10 has a circumferential chamfer 11, the locking ring 8 coming into contact with the chamfer 11.
  • a fourth exemplary embodiment has essentially the same structure as the embodiment of FIG. 3.
  • a locking ring 8 is arranged spatially between the first and the second piston 4a, 4b, the transport securing recess 17 arranged on the second piston 4b in the present case provides an area on which the locking ring 8 comes to rest.
  • the transport securing recess 17 is thus provided for axially delimiting an outlet of the second piston 4b from the first piston 4a.
  • the locking ring 6 is arranged in a circumferential groove 9 on a lateral surface of the second piston 4b.
  • a fifth embodiment has a housing 2 with a bore 3 and a first piston 4a which is axially movable in the bore 3.
  • the first piston 4a has a first recess 5a, the first recess 5a forming a fluid chamber 6 together with the bore 3.
  • a first spring element 7a is arranged axially in the fluid chamber 6 between the first piston 4a and the housing 2.
  • a second piston 4b is axially movable in a second recess 5b on the first piston 4b. Venting is made possible by a vent hole 16.
  • a second spring element 7b is arranged axially between the first piston 4a and the second piston 4b.
  • a locking ring 8 is arranged spatially between the first and the second piston 4a, 4b, the locking ring 8 at least indirectly biasing the second spring element 7b on the second piston 4b and forming a preassembled tension spring unit.
  • the locking ring 6 is arranged in a circumferential groove 9 on a lateral surface of the second piston 4b.
  • the first piston 4a is arranged radially between the second spring element 7b and the second piston 4b.
  • the second piston 4b is therefore located radially on the outside and is pushed onto the first piston 4a.
  • a groove 9 for a retaining ring 8 can be provided on the inner jacket surface.
  • the securing ring 8 can engage in a transport securing recess 17 on the first piston 4, held by the groove.
  • the transport securing recess 17 forms a stop on the axially inner side, which prevents the device from falling apart during transport.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydraulische Spannvorrichtung (1), umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Bohrung (3) sowie einen in der Bohrung (3) axial beweglichen ersten Kolben (4a), wobei der erste Kolben (4a) eine erste Ausnehmung (5a) aufweist, wobei die erste Ausnehmung (5a) zusammen mit der Bohrung (3) eine Fluidkammer (6) ausbildet, wobei ein erstes Federelement (7a) in der Fluidkammer (6) axial zwischen dem ersten Kolben (4a) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei ein zweiter Kolben (4b) axial beweglich in einer zweiten Ausnehmung (5b) am ersten Kolben (4b) angeordnet ist, wobei axial zwischen dem ersten Kolben (4a) und dem zweiten Kolben (4b) ein zweites Federelement (7b) angeordnet ist, wobei ein Sicherungsring (8) räumlich zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben (4a, 4b) angeordnet ist, wobei der Sicherungsring (8) zumindest mittelbar das zweite Federelement (7b) am zweiten Kolben (4b) vorspannt und eine vormontierte Spannfedereinheit bildet.

Description

Hydraulische Spannvorrichtunq mit zwei Kolben
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung mit zwei Kolben, wobei jeder Kolben von einem jeweiligen Federelement belastet ist, um Spitzenbetriebslasten in einem Zugmitteltriebsystem zu verringern.
Spannvorrichtungen werden zum Spannen des Zugmittels, beispielsweise einer Kette einer Brennkraftmaschine verwendet. Im allgemeinen wird ein gewisser Spannungs- grad am Zugmittel vorgesehen, um Geräusche und Durchrutschen zu vermeiden. Der Spannungsgrad am Zugmittel kann sich aufgrund von Temperaturschwankungen im Betrieb und der damit einhergehenden linearen thermischen Ausdehnung verschiede- ner Bauteile der Brennkraftmaschine stark ändern. Außerdem kann ein Verschleiß des Zugmittels zu einer Verringerung der Spannung führen.
Eine typische hydraulische Spannvorrichtung besteht aus einem Gehäuse mit einer Bohrung, einer Fluidkammer, die von der Bohrung gebildet wird, und einem hohlen Kolben, der in eine Richtung aus der Bohrung heraus von einer Feder vorgespannt wird. Außerdem ist ein Rückschlagventil in der hydraulischen Spannvorrichtung vor- gesehen, um einen Fluidstrom aus einer Druckmittelquelle in die Fluidkammer zu er- möglichen, während gleichzeitig ein Rückströmen in der entgegengesetzten Richtung verhindert wird. Die von der Kette auf den Kolben in Einwärtsrichtung ausgeübte Kraft wird von der Widerstandskraft des Fluids und der Kraft der Feder in Auswärtsrichtung ausgeglichen. Wenn der Kolben sich in der Rückwärtsrichtung bewegen möchte, schließt das Rückschlagventil, um ein Ausströmen des Fluids aus der Fluidkammer zu drosseln. Nur ein kleiner Spalt zwischen dem Kolben und der Gehäusewand lässt ein Entweichen des Fluids zu, wodurch ein Zurückfahren des Kolbens ermöglicht wird.
Auf diese Weise erzielt die Spannvorrichtung eine sogenannte no-return-Funktion.
Ein mögliches Problem hydraulischer Spannvorrichtungen besteht jedoch darin, dass die no-return-Funktion Schwierigkeiten beim Ausgleich von Spannungsspitzen in der Kette machen kann. Bei einem schnellen bzw. starken Spannungsanstieg am Zugmit- tel reicht der kleine Spalt zwischen dem Kolben und der Gehäusewand in der Regel nicht aus, um die Hydraulikflüssigkeit in der Fluidkammer rasch zu verdrängen und dadurch eine plötzliche Überlastung der Kette zu vermeiden. Die Dämpfungsfunktion steht somit in einem Spannungsverhältnis zur Entlastungsfunktion bei Lastspitzen.
Eine Lösung für dieses Problem bietet beispielsweise die DE 698 05 360 T2. Diese Druckschrift offenbart eine hydraulische Spannvorrichtung mit einem Gehäuse, das eine Bohrung hat sowie einen primären Kolben, der in der Bohrung gleitend gelagert ist, wobei der primäre Kolben am unteren Ende eine Öffnung hat, die mit der Bohrung eine Fluidkammer definiert. Ferner weist die hydraulische Spannvorrichtung ein erstes Federglied auf, das innerhalb der Bohrung angeordnet ist, wobei das erste Federglied den primären Kolben in einer aufwärtigen, aus der Bohrung ragenden Richtung vor- spannt. Ein Rückschlagventil ist zwischen der Fluidkammer und einer Druckmittelquel- le vorgesehen, um eine Strömung aus der Druckmittelquelle in die Kammer zuzulas- sen und eine Strömung in der umgekehrten Richtung zu sperren. Ein Kanal ist im Ge- häuse zur Verbindung der Fluidkammer mit der Druckmittelquelle ausgebildet. Ferner ist ein sekundärer Kolben bezüglich des oberen Endes des primären Kolbens axial beweglich geführt, wobei ein Begrenzungsglied die Axialbewegung des sekundären Kolbens in einer aufwärtigen Richtung begrenzt. Ein sekundäres Federglied ist zwi- schen dem primären Kolben und dem sekundären Kolben angeordnet, wobei das se- kundäre Federglied den sekundären Kolben weg von dem primären Kolben vorspannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hydraulische Spannvor- richtung mit zwei Kolben weiterzuentwickeln. Die Aufgabe wird gelöst durch den Ge- genstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängi- gen Ansprüchen zu entnehmen.
Eine erfindungsgemäße hydraulische Spannvorrichtung umfasst ein Gehäuse mit ei- ner Bohrung sowie einen in der Bohrung axial beweglichen ersten Kolben, wobei der erste Kolben eine erste Ausnehmung aufweist, wobei die erste Ausnehmung zusam- men mit der Bohrung eine Fluidkammer ausbildet, wobei ein erstes Federelement in der Fluidkammer axial zwischen dem ersten Kolben und dem Gehäuse angeordnet ist, wobei ein zweiter Kolben axial beweglich in einer zweiten Ausnehmung am ersten Kolben angeordnet ist, wobei axial zwischen dem ersten Kolben und dem zweiten Kolben ein zweites Federelement angeordnet ist, wobei ferner ein Sicherungsring räumlich zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben angeordnet ist, wobei der Si- cherungsring zumindest mittelbar das zweite Federelement am zweiten Kolben vor- spannt und so eine vormontierte Spannfedereinheit bildet. Das erste Federelement kann eine höhere Federsteifigkeit aufweisen als das zweite Federelement. Somit kommt es erst in dem Fall zu einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Federelement, dass sich ein bestimmter hydraulischer Widerstand in der Druckkammer aufgebaut hat.
Mit anderen Worten dient der Sicherungsring dazu, die Spannfedereinheit, welche zumindest das zweite Federelement und den zweiten Kolben umfasst, vorzumontie- ren. Denn das zweite Federelement wird durch denn Sicherungsring am zweiten Kol- ben fixiert und somit transportfähig gemacht.
Unter einem Federelement ist eine mechanische Feder, beispielsweise eine Tellerfe- der oder eine Druckfeder zu verstehen. Ebenso können mehrere Federn zu einem Federelement zusammengefasst sein. Beispielsweise kann das zweite Federelement mindestens eine Tellerfeder oder eine Druckfeder umfassen oder als Tellerfederpaket ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist der Sicherungsring in einer umlaufenden Nut an einer Mantelfläche des zweiten Kolbens angeordnet. Insbesondere ist die umlaufende Nut zumindest teilweise korrespondierend zum Sicherungsring ausgebildet, wobei der Sicherungsring zumindest teilweise radial in die Nut eindringt. Vorteilhafterweise ragt der Sicherungs- ring zumindest hälftig aus der Nut heraus.
Bevorzugt ist eine Ringscheibe zur axialen Aufnahme des zweiten Federelements axial am Sicherungsring angeordnet. Mithin kommt das zweite Federelement axial am Sicherungsring zur Anlage. Insbesondere ist das zweite Federelement ferner axial an einer Schulter des zweiten Kolbens angeordnet. Mithin kommt das zweite Federele- ment auch axial an der Schulter des zweiten Kolbens zur Anlage. Mit anderen Worten stützt sich das zweite Federelement axial am Sicherungsring und an der Schulter des zweiten Kolbens ab.
Ferner bevorzugt weist die Ringscheibe eine umlaufende Fase auf, wobei der Siche- rungsring an der Fase axial zur Anlage kommt. Die Fase dient zur verbesserten Anla- ge der Ringscheibe am Sicherungsring, insbesondere zur Zentrierung und Positionie- rung der Ringscheibe am Sicherungsring.
Insbesondere ist die Ringscheibe in der zweiten Ausnehmung des ersten Kolbens fi- xiert. Mithin ist die Ringscheibe nach der Montage in die zweite Ausnehmung des ers- ten Kolbens drehtest und axialfest mit dem ersten Kolben verbunden.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das zweite Federelement radial zwischen einer Innenfläche am ersten Kolben und einer Außenfläche am zweiten Kol- ben angeordnet ist. Somit ist das zweite Federelement in einem ringförmigen Schacht räumlich zwischen dem ersten und zweiten Kolben angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Kolben radial zwischen dem zwei- ten Federelement und dem zweiten Kolben angeordnet. Der zweite Kolben liegt also radial außen und ist auf den ersten Kolben aufgesteckt. An der Innenmantelfläche kann eine Nut für einen Sicherungsring vorgesehen sein. Der Sicherungsring kann von der Nut gehalten in eine Transportsicherungsausnehmung am ersten Kolben grei- fen. Die Nut kann sich auch an der Außenmantelfläche des ersten Kolbens und die Transportsicherungsausnehmung kann sich auch an der Innenmantelfläche des zwei- ten Kolbens befinden. Die Transportsicherungsausnehmung bildet einen Anschlag, der ein Auseinanderfallen der Vorrichtung beim Transport verhindert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Kolben stöp- selförmig aus Vollmaterial ausgebildet. Insbesondere weist der zweite Kolben einen ersten und zweiten zylindrischen Abschnitt auf, wobei der erste zylindrische Abschnitt einen kleineren Durchmesser als der zweite zylindrische Abschnitt aufweist.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass an dem Gehäuse ein Kanal zur Wirkverbindung mit einer Druckmittelquelle ausgebildet ist, wobei räumlich zwischen dem Kanal und der Fluidkammer ein Rückschlagventil angeordnet ist. Das Rück- schlagventil ist dazu vorgesehen, eine Strömung aus dem Kanal in die Fluidkammer zuzulassen und eine Strömung aus der Fluidkammer in den Kanal zu sperren. Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fi- guren näher dargestellt. Dabei zeigt
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Auf- baus einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2 eine weitere schematische Schnittdarstellung einer nur teilweise darge- stellten erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung gemäß ei- nem zweiten Ausführungsbeispiel, und
Figur 3 eine weitere schematische Schnittdarstellung einer nur teilweise darge- stellten erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung gemäß ei- nem dritten Ausführungsbeispiel.
Figur 4 eine weitere schematische Schnittdarstellung einer hydraulischen
Spannvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Figur 5 eine weitere schematische Schnittdarstellung einer hydraulischen
Spannvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel
Gemäß Figur 1 umfasst eine erfindungsgemäße hydraulische Spannvorrichtung 1 ein Gehäuse 2 mit einer Bohrung 3 sowie einen in der Bohrung 3 axial beweglichen ers- ten Kolben 4a. Der erste Kolben 4a weist eine erste Ausnehmung 5a auf, wobei die erste Ausnehmung 5a zusammen mit der Bohrung 3 eine Fluidkammer 6 ausbildet.
Ein erstes Federelement 7a ist in der Fluidkammer 6 axial zwischen dem ersten Kol- ben 4a und dem Gehäuse 2 angeordnet, wobei das erste Federelement 7a dazu vor- gesehen ist, den ersten Kolben 4a axial vorzuspannen. Ferner weist die hydraulische Spannvorrichtung 1 auch einen zweiten Kolben 4b auf, der axial beweglich in einer zweiten Ausnehmung 5b am ersten Kolben 4b angeordnet ist, um Spannungsspitzen aus einem - hier nicht dargestellten - Zugmittel eines Zugmitteltriebsystems zu ent- fernen. Axial zwischen dem ersten Kolben 4a und dem zweiten Kolben 4b ist ein zwei- tes Federelement 7b angeordnet, das dazu vorgesehen ist, den zweiten Kolben 4b vorzuspannen.
Ein Sicherungsring 8 ist räumlich zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben 4a, 4b angeordnet. Der zweite Kolben 4b ist stöpselförmig aus Vollmaterial ausgebildet. Der Sicherungsring 6 ist in einer umlaufenden Nut 9 an einer Mantelfläche des ersten Kolbens 4a angeordnet und ragt ferner in eine umlaufende und sich teilweise axial er- streckende Aussparung 15 am zweiten Kolben 4b. Das zweite Federelement 7b stützt sich axial an einer Stirnseite des ersten Kolbens 4a und an einer Schulter 12 des zweiten Kolbens 4b ab. Das zweite Federelement 7b ist vorliegend als Druckfeder ausgebildet.
Ferner ist an dem Gehäuse 2 ein Kanal 13 zur Wirkverbindung mit einer - hier nicht dargestellten - Druckmittelquelle ausgebildet, wobei räumlich zwischen dem Kanal 13 und der Fluidkammer 6 ein Rückschlagventil 14 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 14 ist dazu vorgesehen, eine Strömung aus dem Kanal 13 in die Fluidkammer 6 zuzu- lassen und eine Strömung aus der Fluidkammer 6 in den Kanal 13 zu sperren.
In den Figuren 2 und 3 wurde zur Vereinfachung auf die Darstellung des Gehäuses 2 sowie der räumlich zwischen dem Gehäuse 2 und dem ersten Kolben 4a angeordne- ten Elemente verzichtet. Diese - hier nicht mehr dargestellten - Elemente sind jedoch baugleich und funktionsgleich zu den Elementen gemäß Figur 1.
Nach Figur 2 weist ein erster Kolben 4a der erfindungsgemäßen hydraulischen Spannvorrichtung 1 eine erste und zweite Ausnehmung 5a, 5b auf, wobei die beiden Ausnehmungen 5a, 5b an gegenüberliegenden freien Enden des ersten Kolbens 4a ausgebildet sind. Ein zweiter Kolben 4b ist axial beweglich in der zweiten Ausneh- mung 5b am ersten Kolben 4b angeordnet, um Spannungsspitzen aus einem - hier nicht dargestellten - Zugmittel eines Zugmitteltriebsystems zu entfernen. Axial zwi- schen dem ersten Kolben 4a und dem zweiten Kolben 4b ist ein zweites Federele- ment 7b angeordnet.
Der zweite Kolben 4b ist stöpselförmig aus Vollmaterial ausgebildet. Vorliegend ragt der zweite Kolben 4b um wenige Millimeter, beispielsweise ca. 1 mm bis 1 ,3 mm aus der zweiten Ausnehmung 5b des ersten Kolbens 4a axial heraus. Mithin ist die Dop- pelkolbenanordnung besonders kompakt ausgebildet. Ein Sicherungsring 8 ist räum- lich zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben 4a, 4b angeordnet, wobei der Si- cherungsring 8 mittelbar über eine Ringscheibe 10 das zweite Federelement 7b am zweiten Kolben 4b vorspannt und dadurch eine vormontierte Spannfedereinheit bildet. Die Ringscheibe 10 ist zur axialen Aufnahme des zweiten Federelements 7b vorgese- hen und kommt am Sicherungsring 8 zur Anlage. Ferner ist die Ringscheibe 10 auch zur Begrenzung eines axialen Austritts des zweiten Kolbens 4b aus dem ersten Kol- ben 4a vorgesehen. Der Sicherungsring 6 ist in einer umlaufenden Nut 9 an einer Mantelfläche des zweiten Kolbens 4b angeordnet. Zur Zentrierung der Ringscheibe 10 am Sicherungsring 8 weist die Ringscheibe 10 eine umlaufende Fase 11 auf, wobei der Sicherungsring 8 an der Fase 11 zur Anlage kommt. In dem vorliegend dargestell- ten montierten Zustand des ersten und zweiten Kolbens 4a, 4b ist die Ringscheibe 10 in der zweiten Ausnehmung 5b des ersten Kolbens 4a fixiert und somit positionsfest im ersten Kolben 4a aufgenommen.
Das zweite Federelement 7b stützt sich axial an der Ringscheibe 10 und an einer Schulter 12 des zweiten Kolbens 4b ab. Ferner ist das zweite Federelement 7b radial zwischen einer Innenfläche am ersten Kolben 4a und einer Außenfläche am zweiten Kolben 4b angeordnet. Der Sicherungsring 8 bildet zusammen mit der Ringscheibe 10, dem zweiten Federelement 7b und dem zweiten Kolben 4b die vormontierte und vorgespannte Spannfedereinheit, die vorteilhafterweise transportfähig ist und so in den ersten Kolben 4a auch nachträglich montiert werden kann. Das zweite Federele- ment 7b ist vorliegend als Tellerfederpaket ausgebildet und umfasst mehrere Tellerfe- dern, die axial aneinander zur Anlage kommen.
Gemäß Figur 3 weist ein erster Kolben 4a der hydraulischen Spannvorrichtung 1 eine erste und zweite Ausnehmung 5a, 5b auf, wobei die beiden Ausnehmungen 5a, 5b an gegenüberliegenden freien Enden des ersten Kolbens 4a ausgebildet sind. Ein zweiter Kolben 4b ist axial beweglich in der zweiten Ausnehmung 5b am ersten Kolben 4b angeordnet, um Spannungsspitzen aus einem - hier nicht dargestellten - Zugmittel eines Zugmitteltriebsystems zu beseitigen. Axial zwischen dem ersten Kolben 4a und dem zweiten Kolben 4b ist ein zweites Federelement 7b angeordnet. Das zweite Fe- derelement 7b stützt sich axial in der zweiten Ausnehmung 5b des ersten Kolbens 4a und mittelbar über eine Ringscheibe 10 an einer Schulter 12 des zweiten Kolbens 4b ab. Das zweite Federelement 7b ist vorliegend als Druckfeder ausgebildet.
Der zweite Kolben 4b ist stöpselförmig ausgebildet und weist eine Entlüftungsbohrung 16 auf. Ein Sicherungsring 8 ist räumlich zwischen dem ersten und dem zweiten Kol- ben 4a, 4b angeordnet, wobei die an dem zweiten Kolben 4b positionsfest aufge- nommene Ringscheibe 10 vorliegend an dem Sicherungsring 8 zur Anlage kommt.
Die Ringscheibe 10 ist zur axialen Aufnahme des zweiten Federelements 7b sowie zur axialen Begrenzung eines Austritts des zweiten Kolbens 4b aus dem ersten Kol- ben 4a vorgesehen. Der Sicherungsring 6 ist in einer umlaufenden Nut 9 an einer Mantelfläche des ersten Kolbens 4a angeordnet. Zur Zentrierung der Ringscheibe 10 am Sicherungsring 8 weist die Ringscheibe 10 eine umlaufende Fase 11 auf, wobei der Sicherungsring 8 an der Fase 11 zur Anlage kommt.
Gemäß Figur 4 weist ein viertes Ausführungsbeispiel im Wesentlichen den gleichen Aufbau auf wie die Ausführungsform der Fig. 3. Ein Sicherungsring 8 ist räumlich zwi- schen dem ersten und dem zweiten Kolben 4a, 4b angeordnet, wobei die an dem zweiten Kolben 4b angeordnete Transportsicherungsausnehmung 17 vorliegend eine Fläche bereitstellt, an der der Sicherungsring 8 zur Anlage kommt. Die Transportsi- cherungsausnehmung 17 ist somit zur axialen Begrenzung eines Austritts des zweiten Kolbens 4b aus dem ersten Kolben 4a vorgesehen. Der Sicherungsring 6 ist in einer umlaufenden Nut 9 an einer Mantelfläche des zweiten Kolbens 4b angeordnet.
Gemäß Figur 5 weist eine fünfte Ausführungsform ein Gehäuse 2 mit einer Bohrung 3 sowie einen in der Bohrung 3 axial beweglichen ersten Kolben 4a auf. Der erste Kol- ben 4a weist eine erste Ausnehmung 5a auf, wobei die erste Ausnehmung 5a zu- sammen mit der Bohrung 3 eine Fluidkammer 6 ausbildet. Ein erstes Federelement 7a ist in der Fluidkammer 6 axial zwischen dem ersten Kolben 4a und dem Gehäuse 2 angeordnet. Ein zweiter Kolben 4b ist axial beweglich in einer zweiten Ausnehmung 5b am ersten Kolben 4b angeordnet. Eine Entlüftung wird durch eine Entlüftungsboh- rung 16 ermöglicht. Axial zwischen dem ersten Kolben 4a und dem zweiten Kolben 4b ist ein zweites Federelement 7b angeordnet. Ein Sicherungsring 8 ist räumlich zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben 4a, 4b angeordnet, wobei der Sicherungsring 8 zumindest mittelbar das zweite Federele- ment 7b am zweiten Kolben 4b vorspannt und eine vormontierte Spannfedereinheit bildet.
Der Sicherungsring 6 ist in einer umlaufenden Nut 9 an einer Mantelfläche des zwei- ten Kolbens 4b angeordnet. Der erste Kolben 4a ist radial zwischen dem zweiten Fe- derelement 7b und dem zweiten Kolben 4b angeordnet. Der zweite Kolben 4b liegt also radial außen und ist auf den ersten Kolben 4a aufgeschoben. An der Innenman- telfläche kann eine Nut 9 für einen Sicherungsring 8 vorgesehen sein. Der Siche- rungsring 8 kann von der Nut gehalten in eine Transportsicherungsausnehmung 17 am ersten Kolben 4 greifen. Die Transportsicherungsausnehmung 17 bildet an der axial innenliegenden Seite einen Anschlag, der ein Auseinanderfallen der Vorrichtung beim Transport verhindert.
Bezuqszeichenliste
1 Spannvorrichtung
2 Gehäuse
3 Bohrung
4a, 4b Kolben
5a, 5b Ausnehmung
6 Fluidkammer
7a, 7b Federelement
8 Sicherungsring
9 Nut
10 Ringscheibe
1 1 Fase
12 Schulter
13 Kanal
14 Rückschlagventil
15 Aussparung
16 Entlüftungsbohrung
17 Transportsicherungsausnehmung

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Spannvorrichtung (1 ), umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Boh- rung (3) sowie einen in der Bohrung (3) axial beweglichen ersten Kolben (4a), wobei der erste Kolben (4a) eine erste Ausnehmung (5a) aufweist, wobei die erste Ausneh- mung (5a) zusammen mit der Bohrung (3) eine Fluidkammer (6) ausbildet, wobei ein erstes Federelement (7a) in der Fluidkammer (6) axial zwischen dem ersten Kolben (4a) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei ein zweiter Kolben (4b) axial beweg- lich in einer zweiten Ausnehmung (5b) am ersten Kolben (4b) angeordnet ist, wobei axial zwischen dem ersten Kolben (4a) und dem zweiten Kolben (4b) ein zweites Fe- derelement (7b) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherungsring (8) räumlich zwischen dem ers- ten und dem zweiten Kolben (4a, 4b) angeordnet ist, wobei der Sicherungsring (8) zumindest mittelbar das zweite Federelement (7b) am zweiten Kolben (4b) vorspannt und eine vormontierte Spannfedereinheit bildet.
2. Spannvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (6) in einer umlaufenden Nut (9) an einer Mantelfläche des zweiten Kolbens (4b) angeordnet ist.
3. Spannvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringscheibe (10) zur axialen Aufnahme des zweiten Federelements (7b) axial am Sicherungsring (8) angeordnet ist.
4. Spannvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe (10) eine umlaufende Fase (11 ) aufweist, wobei der Sicherungsring (8) an der Fase (11 ) axial zur Anlage kommt.
5. Spannvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe (10) in der zweiten Ausnehmung (5b) des ersten Kolbens (4a) fixiert ist.
6. Spannvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federelement (7b) radial zwischen einer Innenfläche am ersten Kolben (4a) und einer Außenfläche am zweiten Kolben (4b) angeordnet ist.
7. Spannvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass der erste Kolben (4a) radial zwischen dem zweiten Federelement (7b) und dem zweiten Kolben (4b) angeordnet ist. 8. Spannvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federelement (7b) mindestens eine Tel- lerfeder oder eine Druckfeder umfasst.
9. Spannvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federelement (7b) axial an einer Schulter
(12) des zweiten Kolbens (4b) angeordnet ist.
10. Spannvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (2) ein Kanal (13) zur Wirkverbin- düng mit einer Druckmittelquelle ausgebildet ist, wobei räumlich zwischen dem Kanal
(13) und der Fluidkammer (6) ein Rückschlagventil (14) angeordnet ist.
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