JP3856155B2 - 牽引機構のための液圧式緊締装置 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、請求項１の上位概念に記載した形式の、牽引機構特に内燃機関のための液圧式緊締装置に関する。この緊締装置は、一方の端部が旋回可能に支えられていて、他方の端部が、直接又は間接的に緊締ローラに結合されている。
発明の背景技術
液圧式緊締装置は、特に、牽引機構つまりベルト伝動装置又はチェーン伝動装置に加えるプレロード（若しくは予荷重）を、相応の長さに従ってできるだけ一定に維持し、及びさらに振動を効果的に減衰することができるようにするために、使用される。
アメリカ合衆国特許第４７９０８０１号明細書によれば、冒頭に述べた形式の液圧式緊締装置が公知である。この公知の装置は、シリンダ内で長手方向摺動可能にガイドされたピストンを有している。シリンダはアウターケーシング内で位置固定されており、アウターケーシングは、固定アイを介して旋回可能に、例えば内燃機関のクランクケーシングに配置されている。ピストンは、シリンダとは反対側の端部で、ピストンケーシング内に固定されており、ピストンケーシングは部分的にアウターケーシング内に係合し、固定アイを介して直接的又は間接的に、牽引機構に当接する緊締ローラに接続されている。アウターケーシングとピストンケーシングとの間には、シリンダ若しくはピストンを同軸的に取り囲む圧縮コイルばねが配置されている。この圧縮コイルばねは、ピストンケーシングを緊締ローラに向かってばね力によって負荷して当接させるためのものである。この公知の液圧式緊締装置の構成によれば、さらに、ピストン運動に基づく、シリンダ内の高圧室からの液圧流体の容積移動が行われる。ピストンの運動方向に基づいて、液圧流体は、シリンダに配置された一方向弁を介して、貯蔵室からシリンダ内に流入するか、又はピストン運動の逆転時に、液圧流体は、ピストンとシリンダの内壁との間の漏れギャップを介して高圧室から貯蔵室内に押しやられる。互いに摺動可能な構成部材、つまりアウターケーシング及び、このアウターケーシング内で部分的に摺動可能なピストンケーシングをシールするために、ベローズシールが設けられており、このベローズシールは、それぞれピストンケーシングに及びアウターケーシングにプレロードを受けて当接し、それぞれ端部側で軸固定するために、保持隆起部を介して周方向溝内に係合する。公知のベローズシールは、アウターケーシング内の過剰圧力を低下させることはできない。過剰圧力は、例えば牽引機構の長手方向変化時若しくは組み付け時例えばベルト交換時に、緊締装置のピストンが密着せしめられた場合に生じる。ピストンを押し込むと、ベローズシールが膨張するのに基づいて、過剰圧力が形成される。これによって、しばしばベローズシールが変位せしめられる。つまり、保持隆起部が周方向溝から半径方向で出て、次いで軸方向にずれて、これによってベローズシールの正確なガイドが妨げられ、破壊の危険性が生じる。
発明の課題
そこで本発明の課題は、過剰圧力の調整が可能であって、しかもこの場合に液圧流体の損失がないか、若しくは機能的な故障が生じることがないような、液圧式緊締装置を提供することである。
発明の要約
この課題は、請求項１の特徴部に記載された特徴によって解決された。
本発明によれば、中空室内で過剰圧力が生じた時に、少なくともベローズシールの部分領域が制御されて半径方向で変位されることによって、中空室内に閉じこめられた空気の圧力を制御することが可能である。本発明のベローズシールの構成によれば有利な形式で、ピストン及び所属のピストンケーシングがシリンダ内に侵入する際に生じる、中空室内の圧力上昇時に、圧縮された空気を放出することによって、過剰圧力調整若しくは圧力低下を確実に行うことができる。ベローズシールの部分領域を、本発明に従って半径方向で変位させることによって、アウターケーシングの中空室と大気圧との間の短時間自由な接続が得られ、この場合、過剰圧力を有する空気放出に基づいて、不都合な汚れ粒子が中空室内に入り込むことはない。本発明による構成は、圧力補償が得られた後で、ピストン及びこのピストンに結合されたピストンケーシングが退出運動する際に、不都合な空気吸込みが行われることはない。
本発明の構成によれば、ベローズシールはピストンケーシングに完全に当接していないので、過剰圧力が生じた時に、ベローズシールの負荷された面は大きくなり、これによって、簡単にシール区分を半径方向で大きくすることができる。
圧力によって負荷された面区分を拡大し、それと同時にこのベローズシール区分の剛性を低下させるために、ベローズシールの内側に、周方向で分配して配置された長手方向溝を設けると有利である。本発明によればこの長手方向溝は有利にはベローズシールの環状隆起部まで延びている。
選択的に、長手方向溝を、ピストンケーシングの外周面に設けて、これらの長手方向溝をピストンケーシングの環状溝まで延びるように構成することもできる。
本発明の別の有利な構成によれば、長手方向溝はベローズシール内でピストンケーシング内にも設けられている。この場合、ベローズシールに均一に圧力負荷を加えるために、互いに長手方向溝は交互に分配されている。つまりベローズシールの内壁における長手方向溝と、ピストンケーシングの周面における長手方向溝とはずらされている。
必要に応じて、ベローズシール及びピストンケーシングに設けられた長手方向溝は任意に構成することができる。例えば長手方向溝は、半円形、三角形又はその他の任意の幾何学的な横断面形状を有していてよい。
本発明によれば、保持隆起部は、ベローズシールの中立位置において、閉じた半径方向のシール面並びに、端面側で切欠を備えた軸方向のシール面を有している。シール面つまり周方向溝での保持隆起部の接触面を大きくするために、周方向溝は、緊締装置の左右対称軸線に対して直角に配置された区分を有しており、この区分に、保持隆起部が半径方向で変位運動する間も、軸方向のシール面が当接する。
本発明の保持隆起部の構成によれば、液圧式緊締装置に過剰圧力が生じた時に、ピストンケーシングに当接するベローズシールが半径方向外方に変位し、同様に保持隆起部も限定的に変位することができる。これによって、半径方向のシール面は、そのシール作用を失い、保持隆起部は、もっぱら軸方向のシール面を介してピストンケーシングに当接する。軸方向のシール面に設けられた端面側の切欠に基づいて、圧力低下つまり緊締装置の排気が行われる。
良好な排気を行うために、本発明の別の構成によれば、ピストンケーシングの周方向溝には、軸方向のシール領域に刻み目が設けられており、これらの刻み目は、保持隆起部の形成された切欠に対応する。
ベローズシールの壁厚を種々異なる形状に構成し、これによって過剰圧力が生じた時に、ピストンケーシングに当接するシール領域が半径方向で変位する。本発明によれば、負荷を受けて緊締装置のアウターケーシングに当接する、ベローズシールの領域は、ピストンケーシングに対応配置されたシール区分と比較して、より厚い壁厚を有している。このような構成によって、本発明によるベローズシールの作用を補助するために、限定された局所的な所望のシール弾性が得られる。
補強された構成を得るために、本発明の別の構成によれば、ベローズシールは、内側で波状の成形部を有しており、この成形部によって、アウターケーシングにおけるベローズシールの付着ひいてはシール作用が改善される。
有利には、ベローズシールは、緊締装置に位置決めされている。特に、ベローズシールとピストンケーシングとを位置決めして、これによって、緊締装置の排気時に、保持隆起部の他面側の切欠と、周方向溝の側壁に設けられた刻み目とを確実に協働作用させるようにすれば、有利である。
【図面の簡単な説明】
次に、１つの実施例を示す、全部で５つの図面を用いて本発明を説明する。
第１図は、中立位置における、本発明による液圧式緊締装置の縦断面図、
第２図は、排気位置におけるベローズシールを示す緊締装置の縦断面図、
第３図は、本発明によるベローズシールの詳細を示す断面図、
第４図は、第３図のＸ部分の拡大図、
第５図は、第３図のＹ部分の拡大図である。
図面の詳細な説明
第１図には、液圧式緊締装置１の縦断面図が示されている。この装置は、ほぼ回転対称的なアウターケーシング２を有しており、このアウターケーシング２の一方の端部には固定アイ３が配置されており、この固定アイ３を介して液圧式緊締装置１を例えば、第１図に図示されていない内燃機関のクランクケーシングに固定することができる。アウターケーシングは、ほぼ中空円筒形に構成されていて、円筒形の中空室４を有しており、この中空室４内に、外壁５から半径方向で間隔を保ってシリンダ６が同心的に位置決めされて配置されている。シリンダ６内には、左右対称軸線７の方向で摺動可能なピストン８が取り付けられている。このピストン８は、高圧室９を制限していて、ピストンケーシング１０に堅固に固定されている。ピストンケーシング１０は、別の固定アイ１１を備えており、この固定アイ１１は、第１図に示されていない牽引機構の緊締ローラに直接又は間接的に結合されている。このために、例えばレバーが設けられており、このレバーに固定アイ１１が枢着若しくはヒンジ接続されており、レバーの一方の端部は旋回可能に支承されていて、レバーの自由端部は緊締ローラを介して牽引機構に当てつけられている。ピストンケーシング１０は、半径方向内方で間隔を保ってアウターケーシング２内に突入していて、圧縮コイルばね１２のためのセンタリングを形成している。この圧縮コイルばね１２は、さらにその反対側の端部が、アウターケーシング２の底部１３で支えられていて、ピストンケーシング１０内の構成部分とアウターケーシング２との間の拡開を形成する。つまり、固定アイ１１を、牽引機構の緊締を高める、緊締ローラの位置の方向に摺動させるように働く。ピストン８がシリンダ６から矢印方向で運動する際に、シリンダ底部１４内に配置された一方向弁１５を介して液圧移動が行われる。この一方向弁１５は、中空室４内に存在するリザーバ１６から液圧流体が続いて流出するのを可能にする。ピストン運動が逆転されると、液圧流体は、シリンダ６の内壁とピストン８の外周面との間で調節された漏れギャプ１７を介して、高圧室９から中空室４内に達し、これによってリザーバ１６を満たす。
部分的に互いに入り込む運動を行う構成部分をシールするために、アウターケーシング２及びピストンケーシング１０には、ベローズシール１８が設けられており、このベローズシール１８は、このベローズシールの半径方向外側の区分（部分）１９を介して、プレロード（若しくは予荷重）を受けてアウターケーシング２の外壁５に当接していて、半径方向内方に突き出す段部を備えた区分（部分）２０がピストンケーシング１０に配置されている。ベローズシール１８の両端部は、保持隆起部２１，２２を有しており、この保持隆起部２１，２２は、ピストンケーシング１０の周方向溝２４内で若しくは環状溝２３内で保持されている。ピストンケーシング１０とアウターケーシング２との間の半径方向の間隔に基づいて、またベローズシール１８の構成つまりその弾性に基づいて、ベローズシールは、ピストンケーシング１０がアウターケーシング２内に侵入する際の、２つの構成部分間の移行領域内で、当該の構成部分にロール状に当接し、これによって、ピストン８の位置とは無関係に、及びひいては接続されたピストンケーシング１０とは無関係に、ベローズシール１８によって効果的なシールが確実に得られる。
第２図には、第１図とは反対に、ベローズシール１８は、液圧式緊締装置１内で調節された超過圧力が得られる位置にある、液圧式緊締装置１が図示されている。液圧式緊締装置１のすべての構成及び配置の詳細は、第１図に示された緊締装置１と同じであるので、それについては第１図の構成を参照することができる。
第２図に示したベローズシール１８の位置は、ベローズシール１８が、中空室４内で超過圧力が形成された時に占める位置である。中空室４内の超過圧力は、矢印方向とは逆方向での、ピストン８の大きいストロークが行われた時に、中空室４内の超過圧力が生じる。例えば歯付きベルトの交換時において、ピストンケーシング１０のばね力負荷に基づいて、ピストンケーシング１０が、ピストン８及びピストン８に属する緊締リングをストッパ２６まで摺動させ、次いでベルトを取り付けるためにピストン８をシリンダ６内に押し込む時に生じる。この摺動運動によって、中空室４内で圧力が上昇せしめられ、この圧力上昇によって、ベローズシール１８の区分２０が半径方向変位する。ベローズシール１８の、この半径方向の運動によって、同様に保持隆起部２２は、半径方向のシール面２８のシール作用が解除され、保持隆起部２２がもっぱら軸方向のシール面２８を介して、周方向溝２４の側壁２９に気密に当接するように、働く。保持隆起部２２に形成された端面側の切欠に基づいて、このベローズシール位置では、所望の超過圧力調整が得られる。この所望の超過圧力調整において、中空室４内に閉じこめられた、大気圧に対して高い圧力を有する空気は漏れ出ることができる。ベローズシール１８若しくは区分１９がピストンケーシング１０に当接する、固有弾性及びプレロードに基づいて、ベローズシール１８は、圧力解消若しくは超過圧力調整に基づいて自動的に、第１図に示された初期位置に移動する。従って有利な形式で、中立位置において、液圧緊締装置１の内部に空気若しくは汚れが侵入することはない。同様の形式で、ベローズシール１８の前記機能形式に基づいて、液圧緊締装置１の機能に不都合な影響を与える油損失は避けられる。保持隆起部２１の切欠３０の有効性を高めるために、側壁２９は刻み目(Kerbe)３１を有しており、これらの刻み目３１は、切欠３０と対応するように配置されている。刻み目３１と切欠３０との間の位置の合致を得るために、ベローズシール１８の区分２０はピストンケーシング１０に位置決めされている。このために保持隆起部２２は、少なくとも１つの付加部３２を有しており、この付加部３２は、ピストンケーシング１０内の所属の孔３３内に係合する。第２図によればさらに、長手方向溝３４が設けられており、この長手方向溝は、ピストンケーシング１０の外周面内で、周方向溝２４まで達している。周方向で分配して配置された長手方向溝３４は、ベローズシール１８の区分１９が圧力負荷を受けやすくし、これによってこの領域は、超過圧力が生じた時に、ほぼ均一に圧力負荷され、これによって、迅速に働く所望の変位が調節される。
第３図にはベローズシール１８の長手方向区分の詳細が示されている。この構成によれば、特に、保持隆起部２１，２２の幾何学的な構成、並びにベローズシール１８の区分１９と区分２０との間の種々異なる壁厚が示されている。シール及び半径方向のプレロードを改善するために、区分１９は内側で、波状に形成された成形部３６を有している。これに対して、区分２０は、周方向で分配配置された長手方向溝３５を有しており、これらの長手方向溝３５は、区分２０の全長に亙って延びていて、保持隆起部２２までガイドされている。さらに、第３図によれば、保持隆起部２２の端面側でほぼ半円形状に成形された切欠３０が設けられており、この切欠３０は、組み込んだ状態で、超過圧力が生じた時に、緊締装置１の中空室４から空気が漏れ出るのを可能にする。
第４図には、第３図のＸ部分の詳細、特に、切欠３０の長手方向の構成、並びにベローズシール１８の区分２０における長手方向溝３５の配置が示されている。第３図のＹ部分の詳細は、第５図に示されている。第５図によれば、長手方向溝３５の幾何学的な横断面形状が示されている。
１ 液圧式緊締装置、 ２ アウターケーシング、 ３ 固定アイ、 ４ 中空室、 ５ 外壁、 ６ シリンダ、 ７ 左右対称軸線、 ８ ピストン、 ９ 高圧室、 １０ ピストンケーシング、 １１ 固定アイ、 １２ 圧縮コイルばね、 １３ 底部、 １６ リザーバ、 １７ 漏れギャップ、 １８ ベローズシール、 １９ 区分、 ２１，２２ 保持隆起部、 ２３ 環状溝、 ２４ 周方向溝、 ２５ 緊締リング、 ２６ ストッパ、 ２７ 半径方向のシール面、 ２８ 軸方向のシール面、 ２９ 側壁、 ３０ 切欠、 ３１ 刻み目、 ３２ 付加部、 ３３ 孔、 ３４，３５ 長手方向溝、 ３６ 成形部

Claims (10)

1. 牽引機構のための液圧式緊締装置であって、一方の端部が旋回可能に支えられていて、他方の端部が直接又は間接的に緊締ローラに接続されており、緊締装置は、ばね負荷されたピストン（８）を有していて、該ピストン（８）がシリンダ（６）内で長手方向摺動可能にガイドされており、シリンダ（６）がアウターケーシング（２）内に配置されていて、ピストン位置に応じて液圧流体で満たされており、シリンダ（６）内の高圧室（９）と、部分的に液圧流体の満たされた、アウターケーシング（２）の中空室（４）との間の、ピストン運動に基づく容積移動が、ピストン（８）の運動方向に応じて、シリンダ（６）に配置された一方向弁（１５）又は漏れギャプ（１７）を介して行われるようになっており、ピストン（８）又はピストンケーシング（１０）とアウターケーシング（２）との間に、ピストン（８）の長手方向運動に追従するベローズシール（１８）が設けられており、該ベローズシール（１８）は、プレロードを受けてアウターケーシング（２）に当接し、かつ半径方向内方に突き出す段部を介してピストンケーシング（１０）に当接しており、該ベローズシール（１８）はその両端部に、このベローズシールをピストンケーシングに位置固定するための保持隆起部（２１，２２）を有している形式のものにおいて、
   ベローズシール（１８）が、保持隆起部（２２）まで達する、内側で周方向に分配して配置された長手方向溝（３５）を有しており、該長手方向溝（３５）が、保持隆起部（２２）を受容するための、ピストンケーシング（１０）の外周面に形成された周方向溝（２４）まで達する、周方向に分配して配置された長手方向溝（３４）と協働するか、又はこれらの長手方向溝（３４）と選択的に協働するようになっており、これによって、過剰圧力時に、中空室（４）内に閉じこめられた空気の圧力が自動的に低下せしめられ得るようになっていることを特徴とする、牽引機構のための液圧式緊締装置。
2. 液圧式緊締装置（１）の組み込み位置内で、半径方向内方に突き出す段部を備え、かつピストンケーシング（１０）に対応して配置された、ベローズシール（１８）の区分（２０）が、部分面に亙ってピストンケーシング（１０）に当接している、請求項１記載の液圧式緊締装置。
3. 緊締装置（１）が、ベローズシール（１８）に設けられた長手方向溝（３５）と、ピストンケーシング（１０）に設けられた長手方向溝（３４）とを有しており、これらの長手方向溝（３４，３５）が、互いに交互に周方向に分配して配置されている、請求項１記載の液圧式緊締装置。
4. 長手方向溝（２４，２５）が、半円形、三角形又はこれと類似に成形された横断面形状を有している、請求項１項記載の液圧式緊締装置。
5. 保持隆起部（２２）が、中空室（４）内の圧力が低い状態におけるベローズシール（１８）の中立位置で、閉じた半径方向のシール面（２７）と、端面側で切欠（３０）を備えた軸方向のシール面（２８）とを有している、請求項１記載の液圧式緊締装置。
6. 過剰圧力によって、保持隆起部（２２）が外方に向かって半径方向で変位するようになっていて、この位置で、保持隆起部（２２）が、もっぱら軸方向のシール面（２８）を介して、周方向溝（２４）の側壁（２９）に当接してこれをシールしている、請求項５記載の液圧式緊締装置。
7. ピストンケーシング（１０）の周方向溝（２４）の、牽引機構の緊締ローラに結合するための固定アイ（１１）側の側壁（２９）に、半径方向の刻み目（３１）が設けられており、該刻み目（３１）が、保持隆起部（２１）に設けられた切欠（３０）に対応している、請求項１記載の液圧式緊締装置。
8. ピストンケーシング（１０）に対応して配置された、ベローズシール（１８）の区分（２０）と、アウターケーシング（２）に当接する、ベローズシール（１８）の区分（１９）との間に、壁厚の差が存在する、請求項１記載の液圧式の緊締装置。
9. ベローズシール（１８）が、保持隆起部（２１）に隣接して内側に波状の成形部（３６）を有しており、該波状の成形部（３６）が、組み込み位置でアウターケーシング（２）に支えられている、請求項１記載の液圧式緊締装置。
10. ベローズシール（１８）の保持隆起部（２２）に少なくとも１つの付加部（３２）が設けられていて、該付加部（３２）がピストンケーシング（１０）の孔（３３）内に係合し、それによってベローズシール（１８）がピストンケーシング（１０）に固定されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の液圧式緊締装置。

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