WO2009053167A2 - Hydraulic chain tensioner having detent device - Google Patents

Hydraulic chain tensioner having detent device Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic chain tensioner with a cylinder housing in which a tensioning piston acted upon by oil pressure is arranged extendable, and acting between the cylinder housing and clamping piston locking means for avoiding retraction with decreasing oil pressure.
  • the number of locking rings depends on the desired stroke of the clamping piston. Thus, different stroke distances can be realized flexibly. It should be noted that the juxtaposed locking rings relative to the cylinder housing should leave a scrubhubweg. This free Ruhubweg is required to ensure the normal damping of the hydraulic chain tensioner, so that activation of the grid is not triggered during normal reciprocation during operation. Furthermore, the free return stroke compensates for different expansions caused by different materials in the event of heat changes.

Abstract

The invention relates to a hydraulic chain tensioner having a cylinder housing (2) in which a clamp plunger (1) that can have oil pressure applied thereto is disposed such that it can travel out, and having detent means acting between the cylinder housing (2) and the clamp plunger (1) for preventing retraction in case of oil pressure loss, wherein the detent means is made of a plurality of detent rings (4) stacked in the axial direction and encompassing the clamp plunger (1) under pre-tension around a large diameter area (5), in order to slide over a protrusion (6) onto a smaller diameter area (7), so that retraction is blocked by form-fitting contact against a protrusion (8) on the housing.

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Hydraulischer Kettenspanner mit RasteinrichtungHydraulic chain tensioner with locking device
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Kettenspanner mit einem Zylindergehäuse, in dem ein durch Öldruck beaufschlagbarer Spannkolben ausfahrbar angeordnet ist, und mit zwischen Zylindergehäuse und Spannkolben wirkenden Rastmitteln zum Vermeiden eines Einfahrens bei sinkendem Öldruck.The present invention relates to a hydraulic chain tensioner with a cylinder housing in which a tensioning piston acted upon by oil pressure is arranged extendable, and acting between the cylinder housing and clamping piston locking means for avoiding retraction with decreasing oil pressure.
Das Einsatzgebiet hydraulischer Kettenspanner der hier interessierenden Art erstreckt sich vornehmlich auf Steuerkettentriebe bei Kraftfahrzeugmotoren. Bei einem Steuerkettentrieb wird die Drehzahl der Kurbelwelle zu im Bereich des Zylinderkopfes angeordneten Nockenwellen übertragen. Der auf die Au- ßenseite der Steuerkette über eine Gleitschiene einwirkende Kettenspanner stellt eine möglichst konstante Kettenspannung sicher. Dadurch wird eine durch Kettenlängung im Laufe der Standzeit verursachte Lockerung unterbunden, so dass Zahnspringer und Kettenklappern vermieden werden.The field of application of hydraulic chain tensioners of the type of interest here extends primarily to timing chain drives in motor vehicle engines. In a timing chain drive, the rotational speed of the crankshaft is transmitted to arranged in the region of the cylinder head camshafts. The chain tensioner acting on the outside of the timing chain via a slide rail ensures a chain tension that is as constant as possible. As a result, a loosening caused by chain elongation in the course of service life is prevented, so that tooth jumpers and chain clatter are avoided.
Aus der DE 10 2004 043 727 A1 geht ein gattungsgemäßer hydraulischer Kettenspanner hervor. Ein gegen eine Druckfeder gelagerter Spannkolben ist verschiebbar in einem Zylindergehäuse gelagert, welches mit einem Öldruck beaufschlagbar ist. Spannbewegungen des Spannkolbens in Richtung auf die Kette bewirken eine Vergrößerung des Druckraums, wobei in Folge des sich darin einstellenden Unterdrucks ein Rückschlagventil öffnet und weiteres Öl in den Druckraum einströmen lässt. Das Ausfließen von Öl aus der Druckkammer in einen vorgeschalteten Ölversorgungsraum wird durch das Rückschlagventil verhindert. Es ist ferner allgemein bekannt, hydraulische Kettenspanner mit Rastmitteln zum Vermeiden eines Einfahrens bei sinkendem Öldruck auszustatten. Diese Sicherheitsfunktion greift beispielsweise dann, wenn das Rückschlagventil nicht korrekt arbeitet. Die Rastmittel bestehen aus Einkerbungen auf der Innenseite des Zylindergehäuses, die eine Rastkontur bilden. Ein spannkolben- seitig in einer Umfangsnut gelagerter federnder Rastring wirkt mit dieser Rastkontur zusammen, so dass ein Einfahren des Spannkolbens überwiegend formschlüssig blockiert ist. Nachteilig bei dieser technischen Lösung erscheint der Fertigungsaufwand zur Ausbildung der zylindergehäuseinnenseitigen Rastkontur. Weiterhin beanspruchen diese Rastmittel relativ viel Bauraum im Rahmen der Gesamtkonstruktion eines hydraulischen Kettenspanners der hier interessierenden Art.DE 10 2004 043 727 A1 discloses a generic hydraulic chain tensioner. A clamping piston mounted against a compression spring is displaceably mounted in a cylinder housing which can be acted upon by an oil pressure. Tensioning movements of the tensioning piston in the direction of the chain cause an enlargement of the pressure chamber, whereby as a result of the negative pressure setting in it, a check valve opens and further oil can flow into the pressure space. The escape of oil from the pressure chamber in an upstream oil supply space is prevented by the check valve. It is also well known to provide hydraulic chain tensioner with locking means for avoiding retraction with decreasing oil pressure. This safety function is effective, for example, when the check valve is not working properly. The locking means consist of notches on the inside of the cylinder housing, which form a latching contour. A tensioning piston side mounted in a circumferential groove resilient locking ring cooperates with this locking contour, so that retraction of the clamping piston is mainly positively locked. A disadvantage of this technical solution, the manufacturing effort for the formation of the cylinder housing inside locking contour appears. Furthermore, these latching means require a relatively large amount of space in the context of the overall construction of a hydraulic chain tensioner of interest here type.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hydraulischen Kettenspanner zu schaffen, der sich durch einfach aufgebaute und platzsparende Rastmittel zum Vermeiden eines Einfahrens bei sinkendem Öldruck auszeichnet.It is therefore an object of the present invention to provide a hydraulic chain tensioner, which is characterized by simply constructed and space-saving locking means to avoid retraction with decreasing oil pressure.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem hydraulischen Kettenspanner gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The object is achieved on the basis of a hydraulic chain tensioner according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give advantageous developments of the invention.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Rastmittel aus mehreren in Axialrichtung aneinander gereihten Rastringen bestehen, die unter Vorspannung den Spannkolben auf einem größeren Durchmesserbereich umgeben, um in Folge Ausfahrens über einen Absatz rutschend auf einen kleineren Durchmesserbereich zu gelangen, so dass ein Wiedereinfahren durch formschlüssige Anlage gegen einen gehäuseseitigen Ansatz blockiert ist.The invention includes the technical teaching that the locking means consist of a plurality of aligned in the axial direction locking rings surrounding the tensioning piston on a larger diameter range under bias to slidably result in a consequence of extension over a paragraph on a smaller diameter range, so that a re-entry is blocked by positive engagement against a housing-side approach.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass sich die aneinandergereihten Rastringe platzsparend, insbesondere hinsichtlich der Baulänge, in einen hydraulischen Kettenspanner integrieren lassen. Durch den das Wiedereinfahren blockierenden Formschluss zwischen den abgestreiften Rastringen gegenüber dem Absatz des Zylindergehäuses wird ein stabile Blockade erreicht. Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung sind lediglich spe- zielle Abschnitte größeren und kleineren Durchmessers seitens des Zylindergehäuses sowie des Spannkolbens herzustellen, die sich beispielsweise durch Drehen entsprechender Absätze einfach ausbilden lassen.The advantage of the solution according to the invention lies in the fact that the aligned locking rings save space, in particular with regard to the overall length, can be integrated into a hydraulic chain tensioner. By the re-closing blocking positive connection between the stripped locking rings relative to the shoulder of the cylinder housing, a stable blockage is achieved. For realizing the solution according to the invention, only special sections of larger and smaller diameter are to be produced on the part of the cylinder housing and of the tensioning piston, which can be easily formed, for example, by turning corresponding shoulders.
Vorzugsweise ist jeder Rastring nach Art eines radial geschlitzten Federrings aus Federstahl gefertigt. Über den Querschnitt des Rastrings lässt sich die Auflösung der Rasterung bestimmen. Vorzugsweise besitzt jeder Rastring einen Durchmesser im Bereich zwischen 1 ,5 bis 3 mm, ganz vorzugsweise 1 ,8 bis 2 mm. In diesem Durchmesserbereich lässt sich eine bauraumsparende und genügend feinauflösende Rasterung bei hydraulischen Kettenspannern für Steuerketten erzielen.Preferably, each locking ring is made of spring steel in the manner of a radially slotted spring ring. The resolution of the screening can be determined via the cross-section of the locking ring. Preferably, each locking ring has a diameter in the range between 1, 5 to 3 mm, more preferably 1, 8 to 2 mm. In this diameter range, space-saving and sufficiently fine-resolution screening can be achieved with hydraulic chain tensioners for timing chains.
Die Anzahl der Rastringe richtet sich nach dem gewünschten Hub des Spannkolbens. Somit lassen sich flexibel unterschiedliche Hubstrecken realisieren. Dabei ist zu beachten, dass die aneinandergereihten Rastringe gegenüber dem Zylindergehäuse einen Rückhubweg freilassen sollten. Dieser freie Rückhubweg ist erforderlich, um die normale Dämpfung des hydraulischen Kettenspanners zu gewährleisten, so dass eine Aktivierung der Rasterung nicht bei normalen Hin- und Herbewegungen im Betrieb ausgelöst wird. Desweiteren erfolgt durch den freien Rückhubweg ein Ausgleich unterschiedlicher Ausdeh- nungen bedingt durch verschiedene Werkstoffe bei Wärmeveränderungen.The number of locking rings depends on the desired stroke of the clamping piston. Thus, different stroke distances can be realized flexibly. It should be noted that the juxtaposed locking rings relative to the cylinder housing should leave a Rückhubweg. This free Rückhubweg is required to ensure the normal damping of the hydraulic chain tensioner, so that activation of the grid is not triggered during normal reciprocation during operation. Furthermore, the free return stroke compensates for different expansions caused by different materials in the event of heat changes.
Gemäß einer weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass das Zylindergehäuse zur Ausbildung des gehäuseseitigen Absatzes eine Stufenbohrung aufweist. Stattdessen ist es auch möglich, den ge- häuseseitigen Platz zur Unterbringung der Rastringe durch Innenausdrehen des vorzugsweise in der Grundform topfförmigen Zylindergehäuses zu schaffen. Der Spannkolben ist vorzugsweise ebenfalls ein topfförmiges Drehteil aus Metall, dessen Innenraum eine Druckkammer für die Ölbeaufschlagung bildet. Im Bereich des Druckölanschlusses des Zylindergehäuses ist ein Rückschlagventil integriert, um einen Abfall des Öldruckes zu vermeiden.According to a further measure improving the invention, it is proposed that the cylinder housing has a stepped bore for the formation of the housing-side shoulder. Instead, it is also possible to create the housing-side space for accommodating the locking rings by turning the cylinder-shaped housing, which is preferably pot-shaped in the basic form, inside. The clamping piston is preferably also a pot-shaped rotary part made of metal, whose interior forms a pressure chamber for the oil. In the area of the pressure oil connection of the cylinder housing, a check valve is integrated in order to avoid a drop in the oil pressure.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further, measures improving the invention will be described in more detail together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. It shows:
Fig.1 einen schematischen Längsschnitt durch einen hydraulischen Kettenspanner mit Rastmitteln, und1 shows a schematic longitudinal section through a hydraulic chain tensioner with locking means, and
Fig.2 eine Detailvergrößerung aus Fig.1 im Bereich der Rastmittel.2 shows an enlarged detail of Fig.1 in the region of the locking means.
Gemäß Fig.1 besteht der hydraulische Kettenspanner aus einem topfartigen Spannkolben 1 , der in der dargestellten Pfeilrichtung drückend auf eine - nicht weiter dargestellte - Steuerkette eines Kettentriebes einwirkt. Der Spannkolben 1 ist ausfahrbar in einem Zylindergehäuse 2 untergebracht. Durch Beaufschlagung des Innenraums des Kettenspanners mit einem Öldruck fährt der Spann- kolben 1 aus, wogegen ein Einfahren bei ungewollt sinkendem Öldruck durch Rastmittel vermieden wird.According to Figure 1, the hydraulic chain tensioner consists of a pot-like clamping piston 1, which acts in the direction of the arrow pushing on a - not shown - timing chain of a chain drive. The clamping piston 1 is moved out of a cylinder housing 2 housed. By acting on the interior of the chain tensioner with an oil pressure of the clamping piston 1 moves, whereas a retraction is avoided by unintentionally decreasing oil pressure by latching means.
Die Rastmittel bestehen aus mehreren in Axialrichtung aneinandergereihten Rastringen 4. Jeder Rastring 4 ist nach Art eines geschlitzten Federrings aus- gebildet und besitzt in diesem Ausführungsbeispiel ein Querschnitt von 1 ,8 mm. Die Rastringe 4 befinden sich auf einem größeren Durchmesserbereich 5 des Spannkolbens und werden in Folge Ausfahrens über einen Absatz 6 ab- gestriffen, so dass diese auf einem kleineren Durchmesserbereich 7 des Spannkolbens 1 gelangen. Ein Wiedereinfahren des Spannkolbens 1 bewirkt, dass die abgestriffenen Rastringe formschlüssig gegen einen gehäuseseitigen Absatz 8 zur Anlage kommen, so dass ein weiteres Wiedereinfahren blockiert ist. So wird bei ungewolltem Absinken des den Spannkolben 1 beaufschlagen- den Öldrucks ein Einfahren des Spannkolbens 1 vermieden, und damit Zahnspringer und Kettenklappern verhindert.The locking means consist of a plurality of aligned in the axial direction locking rings 4. Each locking ring 4 is formed in the manner of a slotted spring ring and has in this embodiment has a cross section of 1, 8 mm. The locking rings 4 are located on a larger diameter area 5 of the tensioning piston and are removed as a result of extension via a shoulder 6, so that they reach a smaller diameter area 7 of the tensioning piston 1. A re-insertion of the tensioning piston 1 causes the stripped locking rings come form-fitting against a housing-side shoulder 8 to the plant, so that further re-entry is blocked. Thus, in the event of unintentional lowering of the tensioning piston 1, avoiding the oil pressure retraction of the clamping piston 1, and thus prevents tooth jumpers and chain clatter.
Gemäß Fig.2 lassen die aneinandergereihten Rastringe 4 gegenüber dem Zylindergehäuse 2 einen Rückhubweg 9 frei. Der Rückhubweg 9 verhindert ein Überspringen von Rastringen 4 über den steuerkolbenseitigen Absatz 6 bei betriebsbedingt normalen Schwingungen des Spannkolbens 1. According to Figure 2 let the juxtaposed locking rings 4 relative to the cylinder housing 2 a return stroke 9 free. The Rückhubweg 9 prevents skipping of locking rings 4 on the control piston side paragraph 6 in normal operation oscillations of the clamping piston. 1
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Spannkolben1 tensioning piston
2 Zylindergehäuse 3 Rückschlagventil2 cylinder housing 3 check valve
4 Rastring4 locking ring
5 großer Durchmesserbereich5 large diameter range
6 erster Absatz6 first paragraph
7 kleiner Durchmesserbereich 8 zweiter Absatz7 small diameter range 8 second paragraph
9 Rückhubweg 9 return stroke

Claims

Patentansprüche claims
1. Hydraulischer Kettenspanner mit einem Zylindergehäuse (2) in dem ein durch Öldruck beaufschlagbarer Spannkolben (1 ) ausfahrbar angeordnet ist, und mit zwischen Zylindergehäuse (2) und Spannkolben (1 ) wirkenden Rastmitteln zum Vermeiden eines Einfahrens bei sinkendem Öldruck, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastmittel aus mehreren in Axialrichtung aneinandergereihten Rastringen (4) bestehen, die unter Vorspannung den Spannkolben (1 ) auf einem größeren Durchmesserbereich (5) umgeben, um infolge Ausfahrens über einen Absatz (6) rutschend auf einen kleineren Durchmesserbereich (7) zu gelangen, so dass ein Wiedereinfahren durch formschlüssige Anlage gegen einen gehäuseseitigen Absatz (8) blockiert ist.1. Hydraulic chain tensioner with a cylinder housing (2) in which an acted upon by oil pressure tensioning piston (1) is arranged extendable, and with between the cylinder housing (2) and clamping piston (1) acting latching means for avoiding retraction with decreasing oil pressure, characterized in that the locking means consist of a plurality of axially aligned locking rings (4), which bias the tensioning piston (1) on a larger diameter portion (5) surrounded to slip due to extension via a shoulder (6) to a smaller diameter portion (7), so that a re-entry is blocked by positive engagement against a housing-side shoulder (8).
2. Hydraulischer Kettenspanner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rastring (4) nach Art eines radial geschlitzten Federrings aus Federstahl ausgebildet ist.2. Hydraulic chain tensioner according to claim 1, characterized in that each locking ring (4) is designed in the manner of a radially slotted spring ring made of spring steel.
3. Hydraulischer Kettenspanner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rastring (4) einen kreisförmigen Quer- schnitt mit einem Durchmesser im Bereich zwischen 1 ,5 bis 3 mm aufweist.3. Hydraulic chain tensioner according to claim 1, characterized in that each locking ring (4) has a circular cross-section with a diameter in the range between 1, 5 to 3 mm.
4. Hydraulischer Kettenspanner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Rastringe (4) nach dem gewünschten Hub des Spannkolbens (1 ) auswählbar ist.4. Hydraulic chain tensioner according to claim 1, characterized in that the number of locking rings (4) after the desired stroke of the tensioning piston (1) is selectable.
5. Hydraulischer Kettenspanner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) zur Ausbildung des gehäuseseitigen Absatzes (8) eine Stufenbohrung aufweist.5. Hydraulic chain tensioner according to claim 1, characterized in that the cylinder housing (2) for forming the housing-side shoulder (8) has a stepped bore.
6. Hydraulischer Kettenspanner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die aneinandergereihten Rastringe (4) gegenüber dem Zylindergehäuse (2) einen Rückhubweg (9) freilassen. 6. Hydraulic chain tensioner according to claim 1, characterized in that the juxtaposed locking rings (4) relative to the cylinder housing (2) leave a Rückhubweg (9).
7. Hydraulischer Kettenspanner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkolben (1 ) als ein topfförmiges7. Hydraulic chain tensioner according to claim 1, characterized in that the clamping piston (1) as a cup-shaped
Drehteil aus Metall ausgebildet ist.Rotary part is formed of metal.
8. Hydraulischer Kettenspanner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Druckölanschlusses des Zylindergehäuses (2) ein Rückschlagventil (3) integriert ist, um einen Abfall des Öldruckes zu vermeiden. 8. A hydraulic chain tensioner according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the pressure oil connection of the cylinder housing (2) a check valve (3) is integrated, in order to avoid a drop in the oil pressure.
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