WO2009092491A2 - Überdruckventil mit hubbegrenzung - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a pressure relief valve, used in tension systems of traction drives, in particular chain drives of internal combustion engines, comprising a largely cup-shaped housing in which the bottom includes at least one opening forming a valve seat, which acted upon by a spring means, sprung Closing body is assigned.
  • the field of application of the present invention extends in particular to traction mechanism drives, such as chain drives or belt drives, which require optimum preload in order to achieve a maximum of efficiency and service life. Due to heating and wear, the length of the traction device changes, so that its preload is continuously readjusted by means of clamping systems.
  • a hydraulic tensioning system which comprises a cylinder housing in which a piston acted upon by the hydraulic fluid is arranged to be longitudinally movable.
  • the piston is additionally acted upon by a pressure spring arranged in the cylinder housing.
  • additional hydraulic fluid is introduced into the cylinder housing, which supports the piston, assisted by a compression spring, in order to indirectly or directly tension the traction means for the purpose of adjusting the piston.
  • the hydraulic clamping system includes an outwardly opening, designed as a one-way valve pressure relief valve or pressure relief valve.
  • the limit pressure at which the pressure relief valve opens is determined directly by the design or strength of the pressure spring of the pressure relief valve, which presses a closing body against a valve seat inserted in the valve.
  • a further hydraulic tensioning system for traction drives in which the traction means, in particular a chain tensioned in conjunction with a piston-cylinder system.
  • a spring-biased check ball valve In the hydraulic fluid inflow path within the chuck system, a spring-biased check ball valve is disposed.
  • a spring-biased positive pressure ball valve In relative movements - stimulated by the movements of the chain - between the piston and the cylinder while hydraulic fluid is conveyed into the interior of the clamping system from a Hydraulikfluidreser- voir and passed on to the chain.
  • the invention is therefore based on the object to realize a pressure relief valve with a stroke limiter of the closing body.
  • the pressure relief valve according to the invention in this case comprises an effective stroke limitation of the closing body separate holding element, preferably continuously adjustable, effectively defines the maximum stroke of the closing body.
  • a preferred measure for providing an effective stroke limitation includes the invention as a separate holding element a guide sleeve pressed into the housing.
  • a thereby adjusting in the operating state distance to the particular designed as a plate valve closing body determines the maximum stroke of the closing body, which is supported in a maximum opening of the pressure relief valve frontally on the guide sleeve.
  • the guide sleeve forms at the opposite end of the closing body a radially inwardly directed board on which rests the spring means, in particular a compression spring. At the same time, this board ensures a secure arrangement of all components of the pressure relief valve, which can thus be supplied pre-assembled an automatic assembly of the clamping system.
  • the housing of the pressure relief valve has spaced circumferentially distributed radially inwardly directed cams to which the closing body experiences a stroke limitation.
  • a cam it is advisable to mold a radially inwardly directed circumferential bead into the housing.
  • a radially biased expansion ring is provided according to the invention as a further alternative to achieve a stroke limitation of the closing body, which is pressed non-positively on the inner wall of the housing. To achieve a defined position fixation, it makes sense to use the expansion ring or Seeger ring in an annular groove of the housing inner wall.
  • the closing body is preferably provided a largely disc-shaped valve plate according to the invention.
  • This configuration results in a space-optimized valve as well as an optimal adaptation to the valve seat, to avoid hydraulic sticking and important for the function uniform pressurization of the spring means.
  • the bottom of the housing forms a cone on the inside in the direction of the opening.
  • This conical design of the bottom causes an advantageously defined line-like contact zone between the designed as a valve plate closing body and the valve seat.
  • valve plate closing body In order to achieve a cost-optimized pressure relief valve, it makes sense to produce the housing, the guide sleeve and the closing body without cutting by a deep-drawing process, with which a cost-effective production can be realized even for large quantities. Furthermore, according to the invention, designed as a valve plate closing body can be made of plastic.
  • Figure 1 in a longitudinal section an inventive pressure relief valve with integrated guide sleeve as a stroke limiter
  • Figure 2 is a pressure relief valve, wherein the housing has a radially inwardly directed bead, to form a stroke limiter
  • Figure 3 shows a third embodiment, with a radially biased
  • Spreader is provided as a stroke limit.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a pressure relief valve 1, which comprises a cup-shaped housing 2, which is used with a radially outwardly directed board 3 in a not shown in Figure 1 hydraulic tensioning system.
  • a guide sleeve 4 is pressed, in which a designed as a compression spring spring means 5 is arranged.
  • the spring means 5 designed as a compression spring is supported with a first spring end on a radially inwardly directed board 6.
  • the closing body 7 is supported on a valve seat 8, which forms a bottom 9 of the housing 2.
  • the bottom 9 up to a central opening 10 has a conical rise, thereby forming a defined line-like contact zone as the valve seat 8.
  • An opening of the pressure relief valve 1 takes place as soon as a hydraulic fluid flowing in the direction of arrow overcomes the force of the spring means 5 , whereby the closing body 7 lifts off the valve seat 8.
  • the incoming hydraulic fluid flows around the closing body 7 on the outside recesses 11, then enters into the interior of the guide sleeve 8 and leaves the pressure relief valve 1 via the central opening 12 of the guide sleeve 4.
  • a maximum stroke "S" of the closing body 7 is through the guide sleeve 4th limited.
  • FIG. 2 shows the overpressure valve 21, in which the housing 22, to create a stroke limitation spaced from the closing body 7, comprises a radially inwardly directed bead 23.
  • a radially encircling bead 23 instead of a radially encircling bead 23, this may also be partially formed in the form of cams, which are preferably arranged symmetrically circumferentially distributed.
  • the distance "S" between the closing body 7 and the bead 23 defines the maximum stroke of the closing body 7, which is guided in play with an inner wall 24 of the housing 22.
  • the housing 22 further includes a radially inwardly directed, in particular circumferentially arranged bead 25, which forms a radial overlap to an outer contour of the spring means 5, to provide a secure arrangement of the lock body 7 and the spring means 5, whereby all components of the pressure relief valve 21 are joined together captive.
  • the overpressure valve 31 in accordance with FIG. 3 comprises a radially prestressed spreader ring 33, which is pressed against the inner wall 34 of the housing 32 in a force-fitting manner or, alternatively, in a ring groove of the housing 32, not shown in FIG is positively positioned position.
  • the expansion ring 33 forms a radial overlap to the outer contour of the closing body 7, wherein the maximum stroke "S" is determined by the adjusting distance between the closing body 7 and the spreader 33.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil (1), das insbesondere in hydraulischen Spannsystemen von Zugmitteltrieben eingesetzt ist. Das Überdruckventil (1) umfasst ein weitestgehend topfartig gestaltetes Gehäuse (2), bei dem ein Boden (9) eine einen Ventilsitz (8) bildende zentrische Öffnung (10) einschließt. Zur Bildung eines Plattenventils ist ein scheibenartig gestalteter Schließkörper (7) vorgesehen, der über ein Federmittel (5) kraftbeaufschlagt an dem Ventilsitz (8) im geschlossenen Zustand anliegt. Zur Bildung einer Hubbegrenzung "S" für den Schließkörper (7) ist in das Gehäuse (2) eine das Federmittel (5) umschließende Führungshülse (4) vorgesehen, an der sich stirnseitig bei Erreichen eines maximalen Hubs der Schließkörper (7) abstützt.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Überdruckventil mit Hubbegrenzung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überdruckventil, eingesetzt in Spannsys- temen von Zugmitteltrieben, insbesondere Kettentriebe von Brenn kraftmaschi- nen, umfassend ein weitestgehend topfartig gestaltetes Gehäuse, bei dem der Boden zumindest eine einen Ventilsitz bildende Öffnung einschließt, der ein von einem Federmittel beaufschlagter, angefederter Schließkörper zugeordnet ist.
Hintergrund der Erfindung
Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich insbesondere auf Zugmittelmitteltriebe, wie Ketten- oder Riementriebe, die zur Erreichung eines Maximums an Wirkungsgrad und Lebensdauer eine optimale Vorspannung benötigen. Durch Erwärmung und Verschleiß ändert sich die Länge des Zugmittels, sodass deren Vorspannung laufend mittels Spannsystemen nachjustiert wird.
Aus der DE 10 2004 048 281 A1 ist ein hydraulisches Spannsystem bekannt, welches ein Zylindergehäuse umfasst, in dem ein vom Hydraulikfluid beaufschlagter Kolben längsbewegbar angeordnet ist. Der Kolben ist zusätzlich durch eine im Zylindergehäuse angeordnete Druckfeder beaufschlagt. Über ein im Zylindergehäuse integriertes Rückschlagventil gelangt zwecks Nachstellung des Kolbens zusätzlich Hydraulikfluid in das Zylindergehäuse, das den Kolben unterstützt durch eine Druckfeder beaufschlagt, um damit mittelbar oder unmittelbar das Zugmittel zu spannen. Bei auftretenden erhöhten Belastungen des Zugmitteltriebs, beispielsweise hervorgerufen durch eine Resonanzdrehzahl bzw. durch die Drehungleichförmigkeit der Brennkraftmaschine kommt es zu einer erhöhten Belastung des Zugmittels. Diese führen zu einer Druckerhöhung des von einem Hydraulikfluid beaufschlagten Zylindergehäuses. Zur Vermeidung einer Überlastung schließt das hydraulische Spannsystem ein nach außen öffnendes, als Einwegventil ausgelegtes Druckbegrenzungsventil bzw. Überdruckventil ein. Der Grenzdruck, bei dem das Überdruckventil öffnet, wird unmittelbar von der Auslegung bzw. Stärke der Druckfeder des Überdruckventils bestimmt, welche einen Schließkörper gegen einen im Ventil eingesetzten Ventilsitz drückt.
Aus der DE 36 39 389 A1 ist ein weiteres hydraulisches Spannsystem für Zug- mitteltriebe bekannt, bei dem das Zugmittel, insbesondere eine Kette in Verbindung mit einem Kolben-Zylindersystem gespannt. In dem Hydraulikfluid- Zuflussweg innerhalb des Spannsystems ist ein federvorgespanntes Rückschlag-Kugelventil angeordnet. Gleichermaßen befindet sich in einem Hydrau- likfluid-Abflussweg aus dem Inneren des Spannsystems ein federvorgespann- tes Überdruck-Kugelventil. Bei Relativbewegungen - angeregt durch die Bewegungen der Kette - zwischen dem Kolben und dem Zylinder wird dabei Hydraulikfluid in das Innere des Spannsystems aus einem Hydraulikfluidreser- voir gefördert und weiter zur Kette geleitet.
Es hat sich als nachteilig herausgestellt, dass bei bekannten Hydrauliksystemen es zu unkontrollierten Hubbewegungen des Schließkörpers kommen kann, die zu einem Funktionsnachteil führen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Überdruckventil mit einer Hubbegrenzung des Schließkörpers zu realisieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabenstellung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Überdruckventil umfasst dabei zur Schaffung einer wirksamen Hubbegrenzung des Schließkörpers ein separates Halteelement, das vorzugsweise stufenlos verstellbar, den maximalen Hub des Schließkörpers wirksam definiert. Alternativ dazu bietet es sich gemäß der Erfindung an, Maßnahmen an dem Gehäuse vorzusehen, die unmittelbar den Hub des Schließkörpers begrenzen. Unabhängig von der Ausfüh- rung der Hubbegrenzung wird durch die Erfindung die Wirksamkeit des als Einwegventil gestalteten Überdruckventils verbessert, da selbst bei unkontrolliert auftretenden Spitzenlasten des Zugmittels, die mittelbar oder unmittelbar auf das Überdruckventil übertragen werden, sich keine nachteiligen unkontrollierten Ausschläge des Schließkörpers einstellen.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung, auf die sich die Erfindung jedoch nicht beschränkt, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.
Eine bevorzugte Maßnahme zur Schaffung einer wirksamen Hubbegrenzung schließt die Erfindung als separates Halteelement eine in das Gehäuse einge- presste Führungshülse ein. Ein sich dabei im Betriebszustand einstellender Abstand zu dem insbesondere als Plattenventil ausgeführten Schließkörper bestimmt den maximalen Hub des Schließkörpers, der sich in einer maximalen Öffnung des Überdruckventils stirnseitig an der Führungshülse abstützt. Die Führungshülse bildet an dem vom Schließkörper gegenüberliegenden Ende einen radial nach innen gerichteten Bord, an dem das Federmittel, insbesondere eine Druckfeder anliegt. Gleichzeitig gewährleistet dieser Bord eine verliergesicherte Anordnung aller Bauteile des Überdruckventils, welches damit vormontiert einer automatischen Montage des Spannsystems zugeführt werden kann.
Als weitere Maßnahme zur Darstellung einer Hubbegrenzung des Schließkörpers umfasst das Gehäuse des Überdruckventils beabstandet zum Boden partiell umfangsverteilt radial nach innen gerichtete Nocken, an denen der Schließkörper eine Hubbegrenzung erfährt. Alternativ zu einem Nocken bietet es sich an, in das Gehäuse eine radial nach innen gerichtete umlaufende Sicke einzuformen. Weiterhin ist gemäß der Erfindung als weitere Alternative zur Erzielung einer Hubbegrenzung des Schließkörpers ein radial vorgespannter Spreizring vorgesehen, welcher kraftschlüssig an der Innenwandung des Gehäuses angepresst ist. Zur Erzielung einer definierten Lagefixierung bietet es sich an, den Spreiz- ring bzw. Seegerring in eine Ringnut der Gehäuseinnenwand einzusetzen.
Als Schließkörper ist gemäß der Erfindung vorzugsweise eine weitestgehend scheibenartig gestaltete Ventilplatte vorgesehen. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich ein bauraumoptimiertes Ventil sowie eine optimale Anpassung an den Ventilsitz, zur Vermeidung eines hydraulischen Anhaftens sowie eine für die Funktion wichtige gleichmäßige Druckbeaufschlagung über das Federmittel.
Der Boden des Gehäuses bildet innenseitig in Richtung der Öffnung zeigend einen Konus. Diese konische Gestaltung des Bodens bewirkt eine vorteilhaft definierte linienartige Kontaktzone zwischen dem als Ventilplatte gestalteten Schließkörper und dem Ventilsitz.
Zur Erzielung eines kostenoptimierten Überdruckventils bietet es sich an, das Gehäuse, die Führungshülse sowie den Schließkörper spanlos durch ein Tiefziehverfahren herzustellen, mit dem auch für große Stückzahlen eine kostengünstige Herstellung realisierbar ist. Weiterhin kann gemäß der Erfindung der als Ventilplatte gestaltete Schließkörper aus Kunststoff hergestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt, die nachfolgend detailliert beschrieben sind, wobei sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigen:
Figur 1 in einem Längsschnitt ein erfindungsgemäßes Überdruckventil mit integrierter Führungshülse als Hubbegrenzung; Figur 2 ein Überdruckventil, bei dem das Gehäuse eine radial nach innen gerichtete Sicke aufweist, zur Bildung einer Hubbegrenzung;
Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel, bei ein radial vorgespannter
Spreizring als Hubbegrenzung vorgesehen ist.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die Figur 1 zeigt in einem Längsschnitt ein Überdruckventil 1 , das ein topfartig gestaltetes Gehäuse 2 umfasst, welches mit über einen radial nach außen gerichteten Bord 3 in einem in Figur 1 nicht abgebildeten hydraulischen Spannsystem eingesetzt ist. In dem topfartig gestalteten Gehäuse 2 ist eine Führungshülse 4 eingepresst, in der ein als Druckfeder ausgebildetes Federmittel 5 angeordnet ist. Das als Druckfeder ausgeführte Federmittel 5 ist mit einem ersten Federende an einem radial nach innen gerichteten Bord 6 abgestützt. Mit dem weiteren Federende beaufschlagt das Federmittel 5 den als Ventilplatte gestalteten Schließkörper 7. Zur Bildung eines Plattenventils ist der Schließkörper 7 an einem Ventilsitz 8 abgestützt, den ein Boden 9 des Gehäuses 2 bildet. In Richtung des Federmittels 5 weist der Boden 9 bis zu einer zentralen Öffnung 10 einen konischen Anstieg auf, dadurch bildet sich eine definierte linienartige Kontaktzone als Ventilsitz 8. Ein Öffnen des Überdruckventils 1 erfolgt, sobald ein in Pfeilrichtung einströmendes Hydraulikfluid die Kraft des Federmittels 5 überwindet, wodurch der Schließkörper 7 vom Ventilsitz 8 ab- hebt. Das eintretende Hydraulikfluid umströmt dabei den Schließkörper 7 über außenseitige Ausnehmungen 11 , tritt dann ein in den Innenraum der Führungshülse 8 und verlässt das Überdruckventil 1 über die zentrische Öffnung 12 der Führungshülse 4. Ein maximaler Hub „S" des Schließkörpers 7 wird durch die Führungshülse 4 begrenzt.
Die Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 2 und 3 beziehen sich auf ähnlich aufgebaute Überdruckventile, wobei gleiche Bauteile mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind. Die nachfolgenden Beschreibungen bezie- hen sich daher auf Bauteile, die sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 unterscheiden.
Die Figur 2 zeigt das Überdruckventil 21 , bei dem das Gehäuse 22 zur Schaf- fung einer Hubbegrenzung beabstandet zum Schließkörper 7 eine radial nach innen gerichtete Sicke 23 umfasst. Anstelle einer radial umlaufenden Sicke 23 kann diese auch partiell in Form von Nocken ausgebildet sein, die vorzugsweise symmetrisch umfangsverteilt angeordnet sind. Der Abstand „S" zwischen dem Schließkörper 7 und der Sicke 23 definiert den maximalen Hub des Schließkörpers 7, der spielbehaftet an einer Innenwandung 24 des Gehäuses 22 geführt ist. Das Gehäuse 22 schließt im Bereich des Bordes 3 weiterhin eine radial nach innen gerichtete, insbesondere umlaufend angeordnete Wulst 25 ein, die eine radiale Überdeckung zu einer Außenkontur des Federmittels 5 bildet, zur Schaffung einer verliergesicherten Anordnung des Schließkörpers 7 und des Federmittels 5, wodurch alle Bauteile des Überdruckventils 21 unverlierbar zusammengefügt sind.
Das Überdruckventil 31 gemäß Figur 3 umfasst zur Schaffung einer Hubbegrenzung des Schließkörpers 7 einen radial vorgespannten Spreizring 33, wel- eher kraftschlüssig an der Innenwandung 34 des Gehäuses 32 angepresst ist oder alternativ dazu in einer in Figur 3 nicht gezeigten Ringnut des Gehäuses 32 kraft- und formschlüssig lagepositioniert ist. Der Spreizring 33 bildet dabei eine radiale Überdeckung zu der Außenkontur des Schließkörpers 7, wobei der maximale Hub „S" von dem sich einstellenden Abstandsmaß zwischen dem Schließkörper 7 und dem Spreizring 33 bestimmt wird. Bezugszahlenliste
1 Überdruckventil
2 Gehäuse
3 Bord
4 Führungshülse
5 Federmittel
6 Bord
7 Schließkörper
8 Ventilsitz
9 Boden
10 Öffnung
11 Ausnehmung
12 Öffnung
21 Überdruckventil
22 Gehäuse
23 Sicke
24 Innenwandung
25 Wulst
31 Überdruckventil
32 Gehäuse
33 Spreizring
34 Innenwandung

Claims

Patentansprüche
1. Überdruckventil, eingesetzt in Spannsystemen von Zugmitteltrieben, insbesondere Kettentrieben von Brennkraftmaschinen, umfassend ein wei- testgehend topfartig gestaltetes Gehäuse (2, 22, 23), bei dem ein Boden
(9) zumindest eine einen Ventilsitz (8) bildende Öffnung (10) einschließt, der ein von einem Federmittel (5) beaufschlagbar, angefederter Schließkörper (7) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hubbegrenzung „S" für den Schließkörper (7) mittels eines separaten Halte- elementes oder durch Maßnahmen innerhalb des Gehäuses (2, 22, 32) erfolgt.
2. Überdruckventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Halteelement eine in das Gehäuse 2, eingepresste, das Federmittel (5) umschließende Führungshülse (4) vorgesehen ist, an der stirnseitig der
Schließkörper (7) bei Erreichen eines maximalen Hubs abgestützt ist.
3. Überdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (4) an der vom Schließkörper (7) gegenüberliegenden Seite einen radial nach innen gerichteten, für das Federmittel (5) bestimmten Bord (6) aufweist.
4. Überdruckventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Hubbegrenzung das Gehäuse (22) beabstandet zu dem Boden (9) par- tiell umfangsverteilt radial nach innen gerichtete Nocken oder eine radial nach innen gerichtete umlaufende Sicke (23) aufweist.
5. Überdruckventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Halteelement ein an einer Innenwandung (34) des Gehäuses (32) radial vorgespannter, den Hub des Schließkörpers (7) begrenzender Spreizring (33) positioniert ist.
6. Überdruckventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Schließkörper (7) eine weitestgehend scheibenartig gestaltete Ventilplatte vorgesehen ist.
7. Überdruckventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (9) des Gehäuses (2, 22, 32) in Richtung des Federmittels (5) konisch ansteigt, zur Bildung einer definierten, linienartigen einen Ventilsitz (8) bildenden Kontaktzone, die eine zentrische Öffnung (10) umschließt.
8. Überdruckventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Tiefziehverfahren zur spanlosen Herstellung des Gehäuses (2, 22, 32), der Führungshülse (4) sowie des Schließkörpers (7) vorgesehen ist.
9. Überdruckventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (7) aus Kunststoff hergestellt ist.
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