WO2015124155A1 - Spanner für einen zugmitteltrieb mit überdrucksystem im überkopfbau - Google Patents

Spanner für einen zugmitteltrieb mit überdrucksystem im überkopfbau Download PDF

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tensioner
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Markus Fischer
Friedrich Ness
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Definitions

  • the invention relates to a tensioner, such as a chain or belt tensioner, for a traction mechanism of a motor vehicle, such as a car, a truck or other commercial vehicle, with a stationary, first hollow body and a displaceable second hollow body coupled thereto, wherein the two hollow bodies so coupled are that when inflow of pressurized fluid, such as oil, is moved by a low-pressure chamber and a downstream check valve in a high-pressure chamber of the second hollow body for zugstoffspannenden deflection of a clamping rail / is.
  • Tensioning rails ensure sufficient long-term pre-stressing of the endless drawing means.
  • Traction drives use endless traction means such as belts or chains. They are used in particular in control and / or auxiliary drives on internal combustion engines.
  • Endloszugstoffspanner also bring disadvantages. For example, when overhead hauling continuous tension tensioners, which is usually necessary on a bank of V-engines and boxer engines, when the engine is switched off hot, the endless tensioner tensioner may become idle. This can lead to start-up rattling at the following engine start, because the endless traction means tensioner briefly no oil is available and the piston can thus beat undamped in a so-called blocking position. This effect is possibly reinforced by possible leaks at the pressure relief valve.
  • the non-return valve received in the piston and biased by a spring is guided by a very precisely defined outer diameter of the valve and a very accurately manufactured inner diameter of the piston.
  • the volume of the high-pressure chamber is increased when a spring force is exceeded and then limited so that the maximum (chain) Spannerabst Reifenkraft.
  • this is only possible after a very elaborate production of the piston using Bohrungsschleif compiler and precise valve production. This is very expensive.
  • this object is achieved in that the check valve is integrated and dimensioned so that in the pressure drop, pressurized fluid is returned against the direction of flow into the low pressure chamber.
  • the check valve of the tensioner can be mounted axially displaceable in the first hollow body. This allows the check valve to respond to the current load conditions by movement in the hollow body.
  • the non-return valve has play, allowing tilting, to be inserted into the first hollow body. This can quickly cause a pressure reduction.
  • a biasing unit such as a mechanical spring
  • pressure applying acts on a valve housing of the check valve, approximately in the direction of the high-pressure chamber. A certain bias can then be used.
  • An advantageous embodiment is further characterized in that the valve housing sealingly seated with a sealing surface on an inwardly projecting portion of the first hollow body in normal operation and / or in the case of overpressure which lifts off from the biasing unit on the valve housing. The fluid inflow can then be completely prevented effectively.
  • the biasing unit may expediently be designed as a (mechanical) spring, for example as a compression spring, for example as a helical compression spring, and preferably supported on the valve housing on the one hand and on a high-pressure space-distant insert disk in the low-pressure space on the other hand.
  • compression springs such as helical compression springs are usually standardized standard parts. They are therefore easy to obtain or replace. Likewise, their characteristics are known, which leads to a reduced computational effort in modification or redesign.
  • a biasing means such as a compression spring, urging away the second hollow body from the first hollow body a coil spring is present.
  • An improvement of the function can also be achieved in that between the valve housing and the inner wall of the first hollow body pers a gap of about 0.05 mm to 0.7 mm, preferably about 0.15, 0.2, 0, 25, 0.3 or 0.35 mm, is present.
  • first hollow body is designed as a piston and is axially displaceably mounted in the second hollow body designed as a housing, for instance as a steel housing.
  • the piston can be connected in a fixed (aluminum) support structure.
  • the check valve is pretensioned by means of a biasing unit designed as a spring and seals the high-pressure chamber against the supply chamber. If the pressure in the high-pressure chamber is increased by the collapse of the piston, the pressure in the high-pressure chamber exceeds the bias of the spring, tilts the valve and the pressure in the high-pressure chamber is effectively limited by the outflow of oil back into the supply. A bore grinding is eliminated and the piston is much cheaper to produce.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a tensioner for a Switzerlandstoff- drive with overpressure system in overhead construction.
  • FIG. 1 shows an axial cross-sectional view of a tensioner 1.
  • the tensioner 1 is composed of a first hollow body 2 and a second hollow body 3. Both the first hollow body 2 and the second hollow body 3 are cylindrical in shape / tubular / sleeve-shaped.
  • the indoor and outdoor Diameter of the first hollow body 2 are smaller than the inner and outer diameter of the second hollow body 3.
  • the outer diameter of the first hollow body 2 is dimensioned so that the first hollow body 2 can be pushed axially into the second hollow body 3.
  • the outer surface of the first hollow body 2 is slidably mounted in the inner surface of the second hollow body 3.
  • the smaller (first) hollow body 2 has in its interior a low-pressure space 4 at its lower end, which faces the larger (second) hollow body 3, a check valve 5 is attached.
  • Pressurized fluid such as Oil flows from the low-pressure chamber 4 through the check valve 5 into a high-pressure chamber 6, which is formed in the interior of the adjacent hollow body 3.
  • the check valve 5 is integrated and dimensioned such that in the case of overpressure, pressurized fluid is returned to the low-pressure space 4 counter to the direction of inflow.
  • the check valve 5 is subject to play. It is installed in such a way in the second hollow body 3, that a tilting of the check valve 5 is possible. By this tilting pressure fluid can get back into the low-pressure chamber 4.
  • a biasing unit 8 such as a mechanical spring, is installed in the first hollow body 2.
  • the biasing unit 8 is pressure applying approximately in the direction of the hollow body 3 on a valve housing 9 of the check valve 5.
  • the sealing surface 10 lifts axially against the direction of the second hollow body 3 and against the force of the biasing unit 8 from the shoulder 11 ,
  • the support of the biasing unit 8 at the upper end of the hollow body 2 can be done by an insert disc 12.
  • a (in Fig. 1 only indicated) gap 14 is present between the valve housing 9 and an inner wall Manure 13 of the hollow body.
  • a biasing device / spring 15 such as in the manner of a pressure-loaded coil spring, is also in the high-pressure chamber 6 of the second hollow body 3 available.
  • the valve body of the check valve 5 is formed as a ball and, like the valve housing 9, spring-biased, in this case urged on a sealing surface 10 forming sealing seat.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spanner (1) für einen Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeuges mit einem stillstehenden, ersten Hohlkörper (2) und einem daran gekoppelten verschieblichen, zweiten Hohlkörper (3), wobei die zwei Hohlkörper so gekoppelt sind, dass beim Einströmen von Druckfluid durch einen Niederdruckraum (4) und ein nachgeschaltetes Rückschlagventil (5) in einen Hochdruckraum (6), der zweite Hohlkörper (3) zum zugmittelspannenden Auslenken einer Spannschiene (7) bewegt ist, wobei das Rückschlagventil (5) so eingebunden und bemessen ist, dass im Überdruckfall Druckfluid entgegen der Einströmrichtung in den Niederdruckraum (4) zurückgeführt wird.

Description

Bezeichnung der Erfindung Spanner für einen Zugmitteltrieb mit Überdrucksystem im Überkopfbau
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Spanner, wie einen Ketten- oder Riemenspanner, für einen Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeuges, etwa eines PKWs, eines LKWs oder eines anderen Nutzfahrzeuges, mit einem stillstehenden, ersten Hohlkörper und einem daran gekoppelten verschieblichen zweiten Hohlkörper, wobei die zwei Hohlkörper so gekoppelt sind, dass beim Einströmen von Druckfluid, wie Öl, durch einen Niederdruckraum und ein nachgeschaltetes Rückschlagventil in einen Hochdruckraum der zweite Hohlkörper zum zugmittelspannenden Auslenken einer Spannschiene bewegt ist/wird. Spannschienen gewährleisten eine langfristig ausreichende Vorspannung der Endloszugmittel.
Zugmitteltriebe setzen Endloszugmittel wie Riemen oder Ketten ein. Sie sind insbesondere in Steuer- und/oder Nebentrieben an Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt. Die im Stand der Technik bekannten Endloszugmittelspanner bringen allerdings auch Nachteile mit sich. So kann es beim Überkopfverbau von Endloszugmittelspannern, was üblicherweise auf einer Bank von V-Motoren und Boxermotoren notwendig ist, beim Heißabstellen des Motors zu einem Leerlaufen des Endloszugmittelspanners kommen. Dies kann beim folgenden Motorstart zum Startklappern führen, da dem Endloszugmittelspanner kurzzeitig kein Öl zur Verfügung steht und der Kolben damit ungedämpft in eine sogenannte Blockstellung schlagen kann. Dieser Effekt wird durch mögliche Leckagen am Überdruckventil gegebenenfalls noch verstärkt. Das im Kolben aufgenommene und durch eine Feder vorgespannte Rückschlagventil wird durch einen sehr genau definierten Außendurchmesser des Ventils und einen sehr genau gefertigten Innendurchmesser des Kolbens bis- her geführt. In dieser bekannten Ausführung wird das Volumen des Hochdruckraums bei Überschreiten einer Federkraft vergrößert und begrenzt dann damit die maximale (Ketten-)Spannerabstützkraft. Allerdings ist dies nur nach einer sehr aufwändigen Fertigung des Kolbens unter Nutzung von Bohrungsschleifverfahren und präziser Ventilfertigung möglich. Dies ist sehr kostenintensiv.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu eliminieren und eine Adaption zu finden, die eine kostengünstige, fehlerarme und modulare Bauweise zulässt. Insbesondere soll ein hydraulisch arbeitender Endloszugmittelspanner geschaffen werden, bei welchem ein Überdruckventil integriert ist, um gleichzeitig ein Leerlaufen des Endloszugmittelspanners wirksam zu verhindern. Dabei soll eine kostengünstige Lösung zur Verfügung gestellt werden.
Offenbarung der Erfindung
Bei einem gattungsgemäßen Spanner, wie einem Endloszugmittelspanner für einen Zugmitteltrieb, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Rückschlagventil so eingebunden und bemessen ist, dass im Überdruckfall Druckfluid entgegen der Einströmrichtung in den Niederdruckraum zurückgeführt wird. Durch diese Ausführungsform besteht insbesondere beim Heißabstellen des Motors keine Gefahr, dass der Endloszugmittelspanner leerläuft. Bei einem daraus folgenden Motorstart besteht daher keine Neigung zum Startklappern, da dem Endloszugmittelspanner kontinuierlich genügend Öl zur Verfügung steht. Dadurch wird ausgeschlossen, dass der Kolben ungedämpft in Blockstellung schlagen kann.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. So kann das Rückschlagventil des Spanners axial verschieblich im ersten Hohlkörper gelagert sein. Dadurch kann das Rückschlagventil auf die gegenwärtigen Belastungszustände durch Bewegung im Hohlkörper reagieren.
Es ist auch von Vorteil, wenn das Rückschlagventil spielbehaftet, eine Verkippung ermöglichend, in den ersten Hohlkörper eingesetzt ist. Dadurch kann sich schnell ein Druckabbau vollziehen. Vorteilhaft für die Funktion der Erfindung ist, wenn eine Vorspanneinheit, wie eine mechanische Feder, druckaufbringend auf ein Ventilgehäuse des Rückschlagventils einwirkt, etwa in Richtung des Hochdruckraums. Eine gewisse Vorspannung kann dann genutzt werden. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse mit einer Dichtfläche auf einem nach innen ragenden Abschnitt des ersten Hohlkörpers im Normalbetrieb dichtend aufsitzt und/oder im Überdruckfall die von der Vorspanneinheit auf das Ventilgehäuse überwindend abhebt. Der Fluidzufluss kann dann wirkungsvoll komplett unterbunden wer- den.
Auch kann die Vorspanneinheit zweckmäßigerweise als (mechanische) Feder, etwa als Druckfeder, beispielsweise als Schraubendruckfeder, ausgestaltet sein, und sich vorzugsweise einerseits am Ventilgehäuse und andererseits an einer hochdruckraumfernen Einlegescheibe im Niederdruckraum abstützen. Bei den genannten Druckfedern wie beispielsweise den Schraubendruckfedern handelt es sich in der Regel um standardisierte Normteile. Sie sind daher leicht zu beschaffen bzw. zu ersetzen. Ebenso sind ihre Kenndaten bekannt, was zu einem reduzierten Berechnungsaufwand bei Modifikation oder Neuauslegung führt.
Es ist möglich, das im Hochdruckraum eine den zweiten Hohlkörper vom ersten Hohlkörper wegdrängende Vorspanneinrichtung, wie eine Druckfeder, etwa eine Schraubenfeder, vorhanden ist.
Eine Verbesserung der Funktion kann außerdem dadurch erreicht werden, dass zwischen dem Ventilgehäuse und der Innenwandung des ersten Hohlkör- pers ein Spalt von ca. 0,05 mm bis 0,7 mm, vorzugsweise ca. 0,15, 0,2, 0,25, 0,3 oder 0,35 mm, vorhanden ist.
Es ist auch von Vorteil, wenn der erste Hohlkörper als Kolben ausgebildet ist und axial verschieblich im als Gehäuse, etwa als Stahlgehäuse, ausgebildeten zweiten Hohlkörper gelagert ist. Auch kann der Kolben in einer feststehenden (Aluminium-)Tragstruktur angebunden sein.
Das Rückschlagventil wird mittels einer als Feder ausgebildeten Vorspanneinheit vorgespannt und dichtet die Hochdruckkammer gegen den Versorgungs- räum ab. Wird der Druck im Hochdruckraum durch das Zusammenfahren des Kolbens erhöht, übersteigt der Druck im Hochdruckraum die Vorspannung der Feder, verkippt das Ventil und der Druck im Hochdruckraum wird durch Abströmen des Öls zurück in die Versorgung wirksam begrenzt. Ein Bohrungsschleifen entfällt und der Kolben ist deutlich kostengünstiger herstellbar.
Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in welcher ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Spanners für einen Zugmittel- trieb mit Überdrucksystem im Überkopfbau.
Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient nur dem Verständnis der Erfindung. Figur 1 zeigt eine axiale Querschnittsansicht eines Spanners 1 . Der Spanner 1 setzt sich aus einem ersten Hohlkörper 2 und einem zweiten Hohlkörper 3 zusammen. Sowohl der erste Hohlkörper 2 als auch der zweite Hohlkörper 3 sind ihrer Gestalt nach zylindrisch/rohrförmig/hülsenförmig. Die Innen- und Außen- durchmesser des ersten Hohlkörpers 2 sind kleiner als die Innen- und Außen- durchmesser des zweiten Hohlkörpers 3. Der Außendurchmesser des ersten Hohlkörpers 2 ist so bemessen, dass der erste Hohlkörper 2 in den zweiten Hohlkörper 3 axial geschoben werden kann. Die Außenfläche des ersten Hohl- körpers 2 ist gleitend in der Innenfläche des zweiten Hohlkörpers 3 gelagert.
Der kleinere (erste) Hohlkörper 2 weist in seinem Inneren einen Niederdruckraum 4 auf an dessen unterem Ende, welches dem größeren (zweiten) Hohlkörper 3 zugewandt ist, ein Rückschlagventil 5 angebracht ist. Druckfluid, wie z.B. Öl, strömt vom Niederdruckraum 4 durch das Rückschlagventil 5 in einen Hochdruckraum 6, welcher im Inneren des benachbarten Hohlköpers 3 ausgebildet ist. Dadurch wird der Hohlkörper 3 zum zugmittelspannenden Auslenken einer nur angedeuteten Spannschiene 7 bewegt. Das Rückschlagventil 5 ist so eingebunden und bemessen, dass im Überdruckfall Druckfluid entgegen der Einströmrichtung in den Niederdruckraum 4 zurückgeführt wird. Das Rückschlagventil 5 ist spielbehaftet. Es derart im zweiten Hohlkörper 3 verbaut, dass eine Verkippung des Rückschlagventils 5 möglich ist. Durch diese Verkippung kann Druckfluid zurück in den Niederdruckraum 4 gelangen.
Oberhalb des Rückschlagventils 5 (d.h. auf der Ölzuflussseite von dem Hochdruckraum 6, zwischen dem Hochdruckraum 6 und dem Niederdruckraum 4) ist im ersten Hohlkörper 2 eine Vorspanneinheit 8, wie eine mechanische Feder, verbaut. Die Vorspanneinheit 8 liegt druckaufbringend etwa in Richtung des Hohlkörpers 3 auf einem Ventilgehäuse 9 des Rückschlagventils 5 auf.
Das Ventilgehäuse 9 sitzt mit einer Dichtfläche 10 auf einem nach innen ragenden Absatz 1 1 des Hohlkörpers 2. Im Überdruckfall hebt sich die Dichtflä- che 10 axial entgegen der Richtung des zweiten Hohlkörpers 3, sowie entgegen der Kraft der Vorspanneinheit 8 vom Absatz 1 1 ab. Die Abstützung der Vorspanneinheit 8 am oberen Ende der Hohlkörpers 2 kann durch eine Einlegescheibe 12 erfolgen. Zwischen dem Ventilgehäuse 9 und einer Innenwan- dung 13 des Hohlkörpers ist dann ein (in Fig. 1 nur angedeuteter) Spalt 14 vorhanden.
Ebenso wie in dem Niederdruckraum 4 des ersten Hohlkörpers 2, ist auch im Hochdruckraum 6 des zweiten Hohlkörpers 3 eine Vorspanneinrichtung / Feder 15, etwa nach Art einer druckbelasteten Schraubenfeder, vorhanden.
Der Ventilkörper des Rückschlagventils 5 ist als Kugel ausgebildet und, ebenfalls, wie das Ventilgehäuse 9, federvorgespannt, und zwar in diesem Fall auf einen die Dichtfläche 10 ausbildenden Dichtsitz gedrängt.
Bezugszeichenliste
1 Spanner
2 Erster Hohlkörper
3 Zweiter Hohlkörper
4 Niederdruckraum
5 Rückschlagventil
6 Hochdruckraum
7 Spannschiene
8 Vorspanneinheit für Ventilgehäuse
9 Ventilgehäuse
10 Dichtfläche
1 1 Absatz
12 Einlegescheibe
13 Innenwandung des ersten Hohlkörpers
14 Spalt
15 Feder

Claims

Patentansprüche 1 . Spanner (1 ) für einen Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeuges mit einem stillstehenden, ersten Hohlkörper (2) und einem daran gekoppelten verschieblichen, zweiten Hohlkörper (3), wobei die zwei Hohlkörper so gekoppelt sind, dass beim Einströmen von Druckfluid durch einen Niederdruckraum
(4) und ein nachgeschaltetes Rückschlagventil (5) in einen Hochdruckraum (6), der zweite Hohlkörper (3) zum zugmittelspannenden Auslenken einer Spannschiene (7) bewegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil
(5) so eingebunden und bemessen ist, dass im Überdruckfall Druckfluid entgegen der Einströmrichtung in den Niederdruckraum (4) zurückgeführt wird.
2. Spanner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (5) axial verschieblich im ersten Hohlkörper (2) gelagert ist.
3. Spanner nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (5) spielbehaftet und/oder eine Verkippung ermög- lichend in den ersten Hohlkörper (2) eingesetzt ist.
4. Spanner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorspanneinheit (8), druckaufbringend auf ein Ventilgehäuse (9) des Rückschlagventils (6) einwirkt.
5. Spanner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (9) mit einer Dichtfläche (10) auf einen nach innen ragenden Absatz (1 1 ) des ersten Hohlkörpers (2) im Normalbetrieb dichtend aufsitzt und/oder im Überdruckfall die von der Vorspanneinheit (8) auf das Ventilgehäuse (9) über- windend abhebt.
6. Spanner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinheit (8) als Feder ausgestaltet ist.
7. Spanner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Hochdruckraum (6) eine den zweiten Hohlkörper (3) vom ersten Hohlkörper (2) wegdrängende Vorspanneinrichtung (15) vorhanden ist.
8. Spanner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilgehäuse (9) und der Innenwandung (13) des ersten Hohlkörpers (2) ein Spalt (14) von ca. 0,05 mm bis 0,7 mm vorhanden ist.
9. Spanner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hohlkörper (2) als Kolben ausgebildet ist und axial verschieblich im als Gehäuse ausgebildeten zweiten Hohlkörper (3) gelagert ist.
10. Spanner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben an/in einer feststehenden Tragstruktur an- /eingebunden ist.
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