WO2016128128A1 - Autarke spannvorrichtung - Google Patents

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WO2016128128A1
WO2016128128A1 PCT/EP2016/000211 EP2016000211W WO2016128128A1 WO 2016128128 A1 WO2016128128 A1 WO 2016128128A1 EP 2016000211 W EP2016000211 W EP 2016000211W WO 2016128128 A1 WO2016128128 A1 WO 2016128128A1
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WO
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piston
reservoir
clamping
self
tensioning
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PCT/EP2016/000211
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Inventor
Florian ZIMMERMANN
Brian Schneider
Original Assignee
Iwis Motorsysteme Gmbh & Co. Kg
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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 present invention relates to a self-sufficient tensioning device, in particular for a drive chain of an internal combustion engine, with a housing, a piston in a piston bore of the housing slidably guided clamping piston, wherein in the piston bore a high pressure chamber and a low pressure chamber are formed for a hydraulic fluid and the tensioning piston separates the high-pressure chamber from the low-pressure chamber, and with a piston rod extending from the clamping piston through the low pressure chamber, a reservoir for the hydraulic fluid, a check valve, a volume compensation device and with a damping device for the retraction movement of the clamping piston in the piston bore.
  • the invention relates to a chain drive for an internal combustion engine with such a self-sufficient tensioning device.
  • Simple tensioning devices which are used as chain or belt tensioners in internal combustion engines, have a pressure space between the tensioning piston and the tensioner housing, which is filled with a hydraulic medium to dampen the retraction movement of the tensioning piston and which is under high pressure during damping.
  • a compression spring for biasing the tensioning piston is usually arranged in this high-pressure chamber.
  • the hydraulic fluid can escape at a pressure increase in the high pressure chamber by the retraction of the clamping piston from the pressure chamber to dampen the retraction of the clamping piston.
  • the high-pressure chamber communicates via a check valve with the engine oil circuit to replace the leaked hydraulic fluid.
  • the pressurized hydraulic fluid in the high-pressure chamber prevents too wide retraction of the tensioning piston into the housing even with relatively hard and powerful vibration impacts on the tensioning piston.
  • clamping devices with purely mechanical locking devices that block the retraction movement of the piston by means of spring-loaded locking elements, and clamping devices with hydraulically actuated adjusting devices that allow a continuous Verla- delay of the working range of the clamping piston.
  • This self-contained clamping device comprises a cylindrical housing with a guided in a piston bore of the housing clamping piston on which a piston rod is integrally formed, and a free piston through which the piston rod extends.
  • the piston bore of the housing is divided by the tensioning piston into a high-pressure chamber and a low-pressure chamber, the free piston delimiting the hydraulic reservoir of the low-pressure chamber from the air region located outside the tensioning device below atmospheric pressure.
  • a generic autarkic tensioning device is described in DE 195 10 681 A1, wherein an oil reservoir is provided laterally of the tensioning piston at the exciting end of the device which is hermetically sealed by a diaphragm.
  • the diaphragm is held by a cup-shaped closure part and is tensioned by a spring-biased piston against the reservoir.
  • the pressurized hydraulic fluid can flow through an opening in the piston rod and a supply channel and a check valve in the clamping piston from the oil reservoir into the high-pressure chamber of the tensioning device.
  • FIG. 10 201 1079188 A1 Another clamping device with a clamping piston displaceably guided in a piston bore and a reservoir for the hydraulic medium arranged laterally of the clamping piston is shown in DE 10 201 1079188 A1, the clamping piston being sealed off from the piston bore and emerging from the housing on the tension side.
  • the reservoir chamber is connected via a plurality of channels with a check valve at the bottom of the piston bore to supply the hydraulic fluid to a high-pressure chamber.
  • a plurality of throttle openings are provided in the clamping piston from which the hydraulic fluid from the high-pressure chamber can escape directly into the reservoir.
  • the high volume changes that occur during operation should compensate for a spring-loaded piston in the reservoir.
  • the invention is so far the object of providing a self-sufficient clamping device that is easy to manufacture with few components and avoids or reduces the disadvantages of the known from the prior art fixtures.
  • This object is achieved in a generic self-sufficient tensioning device according to the invention in that the damping device comprises a leakage gap between the clamping piston and the piston bore and a separate aperture between the high-pressure chamber and the reservoir. Due to the turbulent flow through the diaphragm, the diaphragm opening provided in addition to the leakage gap allows a good, virtually viscosity-independent damping behavior of the self-sufficient tensioning device with a simultaneously relatively small change of the hydraulic fluid volume in the reservoir through the narrow piston rod.
  • this makes it possible to achieve a damping of the retraction movement of the tensioning piston which is more independent of the viscosity of the hydraulic fluid, ie the temperature of the hydraulic fluid.
  • the damping behavior decreases undesirably with increasing operating temperatures undesirably, in the case of a tensioning device according to the invention only a small change in the damping behavior results in a simultaneously only slight change in the hydraulic fluid volume in the reservoir.
  • the reservoir for receiving the hydraulic fluid which is directly in fluid communication with the low-pressure chamber, but is located outside the piston bore, allows easy absorption and removal via the movable reservoir wall.
  • the movable reservoir wall of the volume balancing device allows the volume of the reservoir to be adapted even to extreme positions of the tensioning piston and correspondingly to a large tensioning path for pretensioning a drive chain of an internal combustion engine.
  • this self-sufficient tensioning device can also be used in the same way as a belt tensioner.
  • the self-sustaining tensioning device requires no external supply and hence no connection to the engine oil circuit of the internal combustion engine.
  • the hydraulic medium which is under high pressure in the bottom area of the piston bore during a retraction movement of the tensioning piston in the high-pressure space escapes via the leakage gap between tensioning piston and piston bore or the aperture into the low-pressure space on the opposite side of the tensioning piston in the piston bore or directly into the reservoir. Since the low-pressure space is in fluid communication with the reservoir, the volume increase of the hydraulic fluid can be compensated via the volume compensation device, wherein the movable reservoir wall correspondingly increases the volume of the reservoir without causing a pressure increase in the low-pressure space or the reservoir.
  • a check valve connected directly to the reservoir is provided at the bottom of the piston bore of the housing.
  • a particular embodiment of the autarkic clamping device provides that the aperture can be arranged in a side wall of the housing and can be closed by means of the clamping piston.
  • the arrangement of the aperture in the side wall of the housing allows not only a simple manufacture, but also the use of special throttle inserts made of different materials and with special apertures. It can be arranged in the vicinity of the bottom of the piston bore and closed by means of the clamping piston for increased damping of the retraction movement of the clamping piston in an end position of the clamping piston. At a very deep engagement of the clamping piston in the piston bore of the clamping piston closes the provided in the side wall of the piston bore aperture, so that in a further engagement of the clamping piston in the direction of the bottom of the piston bore, the damping is significantly increased.
  • the aperture is formed as a bore, wherein the aperture preferably has a diameter of 0.1 to 1, 0 mm and a length of 0.5 to 2.0 mm.
  • the preferred dimensioning allows a suitable adjustment of the damping behavior to the respective construction of the clamping device.
  • the leakage gap between the piston bore and the outer wall of the tensioning piston can be between 5 ⁇ and 30 ⁇ .
  • the hydraulic fluid flows with only a very small volume flow through this very narrow and long annular leakage gap between clamping piston and piston bore, while the main volume flow of the hydraulic fluid flows through the diaphragm opening.
  • the individual resistance of the leak gap is dependent on the viscosity of the hydraulic fluid, the main volume flow through the diaphragm due to the turbulent flow is independent of the viscosity of the hydraulic fluid.
  • the movable reservoir wall of the volume compensation device is designed as an elastic membrane.
  • an elastic membrane is on the one hand impermeable to the hydraulic fluid and on the other hand allows easy sealing of the movable reservoir wall to the reservoir.
  • the elastic membrane can be arranged without bias on the housing in order to keep the hydraulic fluid in the reservoir to a substantially hydrostatic pressure during operation.
  • the elastic membrane allows a uniform transfer of the surrounding hydrostatic pressure to the hydraulic fluid in the reservoir. Since the elastic membrane as a flexible, sealed with respect to the housing element requires a certain basic voltage of the pressure in the reservoir is not identical to the hydraulic pressure outside the reservoir but only substantially equal and has a pressure difference between 0 and 0.2 bar in the idle state.
  • the volume compensation device has a spring-loaded compensating piston for biasing and resetting the movable reservoir wall.
  • a spring loaded balance piston allows easy regulation of the hydraulic fluid content in the reservoir and a suitable restriction on the volume of the reservoir.
  • a spring-loaded balance piston prevents unwanted suction of air or hydraulic fluid from the environment in the reservoir or the low-pressure space, which is in fluid communication with the reservoir.
  • the volume compensation device may have an upper stop and a lower stop for the spring-loaded balance piston.
  • the elastic membrane allows a uniform transfer of the pressure of the spring-loaded balance piston on the hydraulic raulikstoff in the reservoir, even with an uneven loading of the diaphragm by the spring piston.
  • the spring-loaded compensating piston can simultaneously serve to guide and support the elastic membrane, especially at an increasing pressure in the reservoir.
  • a further embodiment provides that the reservoir is at least partially formed in the housing of the clamping device.
  • the reservoir is at least partially formed in the housing of the clamping device.
  • the piston rod which is arranged on the clamping side of the clamping piston, extending through the low pressure space and the front side exiting the housing, be firmly connected to the clamping piston.
  • the fixed attachment of the piston rod or the taper of the clamping piston on the side of the low-pressure chamber to a piston rod initially allows the formation of a high-pressure chamber and a low-pressure chamber in the piston bore and their separation by the clamping piston.
  • the volume change within the self-sufficient tensioning device when extending and retracting the tensioning piston in the piston bore or the piston rod reduced in the low-pressure chamber.
  • the diameter of the piston rod can be between 40% and 70%, preferably between 50% and 60%, of the diameter of the piston bore.
  • the housing may be provided with a stopper at the end face, wherein the piston rod extends through the plug.
  • a stopper at the end face, wherein the piston rod extends through the plug.
  • This also allows a good guidance of the piston rod in the plug and a relatively small sealing surface between the piston rod and plug. Since the piston rod moves relative to the stopper during extension and retraction of the tensioning piston or the piston rod into the housing, a rod seal is expediently provided in the stopper through which the piston rod extends and which seals the low-pressure space with respect to the sealing surface.
  • the piston rod may have a venting bore extending from the high-pressure chamber to the end face of the piston rod.
  • a vent hole which is closed during operation on the front side of the piston rod with a closing and pressure plug is not necessary in a self-sufficient tensioning device in principle, however, depending on the installation position and operation of the clamping device by the usually hollow cylindrical clamping piston formed air cushion in the High-pressure chamber form which can be easily vented through a vent hole.
  • the vent hole allows an alternative filling if a designated filling opening is not accessible.
  • a particular embodiment provides that the effective compensation surface of the movable reservoir wall is greater than the difference of the cross-sectional area of the piston bore minus the cross-sectional area of the piston rod.
  • a correspondingly large configuration of the effective compensation surface, the movable reservoir wall, corresponding to the surface of the elastic wall portion of an elastic membrane membrane, allows a reduction of the necessary stroke of the movable reservoir wall relative to the stroke of the clamping piston or the piston rod and thus at the same time a reduction of the necessary Reservoir volume for the self-sufficient tensioning device.
  • the cross-sectional areas are each considered perpendicular to the clamping device of the clamping piston or the piston rod.
  • An alternative embodiment provides that the cross-sectional area of the piston rod between 1% and 50%, preferably between 3% and 30%, in particular between 5% and 15%, of the effective compensation surface of the movable reservoir wall.
  • a relatively small cross-sectional area of the piston rod in relation to the compensation surface of the movable reservoir wall minimizes the necessary reservoir volume and thus also the size of the self-sufficient clamping device in relation to the possible working stroke of the clamping piston or the piston rod.
  • Even with a bias voltage and provision of the movable reservoir wall by a spring-loaded balance piston the pressure difference of the hydraulic fluid in the low pressure space and the reservoir to the hydrostatic pressure of the environment can only be between -0.2 bar and 2.0 bar during operation.
  • This small pressure difference with respect to the hydrostatic pressure can allow a relatively simple sealing of the self-sufficient clamping device relative to the environment, depending on the tightness of the rod seal and the pressure of the spring-loaded compensating piston on the movable diaphragm wall.
  • a slight negative pressure in the low-pressure chamber and the reservoir arises only due to the inertia of the system in a fast extension of the clamping piston.
  • the relatively simple sealing of the autarkic clamping device, in particular the seal between the piston rod and the plug also includes the possibility to balance the hydraulic fluid content in the reservoir as soon as the spring-loaded compensating piston rests against the upper or lower stop.
  • the present invention relates to a chain drive for an internal combustion engine with a drive chain and a drive sprocket at least one output sprocket interconnecting drive chain and a drive chain exciting autarkic tensioning device according to one of the embodiments described above. Due to the self-sufficient design of the tensioning device, this chain drive of an internal combustion engine requires no connection to the engine oil circuit.
  • the self-sustaining tensioning device in the embodiments described above can also be used in a manner which is also quite similar for a belt drive of an internal combustion engine.
  • 1 is a schematic representation of a chain drive according to the invention with a self-sufficient tensioning device according to the invention
  • 2 is a perspective sectional view of a self-sufficient tensioning device according to the invention
  • FIG. 3 is a perspective sectional view of another self-contained tensioning device according to the invention with a hydrostatic reservoir
  • FIG. 4 is a perspective sectional view of another self-contained tensioning device according to the invention with a hydrostatic reservoir.
  • timing chain drive 1 of an internal combustion engine comprises two overhead camshaft sprockets 2, a lower crankshaft sprocket 3, a looped around this timing chain 4, a guide rail 5 for guiding the control chain 4 in the load strand of the timing chain drive 1 and a pivotally mounted Clamping rail 6, which presses in the slack side of the timing chain drive 1 on the timing chain 4.
  • the tensioning rail 6 is pressed by means of an engine-mounted, self-sufficient tensioning device 8 to the timing chain 4.
  • the autarkic clamping device 8 is designed as a flange clamp and flanged by fastening means 12 to a motor component 7, see also Fig. 2.
  • the piston rod 9 of the clamping device 8 presses on the pressing portion 10 of the pivotally mounted clamping rail 6 and thus biases the timing chain 4 in the slack side of the timing chain drive 1.
  • FIG. 2 shows the construction of a tensioning device 8 according to the invention on the basis of a sectional view through the self-sustaining tensioning device 8 designed as a flange tensioner.
  • the tensioning device 8 comprises a housing 11 which is designed as a drilling and milled part which is fastened to a motor component 7 via a plurality of fastening means 12 ,
  • the housing 11 has a cylindrical piston bore 13, in which the tensioning piston 14 is displaceably guided with the piston rod 9 projecting on the tensioning piston 14 in the tensioning direction.
  • the end plug 15 presses on the tension side end of the piston rod 9 on the drive portion 10 of the tensioning rail 6 in order to bias the timing chain 4 by means of the tensioning rail 6.
  • the clamping piston 14 is formed as a hollow piston and has in its interior a compression spring 16 which presses against the end face 17 of the hollow cylindrical clamping piston 14 and biases the clamping piston 14 in the clamping direction.
  • the piston rod 9 connects in the clamping direction, wherein in the piston rod 9, a hydraulic fluid channel 18 is provided, which is closed by the end plug 15.
  • a check valve 19 is arranged, which is pressed by the compression spring 16 in the valve seat in the bottom of the piston bore 13.
  • a high-pressure chamber 20 is formed between the bottom of the piston bore 13 and the hollow-cylindrical clamping piston 14, which is supplied via the check valve 19 with hydraulic fluid.
  • a hydraulic damping of the retraction of the tensioning piston 14 In the operating state of the high-pressure chamber 20 is filled with a hydraulic fluid under a certain operating pressure to allow for a retraction of the clamping piston 14 into the piston bore 13, a hydraulic damping of the retraction of the tensioning piston 14.
  • a low-pressure chamber 21 In the tension-side open end of the piston bore 13, a low-pressure chamber 21 in which the hydraulic fluid is present with a slight pressure over atmospheric pressure.
  • a plug 22 is provided, in which an annular rod seal 23 is arranged and through which the piston rod 9 extends out of the low-pressure chamber 21 to the outside, wherein the rod seal 23, the low-pressure chamber 21 against the through the plug 22 outwardly extending piston rod 9 seals.
  • the low-pressure space 21 is fluidly connected via a connecting channel 24 to a reservoir 25 for the hydraulic medium, usually engine oil of the associated internal combustion engine.
  • the hydraulic fluid reservoir 25 extends along the flange region 26 of the housing 11 from the connecting channel 24 located at the tension-side end of the housing 11 to the low-pressure chamber 21 to the housing bottom 27, in which a fluid supply 28 to the check valve 19 is provided.
  • the high-pressure chamber 20 is supplied at an extension movement of the clamping piston 14 with hydraulic fluid, the check valve 19, the hydraulic fluid only in the direction of the high-pressure chamber 20 passes, and closes the valve passage in the opposite direction to the vibration damping of To allow clamping device 8.
  • a volume compensation device 29 is provided for limiting the hydraulic fluid reservoir 25.
  • the volume compensation device 29 is formed as a separate component, which is mounted on the housing 1 to form the reservoir 25, however, the volume compensation device 29 may also be designed as part of the housing 11.
  • the volume compensation device 29 consists of a one-sided open hollow body 30, preferably a hollow cylindrical body, which is dimensioned and shaped corresponding to the housing bottom 27.
  • an elastic membrane 31 which forms the movable reservoir wall of the volume compensation device 29 and at the same time causes the seal between the hollow body 30 and the housing bottom 27.
  • the elastic membrane 31 rests on the side facing away from the reservoir 25 on an outlet. equal piston 32, the unwanted protuberances and unilateral overloading of the elastic membrane 31 prevents.
  • the elastic membrane 31 may be made of a very flexible material and with a small wall thickness.
  • the compensating piston 32 is biased by a coil spring 33 in the direction of the elastic membrane 31 and, with a decreasing volume of the hydraulic fluid in the reservoir 25, provides for moving the movable reservoir wall, ie the elastic membrane 31, and thus also for maintaining the hydraulic fluid pressure in the reservoir 25, which is determined by the pressure-dependent permeability of the rod seal 23 relative to the piston rod 9 substantially.
  • the compensating piston 32 is guided in a sleeve 34 of the hollow body 30, wherein the sleeve 34, together with the mushroom-shaped compensating piston 32, forms a lower stop 35 and an upper stop 36.
  • a diaphragm opening 37 is provided in the side wall of the piston bore 13, from which the hydraulic fluid can escape directly from the high-pressure chamber 20 into the hydraulic medium reservoir 25 when the tensioning piston 14 retracts into the piston bore 13 Retraction of the tensioning piston 14 targeted dampen.
  • FIG. 3 A further tensioning device 8 according to the invention is shown in FIG. 3, which differs substantially from the embodiment shown in FIG. 2 by an unbiased elastic diaphragm 31, whereby the hydraulic fluid in the reservoir 25 is under a substantially hydrostatic pressure .
  • the tensioning device 8 in FIG. 3 comprises a housing 11 with a cylindrical piston bore 13 in which the tensioning piston 14 is displaceably guided with the piston rod 9 projecting in the clamping direction.
  • the clamping piston 14 has in its interior a compression spring 16 which presses against the end face 17 of the hollow-cylindrical clamping piston 14 and biases the clamping piston 14 in the clamping direction.
  • the piston rod 9 connects in the clamping direction, wherein in the piston rod 9, a hydraulic fluid channel 18 is provided for venting the high-pressure chamber 20, which is closed by the end plug 15.
  • the end plug 15 at the tension end of the piston rod 9 is in operation on the pressure region 10 of the tensioning rail 6 in order to bias the timing chain 4 by means of the tensioning rail 6.
  • a check valve 19 is arranged, which is pressed by the compression spring 16 in the valve seat in the bottom of the piston bore 13 and the high-pressure chamber 20 is supplied with hydraulic fluid.
  • a low pressure chamber 21 in which the hydraulic fluid at a retraction of the clamping piston 14 into the piston bore 13 via the leakage gap 38 between clamping piston 14 and Piston bore 13 flows to cause a hydraulic damping of the retraction movement of the clamping piston 14.
  • a plug 22 is provided, in which an annular rod seal 23 is arranged and through which the piston rod 9 outwardly extends from the low pressure chamber 21, wherein the rod seal 23 the low pressure chamber 21 with respect to the the plug 22 seals outwardly extending piston rod 9.
  • the low-pressure space 21 is connected via a connecting channel 24 to the reservoir 25 for the hydraulic fluid, so that a pressure equalization takes place here.
  • a volume compensation device 29 which is mounted on the housing 11 as a separate component, is again provided on the housing bottom 27 for limiting the hydraulic fluid reservoir 25.
  • the volume compensation device 29 consists of a one-sided open hollow body 30, preferably a curved flange part, which is dimensioned and shaped corresponding to the housing bottom 27.
  • an elastic membrane 31 which forms the movable reservoir wall of the volume compensation device 29 and at the same time causes the seal between the hollow body 30 and the housing bottom 27.
  • For pressure equalization with the environment of the curved portion of the hollow body 30 is provided with a bore (not shown), so that between the hollow body 30 and the elastic membrane 31, the atmospheric ambient pressure prevails.
  • the curved portion of the hollow body 30 simultaneously serves as a lower stop 35 for the elastic membrane 31 in order to prevent excessive or uneven expansion and overloading of the elastic membrane 31.
  • the volume of the reservoir 25 is greatest.
  • the elastic membrane 31 bulges in the direction of the housing bottom 27, whereby the volume of the reservoir 25 is reduced.
  • air at atmospheric pressure flows through the bore (not shown) in the hollow body 30 in the region between the curved portion of the hollow body 30 and the elastic membrane 31, whereby the hydraulic fluid pressure in the reservoir 25 is maintained substantially at a hydrostatic pressure.
  • FIG. 4 shows the structure of a further tensioning device 8 according to the invention with a non-prestressed elastic membrane 31. It can be seen from the sectional view of the self-sufficient tensioning device 8 in FIG. 4 that is designed as a flange tensioner that the elastic diaphragm 31 and the associated reservoir 25 for the hydraulic fluid not serially raised to the high pressure chamber 20, piston bore 13 and clamping piston 14, but are arranged laterally on the housing 1 1, by as.
  • the tensioning device 8 again comprises a housing 11 with a cylindrical piston bore 13, a clamping piston 14 displaceably guided in the piston bore 13 with a piston rod 9 projecting in the tensioning direction on the tensioning piston 14.
  • the hollow-cylindrical tensioning piston 14 has in its interior a compression spring 16 which holds the tensioning piston 14 biased in the clamping direction.
  • the piston rod 9 connects in the clamping direction, wherein in the piston rod 9, a hydraulic fluid channel 18 is provided for venting the high-pressure chamber 20, which is closed by the end plug 15.
  • a check valve 19 is arranged, which is pressed by the compression spring 16 in the valve seat in the bottom of the piston bore 13 and the high-pressure chamber 20 is supplied with hydraulic fluid.
  • a low pressure chamber 21 in which the hydraulic fluid flows into a retraction of the clamping piston 14 in the piston bore 13 via the leakage gap 38 between clamping piston 14 and piston bore 13 to the retraction of the tensioning piston 14th hydraulically damped.
  • a plug 22 is provided, in which an annular rod seal 23 is arranged and through which the piston rod 9 extends out of the low-pressure chamber 21 to the outside, wherein the rod seal 23, the low-pressure chamber 21 against the through the plug 22 outwardly extending piston rod 9 seals.
  • the low-pressure space 21 is connected via a connection channel 24 to the reservoir 25 for the hydraulic medium, so that a pressure equalization takes place here.
  • the volume compensation device 29 is not arranged on the housing bottom 27 but laterally on the housing 11 itself.
  • the volume compensation device 29 for limiting the hydraulic fluid reservoir 25 is mounted as a separate component on the housing 11 and consists of a one-sided open hollow body 30, preferably a curved flange part, and an elastic membrane 31 which extends over the opening of the hollow body 30.
  • the elastic membrane 31 forms the movable reservoir wall of the volume compensation device 29 and at the same time seals the reservoir 25 between the hollow body 30 and the side wall of the housing 11.
  • For pressure equalization with the environment of the curved portion of the hollow body 30 is provided with a bore (not shown), so that between the hollow body 30 and elastic membrane 31 atmospheric ambient pressure prevails.
  • the curved portion of the hollow body 30 serves as a lower stop 35 for the elastic membrane 31 at the same time to an excessive or non-uniform extent and a To prevent overloading of the elastic membrane 31.
  • the volume of the reservoir 25 is greatest.
  • the elastic diaphragm 31 bulges in the direction of the side wall of the housing 11, whereby the volume of the reservoir 25 is reduced.
  • the additional separate aperture 37 which may be formed both as a simple bore (not shown) and as an insert made of a special material and with a precisely dimensioned bore, allows only a very narrow leakage gap 38 to be provided.
  • a very narrow leak gap 38 in conjunction with the additional aperture 37, reduces the temperature dependence of the hydraulic damping of the retraction movement of the tensioning piston 14 and thus a significant improvement in a targeted tuning of the damping.
  • FIGS. 2 to 4 are preferably used for a chain drive 1 of an internal combustion engine.
  • the clamping piston 14 of the clamping device 8 presses by means of the bias of the compression spring 16 via the piston rod 9 and the end plug 15 of the piston rod 9 against the pressing portion 10 of a clamping rail 6 to tension the drive chain 4 of a chain drive 1.
  • the tensioning device 8 as a belt tensioner pushes the piston rod 9 via a corresponding pressure roller on a drive belt.
  • the clamping device 8 flows when disengaging the clamping piston 14 from the piston bore 13, the hydraulic fluid from the reservoir 25 via the fluid supply 28 in the housing bottom 27 and the check valve 19 in the high-pressure chamber 20 to the increased by the disengagement of the clamping piston 14 volume of the high-pressure chamber 20 to fill.
  • a retraction movement of the clamping piston 14 in the high-pressure chamber 20 for example, when a vibration movement of the clamping rail 6 or a pressure roller, a pressure on the end plug 15 and the piston rod 9 is exerted on the clamping piston 14, this retraction by the high-pressure space 20 located in the hyd - steamed maulikstoff.
  • the retraction movement of the tensioning piston 14 increases the fluid pressure of the hydraulic fluid in the high-pressure space 20.
  • the hydraulic fluid flows through the very narrow and long annular leakage gap 38 between the piston bore 13 and the outer wall of the hollow cylindrical clamping piston 14, which in the embodiment shown is only between 5 ⁇ and 30 ⁇ .
  • This very narrow and long leakage gap 38 causes via the very small volume flow, which flows through the leakage gap 38 from the high pressure chamber 20 into the low pressure chamber 21, a very high resistance to the retraction of the clamping piston 14 and thus a very hard damping.
  • the damping over the leakage gap 38 between clamping piston 14 and piston bore 13 is very dependent on the viscosity of the hydraulic fluid and thus also on the temperature of the hydraulic fluid.
  • an additional separate aperture 37 is provided on the at a retraction of the clamping piston 14, the hydraulic fluid in a turbulent flow from the high-pressure chamber 20th can escape directly into the hydraulic fluid reservoir 25.
  • a damping behavior of the autonomous tensioning device 8 according to the invention can be achieved, which is mainly influenced by the turbulent flow through the aperture 37 and thus is essentially independent of the viscosity of the hydraulic medium.
  • the aperture 37 is formed in the embodiment shown here as a bore with a diameter of 0.1 to 1, 0 mm at a length of 0.5 to 2.0 mm.
  • the arrangement of the aperture 37 in the side wall of the piston bore 13 and at a distance to the bottom of the piston bore 13 also allows a so-called end position damping of the tensioning piston 14.
  • the hydraulic fluid flows from the high-pressure chamber 20 via the leakage gap 38 between the piston bore 13 and clamping piston 14 in the low-pressure chamber 21 and from there via the connecting channel 24 in the hydraulic fluid reservoir 25 and via the separate aperture 37th in the side wall of the piston bore 13 directly from the high pressure chamber 20 in the hydraulic fluid reservoir 25, whereby the volume of the hydraulic fluid in the reservoir 25 increases.
  • the increasing volume of the hydraulic fluid in the reservoir 25 presses on the elastic membrane 31 and moves this movable reservoir wall, possibly against the bias of a balance piston 32, outwardly into the hollow body 30 of the volume compensation device 29.
  • the elastic diaphragm 13 may no longer be able to completely compensate for the volume changes, so that upon an extension movement of the tensioning piston 14, the pressure in the Hydraulikstoff- Reservoir 25 and the associated low-pressure space 21 drops below the ambient pressure, usually atmospheric pressure, the self-sufficient tensioning device 8 between the rod seal 23 and the piston rod 9 suck in hydraulic fluid in the low-pressure chamber 21 and compensate for missing hydraulic fluid.
  • the self-sufficient tensioning devices 8 have, according to FIGS. 3 and 4, an unbiased elastic membrane 31 which are fastened to the housing 11 by means of the hollow body 30 and the reservoir 25 caulk.
  • the elastic diaphragm 31 bulges in the direction of the curved portion of the hollow body 30, wherein the pressure in the hydraulic fluid reservoir 25 remains unchanged at a substantially hydrostatic pressure, the is predetermined by the atmospheric pressure between the hollow body 30 and the elastic membrane 31.
  • the unbiased elastic membrane allows uniform transfer of the surrounding hydrostatic pressure to the hydraulic fluid in the reservoir.
  • the pressure in the reservoir is not necessarily identical to the atmospheric pressure outside the reservoir but only substantially the same and in the idle state a pressure difference between 0 and 0.2 bar.
  • pressure peaks which, in particular in the channels for the low-pressure space, can reach values between -0.2 and 1.2 bar relative to the hydrostatic pressure.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine autarke Spannvorrichtung, insbesondere für eine Antriebskette eines Verbrennungsmotors, mit einem Gehäuse und einem in einer Kolbenbohrung des Gehäuses verschiebbar geführten Spannkolben, wobei in der Kolbenbohrung ein Hochdruckraum und ein Niederdruckraum für ein Hydraulikmittel ausgebildet sind und der Spannkolben den Hochdruckraum von dem Niederdruckraum trennt. An dem Spannkolben ist eine Kolbenstange angeordnet die sich vom Spannkolben aus durch den Niederdruckräum erstreckt. Darüber hinaus sind ein Hydraulikmittel-Reservoir mit einer Volumenausgleichseinrichtung und eine Dämpfungseinrichtung der Einfahrbewegung des Spannkolbens in die Kolbenbohrung vorgesehen.

Description

Autarke Spannvorrichtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine autarke Spannvorrichtung, insbesondere für eine Antriebskette eines Verbrennungsmotors, mit einem Gehäuse, einem in einer Kolben- bohrung des Gehäuses verschiebbar geführten Spannkolben, wobei in der Kolbenbohrung ein Hochdruckraum und ein Niederdruckraum für ein Hydraulikmittel ausgebildet sind und der Spannkolben den Hochdruckraum von dem Niederdruckraum trennt, und mit einer Kolbenstange die sich vom Spannkolben durch den Niederdruckraum erstreckt, einem Reservoir für das Hydraulikmittel, einem Rückschlagventil, einer Volumenausgleichseinrichtung und mit einer Dämpfungseinrichtung für die Einfahrbewegung des Spannkolbens in die Kolbenbohrung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kettentrieb für einen Verbrennungsmotor mit einer solchen autarken Spannvorrichtung.
Einfache Spannvorrichtungen, die als Ketten- oder Riemenspanner in Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, weisen zwischen dem Spannkolben und dem Spannergehäuse ein Druckraum auf, der zur Dämpfung der Einfahrbewegung des Spannkolbens mit einem Hydraulikmittel gefüllt ist und der bei der Dämpfung unter einem hohen Druck steht. Weiter ist üblicherweise in diesem Hochdruckraum auch eine Druckfeder zum Vorspannen des Spannkolbens angeordnet ist. Über einen Drosselspalt zwischen dem Spannkolben und der Kolbenbohrung im Gehäuse oder über eine entsprechende Drosselöffnung in der Stirnseite des Spannkolbens kann das Hydraulikmittel bei einem Druckanstieg im Hochdruckraum durch die Einfahrbewegung des Spannkolbens aus dem Druckraum entweichen, um die Einfahrbewegung des Spannkolbens zu dämpfen. Der Hochdruckraum steht über ein Rückschlagventil mit dem Motorölkreislauf in Verbindung, um das ausgetretene Hydraulikmittel zu ersetzen. Das unter Druck stehende Hydraulikmittel im Hochdruckraum verhindert auch bei relativ harten und kräftigen Schwingungsstößen auf den Spannkolben ein zu weites Einfahren des Spannkolbens in das Gehäuse. Je nach Einbaulage der Spannvorrichtung und der Versorgung des Hochdruckraums mit Hydraulikmittel über den Motorölkreislauf kann es zu einer teilweisen oder vollständigen Entleerung des Druckraums kommen. Dadurch kann es insbe- sondere beim Starten des Motors zu einer nahezu ungedämpften Einfahrbewegung des Spannkolbens kommen, wodurch nicht nur ein unerwünschtes Klappern des Verbrennungsmotors entstehen sondern sogar ein Überspringen der Steuerkette oder eines Zahnriemens verursacht werden kann. Dieser Effekt verstärkt sich bei einer verschleißbedingten Verlagerung des Arbeitsbereichs des Spannkolbens in Spannrichtung. Zur Verhinderung einer unerwünschten Einfahrbewegung des Spannkolbens in das Gehäuse gibt es neben Spannvorrichtungen mit rein mechanischen Arretiereinrichtungen, die mit Hilfe federbelasteter Rastelemente die Einfahrbewegung des Kolbens blockieren, auch Spannvorrichtungen mit hydraulisch betätigten Nachstelleinrichtungen, die eine kontinuierliche Verla- gerung des Arbeitsbereichs des Spannkolbens ermöglichen. Diese Konzepte mit einer kontinuierlichen Verlagerung des Arbeitsbereichs des Spannkolbens benötigen immer auch eine externe Versorgung des Hochdruckraums mit einem Hydraulikmittel.
Darüber hinaus gibt es autarke Spannvorrichtungen mit einem geschlossenen Hydrauliksystem, bei denen ein starker Abfall des Hydraulikmitteldrucks und ein Leerlaufen des Hoch- druckraums im Inneren der geschlossenen Spannvorrichtung verhindert wird. Ein derartiger autarker Hydraulikspanner ist bereits aus der DE 10 2008 016 654 A1 bekannt. Diese in sich geschlossene selbstspannende Spannvorrichtung umfasst ein zylindrisches Gehäuse mit einem in einer Kolbenbohrung des Gehäuses geführten Spannkolben, an dem einstückig eine Kolbenstange ausgebildet ist, und einen Freikolben, durch den sich die Kolbenstange erstreckt. Die Kolbenbohrung des Gehäuses wird durch den Spannkolben in einen Hochdruckraum und einen Niederdruckraum geteilt, wobei der Freikolben das Hydraulikreservoir des Niederdruckraums gegenüber dem sich außerhalb der Spannvorrichtung befindlichen Luftbereich unter Atmosphärendruck abgrenzt. Da sich bei einer Ein- oder Ausfahrbewegung des Spannkolbens das Volumen des Hochdruckraums ändert, muss zur Kompensation der Niederdruckraum das Hydraulikmittel aus dem Hochdruckraum aufnehmen oder entsprechend abgeben, wobei sich der Freikolben relativ zum Gehäuse bewegt. Bedingt durch den bodenorientierten Aufbau neigt die Kolbenstange dieses autarken Hydraulikspanners zum Kippen, weshalb neben einer aufwändigen Abdichtung des Freikolbens auch nur geringe Toleranzen zulässig sind, wodurch sich insgesamt ein hoher Aufwand für die Herstellung eines solchen autarken Hydraulikspanners ergibt.
Eine gattungsgemäße autarke Spannvorrichtung beschreibt die DE 195 10 681 A1 , wobei seitlich des Spannkolbens am Spannende der Vorrichtung ein Ölreservoir vorgesehen ist das hermetisch durch ein Diaphragma abgeschlossen ist. Das Diaphragma wird durch ein becherförmiges Verschlussteil gehalten und ist über einen federvorgespannten Kolben gegen- über dem Reservoir gespannt. Das unter Druck stehende Hydraulikmittel kann über eine Öffnung in der Kolbenstange sowie einen Versorgungskanal und ein Rückschlagventil im Spannkolben aus dem Ölreservoir in den Hochdruckraum der Spannvorrichtung strömen. Um bei dieser Spannvorrichtung einen zu großen Volumenstrom des Hydraulikmittels und damit eine unzureichende Dämpfungswirkung zu vermeiden ist die Breite des Leckspalts begrenzt, was jedoch bei hohen Betriebstemperaturen zu einer geringen Dämpfungswirkung und einem sehr harten Ansprechverhalten der Spannvorrichtung führt
Eine weitere Spannvorrichtung mit einem in einer Kolbenbohrung verschiebbar geführten Spannkolben und einem seitlich des Spannkolbens angeordneten Reservoir für das Hydrau- likmittel zeigt die DE 10 201 1 079 188 A1 , wobei der Spannkolben gegenüber der Kolbenbohrung abgedichtet ist und spannseitig aus dem Gehäuse austritt. Die Reservoirkammer ist über mehrere Kanäle mit einem Rückschlagventil am Boden der Kolbenbohrung verbunden um das Hydraulikmittel einer Hochdruckkammer zuzuführen. Anstelle des Leckspalts sind in dem Spannkolben mehrere Drosselöffnungen vorgesehen aus denen das Hydraulikmittel aus dem Hochdruckraum direkt in das Reservoir entweichen kann. Die hier im Betrieb entstehenden hohen Volumenänderungen soll ein federvorgespannter Kolben im Reservoir kompensieren. Wegen der hohen Drücke im Hochdruckraum, der hohen Anzahl von Lastwechseln, den hohen Temperaturen und der hohen Gleitgeschwindigkeiten des Spannkolbens kann im Betreib eine sichere und dauerhafte Abdichtung zwischen Kolbenbohrung und Spannkolben nicht gewährleistet werden. Bei einem Ausfall dieser Abdichtung ist jedoch die gesamte Funktion der autarken Spannvorrichtung gefährdet.
Der Erfindung liegt insofern die Aufgabe zugrunde, eine autarke Spannvorrichtung bereitzustellen, die mit wenigen Bauteilen einfach herzustellen ist und die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Spannvorrichtungen vermeidet oder reduziert. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen autarken Spannvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dämpfungseinrichtung einen Leckspalt zwischen dem Spannkolben und der Kolbenbohrung und eine separate Blendenöffnung zwischen dem Hochdruckraum und dem Reservoir umfasst. Die zusätzlich zum Leckspalt vorgesehene Blendenöffnung ermöglicht durch die turbulente Strömung durch die Blende ein gutes, nahezu visko- sitätsunabhängiges Dämpfungsverhalten der autarken Spannvorrichtung bei einer gleichzeitig relativ geringen Änderung des Hydraulikmittelvolumens im Reservoir durch die schmale Kolbenstange. Insbesondere kann hierdurch eine von der Viskosität des Hydraulikmittels, d.h. der Temperatur des Hydraulikmittels, unabhängigere Dämpfung der Einfahrbewegung des Spannkolbens erreicht werden. Während bei herkömmlichen Spannvorrichtungen das Dämpfungsverhalten mit steigenden Betriebstemperaturen in unerwünschter Weise stark absinkt, entsteht bei einer erfindungsgemäße Spannvorrichtung nur eine geringe Änderung des Dämpfungsverhalten bei einer gleichzeitig nur geringen Änderung des Hydraulikmittelvolumens im Reservoir. Das Reservoir für die Aufnahme des Hydraulikmittels, das direkt in Fluidverbindung mit dem Niederdruckraum steht, aber sich außerhalb der Kolbenbohrung befindet, ermöglicht über die bewegliche Reservoirwand eine einfache Aufnahme und Abga- be des Hydraulikmittels aus dem Hochdruckraum bei einer Bewegung des Spannkolbens in der Kolbenbohrung ohne einen Freikolben, wobei im Gegensatz zu herkömmlichen autarken Hydraulikspannern mit Freikolben trotz einer verhältnismäßig kurzen Baulänge ein großer Hub des Spannkolbens realisierbar ist. Die bewegliche Reservoirwand der Volumenaus- gleichseinrichtung ermöglicht die Anpassung des Volumens des Reservoirs auch an extreme Positionen des Spannkolbens und entsprechend einem großen Spannweg zum Vorspannen einer Antriebskette eines Verbrennungsmotors. Neben dem Einsatz als Kettenspanner ist diese autarke Spannvorrichtung auch in gleicher Weise als Riemenspanner einsetzbar. Die erfindungsgemäße autarke Spannvorrichtung benötigt, sobald sie einmal mit dem Hydrau- likmittel befüllt ist, keine externe Versorgung und damit auch kein Anschluss an den Motoröl- kreislauf des Verbrennungsmotors. Das im Bodenbereich der Kolbenbohrung bei einer Einfahrbewegung des Spannkolbens im Hochdruckraum unter hohem Druck stehende Hydraulikmittel entweicht über den Leckspalt zwischen Spannkolben und Kolbenbohrung oder die Blendenöffnung in den Niederdruckraum auf der gegenüberliegenden Seite des Spannkol- bens in der Kolbenbohrung, bzw. direkt in das Reservoir. Da der Niederdruckraum in Fluid- verbindung mit dem Reservoir steht, kann die Volumenzunahme des Hydraulikmittels über die Volumenausgleichseinrichtung kompensiert werden, wobei die bewegliche Reservoirwand entsprechend das Volumen des Reservoirs vergrößert ohne einen Druckanstieg im Niederdruckraum bzw. dem Reservoir zu bewirken. Für eine sichere Fluidversor- gung und Druckhaltung des Hochdruckraums ist am Boden der Kolbenbohrung des Gehäuses ein direkt mit dem Reservoir verbundenes Rückschlagventil vorgesehen.
Eine besondere Ausgestaltung der autarken Spannvorrichtung sieht vor, dass die Blendenöffnung in einer Seitenwandung des Gehäuses angeordnet und mittels des Spannkolbens verschließbar sein kann. Die Anordnung der Blendenöffnung in der Seitenwandung des Ge- häuses ermöglicht nicht nur eine einfache Herstellung, sondern auch die Verwendung von speziellen Drosseleinsätzen aus unterschiedlichen Materialien und mit speziellen Blendenöffnungen. Dabei kann zur verstärkten Dämpfung der Einfahrbewegung des Spannkolbens in einer Endlage des Spannkolbens, die Blendenöffnung in der Nähe des Bodens der Kolbenbohrung angeordnet und mittels des Spannkolbens verschließbar sein. Bei einem sehr tiefen Einrücken des Spannkolbens in die Kolbenbohrung verschließt der Spannkolben die in der Seitenwandung der Kolbenbohrung vorgesehene Blendenöffnung, so dass sich bei einem weiteren Einrücken des Spannkolbens in Richtung des Bodens der Kolbenbohrung die Dämpfung deutlich erhöht ist. So kann ein Klappern der Antriebskette über die verbleibende Spannung und stärkere Dämpfung des Spannkolbens über den Leckspalt verhindert werden. Eine vorteilhafte Ausbildung sieht vor, dass die Blendenöffnung als Bohrung ausgebildet ist, wobei die Blendenöffnung bevorzugt einen Durchmesser von 0,1 bis 1 ,0 mm und eine Länge von 0,5 bis 2,0 mm aufweist. Neben einer einfachen Herstellung der Blendenöffnung ermöglicht die bevorzugte Dimensionierung eine geeignete Abstimmung des Dämpfungsverhalten auf die jeweilige Konstruktion der Spannvorrichtung.
Für einen hohen Einzelwiderstand gegen die Einfahrbewegung des Spannkolbens kann der Leckspalt zwischen der Kolbenbohrung und der Außenwandung des Spannkolbens zwischen 5 μπι und 30 μπι betragen. Bei einem ansteigenden Druck im Hochdruckraum strömt das Hydraulikmittel mit einem nur sehr geringen Volumenstrom durch diesen sehr schmalen und langen ringförmigen Leckspalt zwischen Spannkolben und Kolbenbohrung, während der Hauptvolumenstrom des Hydraulikmittels durch die Blendenöffnung strömt. Auch wenn der Einzelwiderstand des Leckspalts abhängig von der Viskosität des Hydraulikmittels ist, so ist der Hauptvolumenstrom durch die Blende aufgrund der turbulenten Strömung unabhängig von der Viskosität des Hydraulikmittels. Entsprechend ergibt sich auch bei steigenden Be- triebstemperaturen, trotz der Abhängigkeit der Viskosität des Hydraulikmittels von der Temperatur, keine Änderung des Einzelwiderstands an der Blende. Die Kombination aus einem sehr schmalen und langen Leckspalt und separater Blendenöffnung kann in einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung entsprechend so abgestimmt sein, dass trotz des viskositätsabhängigen Einzelwiderstands des Leckspalts das Dämpfungsverhalten insgesamt im Wesentlichen viskositätsunabhängig ist.
Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, dass die bewegliche Reservoirwand der Volumenausgleichseinrichtung als eine elastische Membran ausgebildet ist. Eine solche elastische Membran ist zum einen undurchlässig für das Hydraulikmittel und ermöglicht zum anderen eine einfache Abdichtung der beweglichen Reservoirwand zum Reservoir. Bevorzugt kann die elastische Membran vorspannungsfrei an dem Gehäuse angeordnet sein, um im Betrieb das Hydraulikmittel im Reservoir auf einen im Wesentlichen hydrostatischen Druck zu halten. Dabei ermöglicht die elastische Membran eine gleichmäßige Übertragung des umgebenden hydrostatischen Drucks auf das Hydraulikmittel im Reservoir. Da die elastische Membran als flexibles, gegenüber dem Gehäuse abgedichtetes Element eine gewisse Grundspannung erfordert ist der Druck im Reservoir nicht identisch mit dem hydraulischen Druck außerhalb des Reservoirs sondern nur im Wesentlichen gleich und weist im Ruhezustand einen Druckunterschied zwischen 0 und 0,2 bar auf. Zusätzlich ergeben sich im Betrieb der Spannvorrichtung durch eine gewisse Trägheit der elastischen Membran Druckspitzen die insbesondere in den Kanälen zum Niederdruckraum Werte zwischen -0,2 bis 1 ,2 bar gegenüber dem hydrostatischen Druck erreichen können. Eine sinnvolle Ausgestaltung sieht vor, dass die Volumenausgleichseinrichtung einen federbelasteten Ausgleichskolben zur Vorspannung und Rückstellung der beweglichen Reservoirwand aufweist. Ein solcher federbelasteter Ausgleichskolben ermöglicht eine einfache Regulierung des Hydraulikmittelinhalts im Reservoir und eine geeignete Beschränkung des Volumens des Reservoirs. Darüber hinaus verhindert ein federbelasteter Ausgleichskolben ein ungewolltes Ansaugen von Luft oder Hydraulikmittel aus der Umgebung in das Reservoir oder den Niederdruckraum, der in Fluidverbindung mit dem Reservoir steht. Um den Hub des federbelasteten Ausgleichskolbens zu begrenzen und eine zu hohe Belastung der beweglichen Reservoirwand zu verhindern, kann die Volumenausgleichseinrichtung einen oberen Anschlag und einen unteren Anschlag für den federbelasteten Ausgleichskolben aufweisen.
In einer Ausführungsform in der die bewegliche Reservoirwand der Volumenausgleichseinrichtung als elastische Membran ausgebildet ist, ermöglicht die elastische Membran eine gleichmäßige Übertragung des Drucks des federbelasteten Ausgleichskolbens auf das Hyd- raulikmittel im Reservoir, auch bei einer ungleichmäßigen Belastung der Membran durch den Federkolben. Der federbelastete Ausgleichskolben kann dabei gleichzeitig zur Führung und Unterstützung der elastischen Membran dienen, insbesondere bei einem ansteigenden Druck im Reservoir.
Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass das Reservoir zumindest teilweise in dem Gehäuse der Spannvorrichtung ausgebildet ist. Neben der Reduzierung der Komponenten der Spannvorrichtung ermöglicht eine teilweise oder einteilige Ausbildung des Reservoirs in dem Gehäuse der Spannvorrichtung auch eine Anordnung des Reservoirs entlang der Flanschfläche der Spannvorrichtung, über die im Betrieb die in der autarken Spannvorrichtung durch den Drosselvorgang entstehende Wärme an das angrenzende Motorbauteil abgegeben werden kann.
Zweckmäßigerweise kann die Kolbenstange, die auf der Spannseite des Spannkolbens angeordnet ist, sich durch den Niederdruckraum erstreckt und stirnseitig aus dem Gehäuse austritt, fest mit dem Spannkolben verbunden sein. Die feste Anbringung der Kolbenstange bzw. die Verjüngung des Spannkolbens auf der Seite des Niederdruckraums zu einer Kol- benstange ermöglicht zunächst einmal die Ausbildung eines Hochdruckraums und eines Niederdruckraums in der Kolbenbohrung und deren Trennung durch den Spannkolben. Darüber hinaus reduziert sich die Volumenänderung innerhalb der autarken Spannvorrichtung beim Aus- und Einfahren des Spannkolbens in die Kolbenbohrung bzw. der Kolbenstange in den Niederdruckraum. Dazu kann der Durchmesser der Kolbenstange zwischen 40 % und 70 %, bevorzugt zwischen 50 % und 60 %, des Durchmessers der Kolbenbohrung betragen. Für eine gute Abdichtung des Niederdruckraums gegenüber der Kolbenbohrung des Gehäuses und gegenüber der Kolbenstange kann das Gehäuse stirnseitig mit einem Stopfen versehen sein, wobei sich die Kolbenstange durch den Stopfen erstreckt. Dies ermöglicht auch eine gute Führung der Kolbenstange in dem Stopfen sowie eine relativ geringe Dichtfläche zwischen Kolbenstange und Stopfen. Da sich beim Aus- und Einfahren des Spannkolbens bzw. der Kolbenstange in das Gehäuse die Kolbenstange gegenüber dem Stopfen bewegt, ist in dem Stopfen günstigerweise eine Stangendichtung vorgesehen durch den sich die Kolbenstange erstreckt und der den Niederdruckraum gegenüber der Dichtfläche abdichtet.
Um eine hilfsweise Befüllung der Spannvorrichtung und Entlüftung des Hochdruckraums zu ermöglichen kann die Kolbenstange eine Entlüftungsbohrung aufweisen die sich ausgehend von dem Hochdruckraum bis zur Stirnseite der Kolbenstange erstreckt. Eine solche Entlüftungsbohrung, die im Betrieb auf der Stirnseite der Kolbenstange mit einem Verschluss- und Druckstopfen verschlossen ist, ist bei einer autarken Spannvorrichtung im Prinzip nicht notwendig, jedoch können sich je nach Einbaulage und Betrieb der Spannvorrichtung durch die üblicherweise hohlzylindrisch ausgebildeten Spannkolben Luftpolster in dem Hochdruckraum bilden die über eine Entlüftungsbohrung einfach entlüftet werden können. Desweiteren ermöglicht die Entlüftungsbohrung eine hilfsweise Befüllung falls eine dafür vorgesehene Befüllungsöffnung nicht zugänglich ist.
Eine besondere Ausgestaltung sieht vor, dass die wirksame Ausgleichsfläche der bewegli- chen Reservoirwand größer ist als die Differenz der Querschnittsfläche der Kolbenbohrung abzüglich der Querschnittsfläche der Kolbenstange. Eine entsprechend große Ausgestaltung der wirksamen Ausgleichsfläche, der beweglichen Reservoirwand, entsprechend der Fläche des elastischen Formwandanteils einer elastischen Membran, ermöglicht eine Reduzierung des notwendigen Hubs der beweglichen Reservoirwand gegenüber des Hubs des Spannkol- bens bzw. der Kolbenstange und damit gleichzeitig auch eine Reduzierung des notwendigen Reservoirvolumens für die autarke Spannvorrichtung. Dabei werden die Querschnittsflächen jeweils senkrecht zur Spannvorrichtung des Spannkolbens bzw. der Kolbenstange betrachtet.
Eine alternative Ausbildung sieht vor, dass die Querschnittsfläche der Kolbenstange zwi- sehen 1 % und 50 %, bevorzugt zwischen 3 % und 30 %, insbesondere zwischen 5 % und 15 %, der wirksamen Ausgleichsfläche der beweglichen Reservoirwand beträgt. Eine relativ kleine Querschnittsfläche der Kolbenstange im Verhältnis zur Ausgleichsfläche der beweglichen Reservoirwand minimiert das notwendige Reservoirvolumen und damit auch die Baugröße der autarken Spannvorrichtung im Verhältnis zum möglichen Arbeitshub des Spann- kolbens bzw. der Kolbenstange. Auch bei einer Vorspannung und Rückstellung der beweglichen Reservoirwand durch einen federbelasteten Ausgleichskolben kann im Betrieb der Druckunterschied des Hydraulikmittels im Niederdruckraum und dem Reservoir zum hydrostatischen Druck der Umgebung lediglich zwischen -0,2 bar und 2,0 bar betragen. Dieser geringe Druckunterschied gegenüber dem hydrostatischen Druck kann in Abhängigkeit der Dichtigkeit der Stangendichtung und dem Druck des federbelasteten Ausgleichskolbens auf die bewegliche Membranwand eine verhältnismäßig einfache Abdichtung der autarken Spannvorrichtung gegenüber der Umgebung ermöglichen. Dabei herrscht im Betreib üblicherweise ein leichter Überdruck. Ein geringer Unterdruck im Niederdruckraum und dem Reservoir entsteht lediglich aufgrund der Trägheit des Systems bei einem schnellen Ausfahren des Spannkolbens. Darüber hinaus umfasst die verhältnismäßig einfache Abdichtung der autarken Spannvorrichtung, insbesondere die Abdichtung zwischen der Kolbenstange und dem Stopfen, auch die Möglichkeit, den Hydraulikmittelinhalt im Reservoir auszugleichen, sobald der federbelastete Ausgleichskolben am oberen oder unteren Anschlag anliegt. Bei einem fehlenden Volumenausgleich durch einen am oberen oder unteren Anschlag anliegenden Ausgleichskolben kann der Druck im Hydraulikmittelreservoir deutlich stärker gegenüber dem Atmosphärendruck schwanken und über die Dichtung zwischen der Kolbenstange und dem Gehäuse bzw. dem Stopfen Hydraulikmittel in das Reservoir einsaugen bzw. aus dem Reservoir abgeben und so für einen Ausgleich eines zu großen oder zu niedrigen Hydraulikmittelinhalts im Reservoir sorgen. Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Kettentrieb für einen Verbrennungsmotor mit einer ein Antriebskettenrad und mindestens ein Abtriebskettenrad miteinander verbindenden Antriebskette und einer die Antriebskette spannenden autarken Spannvorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Durch die autarke Ausbildung der Spannvorrichtung benötigt dieser Kettentrieb eines Verbrennungsmotors keinen Anschluss an den Motorölkreislauf. Daher kann auch beim Absinken des Drucks im Motorölkreislauf eine zuverlässige Funktion der Spannvorrichtung gewährleistet werden. Somit ergibt sich weiter die Möglichkeit, eine Schmierung des Verbrennungsmotors jenseits eines von einer Motorölpumpe angetriebenen Motorölkreislaufs zu realisieren. Die autarke Spannvorrichtung in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann in annähernd glei- eher Weise auch für einen Riementrieb eines Verbrennungsmotors eingesetzt werden.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kettentriebs mit einer erfindungsgemäßen autarken Spannvorrichtung, Fig. 2 eine perspektivische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen autarken Spannvorrichtung,
Fig. 3 eine perspektivische Schnittdarstellung einer anderen erfindungsgemäßen autarken Spannvorrichtung mit einem hydrostatischen Reservoir, und Fig. 4 eine perspektivische Schnittdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen autarken Spannvorrichtung mit einem hydrostatischen Reservoir.
Der in Fig. 1 dargestellte Steuerkettentrieb 1 eines Verbrennungsmotors umfasst zwei oben liegende Nockenwellenkettenräder 2, ein unten liegendes Kurbelwellenkettenrad 3, eine um diese herum geschlungene Steuerkette 4, eine Führungsschiene 5 zur Führung der Steuer- kette 4 im Lasttrum des Steuerkettentriebs 1 und eine schwenkbar angeordnete Spannschiene 6, die im Leertrum des Steuerkettentriebs 1 auf die Steuerkette 4 drückt. Dabei wird die Spannschiene 6 mittels einer in Verbrennungsmotor befestigten, autarken Spannvorrichtung 8 an die Steuerkette 4 gedrückt. Dabei ist die autarke Spannvorrichtung 8 als Flanschspanner ausgebildet und durch Befestigungsmittel 12 an einem Motorbauteil 7 angeflanscht, siehe auch Fig. 2. Dabei drückt die Kolbenstange 9 der Spannvorrichtung 8 auf den Andrückbereich 10 der schwenkbar angeordneten Spannschiene 6 und spannt damit die Steuerkette 4 im Leertrum des Steuerkettentriebs 1.
Fig. 2 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 8 anhand einer Schnittdarstellung durch die als Flanschspanner ausgebildete autarke Spannvorrichtung 8. Die Spannvorrichtung 8 umfasst ein Gehäuse 11 , das als Bohr- und Frästeil ausgebildet ist, das über mehrere Befestigungsmittel 12 an einem Motorbauteil 7 befestigt ist. Das Gehäuse 11 weist eine zylindrische Kolbenbohrung 13 auf, in der der Spannkolben 14 mit der am Spannkolben 14 in Spannrichtung vorstehenden Kolbenstange 9 verschiebbar geführt ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, drückt der Endstopfen 15 am spannseitigen Ende der Kolbenstange 9 auf den Antriebsbereich 10 der Spannschiene 6 auf, um die Steuerkette 4 mittels der Spannschiene 6 vorzuspannen.
Der Spannkolben 14 ist als Hohlkolben ausgebildet und weist in seinem Inneren eine Druckfeder 16 auf, die gegen die Stirnseite 17 des hohlzylindrischen Spannkolbens 14 drückt und den Spannkolben 14 in Spannrichtung vorspannt. An der Stirnseite 17 schließt sich in Spannrichtung die Kolbenstange 9 an, wobei in der Kolbenstange 9 ein Hydraulikmittelkanal 18 vorgesehen ist, der von dem Endstopfen 15 verschlossen wird. Am Boden der Kolbenbohrung 13 ist ein Rückschlagventil 19 angeordnet, das über die Druckfeder 16 in dessen Ventilsitz im Boden der Kolbenbohrung 13 gedrückt wird. In der Kolbenbohrung 13 ist zwischen dem Boden der Kolbenbohrung 13 und dem hohl- zyindrischen Spannkolben 14 ein Hochdruckraum 20 ausgebildet, der über das Rückschlagventil 19 mit Hydraulikmittel versorgt wird. Im Betriebszustand ist der Hochdruckraum 20 mit einem Hydraulikmittel unter einem gewissen Betriebsdruck gefüllt, um bei einem Einfahren des Spannkolbens 14 in die Kolbenbohrung 13 eine hydraulische Dämpfung der Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 zu ermöglichen. Jenseits des Spannkolbens 14 befindet sich im spannseitigen offenen Ende der Kolbenbohrung 13 ein Niederdruckraum 21 , in dem das Hydraulikmittel mit einem geringen Überdruck gegenüber Atmosphärendruck vorliegt. Am spannseitigen offenen Ende der Kolbenbohrung 13 ist ein Stopfen 22 vorgesehen, in dem eine ringförmige Stangendichtung 23 angeordnet ist und durch den hindurch sich die Kolbenstange 9 aus dem Niederdruckraum 21 nach außen erstreckt, wobei die Stangendichtung 23 den Niederdruckraum 21 gegenüber der sich durch den Stopfen 22 nach außen erstreckenden Kolbenstange 9 abdichtet. Der Niederdruckraum 21 ist über einen Verbindungskanal 24 mit einem Reservoir 25 für das Hydraulikmittel, üblicherweise Motoröl des zugehöri- gen Verbrennungsmotors, fluidmäßig verbunden. Das Hydraulikmittel-Reservoir 25 erstreckt sich entlang des Flanschbereiches 26 des Gehäuses 11 von dem am spannseitigen Ende des Gehäuses 11 befindlichen Verbindungskanal 24 zum Niederdruckraum 21 bis zum Gehäuseboden 27, in dem eine Fluidzuführung 28 zum Rückschlagventil 19 vorgesehen ist. Über die Fluidzuführung 28 und das Rückschlagventil 19 wird der Hochdruckraum 20 bei einer Ausfahrbewegung des Spannkolbens 14 mit Hydraulikmittel versorgt, wobei das Rückschlagventil 19 das Hydraulikmittel nur in Richtung des Hochdruckraums 20 hindurch lässt, und in der entgegengesetzten Richtung den Ventildurchgang verschließt, um die Schwingungsdämpfung der Spannvorrichtung 8 zu ermöglichen.
Am Gehäuseboden 27 ist zur Begrenzung des Hydraulikmittelreservoirs 25 eine Volumen- ausgleichseinrichtung 29 vorgesehen. Dabei ist in dieser Ausführungsform die Volumenausgleichseinrichtung 29 als separates Bauteil ausgebildet, das an das Gehäuse 1 montiert wird, um das Reservoir 25 auszubilden, jedoch kann die Volumenausgleichseinrichtung 29 auch als Teil des Gehäuses 11 ausgeführt sein. Die Volumenausgleichseinrichtung 29 besteht aus einem einseitigen offenen Hohlkörper 30, bevorzugt einem hohlzylindrischen Kör- per, der entsprechend dem Gehäuseboden 27 dimensioniert und ausgeformt ist. Über die Öffnung des Hohlkörpers 30 erstreckt sich eine elastische Membran 31 , die die bewegliche Reservoirwand der Volumenausgleichseinrichtung 29 ausbildet und gleichzeitig auch die Abdichtung zwischen dem Hohlkörper 30 und dem Gehäuseboden 27 bewirkt.
In der in Fig 2 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung liegt die elastische Membran 31 auf der dem Reservoir 25 abgewandten Seite auf einem Aus- gleichskolben 32 auf, der ungewollte Ausstülpungen und einseitige Überlastung der elastischen Membran 31 verhindert. Entsprechend kann die elastische Membran 31 aus einem sehr flexiblen Material und mit einer geringen Wandstärke hergestellt sein. Der Ausgleichskolben 32 wird über eine Schraubenfeder 33 in Richtung der elastischen Membran 31 vorge- spannt und sorgt bei einem abnehmenden Volumen des Hydraulikmittels im Reservoir 25 für das Nachrücken der beweglichen Reservoirwand, d.h. der elastischen Membran 31 , und damit auch zur Aufrechterhaltung des Hydraulikmitteldrucks im Reservoir 25, der im Wesentlichen durch die druckabhängige Durchlässigkeit der Stangendichtung 23 gegenüber der Kolbenstange 9 bestimmt wird. Der Ausgleichskolben 32 ist in einer Hülse 34 des Hohlkör- pers 30 geführt, wobei die Hülse 34 zusammen mit dem pilzförmigen Ausgleichskolben 32 einen unterer Anschlag 35 und einen oberen Anschlag 36 ausbildet.
Im Bereich des Hochdruckraums 20 ist in der Seitenwand der Kolbenbohrung 13 eine Blendenöffnung 37 vorgesehen, aus der bei einer Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 in die Kolbenbohrung 13 das Hydraulikmittel direkt aus dem Hochdruckraum 20 in das Hydraulik- mittel-Reservoir 25 entweichen kann, um so die Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 gezielt zu dämpfen.
Eine weitere erfindungsgemäße Spannvorrichtung 8 ist in Fig. 3 gezeigt, die sich von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform im wesentlichen durch eine nicht vorgespannte elastische Membran 31 unterscheidet, wodurch das in dem Reservoir 25 befindliche Hydraulikmit- tel unter einem im Wesentlichen hydrostatischen Druck steht. Die Spannvorrichtung 8 in Fig. 3 umfasst ein Gehäuse 11 mit einer zylindrischen Kolbenbohrung 13 in der der Spannkolben 14 mit der in Spannrichtung vorstehenden Kolbenstange 9 verschiebbar geführt ist. Der Spannkolben 14 weist in seinem Inneren eine Druckfeder 16 auf, die gegen die Stirnseite 17 des hohlzylindrischen Spannkolbens 14 drückt und den Spannkolben 14 in Spannrichtung vorspannt. An der Stirnseite 17 schließt sich in Spannrichtung die Kolbenstange 9 an, wobei in der Kolbenstange 9 ein Hydraulikmittelkanal 18 zur Entlüftung des Hochdruckraums 20 vorgesehen ist, der von dem Endstopfen 15 verschlossen wird. Der Endstopfen 15 am spannseitigen Ende der Kolbenstange 9 liegt im Betrieb auf dem Andrückbereich 10 der Spannschiene 6 auf, um die Steuerkette 4 mittels der Spannschiene 6 vorzuspannen. Am Boden der Kolbenbohrung 13 ist ein Rückschlagventil 19 angeordnet, das über die Druckfeder 16 in dessen Ventilsitz im Boden der Kolbenbohrung 13 gedrückt wird und den Hochdruckraum 20 mit Hydraulikmittel versorgt.
Jenseits des Spannkolbens 14 befindet sich im spannseitigen offenen Ende der Kolbenbohrung 13 ein Niederdruckraum 21 , in den das Hydraulikmittel bei einem Einfahren des Spann- kolbens 14 in die Kolbenbohrung 13 über den Leckspalt 38 zwischen Spannkolben 14 und Kolbenbohrung 13 einströmt, um eine hydraulische Dämpfung der Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 zu bewirken. Am spannseitigen offenen Ende der Kolbenbohrung 13 ist ein Stopfen 22 vorgesehen, in dem eine ringförmige Stangendichtung 23 angeordnet ist und durch den hindurch sich die Kolbenstange 9 aus dem Niederdruckraum 21 nach außen er- streckt, wobei die Stangendichtung 23 den Niederdruckraum 21 gegenüber der sich durch den Stopfen 22 nach außen erstreckenden Kolbenstange 9 abdichtet. Der Niederdruckraum 21 ist über einen Verbindungskanal 24 mit dem Reservoir 25 für das Hydraulikmittel verbunden, so dass hier ein Druckausgleich stattfindet.
Auch bei dieser Spannvorrichtung 8 ist am Gehäuseboden 27 ist zur Begrenzung des Hyd- raulikmittelreservoirs 25 wieder eine Volumenausgleichseinrichtung 29 vorgesehen die als separates Bauteil an dem Gehäuse 11 montiert ist. Die Volumenausgleichseinrichtung 29 besteht aus einem einseitigen offenen Hohlkörper 30, bevorzugt einem gewölbten Flanschteil, der entsprechend dem Gehäuseboden 27 dimensioniert und ausgeformt ist. Über die Öffnung des Hohlkörpers 30 erstreckt sich eine elastische Membran 31 , die die bewegliche Reservoirwand der Volumenausgleichseinrichtung 29 ausbildet und gleichzeitig auch die Abdichtung zwischen dem Hohlkörper 30 und dem Gehäuseboden 27 bewirkt. Zum Druckausgleich mit der Umgebung ist der gewölbte Abschnitt des Hohlkörpers 30 mit einer Bohrung (nicht gezeigt) versehen, so dass zwischen Hohlkörper 30 und elastischer Membran 31 der atmosphärische Umgebungsdruck herrscht. Der gewölbte Abschnitt des Hohlkörpers 30 dient gleichzeitig als unterer Anschlag 35 für die elastische Membran 31 , um eine zu starke oder ungleichmäßige Ausdehnung sowie eine Überlastung der elastischen Membran 31 zu verhindern. Bei einem Anliegen der elastischen Membran 31 an dem gewölbten Abschnitt des Hohlkörpers 30 ist das Volumen des Reservoirs 25 am größten. Bei einem abnehmenden Volumen des Hydraulikmittels im Reservoir 25 durch ein Ausfahren des Spannkolbens 14 aus der Kolbenbohrung 13 wölbt sich die elastische Membran 31 in Richtung des Gehäusebodens 27, wodurch sich das Volumen des Reservoirs 25 verringert. Dabei strömt Luft mit Atmosphärendruck durch die Bohrung (nicht gezeigt) im Hohlkörper 30 in den Bereich zwischen dem gewölbten Abschnitt des Hohlkörpers 30 und der elastischen Membran 31 , wodurch der Hydraulikmitteldruck im Reservoir 25 im Wesentlichen auf einen hydrostatischen Druck gehalten wird.
Fig. 4 zeigt den Aufbau einer weiteren erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 8 mit einer nicht vorgespannten elastischen Membran 31. An der Schnittdarstellung der als Flanschspanner ausgebildeten autarken Spannvorrichtung 8 in Fig. 4 ist zu erkennen, dass die elastische Membran 31 und das zugehörige Reservoir 25 für das Hydraulikmittel hier nicht seriell zum Hochdruckraum 20, Kolbenbohrung 13 und Spannkolben 14 aufgerichtet sind, sondern seitlich an dem Gehäuse 1 1 angeordnet sind, durch die als. Die Spannvorrichtung 8 umfasst wieder ein Gehäuse 11 mit einer zylindrischen Kolbenbohrung 13, einem in der Kolbenbohrung 13 verschiebbar geführten Spannkolben 14 mit einer am Spannkolben 14 in Spannrichtung vorstehenden Kolbenstange 9. Der hohlzylindrische Spannkolben 14 weist in seinem Inneren eine Druckfeder 16 auf, die den Spannkolben 14 in Spannrichtung vorspannt. An der Stirnseite 17 schließt sich in Spannrichtung die Kolbenstange 9 an, wobei in der Kolbenstange 9 ein Hydraulikmittelkanal 18 zur Entlüftung des Hochdruckraums 20 vorgesehen ist, der von dem Endstopfen 15 verschlossen wird. Am Boden der Kolbenbohrung 13 ist ein Rückschlagventil 19 angeordnet, das über die Druckfeder 16 in dessen Ventilsitz im Boden der Kolbenbohrung 13 gedrückt wird und den Hochdruckraum 20 mit Hydraulikmittel versorgt.
Auch bei dieser Spannvorrichtung 8 ist zwischen der Kolbenbohrung 13 und der Kolbenstang 9 ein Niederdruckraum 21 , in den das Hydraulikmittel bei einem Einfahren des Spannkolbens 14 in die Kolbenbohrung 13 über den Leckspalt 38 zwischen Spannkolben 14 und Kolbenbohrung 13 einströmt, um die Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 hydraulisch zu dämp- fen. Am spannseitigen offenen Ende der Kolbenbohrung 13 ist ein Stopfen 22 vorgesehen, in dem eine ringförmige Stangendichtung 23 angeordnet ist und durch den hindurch sich die Kolbenstange 9 aus dem Niederdruckraum 21 nach außen erstreckt, wobei die Stangendichtung 23 den Niederdruckraum 21 gegenüber der sich durch den Stopfen 22 nach außen erstreckenden Kolbenstange 9 abdichtet. Der Niederdruckraum 21 ist über einen Verbindungs- kanal 24 mit dem Reservoir 25 für das Hydraulikmittel verbunden, so dass hier ein Druckausgleich stattfindet.
Im Gegensatz zu den in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen ist bei dieser Spannvorrichtung 8 die Volumenausgleichseinrichtung 29 nicht am Gehäuseboden 27 sondern seitlich am Gehäuse 11 selbst angeordnet. Auch hier ist die Volumenausgleichseinrich- tung 29 zur Begrenzung des Hydraulikmittelreservoirs 25 als separates Bauteil an dem Gehäuse 11 montiert und besteht aus einem einseitigen offenen Hohlkörper 30, bevorzugt einem gewölbten Flanschteil, und einer elastischen Membran 31 die sich über die Öffnung des Hohlkörpers 30 erstreckt. Die elastische Membran 31 bildet die bewegliche Reservoirwand der Volumenausgleichseinrichtung 29 aus und dichtet gleichzeitig das Reservoir 25 zwischen dem Hohlkörper 30 und der Seitenwand des Gehäuses 11 ab. Zum Druckausgleich mit der Umgebung ist der gewölbte Abschnitt des Hohlkörpers 30 mit einer Bohrung (nicht gezeigt) versehen, so dass zwischen Hohlkörper 30 und elastischer Membran 31 atmosphärischer Umgebungsdruck herrscht.
Der gewölbte Abschnitt des Hohlkörpers 30 dient gleichzeitig als unterer Anschlag 35 für die elastische Membran 31 , um eine zu starke oder ungleichmäßige Ausdehnung sowie eine Überlastung der elastischen Membran 31 zu verhindern. Bei einem Anliegen der elastischen Membran 31 an dem gewölbten Abschnitt des Hohlkörpers 30 ist das Volumen des Reservoirs 25 am größten. Bei einem abnehmenden Volumen des Hydraulikmittels im Reservoir 25 durch ein Ausfahren des Spannkolbens 14 aus der Kolbenbohrung 13 wölbt sich die elas- tische Membran 31 in Richtung der Seitenwand des Gehäuses 11 , wodurch sich das Volumen des Reservoirs 25 verringert. Dabei strömt Luft mit Atmosphärendruck durch die Bohrung (nicht gezeigt) im Hohlkörper 30 in den Bereich zwischen dem gewölbten Abschnitt des Hohlkörpers 30 und der elastischen Membran 31 , wodurch der Hydraulikmitteldruck im Reservoir 25 im Wesentlichen auf einen hydrostatischen Druck gehalten wird. In den in Fig. 2 bis Fig. 4 gezeigten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen autarken Spannvorrichtung 8 ist im Bereich des Hochdruckraums 20 ist in der Seitenwand der Kolbenbohrung 13 zusätzlich zum Leckspalt 38 zwischen Spannkolben 14 und Kolbenbohrung 13 eine separate Blendenöffnung 37 vorgesehen, aus der bei einer Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 in die Kolbenbohrung 13 das Hydraulikmittel direkt aus dem Hochdruck- räum 20 in das Hydraulikmittel-Reservoir 25 entweichen kann. Die zusätzliche separate Blendenöffnung 37, die sowohl als einfache Bohrung (nicht gezeigt) als auch als Einsatz aus einem besonderen Material und mit exakt dimensionierter Bohrung ausgebildet sein kann, ermöglicht einen nur sehr schmalen Leckspalt 38 vorzusehen. Ein sehr schmaler Leckspalt 38 reduziert in Verbindung mit der zusätzlichen Blendenöffnung 37 die Temperaturabhängig- keit der hydraulischen Dämpfung der Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 und damit eine deutliche Verbesserung einer gezielten Abstimmung der Dämpfung.
Im Folgenden wird die Wirkungs- und Funktionsweise der oben beschriebenen autarken Spannvorrichtungen 8 näher erläutert.
Die hier in Fig. 2 bis Fig. 4 gezeigten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen autarken Spannvorrichtung 8 werden bevorzugt für einen Kettentrieb 1 eines Verbrennungsmotors verwendet. Im Betrieb drückt der Spannkolben 14 der Spannvorrichtung 8 mittels der Vorspannung der Druckfeder 16 über die Kolbenstange 9 und den Endstopfen 15 der Kolbenstange 9 gegen den Andrückbereich 10 einer Spannschiene 6, um die Antriebskette 4 eines Kettentriebs 1 zu spannen. Bei einer Ausführung der Spannvorrichtung 8 als Riemenspanner drückt die Kolbenstange 9 über eine entsprechende Andrückrolle auf einen Antriebsriemen. Unabhängig von dem Einsatz der Spannvorrichtung 8 strömt bei einem Ausrücken des Spannkolbens 14 aus der Kolbenbohrung 13 das Hydraulikmittel aus dem Reservoir 25 über die Fluidzuführung 28 im Gehäuseboden 27 und das Rückschlagventil 19 in den Hochdruckraum 20, um das durch das Ausrücken des Spannkolbens 14 vergrößerte Volumen des Hochdruckraums 20 auszufüllen. Bei einer Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 in den Hochdruckraum 20, wenn beispielsweise bei einer Schwingungsbewegung der Spannschiene 6 oder einer Andrückrolle ein Druck über den Endstopfen 15 und die Kolbenstange 9 auf den Spannkolben 14 ausgeübt wird, wird diese Einfahrbewegung durch das im Hochdruckraum 20 sich befindende Hyd- raulikmittel gedämpft. Da das üblicherweise als Hydraulikmittel eingesetzte Motoröl des Verbrennungsmotors nicht durch das Rückschlagventil 19 in das Reservoir 25 zurückströmen kann, erhöht die Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 den Fluiddruck des Hydraulikmittels im Hochdruckraum 20. Bei einem ansteigenden Druck im Hochdruckraum 20 strömt das Hydraulikmittel durch den sehr schmalen und langen ringförmigen Leckspalt 38 zwischen der Kolbenbohrung 13 und der Außenwandung des hohlzylindrischen Spannkolbens 14, der in der gezeigten Ausführungsform lediglich zwischen 5 μιη und 30 μηι beträgt. Dieser sehr schmale und lange Leckspalt 38 bewirkt über den sehr geringen Volumenstrom, der über den Leckspalt 38 vom Hochdruckraum 20 in den Niederdruckraum 21 strömt, einen sehr hohen Widerstand gegen die Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 und damit eine sehr harte Dämpfung. Darüber hinaus ist die Dämpfung über den Leckspalt 38 zwischen Spannkolben 14 und Kolbenbohrung 13 sehr abhängig von der Viskosität des Hydraulikmittels und damit auch von der Temperatur des Hydraulikmittels.
Zur verbesserten hydraulischen Abstimmung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 8 und zur Erzielung einer möglichst viskositätsunabhängigen Dämpfung ist im Hochdruckraum 20 in der Seitenwandung der Kolbenbohrung 13 eine zusätzliche separate Blendenöffnung 37 vorgesehen, über die bei einer Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 das Hydraulikmittel in einer turbulenten Strömung aus dem Hochdruckraum 20 direkt in das Hydraulikmittel- Reservoir 25 entweichen kann. Über eine geeignete Dimensionierung der Blendenöffnung 37 und des Leckspalts ist ein Dämpfungsverhalten der erfindungsgemäßen autarken Spannvor- richtung 8 erreichbar, das hauptsächlich von der turbulenten Strömung durch die Blendenöffnung 37 beeinflußt wird und damit im Wesentlichen unabhängig von der Viskosität des Hydraulikmittels ist. Dazu ist die Blendenöffnung 37 in der hier gezeigten Ausführungsform als Bohrung mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 ,0 mm bei einer Länge von 0,5 bis 2,0 mm ausgebildet. Die Anordnung der Blendenöffnung 37 in der Seitenwand der Kolbenbohrung 13 und in einem Abstand zum Boden der Kolbenbohrung 13 ermöglicht darüber hinaus eine sogenannte Endlagendämpfung des Spannkolbens 14. Sobald der Spannkolben 14 bei einer Einfahrbewegung über einen kritischen Endlagenpunkt, der durch die Position der Blendenöffnung 37 bestimmt wird, hinaus bewegt, verdeckt die Außenwandung des Spannkolbens 14 die Blen- denöffnung 37, so dass bei einer weiteren Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 in die Kolbenbohrung 13 nur noch die harte Dämpfung des Leckspalts 38 zwischen Kolbenbohrung 13 und Spannkolben 14 wirksam und die weitere Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 stärker gedämpft ist. Dadurch wird insbesondere ein Klappern oder Schlagen der Antriebskette 4 in einem eingefahrenen Zustand des Spannkolbens 14 vermindert. Bei einer Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 in die Kolbenbohrung 13 strömt das Hydraulikmittel aus dem Hochdruckraum 20 über den Leckspalt 38 zwischen Kolbenbohrung 13 und Spannkolben 14 in den Niederdruckraum 21 und von dort über den Verbindungskanal 24 in das Hydraulikmittel-Reservoir 25 sowie über die separate Blendenöffnung 37 in der Seitenwand der Kolbenbohrung 13 direkt aus dem Hochdruckraum 20 in das Hydraulikmittel- Reservoir 25, wodurch sich das Volumen des Hydraulikmittels im Reservoir 25 erhöht. Das sich erhöhende Volumen des Hydraulikmittels im Reservoir 25 drückt auf die elastische Membran 31 und bewegt diese bewegliche Reservoirwand, eventuell gegen die Vorspannung eines Ausgleichskolbens 32, nach außen in den Hohlkörper 30 der Volumenausgleichseinrichtung 29. Da die Querschnittsfläche der in das Gehäuse 11 der Spannvorrich- tung 8 einfahrenden Kolbenstange 9 kleiner ist als die Querschnittsfläche des in den Hochdruckraum 20 einfahrenden Spannkolben 14 muss die bewegliche Reservoirwand der Volumenausgleichseinrichtung 29 nur das von der Kolbenstange 9 verdrängte Volumen ausgleichen, da sich bei einer Verkleinerung des Hochdruckraums 20 gleichzeitig das Volumen des Niederdruckraums 21 erhöht im Verhältnis der Differenz der Querschnittsfläche der Kolben- bohrung 13 abzüglich der Querschnittsfläche der Kolbenstange 9 dividiert durch die Querschnittsfläche der Kolbenbohrung 13. Entsprechend kann ein relativ kleiner Hub der beweglichen Reservoirwand, bzw. der elastischen Membran 31 , einen relativ großen Bewegungshub der Kolbenstange 9 bzw. des Spannkolbens 14 ermöglichen. Dieses Verhältnis verbessert sich mit einem Anstieg der wirksamen Ausgleichsfläche der beweglichen Reservoirwand, bzw. der elastischen Membran 31. Der gesamte Bewegungshub des Spannkolbens 14 ist in Fig. 2 und Fig. 3 durch die Abstandspfeile zwischen dem Boden der Kolbenbohrung 13 und dem Spannkolben 14 sowie zwischen dem Spannkolben 14 und dem Stopfen 22 abgebildet.
Die in Fig. 2 gezeigte vorgespannte Volumenausgleichseinrichtung 29 einer erfindungsge- mäßen autarken Spannvorrichtung 8 besitzt einen unteren Anschlag 35 und einen oberen Anschlag 36, die gemeinsam eine zu hohe Belastung der elastischen Membran 31 verhindern. Darüber hinaus regulieren die Anschläge 35, 36 den Hydraulikmittelinhalt des Reservoirs 25. Falls im Betrieb das Volumen des Hydraulikmittels durch Verluste sinkt, kann die elastische Membran 13 die Volumenänderungen ggf. nicht mehr vollständig ausgleichen, so dass bei einer Ausfahrbewegung des Spannkolbens 14 der Druck im Hydraulikmittel- Reservoir 25 und im damit verbundenen Niederdruckraum 21 unter den Umgebungsdruck sinkt, üblicherweise Atmosphärendruck, kann die autarke Spannvorrichtung 8 zwischen der Stangendichtung 23 und der Kolbenstange 9 Hydraulikmittel in den Niederdruckraum 21 einsaugen und fehlendes Hydraulikmittel ausgleichen. Sollte die Spannvorrichtung 8 jedoch zu viel Hydraulikmittel ansaugen, würde der Druck des Hydraulikmittels im Reservoir 25 und dem Niederdruckraum 21 bei einem Anschlag des Ausgleichskolbens 25 am unteren Anschlag 35 deutlich gegenüber dem Umgebungsdruck ansteigen und Hydraulikmittel würde zwischen Kolbenstange 9 und Stangendichtung 23 entweichen.
Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigte vorgespannte Volumenausgleichseinrichtung 29 wei- sen die erfindungsgemäßen autarken Spannvorrichtungen 8 entsprechend Fig. 3 und Fig. 4 eine nicht vorgespannte elastische Membran 31 auf, die mittels dem Hohlkörper 30 am Gehäuse 11 befestigt sind und das Reservoir 25 abdichten. Wenn im Betrieb bei einer Ausfahrbewegung des Spannkolbens 14 das Volumen des Hydraulikmittels im Reservoir 25 steigt wölbt sich die elastische Membran 31 in Richtung des gewölbten Abschnitts des Hohlkörpers 30, wobei der Druck im Hydraulikmittel-Reservoir 25 unverändert bei einem im Wesentlichen hydrostatischen Druck bleibt, der durch den Atmosphärendruck zwischen Hohlkörper 30 und elastischer Membran 31 vorgegeben ist. Dabei ermöglicht die unvorgespannte elastische Membran eine gleichmäßige Übertragung des umgebenden hydrostatischen Drucks auf das Hydraulikmittel im Reservoir. Da die elastische Membran als flexibles, gegenüber dem Ge- häuse abgedichtetes Element eine gewisse Grundspannung erfordert und eine gewisse Trägheit aufweist ist der Druck im Reservoir nicht zwingend identisch mit dem Atmosphärendruck außerhalb des Reservoirs sondern nur im Wesentlichen gleich und kann im Ruhezustand einen Druckunterschied zwischen 0 und 0,2 bar aufweisen. Zusätzlich ergeben sich im Betrieb der Spannvorrichtung durch die Trägheit der elastischen Membran sowie der Kontur des Reservoirs 25 Druckspitzen die insbesondere in den Kanälen zum Niederdruckraum Werte zwischen -0,2 bis 1 ,2 bar gegenüber dem hydrostatischen Druck erreichen können.
Die Ausfahrbewegung des Spannkolbens 14 bzw. der Kolbenstange 9 aus der autarken Spannvorrichtung 8 erfolgt über die Vorspannung der Druckfeder 16 im Hochdruckraum 20. Sobald am Endstopfen 15 der Kolbenstange 9 keine äußere Kraft mehr anlegt, drückt die Druckfeder 16 den Spannkolben 14 zusammen mit der Kolbenstange 9 in Richtung des offenen Endes der Kolbenbohrung 13, d.h. in Spannrichtung. Durch die Ausfahrbewegung des Spannkolbens 14 sinkt im Hochdruckraum 20 der Innendruck des Hydraulikmittels, so dass sich das Rückschlagventil 19 am Boden der Kolbenbohrung 13 öffnet und Hydraulikmittel aus dem Reservoir 25 in den Hochdruckraum 20 nachströmen lässt. Die Ausfahrbewegung des Spannkolbens 14 bzw. der Kolbenstange 9 erfolgt daher ohne Dämpfung. Bei der Dämpfung der Einfahrbewegung des Spannkolbens 14 entsteht über den Druckabbau am Leckspalt 38 zwischen Kolbenbohrung 13 und Spannkolben 14 sowie an der zusätzlichen Blendenöffnung 37 Wärme, die an das Hydraulikmittel und die umgebenden Komponenten der Spannvorrichtung 8 abgegeben wird. Bei einer intensiven Dämpfung eines Ket- tentriebs erwärmt sich mit dem Hydraulikmittel die gesamte autarke Spannvorrichtung 8. Da sich bei der vorliegenden Konstruktion einer autarken Spannvorrichtung 8 ein großer Teil des Hydraulikmittel-Reservoirs 25 im Flanschbereich 26 des Gehäuses 11 befindet, kann die durch die Dämpfung der Einfahrbewegung entstehende Wärme über das Hydraulikmittel und die große Kontaktfläche des Flanschbereichs 26 zum Motorbauteil 7 abgeführt werden.
Bezugszeichenliste:
1 Steuerkettenantrieb
2 Nockenwellenkettenrad
3 Kurbelwellenkettenrad
4 Steuerkette
5 Führungsschiene
6 Spannschiene
7 Motorbauteil
8 autarke Spannvorrichtung
9 Kolbenstange
10 Andrückbereich
11 Gehäuse
12 Befestigungsmittel
13 Kolbenbohrung
14 Spannkolben
15 Endstopfen
16 Druckfeder
17 Stirnseite
18 Hydraulikmittelkanal
19 Rückschlagventil
20 Hochdruckraum
21 Niederdruckraum 22 Stopfen
23 Stangendichtung
24 Verbindungskanal
25 Reservoir
26 Flanschbereich
27 Gehäuseboden
28 Fluidzuführung
29 Volumenausgleichseinrichtung
30 Hohlkörper
31 elastische Membran
32 Ausgleichskolben
33 Schraubenfeder
34 Hülse
35 unterer Anschlag
36 oberer Anschlag
37 Blendenöffnung
38 Leckspalt

Claims

Ansprüche
1. Eine autarke Spannvorrichtung (8), insbesondere für eine Antriebskette (4) eines Verbrennungsmotors,
mit einem Gehäuse (11), einem in einer Kolbenbohrung (13) des Gehäuses (11) verschiebbar geführten Spannkolben (14), wobei in der Kolbenbohrung (13) ein Hochdruckraum (20) und ein Niederdruckraum (21) für ein Hydraulikmittel ausgebildet sind und der Spannkolben (14) den Hochdruckraum (20) von dem Niederdruckraum (21) trennt,
mit einer Kolbenstange (9) die auf der Spannseite des Spannkolbens (14) angeordnet ist, die Kolbenstange (9) erstreckt sich durch den Niederdruckraum (21) und tritt stirnseitig aus dem Gehäuse (11) aus,
mit einem Reservoir (25) für das Hydraulikmittel wobei das Reservoir (25) in Fluidver- bindung mit dem Niederdruckraum (21) steht und zwischen dem Hochdruckraum (20) und dem Reservoir (25) ein Rückschlagventil (19) vorgesehen ist,
mit einer Volumenausgleichseinrichtung (29) zur Anpassung des Volumens des Reservoirs (25), die Volumenausgleichseinrichtung (29 ist in Form einer beweglichen Reservoirwand ausgebildet, und
mit einer Dämpfungseinrichtung für die Einfahrbewegung des Spannkolbens (14) in die Kolbenbohrung (13),
dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung einen Leckspalt (38) zwischen dem Spannkolben (14) und der Kolbenbohrung (13) und eine separate Blendenöffnung (37) zwischen dem Hochdruckraum (20) und dem Reservoir (25) umfasst.
2. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenöffnung (37) in einer Seitenwandung des Gehäuses (1 1) angeordnet und mittels des Spannkolbens (14) verschließbar ist.
3. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenöffnung (37) als Bohrung ausgebildet ist mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 ,0 mm und einer Länge von 0,5 bis 2,0 mm.
4. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Leckspalts (38) zwischen dem Spannkolben (14) und der Kolbenbohrung (13) zwischen 5 μηι und 30 μηη beträgt.
5. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Reservoirwand der Volumenausgleichseinrichtung (29) als eine elastische Membran (31) ausgebildet ist.
6. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Membran (31) vorspannungsfrei an dem Gehäuse (11) angeordnet ist, um im Betrieb das Hydraulikmittel im Reservoir (25) auf einen im Wesentlichen hydrostatischen Druck zu halten.
7. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenausgleichseinrichtung (29) einen federbelasteten Ausgleichskolben (32) zur Vorspannung und Rückstellung der beweglichen Reservoirwand aufweist.
8. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenausgleichseinrichtung (29) einen oberen Anschlag (36) und einen unteren Anschlag (35) für den federbelasteten Ausgleichskolben (32) aufweist.
9. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Druckunterschied des Hydraulikmittels im Niederdruckraum (21) und dem Reservoir (25) zum Atmosphärendruck zwischen -0,2 bar und 2,0 bar beträgt.
10. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (9) fest mit dem Spannkolben (14) verbunden ist.
11. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kolbenstange (9) zwischen 40 % und 70 %, bevorzugt zwischen 50 % und 60 %, des Durchmessers der Kolbenbohrung (13) beträgt.
12. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (9) eine Entlüftungsbohrung aufweist, wobei die Entlüftungsbohrung sich von dem Hochdruckraum (20) bis zur Stirnseite der Kolbenstange (9) erstreckt.
13. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Ausgleichsfläche der beweglichen Reservoirwand größer ist als die Differenz der Querschnittsfläche der Kolbenbohrung (13) abzüglich der Querschnittsfläche der Kolbenstange (9).
14. Die autarke Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Kolbenstange (9) zwischen 1% und 50%, bevorzugt zwischen 3% und 30%, insbesondere zwischen 5% und 15%, der wirksamen Ausgleichsfläche der beweglichen Reservoirwand beträgt.
15. Kettentrieb (1) für einen Verbrennungsmotors, mit einem Antriebskettenrad (3), mindes- tens einem Abtriebskettenrad (2), einer das Antriebskettenrad (3) und das mindestens eine Abtriebskettenrad (2) miteinander verbindenden Antriebskette (4) und einer die Antriebskette (4) spannenden autarken Spannvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110159712A (zh) * 2018-02-16 2019-08-23 株式会社椿本链条 链条张紧装置
CN115076312A (zh) * 2022-06-23 2022-09-20 杭州东华汽车动力科技有限公司 一种内循环结构的液压张紧器

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017104533B4 (de) 2017-03-03 2021-11-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Kettenspanner für eine Kette eines Steuertriebes einer Brennkraftmaschine
FR3083284B1 (fr) * 2018-06-29 2020-09-18 Hutchinson Tendeur de courroie
FR3120673B1 (fr) * 2021-03-09 2023-06-02 Psa Automobiles Sa Tendeur de chaine de moteur a combustion interne

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0212119A2 (de) * 1985-08-30 1987-03-04 Tsubakimoto Chain Co. Spanner für verzahnte Treibriemen
JPS6240357U (de) * 1985-08-30 1987-03-10
US20010007841A1 (en) * 2000-01-12 2001-07-12 Katsuya Nakakubo Closed hydraulic tensioner
US20010007840A1 (en) * 2000-01-12 2001-07-12 Katsuya Nakakubo Closed hydraulic tensioner
DE102011079188A1 (de) * 2011-07-14 2013-01-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lineares Spannsystem mit Öleigenversorgung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01121755U (de) * 1988-02-15 1989-08-17
JPH0454356Y2 (de) * 1988-07-14 1992-12-21
DE3832512C1 (en) * 1988-09-24 1990-04-26 Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De Tensioning device for an endless flexible transmission
JPH07280050A (ja) * 1994-04-01 1995-10-27 Tsubakimoto Chain Co オイル密封式テンショナのダイヤフラム異常変形防止構造
DE102008016654B4 (de) 2008-04-01 2019-02-21 Elringklinger Ag Autark-Kettenspanner mit Doppeldichtring
WO2014187455A1 (de) * 2013-05-23 2014-11-27 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Kettenspanneinheit mit von aussen rücksetzbarem doppeltwirkendem rastsystem und mechanischer rückhubbegrenzung
CN203488219U (zh) * 2013-09-30 2014-03-19 安徽江淮汽车股份有限公司 一种发动机链系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0212119A2 (de) * 1985-08-30 1987-03-04 Tsubakimoto Chain Co. Spanner für verzahnte Treibriemen
JPS6240357U (de) * 1985-08-30 1987-03-10
US20010007841A1 (en) * 2000-01-12 2001-07-12 Katsuya Nakakubo Closed hydraulic tensioner
US20010007840A1 (en) * 2000-01-12 2001-07-12 Katsuya Nakakubo Closed hydraulic tensioner
DE102011079188A1 (de) * 2011-07-14 2013-01-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lineares Spannsystem mit Öleigenversorgung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110159712A (zh) * 2018-02-16 2019-08-23 株式会社椿本链条 链条张紧装置
CN110159712B (zh) * 2018-02-16 2024-02-23 株式会社椿本链条 链条张紧装置
CN115076312A (zh) * 2022-06-23 2022-09-20 杭州东华汽车动力科技有限公司 一种内循环结构的液压张紧器

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