WO2018166552A1 - Zugmittelspanneinheit für einen zugmitteltrieb - Google Patents

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leakage gap
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Mike Kohrs
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F16H2007/0889—Path of movement of the finally actuated member
    • F16H2007/0891—Linear path

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic Buchstoffspanniser for a traction mechanism drive of a motor vehicle.
  • traction device clamping units are mainly used to compensate for manufacturing tolerances, Huaweilteilung and wear.
  • a clamping action is realized by the Switzerlandstoffspanniser which acts on a tensioning rail on the traction means, usually a chain or a belt.
  • the chain tensioner system includes a chain drive tensioner having a tensioner body having at least one exit hole defining a first passageway. Further, the chain drive tensioner system includes a tensioner piston assembly operatively engaged with the tensioner body, the tensioner piston assembly between a first position permitting flow through the first passageway and a second position substantially blocking flow through the first passageway , is movable.
  • leakage gap is to be understood as a gap or channel which is formed radially between an outer peripheral surface of the piston and an inner peripheral surface of the cylinder and is provided for guiding a fluid or fluid, in particular for guiding engine oil out of the hydraulic tensioner.
  • the leakage gap height corresponds to the half diameter difference between the outer diameter of the piston and the inner diameter of the cylinder. If the traction means, for example, wears, the traction device is longer, with a slack of the traction device is the result. To compensate for the sag of the traction device, the piston of the hydraulic tensioner moves out of the cylinder to the outside and thus tensioned the traction means.
  • the engine oil is provided.
  • the oil pressure in the pressure chamber of the hydraulic tensioner is dependent on the pressure of the engine oil.
  • the piston is designed as a hollow piston, wherein then the pressure chamber extends into the piston and thus has a larger volume.
  • the hollow piston serves to receive a compression spring, which is provided for generating a minimum bias on the piston.
  • the compression spring generates a negative pressure on the piston.
  • the respective leakage gap guides the engine oil radially between the cylinder and the piston in the axial direction.
  • the oil pressure in the pressure chamber is dependent on the flow rate of the engine oil through the respective leakage gap.
  • the open switching position of the switching element allows the flow of engine oil along the first leakage gap to the drain and from there the hydraulic Tensioner out.
  • the engine oil is returned to the oil circuit of the hydraulic tensioner via an oil catch basin or via an oil pressure line.
  • the closed switching position of the switching element extends the flow of the engine oil out of the hydraulic tensioner around the second leakage gap. Because the engine oil flows along the first leakage gap, out of the hydraulic tensioner via the second leakage gap. Since the engine oil must flow through both leakage gaps until it emerges from the hydraulic tensioner, the rigidity of the hydraulic tensioner increases. Consequently, in a closed switching position of the actuating element, the rigidity of the hydraulic tensioner is higher than in an open switching position of the hydraulic tensioner.
  • the adjusting element in addition to the open and closed switching position as many intermediate positions for adjusting the rigidity of the hydraulic tensioner has.
  • the first leakage gap height of the first leakage gap is greater than the second leakage gap height.
  • the second leakage gap height is greater than the first leakage gap height.
  • the difference between the two leakage gap heights is less than 500 pm, preferably less than 100 pm.
  • a drain with an adjusting element is provided between two leakage gaps in order to adjust the flow through the leakage gap from the hydraulic tensioner. Consequently, a drain with adjusting element is provided axially between two leakage gaps.
  • a circumferential annular groove is formed on the cylinder axially between the at least two leakage gaps, wherein the circumferential annular groove is hydraulically connected to the drain. Consequently, the at least two leakage gaps are hydraulically connected to each other via the circumferential annular groove.
  • the circumferential annular groove is radially embedded in the cylinder and, like the at least two leakage gaps provided for guiding the engine oil from the hydraulic tensioner out.
  • the diameter of the annular groove and the diameter of the respective diametrically larger leakage gap section are at least equal, preferably the diameter of the annular groove is larger than the diameter of the respective diametrically larger leakage gap section.
  • a stiffener provided in the cylinder wall, which are for example sickle-shaped or formed as segments.
  • the piston is stepped with a first and a second piston diameter.
  • the simpler manufacture of the Buchstoffspann nie is advantageous, wherein the annular groove for a switchability of Switzerlandstoffspann nie is relatively larger form.
  • the adjusting element is preferably designed as a hydraulic valve.
  • the control element is designed as a 2/2 way valve.
  • the hydraulic valve is actively controlled.
  • the hydraulic valve is a map-controlled switching or proportional valve.
  • the hydraulic valve is passively controlled.
  • the hydraulic valve is designed as a pressure relief valve or as a temperature-dependent valve, comprising a bi-metal.
  • the sequence has a diaphragm, wherein the diaphragm is a constant or variable diaphragm, wherein the variable diaphragm is in particular switchable or variably adjustable.
  • the engine oil escapes primarily via the annular groove in the sequence, wherein the aperture causes an additional variable throttling of the engine oil, which may be both constant and variable. Consequently, this secondarily more engine oil is pressed through the second leakage gap. It is advantageous that a targeted and finer adjustability of the rigidity and damping of Weritzspann nie is achieved by the variable or switchable design of the aperture.
  • the first leakage gap has a first gap length and the second leakage gap has a second gap length, wherein the two gap lengths are formed differently.
  • the length ratio of the two gap lengths is between 0.1 and 10.
  • a step is formed upstream of the first leakage gap, which limits the gap length of the leakage gap to one side, wherein the circumferential annular groove on the cylinder, the gap length of the first leakage gap to the other side downstream limited. Further is thereby the position and gap length of the first leakage gap regardless of the position of the piston.
  • the invention includes the technical teaching that a compression spring for generating an axial clamping force on the piston in the pressure chamber is arranged axially between the cylinder and the piston.
  • a check valve is arranged upstream of the pressure chamber.
  • a hydraulic pump is arranged upstream of the check valve. The hydraulic pump delivers the engine oil from a designated catch basin via the check valve in the hydraulic tensioner.
  • FIG. 1 a shows a schematic sectional illustration for illustrating the design of a first embodiment of a traction mechanism unit according to the invention with an actuating element which has an open switching position
  • FIG. 1 b is a schematic sectional view for illustrating the structure of the traction mechanism unit according to the invention according to FIG. 1 a, wherein the control element has a closed switching position
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration for illustrating the construction of a second embodiment of the tensioning device according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic sectional view for illustrating the construction of a third embodiment of the traction mechanism unit according to the invention
  • Figure 4a is a schematic sectional view for illustrating the structure of a fourth embodiment of the traction device according to the invention, wherein a piston is in a first position
  • FIGS. 1 a, 1 b, 2, 3, 4 a, 4 b a traction mechanism unit 1 for a traction mechanism drive (not shown) of a motor vehicle, not shown here, has a housing 2 with a hydraulic tensioner 3.
  • the hydraulic tensioner 3 comprises a cylinder 4 formed in the housing 2 with an axially displaceable therein piston 5.
  • the piston 5 is presently formed as a hollow piston and comes to a - not shown here - clamping rail axially to the plant, which is intended to, a To keep tension means under tension.
  • a pressure chamber 6 in the cylinder 4 is formed. This pressure chamber 6 extends into the piston 5. Further, a compression spring 1 1 for generating an axial clamping force on the piston 5 in the pressure chamber 6 is arranged axially between the cylinder 4 and the piston 5. The piston 5 is acted upon via a check valve 17 with a - not shown here - fluid.
  • the check valve 12 is disposed upstream of the pressure chamber 6. Upstream of the check valve 12, a hydraulic pump 13 is arranged, which promotes the fluid from a catch basin 14 in the hydraulic see tensioner 3.
  • first leakage gap 7a Radially between the cylinder 4 and the piston 5 are formed a first leakage gap 7a with a first leakage gap height 16a and a second leakage gap 7b with a second leakage gap height 16b for realizing a leakage from the hydraulic tensioner 3.
  • the two Leckagespalt Toon 16a, 16b are concentric, but it is also an eccentric design of Leckagespalt Toon 16a, 16b possible.
  • the first leakage gap 7a has a first gap length 17a and the second leakage gap 7b has a second gap length 17b, wherein the two gap lengths 17a, 17b are formed differently.
  • the two leakage gaps 7a, 7b are axial arranged adjacent, wherein the first Leckagespalt endeavor 16 a is greater than the second Leckagespalt endeavor 16 b.
  • the second leakage gap height 16b may be made larger than the first leakage gap height 16a.
  • a drain 8 is formed, wherein the drain 8 is hydraulically connected to a control element 9 for adjusting the leakage from the hydraulic tensioner 3.
  • the adjusting element 9 has an open and a closed switching position for setting a rigidity of the hydraulic tensioner 3.
  • the adjusting element 9 is designed as a hydraulic valve and actively controlled by means of a - not shown here - control.
  • the two leakage gaps 7a, 7b are formed differently. Axially between the two leakage gaps 7a, 7b, a circumferential annular groove 10 is formed on the cylinder 4, wherein the circumferential annular groove 10 hydraulically connects the two leakage gaps 7a, 7b with one another and with the drain 8.
  • the discharged through the drain 8 fluid is supplied through a refilling channel 19 of the supply line 15 upstream of the check valve 12. In the supply line 15 there is supply pressure.
  • the actuator 9, the open switching position which is also the basic position, because the position is kept de-energized.
  • the fluid flows from the pressure chamber 6 along the first gap length 17a of the first leakage gap 7a via the circumferential annular groove 10 in the sequence 8 through the open actuator 9, and from the refill 19 in the supply line 15. Consequently, the fluid after the first leakage gap 7a derived via the actuator 9.
  • the second leakage gap height 16b is formed smaller than the first leakage gap height 16a and forms the primary piston guide. Due to the relatively large first leakage gap height 16a, a soft hydraulic tensioner 3 is set in the open switching position, by which the traction forces are limited.
  • the outlet 8 and the adjusting element 9 form a lower flow resistance than the first leakage gap 7a with the first leakage gap height 16a and the first gap length 17a.
  • the actuating element 9 in a second embodiment of the Buchstoffspanniser 1 the open switching position.
  • the fluid flows from the pressure chamber 6 along the first leakage gap 7a via the circumferential annular groove 10 in the sequence 8.
  • a diaphragm 20 is formed, which can be configured both as a constant aperture or throttle, and as a variable orifice or throttle , Furthermore, the variable diaphragm can be switched or variably adjusted, whereby the flow resistance can be selectively varied.
  • FIG. 1b For a closed switching position of the actuating element 9 in the second embodiment (not shown here), reference is made to FIG. 1b.
  • the third embodiment differs from the second embodiment shown in FIG. 2a in that the leakage gap height 16a of the first leakage gap 7a is smaller than the leakage gap height 16b of the second leakage gap 7b.
  • the fluid flows from the pressure chamber 6 along the first leakage gap 7a via the circumferential annular groove 10 both in the outlet 8, which has the aperture 20, as well as through the second leakage gap 7b with the larger second leakage gap height 16b in the catch basin 14.
  • Advantageous a finer tuning of the traction forces.
  • the fluid flows from the pressure chamber 6 along the first and second leakage gap 7a, 7b in the catch basin 14th
  • the actuating element 9 in a fourth embodiment of the Switzerlandstoffspanniser 1 the open switching position.
  • the piston 5 has a first and a second piston diameter 18a, 18b, wherein the two piston diameters 18a, 18b are arranged axially adjacent and the first piston diameter 18a is formed upstream of the second piston diameter 18b is.
  • the cylinder has a constant diameter which is interrupted axially by the circumferential annular groove. Consequently, the leakage gap heights 16a, 16b are predetermined via the two piston diameters 18a, 18b.
  • the circumferential annular groove 10 is designed to be larger in order to enable a switchability of the traction forces over the entire working range, the axial groove length being designed such that a sufficiently stable guidance of the piston 5 is ensured.
  • the piston 5 is shown in a first position, in which the arrangement of the piston 5 is shown in the cylinder 4 at a relatively new traction means. Furthermore, the present arrangement is present when a - not shown here - engine of a Switzerlandstoffspanniser having motor vehicle is very hot. By a wear of the traction device, the traction device is longer, with a slack of the traction device is the result. In order to compensate for the sag of the traction means, the piston 5 of the hydraulic tensioner 3 according to Figure 4b moves out of the cylinder 4 to the outside and thus biases the traction means. The first gap length 17a is relatively short, so that the flow resistance is low and the hydraulic tensioner 3 is set relatively soft.
  • the stiffness of the hydraulic tensioner 3 is to be understood as tensioning reaction stiffness.
  • the tensioner reaction stiffness decreases due to the increased volumetric flow of the fluid when the actuator 9 is opened.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zugmittelspanneinheit (1) für einen Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Gehäuse (2) mit einem hydraulischen Spanner (3), wobei der hydraulische Spanner (3) ein im Gehäuse (2) ausgebildeten Zylinder (4) mit einem axial darin beweglichen Kolben (5) aufweist, wobei zumindest axial zwischen dem Zylinder (4) und dem Kolben (5) eine Druckkammer (6) ausgebildet ist, wobei radial zwischen dem Zylinder (4) und dem Kolben (5) mindestens ein erster Leckagespalt (7a) mit einer ersten Leckagespalthöhe (16a) und ein zweiter Leckagespalt (7b) mit einer zweiten Leckagespalthöhe (16b) zur Realisierung einer Leckage aus dem hydraulischen Spanner (3) ausgebildet ist, wobei die beiden Leckagespalthöhen (16a, 16b) unterschiedlich ausgebildet sind, wobei die mindestens zwei Leckagespalte (7a, 7b) axial in Reihe angeordnet sind und axial zwischen den beiden Leckagespalten (7a, 7b) ein Ablauf (8) ausgebildet ist, wobei der Ablauf (8) hydraulisch mit einem Stellelement (9) zur Einstellung der Leckage aus dem hydraulischen Spanner (3) verbunden ist, und wobei das Stellelement (9) mindestens eine offene und eine geschlossene Schaltstellung zur Einstellung einer Steifigkeit des hydraulischen Spanners (3) aufweist.

Description

Zugmittelspanneinheit für einen Zugmitteltrieb
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Zugmittelspanneinheit für einen Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeugs.
Es ist allgemein bekannt, dass Zugmittelspanneinheiten hauptsächlich zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen, Zugmittellängung und Verschleiß dienen. Dabei wird eine Spannwirkung durch die Zugmittelspanneinheit realisiert, die über eine Spannschiene auf das Zugmittel, in der Regel eine Kette oder ein Riemen, wirkt.
Aus der DE 10 2009 034 047 A1 geht ein Kettenantriebsspannersystem mit variablem Durchläse hervor. Das Kettenantriebsspannersystem umfasst einen Kettenantriebsspanner mit einem Spannerkörper, der zumindest ein Austrittsloch aufweist, welches einen ersten Durchlasspfad definiert. Ferner umfasst das Kettenantriebsspanner- System eine Spannerkolbenanordnung, die in funktionellem Eingriff mit dem Spannerkörper steht, wobei die Spannerkolbenanordnung zwischen einer ersten Position, die eine Strömung durch den ersten Durchlasspfad zulässt, und einer zweiten Position, die eine Strömung durch den ersten Durchlasspfad im Wesentlichen blockiert, bewegbar ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zugmittelspanneinheit weiterzuentwickeln und insbesondere die Steifigkeit und Dämpfung der Zugmittelspanneinheit bedarfsgerecht zu steuern. Eine erfindungsgemäße Zugmittelspanneinheit für einen Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Gehäuse mit einem hydraulischen Spanner, wobei der hydraulische Spanner ein im Gehäuse ausgebildeten Zylinder mit einem axial darin beweglichen Kolben aufweist, wobei zumindest axial zwischen dem Zylinder und dem Kolben eine Druckkammer ausgebildet ist, wobei radial zwischen dem Zylinder und dem Kol- ben mindestens ein erster Leckagespalt mit einer ersten Leckagespalthöhe und ein zweiter Leckagespalt mit einer zweiten Leckagespalthöhe zur Realisierung einer Leckage aus dem hydraulischen Spanner ausgebildet ist, wobei die beiden Leckagespalthöhen unterschiedlich ausgebildet sind, wobei die mindestens zwei Lecka- gespalte axial in Reihe angeordnet sind und axial zwischen den beiden Leckagespalten ein Ablauf ausgebildet ist, wobei der Ablauf hydraulisch mit einem Stellelement zur Einstellung der Leckage aus dem hydraulischen Spanner verbunden ist, und wobei das Stellelement mindestens eine offene und eine geschlossene Schaltstellung zur Einstellung einer Steifigkeit des hydraulischen Spanners aufweist.
Unter dem Begriff Leckagespalt ist ein Spalt oder Kanal zu verstehen, der radial zwischen einer Außenumfangsfläche des Kolbens und einer Innenumfangsfläche des Zylinders ausgebildet ist und zur Führung eines Fluides beziehungsweise Strömungsmit- tels, insbesondere zur Führung von Motoröl aus dem hydraulischen Spanner heraus vorgesehen ist. Die Leckagespalthöhe entspricht der jeweils halben Durchmesserdifferenz zwischen dem Außendurchmesser des Kolbens und dem Innendurchmesser des Zylinders. Wenn das Zugmittel beispielsweise verschleißt, wird das Zugmittel länger, wobei ein Durchhang des Zugmittels die Folge ist. Um den Durchhang des Zugmittels zu kompensieren, fährt der Kolben des hydraulischen Spanners aus dem Zylinder nach außen aus und spannt so das Zugmittel. Für die Ölversorgung der Zugmittelspanneinheit und somit auch für die axiale Verstellung des Kolbens ist das Motoröl vorgesehen. Mithin ist der Öldruck in der Druckkammer des hydraulischen Spanners abhängig vom Druck des Motoröls. Insbesondere ist der Kolben als Hohlkolben ausgebildet, wobei sich dann die Druckkammer in den Kolben hinein erstreckt und somit ein größeres Volumen aufweist. Ferner dient der Hohlkolben zur Aufnahme einer Druckfeder, die zur Erzeugung einer minimalen Vorspannung auf den Kolben vorgesehen ist. Insbesondere erzeugt die Druckfeder einen Unterdruck auf den Kolben.
Der jeweilige Leckagespalt führt das Motoröl radial zwischen dem Zylinder und dem Kolben in axialer Richtung. Insbesondere ist der Öldruck in der Druckkammer abhängig von der Durchflussrate des Motoröls durch den jeweiligen Leckagespalt.
Die offene Schaltstellung des Schaltelements ermöglicht den Durchfluss des Motoröls entlang des ersten Leckagespalts zum Ablauf und von dort aus dem hydraulischen Spanner heraus. Insbesondere wird das Motoröl dem Ölkreislauf des hydraulischen Spanners über ein Ölauffangbecken oder über eine Öldruckleitung wieder zugeführt. Demgegenüber verlängert die geschlossene Schaltstellung des Schaltelements den Durchfluss des Motoröls aus dem hydraulischen Spanner heraus um den zweiten Le- ckagespalt. Denn das Motoröl strömt entlang des ersten Leckagespalts, über den zweiten Leckagespalt aus dem hydraulischen Spanner heraus. Da das Motoröl beide Leckagespalte durchströmen muss bis es aus dem hydraulischen Spanner heraustritt, erhöht sich die Steifigkeit des hydraulischen Spanners. Mithin ist bei einer geschlossenen Schaltstellung des Stellelements die Steifigkeit des hydraulischen Spanners höher als bei einer geöffneten Schaltstellung des hydraulischen Spanners. Ferner ist es auch denkbar, dass das Stellelement neben der geöffneten und geschlossenen Schaltstellung beliebig viele Zwischenstellungen zur Einstellung der Steifigkeit des hydraulischen Spanners aufweist. Die erste Leckagespalthöhe des ersten Leckagespalts ist größer als die zweite Leckagespalthöhe. Es ist aber auch denkbar die zweite Leckagespalthöhe größer als die erste Leckagespalthöhe auszubilden. Insbesondere ist der Unterschied zwischen den beiden Leckagespalthöhen kleiner als 500 pm, vorzugsweise kleiner als 100 pm.
Bevorzugt können auch mehr als zwei Leckagespalte vorgesehen werden, wobei je- weils zwischen zwei Leckagespalte ein Ablauf mit einem Stellelement vorgesehen ist, um den Durchfluss durch die Leckagespalte aus dem hydraulischen Spanner einzustellen. Mithin ist axial zwischen zwei Leckagespalten jeweils ein Ablauf mit Stellelement vorgesehen. Vorzugsweise ist axial zwischen den mindestens zwei Leckagespalten eine umlaufende Ringnut am Zylinder ausgebildet, wobei die umlaufende Ringnut hydraulisch mit dem Ablauf verbunden ist. Mithin sind die mindestens zwei Leckagespalte über die umlaufende Ringnut hydraulisch miteinander verbunden. Die umlaufende Ringnut ist radial in den Zylinder eingelassen und ebenso wie die mindestens zwei Leckagespalte zur Führung des Motoröls aus dem hydraulischen Spanner heraus vorgesehen. Der Durchmesser der Ringnut und der Durchmesser des jeweiligen diametral größeren Leckagespaltabschnittes sind zumindest gleich groß, vorzugsweise ist der Durchmesser der Ringnut größer als der Durchmesser des jeweiligen diametral größeren Leckagespaltabschnittes. Alternativ ist über einen Teilbereich des Umfanges eine Nut oder eine Versteifung in der Zylinderwand vorgesehen, die beispielsweise sichelförmig oder als Segmente ausgebildet sind. Ferner ist auch denkbar bei entsprechend großem Unterschied zwischen den beiden Leckagespalthöhen keine Ringnut in dem Gehäuse vorzusehen. Dabei ist zu beachten, in welche Richtung der Kolben unter einer eingeleiteten Betriebslast vorzugsweise kippt.
Bevorzugt ist der Kolben mit einem ersten und einem zweiten Kolbendurchmesser gestuft ausgebildet. Vorteilhaft ist die einfachere Herstellung der Zugmittelspanneinheit, wobei die Ringnut für eine Schaltbarkeit der Zugmittelspanneinheit verhältnismäßig größer auszubilden ist.
Des Weiteren bevorzugt ist das Stellelement als hydraulisches Ventil ausgebildet. Insbesondere ist das Stellelement als 2/2 -Wegeventil ausgebildet. Vorzugsweise ist das hydraulische Ventil aktiv gesteuert. Beispielsweise ist das hydraulische Ventil ein kennfeldgesteuertes Schalt- oder Proportionalventil. Alternativ ist das hydraulische Ventil passiv gesteuert. Beispielsweise ist das hydraulische Ventil als Überdruckventil oder als temperaturabhängiges Ventil, umfassend ein Bi-Metall, ausgebildet.
Vorzugsweise weist der Ablauf eine Blende auf, wobei die Blende eine konstante oder variable Blende ist, wobei die variable Blende insbesondere schaltbar oder variabel einstellbar ist. Das Motoröl entweicht primär über die Ringnut in den Ablauf, wobei die Blende eine zusätzliche variable Drosselung des Motoröls bewirkt, die sowohl konstant als auch veränderbar ausgebildet sein kann. Mithin wird dadurch sekundär mehr Motoröl durch den zweiten Leckagespalt gepresst. Vorteilhaft ist, dass durch die vari- able beziehungsweise schaltbare Ausbildung der Blende eine gezielte und feinere Einstellbarkeit der Steifigkeit und Dämpfung der Zugmittelspanneinheit erreicht wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der erste Leckagespalt eine erste Spaltlänge und der zweite Leckagespalt eine zweite Spaltlänge auf, wobei die beiden Spaltlängen unterschiedlich ausgebildet sind. Insbesondere beträgt das Längenverhältnis der beiden Spaltlängen zwischen 0,1 und 10. Ferner ist strömungsaufwärts des ersten Leckagespalts ein Absatz ausgebildet, der die Spaltlänge des Leckagespalts zu einer Seite hin begrenzt, wobei die umlaufende Ringnut am Zylinder die Spaltlänge des ersten Leckagespalts zur anderen Seite stromabwärts hin begrenzt. Ferner ist dadurch die Position und Spaltlänge des ersten Leckagespalts unabhängig von der Position des Kolbens. Durch die Variation der Leckagespalthöhen wird ein breiterer einstellbarer Bereich für die Dämpfkraft der Zugmittelspanneinheit realisiert, insbesondere wenn neben der Leckagespalthöhen zusätzlich die Spaltlängen verändert werden.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass eine Druckfeder zur Erzeugung einer axialen Spannkraft auf den Kolben in der Druckkammer axial zwischen dem Zylinder und dem Kolben angeordnet ist. Vorzugsweise ist ström ungsaufwärts der Druckkammer ein Rückschlagventil angeordnet. Bevorzugt ist ström ungsaufwärts des Rückschlagventils eine hydraulische Pumpe angeordnet. Die hydraulische Pumpe fördert das Motoröl aus einem dafür vorgesehenen Auffangbecken über das Rückschlagventil in den hydraulischen Spanner. Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung vier bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der sechs Figuren näher dargestellt. Es zeigen
Figur 1 a eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Auf- baus einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zugmittelspanneinheit mit einem Stellelement, das eine offene Schaltstellung aufweist,
Figur 1 b eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Auf- baus der erfindungsgemäßen Zugmittelspanneinheit nach Figur 1 a, wobei das Stellelement eine geschlossene Schaltstellung aufweist,
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zugmit- telspanneinheit,
Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zugmittelspanneinheit, Figur 4a eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zugmittelspanneinheit, wobei ein Kolben in einer ersten Stellung vorliegt, und
Figur 4b eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Zugmittelspanneinheit gemäß Figur 4a, wobei der Kolben in einer zweiten Stellung vorliegt. Gemäß der Figuren 1 a, 1 b, 2, 3, 4a, 4b weist eine erfindungsgemäße Zugmittelspanneinheit 1 für einen - hier nicht dargestellten - Zugmitteltrieb eines - hier nicht dargestellten - Kraftfahrzeugs ein Gehäuse 2 mit einem hydraulischen Spanner 3 auf. Der hydraulische Spanner 3 umfasst ein im Gehäuse 2 ausgebildeten Zylinder 4 mit einem axial darin verschiebbaren Kolben 5. Der Kolben 5 ist vorliegend als Hohlkolben aus- gebildet und kommt an einer - hier nicht dargestellten - Spannschiene axial zur Anlage, die dazu vorgesehen ist, ein Zugmittel unter Spannung zu halten. Axial zwischen dem Zylinder 4 und dem Kolben 5 ist eine Druckkammer 6 im Zylinder 4 ausgebildet. Diese Druckkammer 6 erstreckt sich in den Kolben 5 hinein. Ferner ist eine Druckfeder 1 1 zur Erzeugung einer axialen Spannkraft auf den Kolben 5 in der Druckkammer 6 axial zwischen dem Zylinder 4 und dem Kolben 5 angeordnet. Der Kolben 5 ist über ein Rückschlagventil 17 mit einem - hier nicht dargestellten - Strömungsmittel beaufschlagbar. Das Rückschlagventil 12 ist ström ungsaufwärts der Druckkammer 6 angeordnet. Strömungsaufwärts des Rückschlagventils 12 ist eine hydraulische Pumpe 13 angeordnet, die das Strömungsmittel aus einem Auffangbecken 14 in den hydrauli- sehen Spanner 3 fördert.
Radial zwischen dem Zylinder 4 und dem Kolben 5 sind ein erster Leckagespalt 7a mit einer ersten Leckagespalthöhe 16a und ein zweiter Leckagespalt 7b mit einer zweiten Leckagespalthöhe 16b zur Realisierung einer Leckage aus dem hydraulischen Spanner 3 ausgebildet. Die beiden Leckagespalthöhen 16a, 16b sind konzentrisch ausgebildet, es ist aber auch eine exzentrische Ausbildung der Leckagespalthöhen 16a, 16b möglich. Ferner weist der erste Leckagespalt 7a eine erste Spaltlänge 17a und der zweite Leckagespalt 7b eine zweite Spaltlänge 17b auf, wobei die beiden Spaltlängen 17a, 17b unterschiedlich ausgebildet sind. Die beiden Leckagespalte 7a, 7b sind axial benachbart angeordnet, wobei die erste Leckagespalthöhe 16a größer ist als die zweite Leckagespalthöhe 16b. Alternativ kann die zweite Leckagespalthöhe 16b größer als die erste Leckagespalthöhe 16a ausgebildet werden. Axial zwischen der beiden Leckagespalte 7a, 7b ist ein Ablauf 8 ausgebildet, wobei der Ablauf 8 hydraulisch mit ei- nem Stellelement 9 zur Einstellung der Leckage aus dem hydraulischen Spanner 3 verbunden ist. Dazu weist das Stellelement 9 eine offene und eine geschlossene Schaltstellung zur Einstellung einer Steifigkeit des hydraulischen Spanners 3 auf. Das Stellelement 9 ist als hydraulisches Ventil ausgebildet und aktiv mittels eines - hier nicht dargestellten - Steuerelements gesteuert. Die beiden Leckagespalte 7a, 7b sind unterschiedlich ausgebildet. Axial zwischen der beiden Leckagespalten 7a, 7b ist eine umlaufende Ringnut 10 am Zylinder 4 ausgebildet, wobei die umlaufende Ringnut 10 die beiden Leckagespalte 7a, 7b hydraulisch miteinander sowie mit dem Ablauf 8 verbindet. Das durch den Ablauf 8 abgeführte Strömungsmittel wird durch einen Wieder- befüllungskanal 19 der Versorgungsleitung 15 stromaufwärts des Rückschlagventils 12 zugeführt. In der Versorgungsleitung 15 herrscht Versorgungsdruck.
Nach Figur 1 a weist das Stellelement 9 die offene Schaltstellung auf, die ebenso die Grundstellung ist, denn die Stellung wird stromlos gehalten. Mithin strömt das Strömungsmittel aus der Druckkammer 6 entlang der ersten Spaltlänge 17a des ersten Leckagespalts 7a über die umlaufende Ringnut 10 in den Ablauf 8 durch das offene Stellelement 9, und von dem Wiederbefüllungskanal 19 in die Versorgungsleitung 15. Mithin wird das Strömungsmittel nach dem ersten Leckagespalt 7a über das Stellelement 9 abgeleitet. Die zweite Leckagespalthöhe 16b ist geringer als die erste Leckagespalthöhe 16a ausgebildet und bildet die primäre Kolbenführung. Durch die relativ große erste Leckagespalthöhe 16a stellt sich in der offenen Schaltstellung ein weicher hydraulischer Spanner 3 ein, durch den die Zugmittelkräfte begrenzt sind. Es ist ferner denkbar, je nach Auslegung das Strömungsmittel sekundär über die zweite Spaltlänge 17b des zweiten Leckagespalts 7b abzuführen. Des Weiteren bildet der Ablauf 8 und das Stellelement 9 einen geringeren Strömungswiderstand als der erste Leckagespalt 7a mit der ersten Leckagespalthöhe 16a und der ersten Spaltlänge 17a.
In Figur 1 b weist das Stellelement 9 die geschlossene Schaltstellung auf. Mithin strömt das Strömungsmittel aus der Druckkammer 6 entlang der ersten Spaltlänge 17a des ersten Leckagespalts 7a über die umlaufende Ringnut 10 in den zweiten Le- ckagespalt 7b und von dort aus über die zweite Spaltlänge 17b in das Auffangbecken 14. Aufgrund des größeren Strömungswiderstands wegen der geringeren zweiten Leckagespalthöhe 16b erhöht sich die Steifigkeit des hydraulischen Spanners 3 im Vergleich zur offenen Schaltstellung des Stellelements 9 gemäß Figur 1 a. Somit weist der hydraulische Spanner 3 nach Figur 1 b ein relativ hartes Verhalten auf.
Gemäß Figur 2 weist das Stellelement 9 in einer zweiten Ausführungsform der Zugmittelspanneinheit 1 die offene Schaltstellung auf. Mithin strömt das Strömungsmittel aus der Druckkammer 6 entlang des ersten Leckagespalts 7a über die umlaufende Ringnut 10 in den Ablauf 8. Im Ablauf 8 ist eine Blende 20 ausgebildet, die sowohl als konstante Blende beziehungsweise Drossel, als auch als variable Blende beziehungsweise Drossel ausgebildet sein kann. Ferner kann die variable Blende schaltbar oder variabel einstellbar sein, wodurch der Strömungswiderstand gezielt variiert werden kann. Für eine - hier nicht dargestellte - geschlossene Schaltstellung des Stel- lelements 9 in der zweiten Ausführungsform sei auf die Figur 1 b verwiesen.
In Figur 3 weist das Stellelement 9 in einer dritten Ausführungsform der Zugmittelspanneinheit 1 die offene Schaltstellung auf. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 2a dargestellten zweiten Ausführungsform dahinge- hend, dass die Leckagespalthöhe 16a des ersten Leckagespalts 7a kleiner ist als die Leckagespalthöhe 16b des zweiten Leckagespalts 7b. Mithin strömt das Strömungsmittel aus der Druckkammer 6 entlang des ersten Leckagespalts 7a über die umlaufende Ringnut 10 sowohl in den Ablauf 8, der die Blende 20 aufweist, als auch durch den zweiten Leckagespalt 7b mit der größeren zweiten Leckagespalthöhe 16b in das Auffangbecken 14. Vorteilhaft ist eine feinere Abstimmung der Zugmittelkräfte. In einer - hier nicht dargestellten - geschlossenen Schaltstellung des Stellelements 9 in der dritten Ausführungsform strömt das Strömungsmittel aus der Druckkammer 6 entlang des ersten und zweiten Leckagespalts 7a, 7b in das Auffangbecken 14.
Nach den Figuren 4a und 4b weist das Stellelement 9 in einer vierten Ausführungsform der Zugmittelspanneinheit 1 die offene Schaltstellung auf. Der Kolben 5 weist einen ersten und einen zweiten Kolbendurchmesser 18a, 18b auf, wobei die beiden Kolbendurchmesser 18a, 18b axial benachbart angeordnet sind und der erste Kolbendurchmesser 18a stromaufwärts des zweiten Kolbendurchmessers 18b ausgebildet ist. Der Zylinder weist einen konstanten Durchmesser auf, der axial von der umlaufenden Ringnut unterbrochen ist. Mithin sind die Leckagespalthöhen 16a, 16b über die beiden Kolbendurchmesser 18a, 18b vorgegeben. Die umlaufende Ringnut 10 ist größer ausgebildet, um eine Schaltbarkeit der Zugmittelkräfte über den gesamten Ar- beitsbereich zu ermöglichen, wobei die axiale Nutlänge derart ausgebildet ist, dass eine ausreichend stabile Führung des Kolbens 5 gewährleistet ist.
Gemäß Figur 4a ist der Kolben 5 in einer ersten Stellung dargestellt, in der die Anordnung des Kolbens 5 in dem Zylinder 4 bei einem relativ neuem Zugmittel dargestellt ist. Des Weiteren liegt die vorliegende Anordnung vor, wenn ein - hier nicht dargestellter - Motor eines die Zugmittelspanneinheit aufweisenden Kraftfahrzeugs sehr heiß ist. Durch einen Verschleiß des Zugmittels, wird das Zugmittel länger, wobei ein Durchhang des Zugmittels die Folge ist. Um den Durchhang des Zugmittels zu kompensieren, fährt der Kolben 5 des hydraulischen Spanners 3 gemäß Figur 4b aus dem Zylinder 4 nach außen aus und spannt so das Zugmittel. Die erste Spaltlänge 17a ist relativ kurz, sodass der Strömungswiderstand gering und der hydraulische Spanner 3 relativ weich eingestellt ist.
Unter der Steifigkeit des hydraulischen Spanners 3 ist eine Spannerreaktionssteife zu verstehen. Mithin nimmt die Spannerreaktionssteife aufgrund des erhöhten Volumenstroms des Strömungsmittels ab, wenn das Stellelement 9 geöffnet ist.
Bezugszeichenliste
1 Zugmittelspanneinheit
2 Gehäuse
3 hydraulischer Spanner
4 Zylinder
5 Kolben
6 Druckkammer
7a, 7b Leckagespalt
8 Ablauf
9 Stellelement
10 umlaufende Ringnut
1 1 Druckfeder
12 Rückschlagventil
13 hydraulische Pumpe
14 Auffangbecken
15 Versorgungsleitung
16a, 16b Leckagespalthöhe
17a, 17b Spaltlänge
18a, 18b Kolbendurchmesser
19 Wiederbefüllungskanal
20 Blende

Claims

Patentansprüche
1 . Zugmittelspanneinheit (1 ) für einen Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Gehäuse (2) mit einem hydraulischen Spanner (3), wobei der hydraulische Spanner (3) ein im Gehäuse (2) ausgebildeten Zylinder (4) mit einem axial darin beweglichen Kolben (5) aufweist, wobei zumindest axial zwischen dem Zylinder (4) und dem Kolben (5) eine Druckkammer (6) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Zylinder (4) und dem Kolben (5) mindestens ein erster Leckagespalt (7a) mit einer ersten Leckagespalthöhe (16a) und ein zweiter Leckagespalt (7b) mit einer zweiten Leckagespalthöhe (16b) zur Realisierung einer Leckage aus dem hydraulischen Spanner (3) ausgebildet ist, wobei die beiden Leckagespalthöhen (16a, 16b) unterschiedlich ausgebildet sind, wobei die mindestens zwei Leckagespalte (7a, 7b) axial in Reihe angeordnet sind und axial zwischen den beiden Leckagespalten (7a, 7b) ein Ablauf (8) ausgebildet ist, wobei der Ablauf (8) hydraulisch mit einem Stellelement (9) zur Einstellung der Leckage aus dem hydraulischen Spanner (3) verbunden ist, und wobei das Stellelement (9) mindestens eine offene und eine geschlossene Schaltstellung zur Einstellung einer Steifigkeit des hydraulischen Spanners (3) aufweist.
2. Zugmittelspanneinheit (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen der mindestens zwei Leckagespalte (7a, 7b) eine umlaufende Ringnut (10) am Zylinder (4) ausgebildet ist, wobei die umlaufende Ringnut (10) hydraulisch mit dem Ablauf (7) verbunden ist.
3 Zugmittelspanneinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leckagespalt (7a) eine erste Spaltlänge (17a) und der zweite Leckagespalt (7b) eine zweite Spaltlänge (17b) aufweist, wobei die beiden Spaltlängen (17a, 17b) unterschiedlich ausgebildet sind.
4. Zugmittelspanneinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) mit einem ersten und einem zweiten Kolbendurchmesser (18a, 18b) gestuft ausgebildet ist.
5. Zugmittelspanneinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (9) als hydraulisches Ventil ausgebildet ist, wobei das hydraulische Ventil aktiv oder passiv gesteuert ist.
6. Zugmittelspanneinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (8) eine Blende aufweist, wobei die Blende eine konstante oder variable Blende ist, wobei die variable Blende schaltbar oder variabel einstellbar ist.
7. Zugmittelspanneinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (9) als Proportionalventil ausgebildet ist.
8. Zugmittelspanneinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckfeder (1 1 ) zur Erzeugung einer axialen Spannkraft auf den Kolben (5) in der Druckkammer (6) axial zwischen dem Zylinder (4) und dem Kolben (5) angeordnet ist.
9. Zugmittelspanneinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ström ungsaufwärts der Druckkammer (6) ein Rückschlagventil (12) angeordnet ist.
10. Zugmittelspanneinheit (1 ) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass ström ungsaufwärts des Rückschlagventils (12) eine hydraulische Pumpe (13) angeordnet ist.
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