DE4039816C1 - Belt drive tensioning system - uses cylinder with springs and damping fluid - Google Patents

Belt drive tensioning system - uses cylinder with springs and damping fluid

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Abstract

Hydraulic tensioner consists of a piston rod which slides form one end in a cylindrical bushing closed off at the far end by a plate and thus combining with the rod to form a damping fluid working space. This is linked via non return valve to the fluid reservoir which surrounds the bushing and is itself enclosed by a casing tube. The closed bottom of the tube supports the bushing endplate, using a tensioning spring to diverge the bushing and piston rod. A damping element fitted to the rod operates between work and damping spaces. A guide bushing (8) fixed to the top end of the casing tube (1) should guide the piston rod (16) so the bottom end of the rod reaches tightly into the bushing (19). The bushing (19) is carried freely and self-adjustably on the casing tube bottom end (4). USE/ADVANTAGE - Engineering components, e.g. belt drives, piston rod guided in bushings top and bottom for stability with adjustment as required to prevent misalignment.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Spannelement für einen Hülltrieb, insbesondere Riementrieb, gemäß den weiteren im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a hydraulic tensioning element for a Envelope drive, in particular belt drive, according to the other in The preamble of claim 1 features specified.

Ein Spannelement der gattungsgemäßen Bauart ist aus der DE-GM 87 10 548 bekannt. Dabei umfaßt und führt eine vom Boden des Spannelementgehäuses aufragende Zylinderbuchse einen Kolbenab­ schnitt einer Kolbenstange mit einem eine Leckflüssigkeitsströ­ mung zulassenden Spiel. Der flüssigkeitsgefüllte Zylinderbuch­ senraum ist mit einem Gehäuseinnenraum zwischen der Kolbenstan­ ge bzw. der diese umfassenden Zylinderbuchse einerseits und dem Gehäuseaußenmantel andererseits über eine Kanalanordnung ver­ bunden. Diese enthält ein federbelastetes Rückschlagventil, das die Druckflüssigkeitsströmung aus dem Zylinderbuchsenraum sperrt. Dabei ist jedoch nachteilig, daß aufgrund des zur Bil­ dung des Dämpfungsspaltes erforderlichen Spieles zwischen Kol­ benstange und Zylinderbuchse seitliche Auslenkungen der Kolben­ stange in der Zylinderbuchse möglich sind. Durch die Befesti­ gung der Führungsbuchse an der Kolbenstange ist darüber hinaus deren Lagerungspunkt in Richtung der Gehäuseachse beweglich. Besonders bei tiefem Eintauchen der Kolbenstange in der Zylin­ derbuchse führt dies zu einer gegen seitliche Auslenkungen in­ stabilen Lagerung, so daß insgesamt die seitliche Führung der Kolbenstange für einen störungsfreien Betrieb des Spannelemen­ tes nur unzureichend ist.A clamping element of the generic type is from DE-GM 87 10 548 known. It includes and leads from the bottom of the Clamping element protruding cylinder liner a piston cut a piston rod with a leakage stream game. The liquid-filled cylinder book Senraum is with a housing interior between the piston rod ge or this comprehensive cylinder liner on the one hand and the Housing outer shell on the other hand via a channel arrangement ver bound. This contains a spring-loaded check valve that the pressure fluid flow from the cylinder liner space locks. However, it is disadvantageous that due to the Bil extension of the damping gap required game between Kol rod and cylinder liner lateral deflections of the pistons rod in the cylinder liner are possible. By the fastener the guide bush on the piston rod is also whose bearing point is movable in the direction of the housing axis. Especially when the piston rod is deeply immersed in the cylinder derbuchse this leads to a against lateral deflections in stable storage, so that overall the lateral guidance of the Piston rod for trouble-free operation of the clamping element t is insufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes hydraulisches Spannelement dahingehend zu verbessern, daß ei­ nerseits eine gute Führung für die Kolbenstange und anderer­ seits ein selbständiger Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwi­ schen den verschiebbaren Bauteilen des Spannelementes erreicht wird.The invention is based on the object, a generic to improve hydraulic clamping element in that egg good guidance for the piston rod and others on the one hand an independent compensation of misalignments between reached the sliding components of the clamping element becomes.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.The object is according to the invention in that in claim 1 specified characteristic features solved.

Dabei ist am oberen Ende des Mantelrohres eine Führungsbuchse zur Führung der Kolbenstange, welche mit ihrem unteren Ende mit möglichst engem Spiel in die Zylinderbuchse eintaucht, befes­ tigt. Die Zylinderbuchse ist ihrerseits am Bodenteil des Man­ telrohres schwimmend, und damit selbsteinstellend, gelagert.There is a guide bush at the upper end of the casing tube to guide the piston rod, which with its lower end immersed as closely as possible in the cylinder liner, fastened does. The cylinder liner is in turn on the bottom part of the man telrohres floating, and thus self-adjusting, stored.

Durch die selbsteinstellende Lagerung der Zylinderbuchse erhält die Kolbenstange, die diese aufgrund des engen Spieles innerhalb der Zylinderbuchse führt, neben der am oberen Ende des Mantelrohres ortsfest angeordneten Führungsbuchse einen zweiten Lagerpunkt. Da die beiden Lagerpunkte innerhalb des Mantelrohres weitestmöglich entfernt und mit konstantem Abstand zueinander liegen, erhält die Kolbenstange eine seitlich stabi­ le Führung. Des weiteren werden Fluchtungsfehler der Kolben­ stange durch die schwimmende Lagerung der Zylinderbuchse ausge­ glichen.Due to the self-adjusting bearing of the cylinder liner receives the piston rod, which due to the tight play leads inside the cylinder liner, next to the one at the top of the jacket tube arranged in a fixed guide bushing second bearing point. Since the two bearing points within the Jacket tube as far away as possible and at a constant distance lie to each other, the piston rod is laterally stabilized le leadership. Furthermore, misalignment of the pistons rod through the floating bearing of the cylinder liner like.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Abstützung ist nach Anspruch 5 die Ausbildung eines Plattenteils der Zylinder­ buchse und eines Bodenteils des Mantelrohrs als kugelförmige Gleitflächen, wobei der Krümmungsradius der Kugelflächen groß gewählt ist.A particularly advantageous embodiment of the support is according to claim 5, the formation of a plate part of the cylinder socket and a bottom part of the jacket tube as spherical Sliding surfaces, the radius of curvature of the spherical surfaces being large is selected.

In einer Ausgestaltung des in die Zylinderbuchse eintauchenden Endes der Kolbenstange nach Anspruch 4 ist an dem Ende ein Drosselventil angeordnet, über welches bei einer Kompressions­ bewegung der Kolbenstange Öl von einem Arbeitsraum in einen Vorratsraum überströmen kann. Die Höhe der Dämpfung des Spann­ elementes kann dabei durch die Wahl der Vorspannung der Dros­ selfeder und des Bohrungsdurchmessers des Verbindungskanals zwischen Arbeitsraum und Drosselventil in einfacher Weise defi­ niert variiert werden.
In one embodiment of the plunging into the cylinder liner end of the piston rod according to claim 4, a throttle valve is arranged at the end, via which oil can flow from a working space into a storage space during a compression movement of the piston rod. The amount of damping of the clamping element can be varied in a simple manner defined by the choice of the preload of the Dros selfeder and the bore diameter of the connecting channel between the working space and the throttle valve.

In der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung wird ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung anhand eines im Längsschnitt darge­ stellten Kolben-Zylinder-Elementes näher erläutert.In the following description of the drawing, an exec Example of the invention based on a Darge in longitudinal section posed piston-cylinder element explained in more detail.

Ein gerade verlaufendes Mantelrohr 1 eines hydraulischen Spann­ elementes 2 besitzt an einem unteren Ende 3 ein Bodenteil 4, das das Mantelrohr 1 verschließt. An einem oberen Ende 5 ist ein Rand 6 des Mäntelrohres 1 nach innen umgebördelt. Der Rand 6 hält zur einen Seite eine an der Innenwand 7 des Mantelrohres 1 anliegende, stufenförmige hohlzylindrisch ausgestaltete Füh­ rungsbuchse 8, wobei der Rand 6 einen Absatz 9 der Stufe um­ greift. Mit geringem Abstand vom Rand 6 wird zur anderen Seite die Führungsbuchse 8 an einem unteren Rand 10 durch eine am Mantelrohr 1 angebrachte nach innen weisende und als Ringnut ausgebildete Sicke 11 gehalten. Durch die Stufenform der Füh­ rungsbuchse 8 wird eine Führungsbohrung 12 mit kleinerem und eine Aufnahmebohrung 13 mit größerem Durchmesser ausgebildet. Die Aufnahmebohrung 13 dient als Sitz für einen Stangendichtring 14, der an einer Stirnfläche 15 der Stufe bündig aufsitzt. Die Führungsbohrung 12 dient als Führung für eine in das Mantelrohr 1 hereinragende zur Mantelrohrachse koaxiale Kolbenstange 16, von der nur ein unterer Abschnitt dargestellt ist. Eine innen liegende Dichtkante 17 des Wellendichtrings 14 liegt dabei ab­ dichtend an der Kolbenstange 16 an. Ein zum Bodenteil 4 des Mantelrohres 1 weisendes Ende 18 der Kolbenstange 16 taucht in eine Zylinderbuchse 19 ein, welche koaxial zur Mantelrohrachse angeordnet ist. Dabei wird die Kolbenstange 16 mit engem Spiel in der Zylinderbuchse 19 geführt. Die Zylinderbuchse 19 besitzt in der Nähe des Bodenteils 4 des Mantelrohres 1 ein Plattenteil 20, dessen Außenfläche 21 eine kugelförmige Gleitfläche bildet. Mit der Außenfläche 21 des Plattenteils 20 liegt die Zylinder­ buchse 19 an einer als Gleitfläche dienenden Innenfläche 22 des Bodenteils 4 an, welche eine Kugelform gleichen Krümmungsra­ dius besitzt. Der Mittelpunkt 23 der Kugelformen liegt im Mittelpunkt des Mittenumfangs des von der Führungsbohrung 12 gebildeten Hohlzylinders. Die Innenwand 7 des Mantelrohres 1 begrenzt mit einer Außenwandung 24 der Zylinderbuchse 19 und der Kolbenstange 16 einen Vorratsraum 25, der mit Öl gefüllt ist. Durch in der Außenfläche 21 des Plattenteils 20 eingelas­ sene Kanäle 26 ist der Vorratsraum 25 mit einem Rückschlagven­ til 27 verbunden, das im Plattenteil 20 koaxial zur Mantelrohr­ achse eingelassen ist und zur Kolbenstange 16 hin sich öffnen kann. Eine am Ende 18 der Kolbenstange 16 gelegene Stirnseite 28 bil­ det mit einer Innenwandung 29 der Zylinderbuchse 19 und dem im Plattenteil 20 eingelassenen Rückschlagventil 27 einen Arbeits­ raum 30 aus. In der Stirnseite 28 verläuft längs eine Steuer­ bohrung 31, die den Arbeitsraum 30 mit einem in einer am Ende 18 befindlichen Ausnehmung 32 eingelassenen Drosselventil 33 verbindet, wobei sich das Drosselventil 33 entgegen einer vorspan­ nenden Drosselfeder 34 zur Führungsbuchse 8 hin öffnen kann. Stromab schließt sich an das Drosselventil 33 eine Längs­ bohrung 35 in der Kolbenstange 16 an, von der Querbohrungen 36 abzweigen, die in den Vorratsraum 25 münden. Oberhalb der Querbohrungen 36 ist um die Kolbenstange 16 herum ein Stützring 37 befestigt, an dem sich zur einen Sei­ te eine die Kolbenstange 16 und die Zylinderbuchse 19 koaxial umgebende Spannfeder 38 abstützt. Zur anderen Seite stützt sich die Spannfeder 38 an einer Anschlagkante 39 des Plattenteils 20 ab, so daß die Zylinderbuchse 19 und die Kolbenstange 16 aus­ einandergedrückt werden. Das Bodenteil 4 ist an seiner Außen­ seite 40 als Hals 41 ausgeformt, welcher ein Befestigungsauge 42 trägt.A straight jacket tube 1 of a hydraulic clamping element 2 has at a lower end 3 a bottom part 4 which closes the jacket tube 1 . At an upper end 5 , an edge 6 of the jacket tube 1 is flanged inwards. The edge 6 holds on one side on the inner wall 7 of the casing tube 1 , step-shaped hollow cylindrical Füh guide bushing 8 , the edge 6 engages a paragraph 9 of the step. At a short distance from the edge 6 to the other side, the guide bush 8 is held at a lower edge 10 by an inwardly facing bead 11 which is attached to the casing tube 1 and is designed as an annular groove. Due to the stepped shape of the guide bushing 8 , a guide bore 12 with a smaller and a receiving bore 13 with a larger diameter is formed. The receiving bore 13 serves as a seat for a rod sealing ring 14 , which sits flush on an end face 15 of the step. The guide bore 12 serves as a guide for a piston rod 16 projecting into the jacket tube 1 and coaxial to the jacket tube axis, of which only a lower section is shown. An inner sealing edge 17 of the shaft sealing ring 14 lies against the piston rod 16 in a sealing manner. An end 18 of the piston rod 16 facing the bottom part 4 of the casing tube 1 is immersed in a cylinder liner 19 which is arranged coaxially to the casing tube axis. The piston rod 16 is guided with tight play in the cylinder liner 19 . The cylinder liner 19 has in the vicinity of the bottom part 4 of the tubular casing 1 a plate part 20 , the outer surface 21 of which forms a spherical sliding surface. With the outer surface 21 of the plate part 20 , the cylinder sleeve 19 rests against an inner surface 22 of the bottom part 4 serving as a sliding surface, which has a spherical shape with the same curvature radius. The center 23 of the spherical shapes lies in the center of the center circumference of the hollow cylinder formed by the guide bore 12 . The inner wall 7 of the casing tube 1 delimits, with an outer wall 24 of the cylinder liner 19 and the piston rod 16, a storage space 25 which is filled with oil. By in the outer surface 21 of the plate part 20 sas channels 26 , the storage space 25 is connected to a Rückschlagven valve 27 , which is embedded in the plate part 20 coaxially to the tubular casing axis and can open to the piston rod 16 . A located at the end 18 of the piston rod 16 end face 28 bil det with an inner wall 29 of the cylinder liner 19 and the check valve 27 embedded in the plate part 20 a working space 30 from. In the end face 28 extends longitudinally a control bore 31 , which connects the working space 30 with a recessed in a recess 32 located at the end 18 , throttle valve 33 , wherein the throttle valve 33 can open against a preloading throttle spring 34 towards the guide bush 8 . Downstream of the throttle valve 33 there is a longitudinal bore 35 in the piston rod 16 , branching off from the transverse bores 36 which open into the storage space 25 . Above the transverse bores 36 , a support ring 37 is fastened around the piston rod 16 , on which, on the one hand, a tension spring 38, which coaxially surrounds the piston rod 16 and the cylinder sleeve 19, is supported. On the other hand, the tension spring 38 is supported on a stop edge 39 of the plate part 20 , so that the cylinder liner 19 and the piston rod 16 are pressed together. The bottom part 4 is formed on its outer side 40 as a neck 41 which carries a mounting eye 42 .

Wird die Kolbenstange 16 aus der Zylinderbuchse 19 herausbe­ wegt, wobei die Kolbenstange 16 soweit bewegt werden kann, bis der Stützring 37 an der Führungsbuchse 8 anschlägt, so öffnet sich das Rückschlagventil 27 im Plattenteil 20. Dabei wird aus dem Vorratsraum 25 Öl über die Kanäle 26 durch das Rückschlagventil 27 in den Arbeitsraum 30 gesaugt. Bei einer von außen auf die Kolbenstange 1 ausgeübten Druckkraft schließt das Rückschlagventil 27 und sofern die Druckkraft an der Kol­ benstange 16 größer ist als die Federkraft der Drosselfeder 34, öffnet das Drosselventil 33 gedrosselt, so daß Öl durch die Längsbohrung 35 und die Querbohrungen 36 in den Vorratsraum 25 überströmen kann. Die Bewegung der Kolbenstange 16 erfährt dadurch eine von der Vorspannung der Drosselfeder 34 und dem Durchmesser der Steuerbohrung 31 des Drosselventils 33 abhängige Dämpfung.If the piston rod moves out of the cylinder sleeve 19 herausbe 16, wherein the piston rod 16 can be moved so far, abuts on the guide bushing 8 to the support ring 37, so the check valve 27 opens in the plate part 20th In this case, oil is sucked from the reservoir 25 through the channels 26 through the check valve 27 into the working space 30 . When a pressure force exerted on the piston rod 1 from the outside closes the check valve 27 and if the pressure force on the piston rod 16 is greater than the spring force of the throttle spring 34 , the throttle valve 33 opens throttled so that oil through the longitudinal bore 35 and the transverse bores 36 in can flow over the storage space 25 . The movement of the piston rod 16 is thereby damped as a function of the preload of the throttle spring 34 and the diameter of the control bore 31 of the throttle valve 33 .

Claims (7)

1. Hydraulisches Spannelement für einen Hülltrieb, insbesondere Riementrieb, mit einer Kolbenstange, die von einem Ende aus in einer Zylinderbuchse verschiebbar eingesetzt ist, die am ande­ ren Ende durch ein Plattenteil verschlossen ist, welche mit der Kolbenstange einen Arbeitsraum für eine Dämpfungsflüssigkeit einschließt, der über ein Rückschlagventil mit einem Vorrats­ raum für die Dämpfungsflüssigkeit verbunden ist, wobei der Vor­ ratsraum die Zylinderbuchse außen umgibt, der seinerseits von einem Mantelrohr eingeschlossen ist, das an seinem unteren Ende durch ein Bodenteil verschlossen ist, auf das sich die Platte der Zylinderbuchse abstützt, und mit einer die Kolbenstange und die Zylinderbuchse in entgegengesetzte Richtungen beaufschla­ genden Spannfeder sowie mit einem an der Kolbenstange vorgese­ henen und zwischen Arbeits- und Vorratsraum wirkenden Däm­ pfungselement, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Mantelrohres (1) eine Führungsbuchse (8) befestigt ist zur Führung der Kolbenstange (16), deren unteres Ende mit möglichst engem Spiel in die Zylinderbuchse (19) ein­ taucht, die ihrerseits am Bodenteil (4) des Mantelrohres (1) schwimmend, und damit selbsteinstellend, gelagert ist.1.Hydraulic tensioning element for an enveloping drive, in particular a belt drive, with a piston rod which is slidably inserted from one end in a cylinder sleeve which is closed at the other end by a plate part which includes a working space for a damping fluid with the piston rod is connected via a non-return valve to a storage space for the damping fluid, the storage space surrounding the cylinder liner outside, which in turn is enclosed by a casing tube which is closed at its lower end by a base part on which the plate of the cylinder liner is supported, and with a tensioning spring acting on the piston rod and the cylinder liner in opposite directions, and with a damping element provided on the piston rod and acting between the working and storage space, characterized in that a guide bushing ( 8 ) is attached to the upper end of the casing tube ( 1 ) Is for guiding the piston rod ( 16 ), the lower end of which plunges as tightly as possible into the cylinder liner ( 19 ), which in turn is floating on the bottom part ( 4 ) of the casing tube ( 1 ) and is therefore self-adjusting. 2. Hydraulisches Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (8) am Mantelrohr (1) gehalten ist. 2. Hydraulic clamping element according to claim 1, characterized in that the guide bush ( 8 ) is held on the casing tube ( 1 ). 3. Hydraulisches Spannelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (8) zwischen einer als Sicke (11) ausge­ bildeten Ringnut und einem nach innen umgebördelten Rand (6) des Mantelrohrs (1) gehalten ist.3. Hydraulic tensioning element according to one of claims 1 or 2, characterized in that the guide bush ( 8 ) between an as a bead ( 11 ) formed out annular groove and an inwardly flanged edge ( 6 ) of the casing tube ( 1 ) is held. 4. Hydraulisches Spannelement, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement ein an dem in die Zylinderbuchse (19) eintauchenden unteren Ende (18) der Kolbenstange (16) angeord­ netes Drosselventil (33) ist, das durch eine Steuerbohrung (31) mit dem Arbeitsraum (30) und durch eine stromab gelegene Längs­ bohrung (35) und mehrere von dieser abzweigende Querbohrungen (36) mit dem Vorratsraum (25) verbunden ist.4. Hydraulic clamping element, according to one of claims 1 to 3, characterized in that the damping element is a on the in the cylinder sleeve ( 19 ) immersed lower end ( 18 ) of the piston rod ( 16 ) angeord netes throttle valve ( 33 ) by a Control bore ( 31 ) with the working space ( 30 ) and through a downstream longitudinal bore ( 35 ) and a plurality of branches branching off from this ( 36 ) is connected to the storage space ( 25 ). 5. Hydraulisches Spannelement, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Platten- (20) und Bodenteil (4) sich über kugelförmig ausgebildete Gleitflächen (21), (22) berühren, wobei der Mittel­ punkt (23) der kugelförmigen Gleitflächen (21), (22) auf der Längsmittelachse der Zylinderbuchse (19) in Höhe der Führungs­ buchse (8) liegt.5. Hydraulic clamping element, according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plate ( 20 ) and bottom part ( 4 ) touch via spherical sliding surfaces ( 21 ), ( 22 ), the center point ( 23 ) of the spherical sliding surfaces ( 21 ), ( 22 ) on the longitudinal central axis of the cylinder liner ( 19 ) at the level of the guide bush ( 8 ). 6. Hydraulisches Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfeder (38) die Zylinderbuchse (19) außen koaxial umgibt und zwischen dem Plattenteil (20) und einem mit der Kol­ benstange (16) verbundenen Stützring (37) eingespannt ist.6. Hydraulic tensioning element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the clamping spring (38) surrounding the cylinder liner (19) outwardly coaxial and between the plate member (20) and a benstange with the Kol (16) connected to support ring (37) is clamped. 7. Hydraulisches Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (27) im Plattenteil (20) angeordnet ist.7. Hydraulic tensioning element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the check valve ( 27 ) is arranged in the plate part ( 20 ).
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