JP2005526940A - Hydraulic tension device - Google Patents
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Abstract
液力式の緊張装置(1)であって、ピストン(6)がシリンダ(5)内で長手方向に案内されており、ピストン(6)とシリンダ(5)との間に形成されている漏洩ギャップ(13)に液圧式のリザーバ(17a)が設けられていること。A hydraulic tensioning device (1) in which a piston (6) is guided longitudinally in a cylinder (5) and is formed between the piston (6) and the cylinder (5) A hydraulic reservoir (17a) is provided in the gap (13).
Description
本発明は引っ張り部材伝動装置のための液圧式の緊張装置に関する。緊張装置は鉢形に形成された、一端にて位置不動ではあるが旋回可能に配置されたケーシングを有し、該ケーシング内の中央にケーシングの外壁に対し半径方向にずらして配置されたシリンダが配置されている。シリンダ内には長手方向に移動可能なピストンが案内され、該ピストンはシリンダの、液圧媒体で充たされた圧力室を片側で制限している。シリンダとは反対側の端部にてピストンは緊張ローラと間接的に結合されている。この緊張ローラは圧縮ばねによって助成されて、引っ張り部材伝動装置の引っ張り部材、特にベルトに支えられている。シリンダの圧力室は一方向弁により、半径方向でシリンダの外壁とケーシングの内壁との間に制限された円環状の内室から分離されている。この場合、円環状の内室は部分的に液圧媒体で充たされている。ピストン運動は圧力室と内室との間で容積交換を行なう。ピストンの運動方向に関連して液圧媒体の容積交換は一方向弁を介して又はピストンとシリンダとの間の形成される漏洩ギャップを介して行なわれる。 The present invention relates to a hydraulic tensioning device for a tension member transmission. The tensioning device has a bowl-shaped casing that is pivotally arranged at one end but is positionally movable, and a cylinder arranged in a radial direction with respect to the outer wall of the casing is arranged in the center of the casing. Has been. A piston movable in the longitudinal direction is guided in the cylinder, which restricts the pressure chamber of the cylinder filled with a hydraulic medium on one side. The piston is indirectly coupled to the tension roller at the end opposite to the cylinder. The tension roller is supported by a compression spring and is supported by a tension member, particularly a belt, of the tension member transmission. The pressure chamber of the cylinder is separated by a one-way valve from an annular inner chamber that is radially restricted between the outer wall of the cylinder and the inner wall of the casing. In this case, the annular inner chamber is partially filled with a hydraulic medium. Piston movement exchanges the volume between the pressure chamber and the inner chamber. In relation to the direction of movement of the piston, the volume exchange of the hydraulic medium takes place via a one-way valve or via a leakage gap formed between the piston and the cylinder.
発明の背景
DE4124500A1号明細書によれば先きに述べた構造の液圧式の引っ張り装置が公知である。このような液圧式の引っ張り装置は例えば水ポンプ、かじ取りサーボポンプ、空調コンプレッサ又は発電機のような装置を駆動するために内燃機関の引っ張り部材伝動装置にて用いられる。運転状態では緊張装置は内燃機関の他の構成部材同様加熱される。内燃機関が停止した状態では、個々の構成部分が冷えると、緊張装置内の圧力室の容積の縮小に基づき、漏洩ギャップ内にある液圧媒体は完全に圧力室内へ吸込まれ、付加的に空気が圧力室内へ吸込まれる。運転状態では緊張装置の圧力室における空気の封入は、圧縮可能な空気が緊張装置、ひいては緊張ローラの規定された位置状態を許さず、引っ張り部材のプレロードに不具合に作用すると共に緊張装置全体の騒音の発生の原因となるという欠点を有している。
BACKGROUND OF THE INVENTION According to DE 41 24 500 A1, a hydraulic tensioning device having the structure described above is known. Such hydraulic tensioning devices are used, for example, in tensioning member transmissions of internal combustion engines to drive devices such as water pumps, steering servo pumps, air conditioning compressors or generators. In the operating state, the tensioning device is heated like the other components of the internal combustion engine. With the internal combustion engine stopped, when the individual components cool down, the hydraulic medium in the leakage gap is completely sucked into the pressure chamber based on the reduction in the volume of the pressure chamber in the tensioning device, and additionally air Is sucked into the pressure chamber. In the operating state, air is sealed in the tensioning chamber's pressure chamber so that compressible air does not allow the tensioning device, and thus the tensioning roller, to be in a defined position, which can cause preloading of the tension member and cause noise in the entire tensioning device. Has the disadvantage of causing the occurrence of
発明の概要
本発明の課題は温度の影響とは無関係に作用が保証される液圧的に作用する緊張装置を実現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to realize a hydraulically acting tensioning device whose action is guaranteed irrespective of the influence of temperature.
したがって本発明によれば液圧媒体リザーバをシリンダとピストンとの間の漏洩ギャップの領域にて、つまり圧力室に対し前置された低圧ゾーンにて配置することが提案されている。このリザーバは、緊張装置の運転状態と停止状態との間の極端な温度差で発生する圧力室の容積変化も補償され得るように設計されるか又は構成される。リザーバの適当な大きさにより、シリンダの圧力室に負圧が発生することのある緊張装置の冷却期(内燃機関の停止状態)で漏洩ギャップが空になることが阻止される。これにより、液圧媒体リザーバは効果的にいわゆる空行程、つまり運転状態で緊張装置の働きに不具合をもたらす圧力室における空気封入を回避する。空行程は緊張装置の働きを妨げる。その原因は緊張装置の冷却過程の間、すなわち内燃機関が停止した状態でシリンダの圧力室に負圧が発生することにある。この場合、負圧は一方向弁を開放するには不十分である。むしろ負圧は漏洩ギャップに封入された液圧媒体を補充吸引する。漏洩ギャップが空になるまで吸引されると、空気はケーシングの内室から漏洩ギャップを介し圧力室に侵入する。この空気は緊張装置の先きに述べた空行程を惹起する。 Therefore, it has been proposed according to the invention to arrange the hydraulic medium reservoir in the region of the leakage gap between the cylinder and the piston, i.e. in the low pressure zone which is placed in front of the pressure chamber. This reservoir is designed or configured so that pressure chamber volume changes caused by extreme temperature differences between the operating state and the stopped state of the tensioning device can also be compensated. The appropriate size of the reservoir prevents the leakage gap from being emptied during the cooling period of the tensioning device (in a state where the internal combustion engine is stopped), which can generate negative pressure in the pressure chamber of the cylinder. Thereby, the hydraulic medium reservoir effectively avoids so-called idle stroke, i.e. air entrapment in the pressure chamber which causes malfunctions in the operation of the tensioning device in the operating state. The air travel hinders the work of the tensioning device. The cause is that negative pressure is generated in the pressure chamber of the cylinder during the cooling process of the tensioning device, that is, when the internal combustion engine is stopped. In this case, the negative pressure is insufficient to open the one-way valve. Rather, the negative pressure replenishes and sucks the hydraulic medium enclosed in the leakage gap. When sucked until the leakage gap becomes empty, air enters the pressure chamber from the inner chamber of the casing through the leakage gap. This air causes the air travel described above of the tensioning device.
圧力室に封入された、圧縮可能な空気は引っ張り部材に対する緊張ローラの一義的な支持を妨げる。むしろ引っ張り部材の規定されないプレロードをもたらし、その結果として不都合な騒音の発生、引っ張り部材のすべり及びこれに伴う摩滅を発生させる。圧力室に封入された空気は複数の行程後、すなわちシリンダにおけるピストンの複数回の調節後はじめて排出される。 The compressible air enclosed in the pressure chamber prevents unambiguous support of the tensioning roller against the tension member. Rather, it results in undefined preloading of the tension member, resulting in undesirable noise generation, slippage of the tension member and attendant wear. The air enclosed in the pressure chamber is only discharged after a plurality of strokes, i.e. after a plurality of adjustments of the piston in the cylinder.
本発明の有利な構成は従属請求項2から13までに記載されている。
Advantageous configurations of the invention are described in the
リザーバとしてはシリンダの内壁に少なくとも1つの環状の溝が設けられると有利である。適宜の液圧媒体リザーバとしては選択的にピストンの周面に溝を設けることもできる。 The reservoir is advantageously provided with at least one annular groove in the inner wall of the cylinder. As an appropriate hydraulic medium reservoir, a groove can be selectively provided on the peripheral surface of the piston.
さらに本発明による液圧媒体リザーバはシリンダに配置された溝とピストン溝との組合せで形成することもできる。 Furthermore, the hydraulic medium reservoir according to the invention can also be formed by a combination of a groove and a piston groove arranged in the cylinder.
組立に関して特に有利な液圧媒体リザーバの構成はシリンダ内の溝及び/又はピストン内の溝を波線形に形成することである。この処置はシリンダへのピストンの妨げられない軸方向の挿入を可能にする。この場合、ピストンは行程を制限するために、ピストン溝に配置され、半径方向にプレロードのかけられたスナップリングを有している。このスナップリングは組込み状態でシリンダにおける突出した輪郭と協働してピストンの行程を制限する。波線形の溝として構成された液圧媒体リザーバは、半径方向にプレロードのかけられたスナップリングの意図しないロックを防止する。 A particularly advantageous construction of the hydraulic medium reservoir with respect to assembly is to form a groove in the cylinder and / or a groove in the piston in a wavy manner. This procedure allows unimpeded axial insertion of the piston into the cylinder. In this case, the piston has a snap ring which is arranged in the piston groove and preloaded in the radial direction in order to limit the stroke. This snap ring, in combination, cooperates with the protruding profile in the cylinder to limit the stroke of the piston. A hydraulic medium reservoir configured as a wavy groove prevents unintentional locking of the radially preloaded snap ring.
液圧媒体リザーバを形成する波線形に形成された溝とは択一的に、シリンダの内壁に螺線形に形成された循環する溝も液圧媒体リザーバとしては適している。 As an alternative to the wavyly formed groove forming the hydraulic medium reservoir, a circulating groove formed spirally on the inner wall of the cylinder is also suitable as the hydraulic medium reservoir.
半径方向にプレロードのかけられたスナップリングの不具合なロックを回避した組立の簡易化を実現する別の処置としては、一方向弁に向けられたリザーバの溝壁に環状の面取り部もしくは丸味の付けられた移行領域を設けることが適している。このような溝壁は半径方向にプレロードのかけられたスナップリングが溝内に係止されたあとで、ピストンが引続き押込まれた場合にスナップリングを自動的にピストン溝内へ、つまり半径方向内方へ移動させることを可能にする。 Another measure for simplifying assembly that avoids a malfunctioning lock on the radially preloaded snap ring is to use an annular chamfer or rounded groove wall in the reservoir facing the one-way valve. It is suitable to provide a designated transition area. Such a groove wall automatically snaps the snap ring into the piston groove, i.e. in the radial direction, when the piston is continuously pushed in after the radially preloaded snap ring is locked in the groove. It is possible to move toward.
本発明の構成の多様性はさらに、一緒になって液圧媒体リザーバを形成する軸方向で段階的に配置された複数の溝を設けることにある。構成部材強度を維持するためには、リザーバを形成する寸法の大きな1つの溝の代りに寸法の小さい、有利には軸方向に階段状に配置された複数の溝をシリンダ内及び/又はピストンの周壁に設けることが有利である。 A variety of configurations of the present invention further includes providing a plurality of axially stepped grooves that together form a hydraulic medium reservoir. In order to maintain the strength of the component parts, instead of one large groove forming the reservoir, a plurality of small, preferably axially stepped grooves are arranged in the cylinder and / or of the piston. It is advantageous to provide it on the peripheral wall.
本発明の別の変化実施例では、リザーバとしてシリンダの端面と内壁との間に斜め面取りされた移行領域又は導入面取り部が設けられている。このためには有利には、シリンダにおいて必要な導入斜面又は導入面取り部を適当に拡大することができる。このためには面取り部がα≧10°である角度αで延在していると有利である。 In another variant of the invention, the reservoir is provided with a transition area or introduction chamfer that is beveled between the end face and the inner wall of the cylinder. For this purpose, it is advantageous to appropriately enlarge the introduction slope or chamfer required in the cylinder. For this purpose, it is advantageous if the chamfer extends at an angle α where α ≧ 10 °.
本発明の別の有利な実施例では液圧媒体リザーバとして単数又は複数の、有利には半径方向に又は斜めにピストンに形成された孔が設けられている。このようなリザーバはピストンの強度に不都合な影響を及ぼすこともなく、又このようなリザーバは変更された組立を必要とすることもない。 In another advantageous embodiment of the invention, the hydraulic medium reservoir is provided with one or more holes, preferably radially or diagonally, formed in the piston. Such a reservoir does not adversely affect the strength of the piston, and such a reservoir does not require modified assembly.
本発明による緊張装置においては、シリンダにおけるピストンの位置とは無関係にリザーバが常に漏洩ギャップの領域に留まるように構成されている。この処置では漏洩ギャップが十分な液圧媒体容積を有し、ひいては不具合な空行程が効果的に回避される。 The tensioning device according to the invention is configured such that the reservoir always remains in the region of the leakage gap regardless of the position of the piston in the cylinder. In this procedure, the leakage gap has a sufficient hydraulic medium volume, and thus a defective idle stroke is effectively avoided.
さらに液圧媒体リザーバとしては円筒形に構成された皿鉢形が適している。カラーとして形成された個別の構成部分は、形状接続的にかつ/又は摩擦接続的にシリンダに固定され、シリンダを軸方向に延長する。皿鉢体はシリンダの軸方向の延長部を成し、容積の大きな、円環状のリザーバを形成する。このリザーバはピストンシリンダユニットの強度に不都合な影響を及ぼすことも、組立に不利な影響を及ぼすこともない。 Furthermore, a cylindrical bowl-shaped dish is suitable as the hydraulic medium reservoir. The individual components formed as collars are fixed to the cylinder in a shape connection and / or friction connection and extend the cylinder in the axial direction. The dish bowl body is an extension of the cylinder in the axial direction, and forms a large-volume annular reservoir. This reservoir does not adversely affect the strength of the piston cylinder unit or adversely affect assembly.
図面についての詳細な説明
図1には鉢状の回転対称的に形成されたケーシング2を有する液圧機械式に作用する緊張装置1が示されている。このケーシング2は固定アイ3を介し定位置に、しかし旋回可能に、例えば図1に図示されていない内燃機関に固定されている。外壁4に対し間隔をおいてケーシング内にはシリンダ5が同心的に挿入されている。このシリンダ5内にはピストンが長手方向に移動可能に案内されている。端面側にて圧力室7を制限するピストン6は圧力室7とは反対側の端部に固定アイ8を備えている。この固定アイ8は直接又は間接的に緊張ローラと協働する。この緊張ローラは引っ張り部材伝動装置の引っ張り部材、特にベルトを緊張する。緊張ローラの伝力的な負荷はコイル圧縮ばね9で行なわれる。このコイル圧縮ばね9は第1のばね端でケーシング2の底10に支えられかつ対向する第2のばね端で、固定アイ8にもしくはピストン6と一体に結合されたばね支え11に支えられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a
円環状に形成された、シリンダ5を取囲むケーシング2の内室12の底10に向けられた領域は圧力室7同様、液圧媒体で充たされている。ピストンの調節運動、つまりピストンの行程(矢印を参照)に際し、圧力室7と内室12との間では容積交換が行なわれる。圧力室7を減じるピストン6の調節運動はピストン9の外周面14とシリンダ5の内壁15との間に付与される漏洩ギャップ13を介して液圧媒体を押し除ける。反対方向の、圧力室7を拡大するピストンの調節運動により液圧媒体は内室12から、シリンダの端部側、つまり底10の領域に配置された一方向弁16を介し圧力室7へ補充流入する。
A region formed in an annular shape and directed toward the bottom 10 of the
本発明によれば漏洩ギャップ13の領域にはリザーバ17aが設けられている。このためにはシリンダ5の内壁15は環状のリング溝を有している。このリング溝は緊張装置1の運転状態では液圧媒体で充たされている。静止状態では、つまり例えば内燃機関が停止している状態では、緊張装置1が冷える結果、圧力室7内に負圧が発生する。この負圧は液圧媒体を一方向弁を介し補充吸引するには十分ではないが、液圧媒体で充たされた漏洩ギャップ13からは液圧媒体を吸い出してこれを空にする。さらに負圧を補償するために空気が引続き漏洩ギャップ13を介し圧力室へ達する惧れがある。圧力室7内に封入された空気はいわゆる空行程をもたらす。この空行程は緊張装置1の運転状態で引っ張り部材の規定された予備緊張を、圧力室7内に圧縮可能に封入された空気に基づき可能にしない。本発明によるリザーバ17aは、緊張装置1に極端な温度が作用した場合でもリザーバ17aが効果的に、圧力室7への空気の侵入を阻止するように設計されている。したがってリザーバ17aに封入された液圧媒体は効果的に圧力室7における温度に基づく液圧媒体必要量を補償する。
According to the invention, a
さらに緊張装置1はピストン6とシリンダ5との間に設けられたリミットストッパ18を有している。このためには半径方向にプレロードのかけられたスナップリング19がピストン6のリング溝20内に配置されている。このスナップリング19は組立状態でシリンダ5の段部21に係止させられる。組立てるためにはシリンダ5は端面側に導入傾斜面22を備え、この導入傾斜面22はピストン6をシリンダ5内へ押込む場合に、スナップリング19を半径方向内方へリング溝20内へ押込む。その際、スナップリング19は段部21に達したあと自動的に拡張し、リミットストッパ18における確実な行程制限を保証する。
Furthermore, the
図2から7までには本発明による液圧媒体リザーバの種々の構成が示されている。この場合、液圧媒体リザーバは緊張装置の拡大された詳細と関連して図示されている。 2 to 7 show various configurations of a hydraulic medium reservoir according to the present invention. In this case, the hydraulic medium reservoir is illustrated in connection with an enlarged detail of the tensioning device.
図2には図1に既に記載したリザーバ17aの他にピストン6に配置された第2の液圧媒体リザーバ17bを有する緊張装置1の1部が示されている。この処置は漏洩ギャップ13に付与されかつ圧力室7にて真空が発生した場合に補充流入できる液圧媒体量を増大する。さらにリザーバ17aはシリンダ5へピストン6を組込む場合、つまり押込む場合にスナップリング19が溝として構成されたリザーバ17a内に持続的には係止されないように構成されている。このためには圧力室7に向いた壁は丸味の付けられた移行領域23を備えている。
FIG. 2 shows a part of the
図3に示されたリザーバはピストン6とシリンダ5とにおける、寸法の小さなそれぞれ2つのリザーバ17a,17bによって形成されている。合致するように軸方向で間隔をおいて配置され、総容積が圧力室7の最大可能な補充吸引容積を上回っているリザーバ17a,17bは強度、例えばシリンダ5の強度を損なわない。
The reservoir shown in FIG. 3 is formed by two
図4と5にはシリンダ5の1部の半分が断面図で示されている。リザーバ17c,17dの位置と形状は、ピストン6と結合されたスナップリング19がリザーバ17c,17dに係止することを回避する。このためには図4には周面を波線形に延びてリザーバ17cを形成する溝が示されている。図5ではリザーバ17dは螺線形に内壁15を延びる溝の形で形成されている。
4 and 5 show a half of one part of the
図6によればリザーバ17eは図1についての記述ですでに説明したようにシリンダ5へのピストン6の組立、導入を簡易化する拡大された導入傾斜面22を成している。リザーバ17eは有利には楔形もしくは3角形の横断面を有しており、シリンダ5の製作プロセスで費用的に有利に製作することができる。
According to FIG. 6, the
図7には2つの異なって形成されたリザーバ17f,17gを有するシリンダ5とピストン6とが部分的に示されている。この場合、リザーバ17fはピストン6に半径方向に又は斜めに傾けられて設けられた孔から形成されている。このためには単数又は複数の盲孔以外にも、単数又は複数の貫通孔も適している。リザーバ17gは個別の円筒形の構成部分によって形成されている。この構成部分はばね支え11に向かってシリンダ5を軸方向に延長するカラー25として構成されている。カラー25は半径方向で円環状に形成されたリザーバ17gを制限している。この場合、カラー25はシリンダ5の外側輪郭に摩擦接続で固定されるか又は解離不能に、例えばろう付け又は溶接でシリンダ5に結合されていることができる。半径方向内方へ向けられてカラー25に形成された押込み変形***部26はカラー25の組込み位置を決定する。有利にはカラー25は端部側に、半径方向内方へ向けられた折曲げ部27を備えている。
FIG. 7 partially shows a
本発明によれば緊張装置1は先きに記述した種々の構成の液圧媒体リザーバ17aから17gまでを備えていることができる。この場合には種々異なるリザーバの任意の組合せも可能である。
According to the invention, the
1 緊張装置、 2 ケーシング、 3 固定アイ、 4 外壁、 5 シリンダ、 6 ピストン、 7 圧力室、 8 固定アイ、 9 コイル圧縮ばね、 10 底、 11 ばね支え、 12 内室、 13 漏洩ギャップ、 14 外周面、 15 内壁、 16 一方向弁、 17a リザーバ、 17b リザーバ、 17c リザーバ、 17d リザーバ、 17e リザーバ、 17f リザーバ、 17g リザーバ、 18 リミットストッパ、 19 スナップリング、 20 リング溝、 21 段部、 22 導入斜面、 23 移行領域、 24 端面、 25 カラー、 26 押込み***部、 27 折曲げ部
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