WO2012019801A1 - Druckbegrenztes hydraulisch gedämpftes spannsystem - Google Patents

Druckbegrenztes hydraulisch gedämpftes spannsystem Download PDF

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WO2012019801A1
WO2012019801A1 PCT/EP2011/058481 EP2011058481W WO2012019801A1 WO 2012019801 A1 WO2012019801 A1 WO 2012019801A1 EP 2011058481 W EP2011058481 W EP 2011058481W WO 2012019801 A1 WO2012019801 A1 WO 2012019801A1
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piston
damping element
reservoir
pressure chamber
hydraulic fluid
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PCT/EP2011/058481
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Inventor
Marco Kowalski
Thomas Kraft
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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    • F16H7/0836—Means for varying tension of belts, ropes, or chains with vibration damping means of the fluid and restriction type, e.g. dashpot
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    • F16H2007/0889—Path of movement of the finally actuated member
    • F16H2007/0891—Linear path

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulically damped tensioning system which is used for tensioning a traction means in an aggregate or timing drive of an internal combustion engine.
  • the structure comprises a piston rod whose associated piston is displaceably guided in a cylinder bush closed on the bottom side by a one-way valve and which jointly delimit a pressure chamber filled with hydraulic fluid.
  • the piston designed as a hollow body encloses a reservoir for the hydraulic fluid, wherein the reservoir communicates with a reservoir which surrounds the cylinder liner on the outside, which in turn is enclosed by a jacket tube.
  • the tensioning system also includes a compression spring biasing the piston rod and the cylinder liner in opposite directions.
  • hydraulic fluid can flow via the bottom-side one-way valve of the cylinder liner from the reservoir into the pressure chamber.
  • Hydraulically damped clamping systems are preferably used to drive ancillaries such as. Coolant pump, generator or air compressor of an internal combustion engine.
  • the drive takes place from the crankshaft of the internal combustion engine pulleys of the respective auxiliary units.
  • a belt of the traction mechanism drive comprises a clamping system.
  • a uniformly high belt tension can be ensured to a detrimental slippage between the belt and the drive or driven pulleys of the traction drive.
  • Another object of the clamping systems is to effectively damp occurring oscillations of the traction mechanism drive.
  • a hydraulically damped tensioning system is preferably suitable, in which the damping takes place via a leakage gap which is established between the lateral surface of the piston and an inner wall of the cylinder.
  • a hydraulically damped tensioning system which comprises a cylinder housing in which a piston is guided.
  • This piston-cylinder arrangement is enclosed by a compression spring, which exerts an expanding force between the piston and the cylinder.
  • the pressure chamber delimiting components, the piston and the cylinder are enclosed by an outer, cup-shaped molded jacket housing whose annular interior forms the non-pressurized reservoir for the hydraulic fluid of the clamping system.
  • the retraction movement of the piston is damped by displacing a subset of the hydraulic fluid present in the pressure chamber via a leakage gap damping into the reservoir, the shear forces in the hydraulic fluid generating the damping.
  • an opposing actuating movement of the piston takes place virtually unattenuated, with hydraulic fluid flowing from the pressure chamber into the reservoir via a non-return valve opening in the process.
  • the object of the present invention is to provide a hydraulically damped clamping system with which a largely constant bias of the traction means can be realized in the operating state.
  • This problem is solved on the basis of a hydraulic damped tensioning system according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features.
  • the following dependent claims give advantageous developments of the invention.
  • the construction according to the invention of the hydraulically damped tensioning system in particular for an aggregate traction mechanism drive, comprises as a damping element a spring-loaded, cylindrical bolt which is integrated in the piston designed as a hollow body.
  • the bolt which can be sealed off via a sealing seat and has at least one flow groove or longitudinal groove on the outside, is provided on both sides, on the pressure chamber side and the reservoir side, with support elements in an operative connection, which enable fluid flow.
  • This design concept allows a defined pressure-dependent opening of the damping element, whereby a desired constant bias of the traction device is set in the operating state of the traction mechanism drive.
  • the limitation of the compressive force via the piston formed as a hollow body, which is sealed in connection with the damping element, a cylindrical bolt, on a through-flowing sealing element or support element. If the pressure in the pressure chamber of the clamping system rises when the piston is retracted and exceeds the maximum permissible or set damping, then the damping element, also referred to as the opening element, is pressed within the piston in the direction of the reservoir, whereby a pressure equalization occurs. As soon as the pressure in the pressure chamber of the clamping system decreases, the compression spring moves the damping element.
  • This pressure-limiting effect mode advantageously takes no effect on the function of the one-way valve used on the bottom side in the cylinder liner, can be sucked via the hydraulic fluid from the reservoir into the pressure chamber.
  • the invention makes it possible by means of a variably adjustable opening pressure of the damping element to optimally adjust the damping force to the respective traction mechanism drive.
  • the opening pressure can thus be adjusted depending on the application and the damping force required for the traction drive.
  • the opening behavior or the opening pressure of the damping element can be variably influenced by the force of the spring integrated in the piston and acting on the damping element in the direction of the sealing seat. A fine-tuning or a further influence on the opening force can be done by changing the surface of the damping element acted upon by the hydraulic pressure.
  • the damping element according to the invention can preferably be used in addition to a leak gap damping, in which hydraulic fluid from the pressure chamber is displaced into the reservoir via the leakage gap, which also occurs as the annular gap, between the piston and cylinder.
  • the damping force of the leakage gap causing a laminar slit damping in hydraulically damped tensioning systems is determined by the operating temperature and the adjusting movement of the piston. In particular, in the starting phase of the internal combustion engine and at low ambient temperatures, it can lead to disadvantageously high forces, combined with a disadvantageously increased load on individual units of the traction drive.
  • the invention makes a contribution to reducing the CO 2 emission of the internal combustion engine, due to a self-adjusting reduced fuel consumption of the internal combustion engine.
  • a spring-loaded, by a sealing seat sealed Dämp- tion element is provided with at least one outer Strömungnut- or longitudinal groove as a pressure limiting.
  • a damping element is preferably a cylindrical pin, which is integrated in the piston and the pressure chamber side and the reservoir side cooperates with through-flow support elements.
  • the sealing effect of the sealing seat improving is further provided according to the invention, that the cylindrical bolt, the damping element, engages positively on the pressure chamber side with a conical approach in a central opening of the perforated disc.
  • the cylindrical bolt includes on the outside a plurality of peripherally distributed flow grooves or longitudinal grooves.
  • the designed as a hollow piston comprises position offset to the damping element at least one passage, which establishes a connection between the reservoir and the storage space.
  • a plurality of circumferentially distributed introduced into the piston bores are provided as overrides to allow regardless of the installation position of the clamping system, a backflow of the hydraulic fluid from the reservoir into the reservoir.
  • the compression spring used to act on the damping element inside the piston is supported on a separate lock washer or on an inner shelf of the piston in the region of the reservoir, away from the piston. Independently of the support, it is ensured that it does not adversely affect the hydraulic fluid flowing into the reservoir, a pressure limitation.
  • the damping element or the cylindrical bolt, the perforated disc and the lock washer are preferably made of steel or a plastic.
  • flow extrusion, sintering or injection molding is suitable for producing the damping element.
  • the hole and lock washer are preferably made by a non-cutting process, stamping or deep drawing.
  • all components except for the compression spring of the valve unit or the valve assembly can be produced by a non-cutting process.
  • a punching or deep drawing process with which the items are inexpensive to produce.
  • Another cost advantage can be realized by the possibility of pre-assembly of the valve assembly, which can be used as a unit in the damping piston.
  • FIG. 1 is a sectional view of an inventively designed, hydraulically damped clamping system
  • FIG. 2 on an enlarged scale, the detail Z of FIG. 1;
  • Fig. 4 in a single part drawing the perforated disc, which forms the sealing seat in connection with the damping element.
  • a hydraulically damped clamping system which comprises a cylinder liner 2, in which a piston 3 is guided linearly displaceable.
  • the piston 3 is connected to a support unit 5 via an end section, which can also be referred to as a piston rod 4.
  • the components cylinder liner 2, piston 3 and piston rod 4 are each designed as Blechumformteil.
  • a piston-cylinder liner unit radially spaced enclosing, forming a reservoir 6 jacket tube 7, the cylinder liner 2 is inserted.
  • an elastic bellows 8 is provided for sealing tion of the storage space relative to the support unit 5.
  • the piston-cylinder sleeve unit is surrounded by a compression spring 9, which is inserted between the support unit 5 and the cylinder liner 2.
  • the compression spring 9 effects via fastening heads 10, 1 connected to the support unit 5 and the cylinder liner 2 an expansion force between a fixed point of articulation and a tensioning roller, for example connected to the tensioning system 1, not shown in FIG.
  • damping means are provided in the piston 3 and in cooperation with the cylinder liner 2.
  • a filled with a hydraulic fluid pressure chamber 12 is bounded by the cylinder liner 2 and the piston 3.
  • a partial amount of the hydraulic fluid from the pressure chamber 12 is displaced.
  • the hydraulic fluid flows through a self-adjusting gap 6, which is partly filled with hydraulic fluid, via a leakage gap 13 which is established between the lateral surface of the piston 3 and an inner wall of the cylinder liner 2.
  • the clamping system 1 comprises a pressure limiter, consisting of a spring-loaded , in the piston 3 integrated damping element 15.
  • the damping element 15 comprises a plurality of externally introduced flow grooves 22 and forms the front side a cone portion 17, which forms a sealing seat 19 in conjunction with a central opening 24 of the perforated disc 18.
  • a sealing seat 19 As a measure to increase a contact surface In the area of the sealing seat 19, it is appropriate to provide the perforated disc 18 in the region of the central opening 24 with a circumferential chamfer.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch gedämpftes Spannsystem (1), das zum Spannen eines Zugmittels in einem Aggregate- oder Steuertrieb einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Das Spannsystem (1) umfasst eine Kolbenstange (4), deren zugehöriger Kolben (3) in einer bodenseitig durch ein Einwegventil (14) verschlossenen Zylinderbuchse (2) verschiebbar geführt ist. Der Kolben (3) und die Zylinderbuchse (2) begrenzen gemeinsam einen mit Hydraulikfluid gefüllten Druckraum (12). Der als Hohlkörper ausgebildete Kolben (3) schließt weiterhin ein zur Aufnahme von Hydraulikfluid bestimmtes Reservoir (16) ein, das mit einem die Zylinderbuchse (2) außen umgebenden Vorratsraum (6) in Verbindung steht, wobei der Vorratsraum (6) von einem Mantelrohr (7) umschlossen ist. Das Spannsystem (1) umfasst außerdem eine die Kolbenstange (4) und die Zylinderbuchse (2) in entgegengesetzte Richtungen beaufschlagende Druckfeder (9). Zur Dämpfung einer das Spannsystem (1) komprimierenden Stellbewegung wird Hydraulikfluid aus dem Druckraum (12) über einen sich zwischen dem Kolben (3) und der Zylinderbuchse (2) bildenden Leckspalt (13) in den Vorratsraum (6) verdrängt. Bei einer entgegengesetzten Stellbewegung strömt Hydraulikfluid über das bodenseitige Einwegventil (14) der Zylinderbuchse (2) aus dem Vorratsraum (6) in den Druckraum (12). Zur Druckbegrenzung ist in dem Kolben (3) ein Dämpfungselement (15) integriert, das reservoirseitig federkraftbeaufschlagt ist und druckraumseitig mit einem Stützelement einen Dichtsitz (19) bildet. Bei einem Druckniveau im Druckraum (12), das die Kraft einer das Dämfungselement (15) beaufschlagenden Druckfeder (20) übersteigt, hebt das Dämpfungselement (15) vom Dichtsitz (19) ab, wodurch Hydraulikfluid zusätzlich aus dem Druckraum (12) in das Reservoir (16) abgesteuert wird.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Druckbegrenztes hydraulisch gedämpftes Spannsystem Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisch gedämpftes Spannsystem, das zum Spannen eines Zugmittels in einem Aggregate- oder Steuertrieb einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Der Aufbau umfasst eine Kolbenstange, deren zugehöriger Kolben in einer bodenseitig durch ein Einwegventil verschlossenen Zylinderbuchse verschiebbar geführt ist und die gemeinsam einen mit Hydraulikfluid gefüllten Druckraum begrenzen. Der als Hohlkörper ausge- bildete Kolben schließt ein Reservoir für das Hydraulikfluid ein, wobei das Reservoir mit einem die Zylinderbuchse außen umgebenden Vorratsraum in Verbindung steht, der seinerseits von einem Mantelrohr umschlossen ist. Das Spannsystem umfasst außerdem eine die Kolbenstange und die Zylinderbuchse in entgegengesetzte Richtungen beaufschlagende Druckfeder. Zur Dämp- fung von Stellbewegungen des Spannsystems wird eine Teilmenge des Hydraulikfluids aus dem Druckraum über einen sich zwischen dem Kolben der Zylinderbuchse bildenden Leckspalt und / oder über ein im Kolben integriertes Dämpfungselement in das Reservoir verdrängt. Bei einer entgegengesetzten Stellbewegung kann Hydraulikfluid über das bodenseitige Einwegventil der Zylinderbuchse aus dem Vorratsraum in den Druckraum einströmen.
Hydraulisch gedämpfte Spannsysteme werden bevorzugt zum Antrieb von Nebenaggregaten wie bspw. Kühlmittelpumpe, Generator oder Klimakompressor einer Brennkraftmaschine eingesetzt. Der Antrieb erfolgt dabei von der Kurbel- welle der Brennkraftmaschine auf Riemenscheiben der jeweiligen Nebenaggregate. Zur Sicherstellung einer ausreichenden Vorspannung des Zugmittels, eines Riemens umfasst der Zugmitteltrieb ein Spannsystem. Damit kann eine gleichmäßig hohe Riemenvorspannung sicherstellt werden, um einen nachteili- gen Schlupf zwischen dem Riemen und den An- oder Abtriebsriemenscheiben des Zugmitteltriebs zu vermeiden. Eine weitere Aufgabe der Spannsysteme besteht darin, auftretende Schwingungen des Zugmitteltriebs wirksam zu dämpfen. Dazu eignet sich bevorzugt ein hydraulisch gedämpftes Spannsys- tem, bei dem die Dämpfung über einen sich zwischen der Mantelfläche des Kolbens und einer Innenwandung des Zylinders einstellenden Leckspalt erfolgt.
Aus der US 4,719,801 ist ein hydraulisch gedämpftes Spannsystem bekannt, das ein Zylindergehäuse umfasst, in dem ein Kolben geführt ist. Diese Kolben- Zylinder-Anordnung wird von einer Druckfeder umschlossen, die eine Spreizkraft zwischen dem Kolben und dem Zylinder ausübt. Die einen Druckraum begrenzenden Bauteile, der Kolben sowie der Zylinder, werden von einem äußeren, becherartigen geformten Mantelgehäuse umschlossen, dessen ringför- miger Innenraum den drucklosen Vorratsraum für das Hydraulikfluid des Spannsystems bildet. Die Einfahrbewegung des Kolbens erfolgt gedämpft, indem eine Teilmenge des im Druckraum vorhandenen Hydraulikfluids über eine Leckspaltdämpfung in den Vorratsraum verdrängt wird, wobei die Scherkräfte im Hydraulikfluid die Dämpfung erzeugen. Dagegen erfolgt eine entgegenge- setzte Stellbewegung des Kolbens nahezu ungedämpft, wobei Hydraulikfluid über ein sich dabei öffnendes Rückschlagventil vom Druckraum in das Reservoir strömt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein hydraulisch gedämpftes Spannsystem zu schaffen, mit dem eine weitestgehend konstante Vorspannung des Zugmittels im Betriebszustand realisiert werden kann. Diese Problemstellung wird ausgehend von einem hydraulischen gedämpften Spannsystem gemäß dem Obergriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Der erfindungsgemäße Aufbau des hydraulisch gedämpften, insbesondere für einen Aggregate-Zugmitteltrieb bestimmten Spannsystems umfasst als Dämpfungselement einen federkraftbeaufschlagten, zylindrischen Bolzen, der in dem als Hohlkörper gestalteten Kolben integriert ist. Im Einbauzustand steht der über einen Dichtsitz abdichtbare, außenseitig zumindest eine Strömungsnut oder Längsnut aufweisende Bolzen beidseitig, druckraumseitig und reservoir- seitig, mit Stützelementen in einer Wirkverbindung, die eine Fluidströmung ermöglichen. Dieses konstruktive Konzept ermöglicht eine definierte druckab- hängige Öffnung des Dämpfungselementes, wodurch sich eine gewünschte konstante Vorspannung des Zugmittels im Betriebszustand des Zugmitteltriebs einstellt.
Die Begrenzung der Druckkraft erfolgt über den als Hohlkörper ausgebildeten Kolben, der in Verbindung mit dem Dämpfungselement, einem zylindrischen Bolzen, an einem durchströmenden Dichtungselement bzw. Stützelement abgedichtet ist. Steigt der Druck im Druckraum des Spannsystems beim Einfahren des Kolbens und übersteigt die maximal zulässige bzw. eingestellte Dämpfung, so wird das auch als Öffnungselement zu bezeichnende Dämpfungselement innerhalb des Kolbens in Richtung des Reservoirs gedrückt, wodurch ein Druckausgleich entsteht. Sobald der Druck im Druckraum des Spannsystems nachlässt, verschiebt die Druckfeder das Dämpfungselement. Diese die Druckkraft begrenzende Wirkungsweise nimmt vorteilhaft keinen Einfluss auf die Funktion des bodenseitig in der Zylinderbuchse eingesetzten Einwegventils, über das Hydraulikfluid aus dem Vorratsraum in den Druckraum angesaugt werden kann.
Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung durch einen variabel einstellbaren Öffnungsdruck des Dämpfungselementes eine optimale Abstimmung der Dämpf- kraft auf den jeweiligen Zugmitteltrieb. Der Öffnungsdruck kann folglich abhängig von der Anwendung und der für den Zugmitteltrieb benötigten Dämpfkraft eingestellt werden. Das Öffnungsverhalten bzw. der Öffnungsdruck des Dämpfungselementes ist von der Kraft der im Kolben integrierten, das Dämpfungselement in Richtung des Dichtsitzes beaufschlagenden Feder variabel beeinflussbar. Eine Feinabstimmung bzw. eine weitere Einflussnahme auf die Öffnungskraft kann durch Verändern der mit dem Hydraulikdruck beaufschlagten Fläche des Dämpfungselementes erfolgen.
Das erfindungsgemäße Dämpfungselement kann bevorzugt ergänzend zu einer Leckspaltdämpfung eingesetzt werden, bei der Hydraulikfluid aus dem Druckraum über den sich zwischen dem Kolben und Zylinder einstellenden, auch als Ringspalt zu bezeichnenden Leckspalt, eine Teilmenge des Hydrau- likfluids in das Reservoir verdrängt wird. Die Dämpfkraft des eine laminare Spaltdämpfung bewirkenden Leckspalts in hydraulisch gedämpften Spannsystemen wird von der Betriebstemperatur und der Stellbewegung des Kolbens bestimmt. Insbesondere in der Startphase der Brennkraftmaschine sowie bei tiefen Umgebungstemperaturen kann es dabei zu nachteilig hohen Kräften kommen, verbunden mit einer nachteilig erhöhten Belastung einzelner Aggregate des Zugmitteltriebs. Durch die begrenzte Dämpfkraft des erfindungsgemäß aufgebauten, hydraulisch gedämpften Spannsystems stellt sich vorteilhaft eine reduzierte Reibung und verringerte Belastung des Zugmittels und der Lagerungen der einzelnen Riemenscheiben ein, die an die verringerte Belastung angepasst, kostengünstiger auslegbar sind. Gleichzeitig leistet die Erfindung einen Beitrag zur Redu- zierung der CO2 - Emission der Brennkraftmaschine, aufgrund eines sich einstellenden verringerten Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als Druckbegrenzung ein federkraftbeaufschlagter, über einen Dichtsitz abgedichtetes Dämp- fungselement vorgesehen mit zumindest einer außenseitigen Strömungnut o- der Längsnut. Als Dämpfungselement eignet sich bevorzugt ein zylindrischer Bolzen, der in dem Kolben integriert ist und der druckraumseitig und reservoir- seitig mit durchströmbaren Stützelementen zusammenwirkt. Vorteilhaft bildet das Dämpfungselement druckraumseitig gemeinsam mit einem im Kolben lagefixierten, bevorzugt als Lochscheibe ausgebildeten Stützelement einen Dichtsitz. Die Dichtwirkung des Dichtsitzes verbessernd ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zylindrische Bolzen, das Dämpfungselement, druck- raumseitig mit einem kegelförmigen Ansatz formschlüssig in eine zentrische Öffnung der Lochscheibe eingreift.
Als Maßnahme um eine nahezu widerstandsfreie Strömung des Hydraulikfluids aus dem Druckraum in das Reservoir nach geöffneten Dämpfungselement zu ermöglichen, schließt der zylindrische Bolzen außenseitig mehrere umfangs- verteilt positionierte Strömungsnuten oder Längsnuten ein.
Der als Hohlkörper gestaltete Kolben umfasst lageversetzt zu dem Dämpfungselement zumindest einen Übertritt, der eine Verbindung zwischen dem Reservoir und dem Vorratsraum herstellt. Vorteilhaft sind als Übertritte mehrere umfangsverteilt in den Kolben eingebrachte Bohrungen vorgesehen, um unabhängig von der Einbaulage des Spannsystems einen Rückfluss des Hydraulikfluids aus dem Reservoir in den Vorratsraum zu ermöglichen. Die zur Beaufschlagung des Dämpfungselementes innerhalb des Kolbens eingesetzte Druckfeder stützt sich kolbenabgewandt an einer separaten Sicherungsscheibe oder an einem inneren Bord des Kolbens im Bereich des Reservoirs ab. Unabhängig von der Abstützung ist sichergestellt, dass diese das ins Reservoir einströmende Hydraulikfluid, eine Druckbegrenzung nicht negativ beeinflusst.
Das Dämpfungselement bzw. der zylindrische Bolzen, die Lochscheibe sowie die Sicherungsscheibe sind bevorzugt aus Stahl oder einem Kunststoff hergestellt. Zur Herstellung des Dämpfungselementes eignet sich bspw. ein Fließ- pressen, Sintern oder Spritzgießen. Die Loch- und Sicherungsscheibe werden vorzugsweise durch ein spanloses Verfahren, Stanzen oder Tiefziehen hergestellt. Zur Realisierung eines Kostenvorteils sind alle Bauteile bis auf die Druckfeder der Ventileinheit bzw. der Ventilbaugruppe durch ein spanloses Verfahren herstellbar. Dazu eignet sich insbesondere ein Stanz- oder Tiefziehverfahren, mit denen die Einzelteile kostengünstig herstellbar sind. Ein weiterer Kostenvorteil ist realisierbar durch die Möglichkeit einer Vormontage der Ventilbaugruppe, die als eine Einheit in den Dämpfungskolben einsetzbar ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Maßnahmen der Erfindung werden nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß gestalteten, hyd- raulisch gedämpften Spannsystems;
Fig. 2 in einem vergrößerten Maßstab das Detail Z gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 das Dämpfungselement als Einzelteil in einer Perspektive;
Fig. 4 in einer Einzelteilzeichnung die Lochscheibe, die in Verbindung mit dem Dämpfungselement den Dichtsitz bildet.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die Figur 1 zeigt in einer Schnittansicht den Aufbau eines hydraulisch gedämpften Spannsystems 1 , das eine Zylinderbuchse 2 umfasst, in der ein Kolben 3 linear verschiebbar geführt ist. Über einen auch als Kolbenstange 4 zu bezeichnenden Endabschnitt ist der Kolben 3 mit einer Abstützeinheit 5 ver- bunden. Übereinstimmend sind die Bauteile Zylinderbuchse 2, Kolben 3 und Kolbenstange 4 jeweils als Blechumformteil ausgeführt. In einem die Kolben- Zylinderbuchseneinheit radial beabstandet umschließenden, einen Vorratsraum 6 bildenden Mantelrohr 7 ist die Zylinderbuchse 2 eingesetzt. Zur Abdich- tung des Vorratsraums gegenüber der Abstützeinheit 5 ist ein elastischer Balg 8 vorgesehen. Außenseitig wird die Kolben-Zylinderbuchseneinheit von einer Druckfeder 9 umschlossen, die zwischen der Abstützeinheit 5 und der Zylinderbuchse 2 eingesetzt ist. Die Druckfeder 9 bewirkt über mit der Abstützein- heit 5 und der Zylinderbuchse 2 verbundene Befestigungsaugen 10,1 1 eine Spreizkraft aus zwischen einem ortsfesten Anlenkpunkt und einer z.B. mit dem Spannsystem 1 verbundenen, in Figur 1 nicht abgebildeten Spannrolle.
Zur Dämpfung von Stellbewegungen des Spannsystems 1 im Betriebszustand sind Dämpfungsmittel in dem Kolben 3 sowie im Zusammenwirken mit der Zylinderbuchse 2 vorgesehen. Ein mit einem Hydraulikfluid gefüllter Druckraum 12 ist von dem Zylinderbuchse 2 und dem Kolben 3 begrenzt. Bei einer Kompression des Spannsystems 1 , einer Stellbewegung des Kolbens 3 in Pfeilrichtung, wird eine Teilmenge des Hydraulikfluids aus dem Druckraum 12 ver- drängt. Dazu strömt das Hydraulikfluid über einen sich zwischen der Mantelfläche des Kolbens 3 und einer Innenwandung der Zylinderbuchse 2 einstellenden Leckspalt 13 in den zum Teil mit Hydraulikfluid gefüllten Vorratsraum 6. In einer Entspannungsphase des Spannsystems 1 stellt sich bedingt durch die Kraft der Druckfeder 9 eine umgekehrte Stellbewegung des Kolbens 3 ein, ver- bunden mit einem Hydraulikfluidausgleich. Dabei strömt eine Teilmenge des Hydraulikfluids aus dem Vorratsraum 6 über ein geöffnetes Einwegventil 13 der Zylinderbuchse 2 in den Druckraum 12 ein, verdeutlicht durch den Pfeil im Druckraum 10. Zum Ausgleich von Druckspitzen oder stoßartigen Belastungen umfasst das Spannsystem 1 eine Druckbegrenzung, bestehend aus einem federkraftbeaufschlagten, in dem Kolben 3 integrierten Dämpfungselement 15. Bei Überschreiten eines Grenzdrucks innerhalb des Druckraums 12 verschiebt sich das Däm- fungselement 15 entgegen der Pfeilrichtung im Reservoir 16, wodurch eine Teilmenge des Hydraulikfluids aus dem Druckraum 12 in das Reservoir 16 des Kolbens 3 bzw. deren Kolbenstange 4 verdrängt wird. Die Fig. 2 zeigt die Einzelheit„Z", gemäß Fig. 1 , in einem vergrößerten Maßstab zur Verdeutlichung der Dämpfung und Druckbegrenzung des Spannsystems 1 . Der als Hohlkörper gestaltete Kolben 3 dient druckraumseitig zur Aufnahme des Dämpfungselements 15, das als ein zylindrischer Bolzen ausgebildet ist. Ein Kegelabschnitt 17 des Dämpfungselements 15 bildet gemeinsam mit einer in der Kolbenwandung eingesetzten Lochscheibe 18 einen Dichtsitz 19. Druck- raumfern ist zwischen einer kolbenseitig eingesetzten Sicherungsscheibe 21 und dem Dämpfungselement 15 eine Druckfeder 20 eingesetzt, über die das Dämpfungselement 15 kraftschlüssig an der Laufscheibe 18 anliegt.
Die jeweils im Bereich des Leckspaltes 13 eingebrachten Pfeile verdeutlichen eine Hydraulikfluidströmung in einer Kompressionsphase des Spannsystems 1 , in der der Kolben 3 den Druckraum 12 verkleinert. Das dabei außenseitig des Kolbens 3 über den Leckspalt 13 verdrängte Hydraulikfluid gelangt in den Vorratsraum 6. Eine Druckerhöhung bzw. Belastungsspitzen des Spannsystems 1 bewirken eine zur Stellbewegung des Kolbens 3 entgegengesetzte Bewegung des Dämpfungselementes 15.
Synchron dazu kommt es zu einem Abheben des Dämpfungselementes 15 von dem Dichtsitz 19, wodurch eine Strömung des Hydraulikfluids aus dem Druckraum 12 in das Reservoir 16 des Kolbens 3 über außenseitig im Dämpfungselement 15 eingebrachte Strömungsnuten 22 erfolgen kann. Axial versetzt zu dem Dämpfungselement 15 bzw. deren Druckfeder 20 sind in der Kolbenstange 4 insbesondere als Bohrungen eingebrachte Übertritte 23 vorgesehen, über die Hydraulikfluid aus dem Reservoir 16 in den Vorratsraum 6 abströmen kann.
Die Fig. 3 und 4 zeigen das Dämpfungselement 15 bzw. die Lochscheibe 18 in einer Einzelteilzeichnung. Das Dämpfungselement 15 umfasst mehrere außenseitig eingebrachte Strömungsnuten 22 und bildet stirnseitig einen Kegelabschnitt 17, der in Verbindung mit einer zentrischen Öffnung 24 der Lochscheibe 18 einen Dichtsitz 19 bildet. Als Maßnahme zur Vergrößerung einer Kontaktflä- che im Bereich des Dichtsitzes 19 bietet es sich an, die Lochscheibe 18 im Bereich der zentrischen Öffnung 24 mit einer umlaufenden Fase zu versehen.
Bezugszeichenliste
1 Spannsystem
2 Zylinderbuchse
3 Kolben
4 Kolbenstange
5 Abstützeinheit
6 Vorratsraum
7 Mantelrohr
8 Balg
9 Druckfeder
10 Befestigungsauge
1 1 Befestigungsauge
12 Druckraum
13 Leckspalt
14 Einwegventil
15 Dämpfungselement
16 Reservoir
17 Kegelabschnitt
18 Lochscheibe
19 Dichtsitz
20 Druckfeder
21 Sicherungsscheibe
22 Strömungsnut
23 Übertritt
24 Öffnung

Claims

Patentansprüche
Hydraulisch gedämpftes Spannsystem (1 ), eingesetzt zum Spannen eines Zugmittels in einem Aggregate- oder Steuertrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Kolbenstange (4), deren zugehöriger Kolben (3) in einer bodenseitig durch ein Einwegventil (14) verschlossenen Zylinderbuchse (2) verschiebbar geführt ist, die gemeinsam einen mit Hydraulikfluid gefüllten Druckraum (12) begrenzt, wobei der als Hohlkörper ausgebildete Kolben (3), ein Reservoir (16) für das Hydraulikfluid bildet, der mit einem die Zylinderbuchse (2) außen umgebenden Vorratsraum (6) in Verbindung steht, der seinerseits von einem Mantelrohr (7) umschlossen ist und eine Druckfeder (9) die Kolbenstange (4) und die Zylinderbuchse (2) in entgegengesetzte Richtungen beaufschlagt und zur Dämpfung von Stellbewegungen des Spannsystems (1 ) Hydraulikfluid aus dem Druckraum (12) über einen sich zwischen dem Kolben (3) und der Zylinderbuchse (2) bildenden Leckspalt (13) und / oder über ein im Kolben (3) integriertes Dämpfungselement (15) in das Reservoir (16) verdrängt wird oder bei einer entgegengesetzten Stellbewegung das Hydraulikfluid ü- ber das bodenseitige Einwegventil (14) der Zylinderbuchse (2) aus dem Vorratsraum (6) in den Druckraum (12) einströmt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Druckbegrenzung in dem Kolben (3) ein Dämpfungselement (15) integriert ist, das reservoirseitig federkraftbeaufschlagt ist und druckraumseitig mit einem durchströmbaren Stützelement einen Dichtsitz (19) bildet.
Spannsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (15) druckraumseitig gemeinsam mit einer im Kolben (3) lagefixierten Lochscheibe (18) einen Dichtsitz (19) bildet.
Spannsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das als zylindrischer Bolzen ausgeführte Dämpfungselement (15) mit einem Kegelabschnitt (17) formschlüssig in eine zentrische Öffnung (24) der Lochscheibe (18) eingreift. Spannsystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (15), der zylindrische Bolzen, außenseitig mehrere umfangsverteilt positionierte Strömungsnuten (22) oder Längsnuten einschließt.
Spannsystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) lageversetzt zu dem Dämpfungselement (15) zumindest einen eine Verbindung zwischen dem Reservoir (16) und dem Vorratsraum (6) herstellenden Übertritt (23) einschließt.
Spannsystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beaufschlagung des Dämpfungselementes (15) innerhalb des Reservoirs (16) von dem Kolben (3) eine Druckfeder (20) eingebracht ist, die an einem inneren Bord oder an einer separaten Sicherungsscheibe (21 ) des Kolbens (3) abgestützt ist.
Spannsystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (15), die Lochscheibe (18) sowie die Sicherungsscheibe (21 ) aus Stahl oder Kunststoff hergestellt sind, wobei das Dämpfungselement (15) als ein Fließpressteil, als Sinterteil oder als ein Spritzgussteil gestaltet ist und die Lochscheibe (18) sowie die Sicherungsscheibe (21 ) durch ein spanloses Verfahren hergestellt sind.
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