Bezeichnung der Erfindung

Hydraulische Spanneinrichtung

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spanneinrichtung für einen Zugmittel- trieb, mit einem Gehäuse mit einem Zylinder und einem in diesem geführten Kolben, einem zwischen Zylinder und Kolben angeordneten Federelement, einem Druckraum und einem Vorratsraum, die im Betrieb beide mit Hydrau- likfluid gefüllt sind, wobei zum Vorratsraum eine gehäuseaußenseitig münden- de Zuführbohrung für von einer Hydraulikversorgung zugeführtes Hydraulikfluid führt.

Hintergrund der Erfindung

Hydraulische Spanneinrichtungen der beschriebenen Art werden in Zugmitteltrieben, vorzugsweise in Kettentrieben, von Brennkraftmaschinen angewendet, um in dem Zugmitteltrieb auftretende Spannungs- und Bewegungsungleichför- migkeiten beziehungsweise ungleichförmig auftretende Kräfte zu dämpfen. Hierzu sind in an sich bekannter Weise ein Zylinder und ein in diesem geführ- ter Kolben vorgesehen, wobei der Kolben mit einer am Zugmittel angreifenden Spannschiene oder dergleichen verbunden ist. Der Kolben ist in dem Zylinder gedämpft bewegbar, wobei eine in den Zylinder gerichtete Kolbenbewegung Hydraulikfluid über einen sich zwischen Zylinder und Kolbeneinstellenden Leckspalt aus dem Druckraum verdrängt . Bei einer entgegengesetzten Bewe- gung des Kolbens kann Hydraulikfluid aus dem Vorratsraum, bei einer Entlastung des Kolbens über ein zwischen dem Druckraum und dem Einwegventil Vorratsraum befindliches nachströmen.

Die Hydraulikfluidzufuhr in den Vorratsraum erfolgt über eine Hydraulikversorgung, wozu bei Brennkraftmaschinen üblicherweise die ölpumpe dient. Die Spanneinrichtung wird hierzu am Motorblock, dem Zylinderkopf oder einem Deckel des Zugmitteltriebs befestigt. Die Zuführbohrung, die zum Vorratsraum führt, liegt benachbart zu einem motorblockseitig vorgesehenen Hydraulikflui- dauslasskanal, der über die ölpumpe gespeist wird. Auf diese Weise kann die hydraulische Spanneinrichtung kontinuierlich mit Hydraulikfluid, das üblicherweise aus dem ölsumpf im Kurbelwellengehäuse abgezogen wird, versorgt werden. Der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise einer solchen hyd- raulischen Spanneinrichtung ist an sich bekannt.

Die Dämpfungseigenschaft beruht wie beschrieben darauf, dass aus dem Hochdruckraum, der beim Belasten des Kolbens unter Druck gesetzt wird, Hydraulikfluid über den Leckspalt abfließt. Dieser Leckspalt liegt im Bereich von ca. 20-200 μm, ist also relativ schmal, so dass trotz hohem Druck auf den Kolben nur eine relativ geringe Fluidmenge über den Lackspalt entweichen kann. Dies führt zu einem relativ harten Dämpfungsverhalten, was mitunter nicht gewünscht wird. Um dem Entgegenzuwirken besteht die Möglichkeit, den Leckspalt zu vergrößern. Dies ist jedoch dahingehend von Nachteil, dass da- durch der mögliche Kippwinkel des Kolbens im Zylinder größer wird und es zu einem größeren Verschleiß kommt verbunden mit einem hohen Hydraulikfluid- durchsatz. Bei einer bekannten Spanneinrichtung wurde als weitere Alternative zur Erzielung eines weicheren Spannverhaltens eine Bohrung am äußeren Kolbenende des hohlzylindrischen Kolbens vorgesehen, das heißt, der Hoch- druckraum wurde über diese Bohrung geöffnet. Dies führt dazu, dass aus dem Hochdruckraum nicht nur über den sehr schmalen Leckspalt Hydraulikfluid nach Außen, also aus der Spanneinrichtung entweicht, sondern auch über die Kolbenbohrung, die infolge ihres Durchmessers einen beachtlichen Fluid- durchthtt ermöglicht. Dies führt dazu, dass weit mehr Hydraulikfluid aus der Spanneinrichtung entweicht, was einen erhöhten ölverbrauch zur Folge hat, verbunden mit einer erhöhten Verlustleistung, der ölpumpe. Darüber hinaus ist die Kolbenbohrung mittels eines zusätzlichen Bauteils reversibel zu verschließen.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine hydraulische Spannein- richtung anzugeben, die im Aufbau einfacher ist und im Betrieb weniger Hydraulikfluid verbraucht.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einer hydraulischen Spanneinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass vom Druckraum eine einen Fluidaustritt aus dem Druckraum ermöglichende Abführbohrung abgeht, die benachbart zu der Zuführbohrung mündet und im Betrieb mit der Hydraulikversorgung kommuniziert.

Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung kommt ebenfalls eine Abführ- bohrung für Hydraulikfluid aus dem Hochdruckraum zum Einsatz, jedoch ist diese erfindungsgemäß derart geführt, dass sie benachbart zur Zuführbohrung für das Hydraulikfluid in den Vorratsraum mündet. Die Position ist so gewählt, dass die Abführbohrung wie auch die Zuführbohrung mit der Hydraulikversorgung kommuniziert. Aus der Abführbohrung tretendes Hydraulikfluid wird folg- lieh wieder der Hydraulikversorgung zugeführt, tritt also nicht aus der Spanneinrichtung in die Umgebung aus, sondern wird quasi in einer Art Kreislauf wieder zurückgeführt. Dies führt dazu, dass die aus der Spanneinrichtung austretende Hydraulikfluidmenge nach wie vor sehr gering ist und sich auf die über den Leckspalt austretende Menge beschränkt. Infolge der Rückführung des Hydraulikfluids in den Versorgungskreislauf ist ferner kein Verschlusselement erforderlich.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung der Abführbohrung ist, dass, nachdem über sie eine hinreichende Fluidmenge im Bewegungsfall ab- geführt werden kann, die Leckspaltbreite verringert werden kann, beispielsweise von ca. 55 μm auf ca. 35 μm. Dies hat den Vorteil, dass infolge der Verringerung des Leckspaltsdurchmessers auch die Verkippung des Kolbens redu-

ziert wird, wodurch die Kolbenführung im Gehäuse noch verbessert und der mögliche Verschleiß reduziert wird.

Am Gehäuse selbst ist zweckmäßigerweise eine Vertiefung vorgesehen, in der die Zuführbohrung und die Abführbohrung münden, und in welcher Vertiefung im Betrieb das über die Hydraulikfluidversorgung zugeführte Hydraulikfluid ansteht. An dem Gehäuse der Spanneinrichtung ist eine entsprechende Vertiefung ausgebildet, die an der Seite beziehungsweise in die Fläche eingearbeitet ist, die dichtend am Motorblock nach der Montage der Spanneinrichtung an- liegt. Diese Vertiefung liegt oberhalb des am Motorblock endenden Hydrau- likfluidkanals, über den die von der Fluidpumpe zugeführte Flüssigkeit austritt. Infolgedessen steht im Betrieb das Hydraulikfluid kontinuierlich in der Vertiefung an. Ersichtlich kann Hydraulikfluid in den Vorratsraum über die Zuführbohrung eintreten, wie auch aus der Abführbohrung austretendes Hydraulikfluid nicht verloren geht, sondern der Hydraulikfluidzuführung wieder zugeführt wird, indem es in die Vertiefung gelangt.

Die Abführbohrung kann einen beliebigen Durchmesser aufweisen, über den Durchmesser kann das Dämpfungsverhalten in weiten Bereichen eingestellt werden. Der Durchmesser sollte bevorzugt > 0,1 bis < 2 mm betragen,.

Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung kann der Zylinder im Gehäuse selbst ausgebildet sein, das heißt, das Gehäuse, vorzugsweise aus Aluminium, ist mit einer entsprechenden hohlzylindrischen Aufnahmebohrung versehen, die den Zylinder bildet, in dem der Kolben geführt ist. Der Druckraum ist bei dieser Ausgestaltung im hohlzylindrischen Kolben ausgebildet, Vorratsraum und Druckraum sind über ein Ventil, beispielsweise ein Kugelventil, miteinander verbunden. Die Zuführ- und die Abführbohrung sind unmittelbar im Gehäuse ausgebildet.

Um die Abführbohrung möglichst nahe benachbart zur Zuführbohrung positionieren zu können, und um die Bohrungen jeweils als einfache, gerade Strecken ausführen zu können, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung die Zuführ-

bohrung für die Hydraulikversorgung unmittelbar unterhalb des Zylinderbodens in den Vorratsraum geführt, während die Abführbohrung unmittelbar benachbart zu einer am Zylinderboden angeordneten Ventillagerscheibe vom Druckraum abgeht. Beide sind also nahe dem Zylinderboden vorgesehen und liegen infolgedessen sehr eng aneinander.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen hydraulischen

Spanneinrichtung und

Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Spanneinrichtung aus Fig. 1 in

Richtung der Linie M-Il.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße hydraulische Spanneinrichtung 1 , bestehend aus einem Gehäuse 2 vorzugsweise aus Aluminium, an dem im gezeigten Beispiel zwei Durchsteckaufnahmen 3 für Befestigungsschrauben vorgesehen sind, mit denen die Spanneinrichtung 1 beispielsweise an einem Motorblock festgeschraubt wird.

Im Gehäuse 2 selbst ist ein Zylinder 4 ausgebildet, ist also eine hohlzylindri- sche Bohrung vorgesehen. In diesem Zylinder 4 ist ein Kolben 5 längsbeweglich geführt aufgenommen. Am Boden 6 des Zylinders ist eine Ventillagerschei- be 7 vorgesehen, die einen Ventilsitz 8 für eine Ventilkugel 9 bildet. Hierüber ist ein Vorratsraum 10, der im Gehäuse ausgebildet ist, und ein Hochdruckraum 11 , der in einer entsprechenden Bohrung 12 des Kolbens 5 ausgebildet ist, miteinander derart verbunden, dass das unter Druck im Vorratsraum ste-

hende Hydraulikfluid bei einer Entlastung des Kolbens 5, der in der Montagestellung über ein geeignetes Spannmittel an einem Zugmittel angreift, das Ventilelement 9 aus dem Ventilsitz 8 drückt und so das Fluid in den ebenfalls mit Fluid gefüllten Hochdruckraum 11 strömen kann, ein Rückfluss ist nicht mög- lieh.

Die Ventilkugel 9 ist von einer Ventilkappe 13 übergriffen, die in der Ventillagerscheibe aufgenommen ist. An der Ventilkappe 13 ist eine Schraubenfeder 14 mit einem Ende aufgelagert, das andere Ende ist am Ende der Bohrung 12 im Kolben 5 aufgelagert. Der Kolben 5 ist also gegen die Schraubenfeder 14 beweglich.

In der in Fig. 1 gezeigten Darstellung ist der Kolben 5 in einer eingeschobenen Stellung über einen Sicherungssplint 20, der nach der Montage zum Freigeben des Kolbens 5 gezogen wird, gesichert.

Um den Vorratsraum 10 mit Hydraulikfluid versorgen zu können, ist eine Zuführbohrung 15 vorgesehen, die gehäuseaußenseitig in einer Vertiefung 16 mündet. Die Vertiefung 16 ist in einer Dichtfläche 17 des Gehäuses 2 vorgese- hen, welche Dichtfläche 17 in der Montagestellung flüssigkeitsdicht am Motorblock anliegt. Ein am Motorblock in diesem Bereich mündender Hydraulikfluid- kanal führt Hydraulikfluid, von der ölpumpe gefördert, in die Vertiefung 16 und über diese in die Zuführbohrung 15, so dass das Fluid in den Vorratsraum gelangen kann.

Ein weiterer Kanal, nämlich eine Abführbohrung 18, führt vom Hochdruckraum 11 ab, die Abführbohrung 18 mündet ebenfalls in der Vertiefung 16, siehe Fig. 1. Wie Fig. 2 zeigt, verläuft die Zuführbohrung 15 unmittelbar unterhalb des Zylinderbodens 6. Die Abführbohrung 18 verläuft ebenfalls sehr nahe am Zy- linderboden 6 in Höhe des Endes der Ventillagerscheibe 7, so dass sichergestellt ist, dass beide Bohrungen 15, 18 relativ nahe beieinander liegen und in der gemeinsamen Vertiefung 16 münden können. Wird der Kolben 5, der wie beschrieben im Betrieb über ein nicht näher gezeigtes Spannelement, z.B. eine

Spannschiene, an einem Zugmittel, beispielsweise eine Kette, anliegt, über das Zugmittel mit einer Kraft beaufschlagt und dabei in den Zylinder 4 gedrückt, in dem er über einen Leckspalt 19 aufgenommen ist, so wird Hydraulikfluid aus der Abführbohrung 18 gedrückt. Das abgeführte Hydraulikfluid gelangt jedoch nicht nach Außen, sondern wird in die Vertiefung 16 geführt, also der Hydrauli kf Iu idzuführung zugeführt und geht nicht verloren. Nachdem der Fluiddruck im Inneren des Hochdruckraums 11 größer ist als auf Seiten der Hydraulikfluid- versorgung, kann das Hydraulikfluid ohne weiteres abgeführt werden. Hierüber kann das Dämpfungsverhalten positiv beeinflusst werden, es kann also ein weicheres Dämpfungsverhalten eingestellt werden. Denn es kann insgesamt eine größere Fluidmenge aus dem Hochdruckraum 11 bei einer Beaufschlagung des Kolbens 5 über die Abführbohrung 18 sowie den Leckspalt 19 abgeführt werden, als bei Vorhandensein nur des Leckspalts 19. Soll der Kolben 5 aus dem Zylinder 4 bewegt werden, so wird über den anste- henden Fluiddruck in der Vertiefung 16 und damit über die Zuführbohrung 15 im Vorratsraum 10 infolge des Druckabfalls zwischen dem im Hochdruckraum 11 und dem Vorratsraum 10 das Ventil geöffnet, das heißt, die federbelastete Ventilkugel 9 wird aus ihrem Schließsitz gegen die Ventilkappe 13 gedrückt. Bedingt durch die Kraft der Schraubenfeder 14 wird dabei der Kolben 5 in Pfeil- richtung verschoben. Synchron dazu strömt das Hydraulikfluid über das Ventil aus dem Vorratsraum 10 in den Hockdruckraum 11. Ein Abfluss des Hydrau- likfluids aus dem Hochdruckraum 11 über die Abführbohrung 18 stellt sich infolge des höheren Fluiddrucks in der Vertiefung 16 nicht ein.

Bezugszahlenliste

1 Spanneinrichtung

2 Gehäuse

3 Durchsteckaufnahme

4 Zylinder

5 Kolben

6 Zylinderboden

7 Ventillagerscheibe

8 Ventilsitz

9 Ventilkugel

10 Vorratsraum

11 Hochdruckraum

12 Bohrung

13 Ventilkappe

14 Schraubenfeder

15 Zuführbohrung

16 Vertiefung

17 Dichtfläche

18 Abführbohrung

19 Leckspalt

20 Sicherungssplint