DE102007016009A1

DE102007016009A1 - Clamping device for a traction mechanism drive

Info

Publication number: DE102007016009A1
Application number: DE102007016009A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Bogner (FH); Roman Dipl.-Ing. Kern (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2008-10-09
Also published as: WO2008119614A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung (1) für einen Zugmitteltrieb (7), mit einem auf ein Zugmittel (10) einwirkenden, dynamisch betätigbaren Spannelement (11). Um Resonanzschwingungen des Zugmittels (10) über dessen gesamten Drehzahlbereich optimal verringern zu können, ist vorgesehen, dass der Spannvorrichtung (1) ein Piezoelement (3) derartig zugeordnet ist, dass eine quer zur Längserstreckung des Zugmittels (10) erfolgende Zugmittelschwingung zur Erzeugung eines elektrischen Stroms durch das Piezoelement nutzbar ist und dass dieser elektrische Strom einem Steuerungsmittel zur Veränderung einer Dämpfung der Spannvorrichtung (1) zuleitbar ist.The invention relates to a tensioning device (1) for a traction mechanism drive (7), with a dynamically actuated tensioning element (11) acting on a traction means (10). In order to be able to optimally reduce resonance oscillations of the traction means (10) over its entire speed range, it is provided that the tensioning device (1) is associated with a piezo element (3) such that a traction element oscillation taking place transversely to the longitudinal extent of the traction means (10) generates an electrical signal Electricity can be supplied by the piezoelectric element and that this electrical current can be supplied to a control means for varying a damping of the tensioning device (1).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, mit einem auf ein Zugmittel einwirkendes, dynamisch betätigbares Spannelement.The The invention relates to a tensioning device for a traction mechanism drive, with a force acting on a traction means, dynamically operable Clamping element.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Zugmitteltriebe werden unter anderem zur Übertragung von Drehbewegungen in Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt. Beispielsweise kann die Drehung einer Kurbelwelle mit Hilfe des Zugmittels auf Nockenwellen übertragen werden. Als Zugmittel in Zugmitteltriebe werden bekanntermaßen Gurte, Bänder, Keilriemen, Zahnriemen oder Ketten eingesetzt. Dabei erfolgt eine Kraftübertragung über einen breiten Drehzahlbereich, z. B. bis zur maximalen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine.flexible drives Among other things, for the transmission of rotational movements used in internal combustion engines. For example, the rotation a crankshaft transmitted by means of the traction device on camshafts become. As traction means in traction drives are known Straps, belts, V-belts, timing belts or chains used. There is a power transmission over a wide Speed range, z. B. up to the maximum speed of the internal combustion engine.

Um das Zugmittel unter einer ausreichenden Vorspannung zu halten, so dass es unter anderem nicht von einem Antriebsrad abspringen oder ein Zahnspringen auftreten kann, ist es bekannt, dass eine Spannvorrichtung auf das Zugmittel einwirkt, die ein Spannelement aufweist. Das Spannelement ist bei spielsweise in Form einer um eine Drehachse verschwenkbaren Spannschiene ausgebildet, die entweder mit einer Federkraft beaufschlagt wird oder hydraulisch gegen das sich bewegende Zugmittel angepresst werden kann.Around to keep the traction means under a sufficient bias, so that among other things it does not jump off a drive wheel or A tooth-skipping can occur, it is known that a tensioning device acting on the traction means having a clamping element. The tensioning element is in example in the form of a pivotable about a rotation axis Clamping rail formed, which acts either with a spring force is or hydraulically pressed against the moving traction means can be.

Ein solches hydraulisch betätigbares und auch Zugmittelschwingungen dämpfendes Spannelement, mit einer in einer Zylinderbuchse bewegbaren Kolbenstange, ist beispielsweise aus der DE 41 24 500 C2 bekannt. Dabei ist die Zylinderbuchse derartig ausgebildet, dass sie sich von einem Dichtsitz abhebt, wenn eine auf eine Reaktionsfläche wirkende Kraft eine Anpresskraft einer Druckfeder übersteigt. Durch eine derart entstehende Öffnung kann Flüssigkeit aus dem Druckraum entweichen. Somit ist ein Spannelement geschaffen, dessen maximale Anpresskraft auf das Zugmittel begrenzt ist, so dass eine Beschädigung des gesamten Zugmitteltriebs vermieden wird.Such a hydraulically actuated and also Zugmittelschwingungen damping tensioning element, with a movable piston rod in a cylinder liner, for example, from DE 41 24 500 C2 known. In this case, the cylinder liner is designed such that it lifts off from a sealing seat when a force acting on a reaction surface force exceeds a contact pressure of a compression spring. Through such an opening liquid can escape from the pressure chamber. Thus, a clamping element is provided whose maximum contact pressure is limited to the traction means, so that damage to the entire traction drive is avoided.

Die Spannvorrichtung bzw. deren Spannelemente in Zugmitteltrieben müssen den Zugmitteltrieb über alle in dessen Betrieb vorkommenden Drehzahlen sichern können. In Abhängigkeit von der Drehzahl und den Eigenarten der antreibenden sowie angetriebenen Baugruppen können Resonanzschwingungsbereiche des Zugmittels vorhanden sein, die unterschiedliche Abstimmungen bzw. Dämpfungseigenschaften der Spannvorrichtung erfordern. Dies bedeutet für den jeweiligen Resonanzbereich eine höhere oder niedrigere Krafteinwirkung auf das sich bewegende Zugmittel durch die Spannvorrichtung, sowie eine andere Krafteinwirkung als in Betriebsbereichen außerhalb der Schwingungsresonanz. Zwar ist es bekannt, dass eine Spannvorrichtung auf eine solche Resonanzzone optimal abgestimmt werden kann. Dies hat jedoch häufig zur Folge, dass für Bereiche außerhalb der Resonanzzone nur eine Kompromisslösung hinsichtlich der Spannvorrichtungsabstimmung erreicht wird.The Clamping device or its clamping elements in traction drives must the traction drive over all occurring in its operation Can secure speeds. In dependence of the speed and characteristics of the driving and driven Assemblies can resonant vibration ranges of the traction device be present, the different tuning or damping characteristics require the tensioning device. This means for the respective Resonance range a higher or lower force on the moving traction means by the tensioning device, as well a different force than in operating areas outside the vibration resonance. Although it is known that a tensioning device can be optimally matched to such a resonance zone. This However, this often results in areas for outside the resonance zone only a compromise solution in terms of chuck tuning.

Hierzu ist aus der DE 199 59 521 A1 eine dynamisch ansteuerbare Spannvorrichtung für Endlostriebe bekannt, wobei ein auf ein Zugmittel einwirkendes Spannelement von einem dynamisch ansteuerbaren Aktuator gegen das Zug mittel verlagerbar ist. Dies kann ein piezoelektrischer Aktuator sein. Somit kann die Kraft, mit der das Spannelement auf das Zugmittel einwirkt, beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Verbrennungskraftmaschine geändert werden.This is from the DE 199 59 521 A1 a dynamically controllable clamping device for Endlostriebe known, wherein a tensioning means acting on a tensioning element of a dynamically controllable actuator against the train is medium displaced. This can be a piezoelectric actuator. Thus, the force with which the tensioning element acts on the traction means, for example, be changed depending on the speed of an internal combustion engine.

Als nachteilig ist hierbei jedoch anzusehen, dass ein derartiger elektrisch betriebener Aktuator mit einer externen Stromversorgung ausgestattet sein muss. Wird der Zugmitteltrieb beispielsweise in einem Kurbelwellengehäuse einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt, so können elektrische Anschlüsse aufgrund des heißen Ölnebels relativ rasch beeinträchtigt werden.When However, it is disadvantageous to consider that such an electrical operated actuator to be equipped with an external power supply got to. If the traction drive, for example, in a crankcase used in an internal combustion engine, so can electric Connections due to the hot oil mist be affected relatively quickly.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb zu schaffen, mit der Resonanzschwingungen des Zugmittels aktiv und über deren gesamten Betriebsdrehzahlbereich optimal verringert werden können. Außerdem soll die Stellvorrichtung hinsichtlich der Aktuatorik mit vergleichsweise einfachen technischen Mitteln arbeiten.Of the Invention is therefore based on the object, a clamping device for a traction drive, with the resonant vibrations of the Zugmittels active and over the entire operating speed range can be optimally reduced. In addition, should the actuator with respect to the actuator with comparatively to work with simple technical means.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch ein einer Spannvorrichtung zugeordnetes Piezoelement bei einer auf dieselbe wirkende Zugmittelschwingung ein elektrischer Strom erzeugt werden kann. Mit diesem durch den dynamischen Betrieb des Spannvorrichtung erzeugten Strom kann ein elektrisch betriebenes Steuerungsmittel mit einer Arbeitsspannung versorgt und betrieben werden, um mit Hilfe dieses Steuerungsmittels eine Dämpfung des Spannvorrichtung anzusteuern bzw. zu verändern.Of the Invention is based on the finding that by a clamping device associated piezoelectric element at a acting on the same Zugmittelschwingung an electric current can be generated. With this by the dynamic operation of the tensioning device can generate electricity electrically operated control means with a working voltage be supplied and operated with the help of this control means to control a damping of the clamping device or to change.

Aufgrund der stets vorhandenen Vibrationen und Bewegungen, die vom Zugmittel auf die Spannvorrichtung bzw. dessen Spannelement übertragen werden, bewegt sich dieses während des Betriebs des Zugmitteltriebs beispiels weise in einer Richtung senkrecht zur Umlaufrichtung des Zugmittels hin und her. Eine solche dynamische Bewegung wird gemäß der Erfindung zur Stromerzeugung in einem Piezoelement eingesetzt. Mit dem so gewonnen elektrischen Strom kann ein im Rahmen der Erfindung an sich beliebig ausgestaltetes Steuerungsmittel betrieben bzw. angesteuert werden.Due to the ever-present vibrations and movements that are transmitted from the traction means on the clamping device or its clamping element, this moves during operation of the traction drive example, in one direction perpendicular to the direction of rotation of the traction device back and forth. Such a dynamic movement is used according to the invention for generating electricity in a piezoelectric element. With the electrical current obtained in this way, a control means of any desired configuration can be operated or controlled.

Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs betrifft die Erfindung daher eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, mit einem auf ein Zugmittel einwirkendes, dynamisch betätigbares Spannelement. Diese Spannvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Piezoelement derartig zugeordnet ist, dass eine quer zur Längserstreckung des Zugmittels erfolgende Zugmittelschwingung zur Erzeugung eines elektrischen Stroms durch das Piezoelement nutzbar ist, und dass dieser elektrische Strom einem Steuerungsmittel zur Veränderung einer Dämpfung der Spannvorrichtung zuleitbar ist.According to the Features of the main claim, the invention therefore relates to a clamping device for a traction mechanism drive, with one acting on a traction means, dynamically actuated clamping element. This tensioning device is characterized in that this is a piezoelectric element such is assigned to a transverse to the longitudinal extent of the Traction means taking Zugmittelschwingung to produce an electrical Electricity is available through the piezoelectric element, and that this electrical Current a control means for changing an attenuation the clamping device can be fed.

Bei einem solchen Aufbau des Spannvorrichtung kann das den elektrischen Strom erzeugende Piezoelement beispielsweise in einer gekapselt ausgeführten Spannvorrichtung integriert sein. Das Strom erzeugende Piezoelement kann sowohl an oder in einem Bauteil einer hydraulischen Spannvorrichtung angeordnet sein. Vorzugsweise ist dieses Strom erzeugende Piezoelement in eine Führungsschiene oder einer Rolle zur Führung und/oder Spannung des Zugmittels integriert.at Such a structure of the tensioning device can be the electrical Power generating piezoelectric element, for example, in an encapsulated running Be integrated clamping device. The current-generating piezoelectric element can both on or in a component of a hydraulic tensioning device be arranged. Preferably, this power generating piezoelectric element in a guide rail or a roller for guidance and / or tension of the traction means integrated.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass mit dem erzeugten Strom des sozusagen generatorisch betriebenen ersten Piezoelementes ein zweites Piezoelement aktuatorisch betreibbar ist. Mit diesem zweiten Piezoelement kann in an sich beliebiger Weise die Federkennlinie bzw. die Dämpfung der Spannvorrichtung beeinflusst werden, um die von der Spannvorrichtung auf das Zugmittel ausgeübte Kraft in gewünschter Weise, beispielsweise in Abhängigkeit von der vorliegenden Drehzahl, zu verändern. Dabei können beide Piezoelemente entweder in einem gemeinsamen Bauteil der Spannvorrichtung integriert sein, oder eines oder beide Piezoelemente sind als externe Bauteile an geordnet oder verschiedenen Spannvorrichtungen oder Führungsschienen bzw. Führungsrollen zugeordnet.According to one Further training is provided that with the generated electricity of the so-called generator-operated first piezoelectric element, a second piezoelectric element Actuatorisch is operable. With this second piezoelectric element can in any way, the spring characteristic and the damping of the Clamping device to be influenced by the clamping device force exerted on the traction means in the desired Way, for example, depending on the present Speed, change. Both piezo elements can be used either integrated in a common component of the clamping device be, or one or both piezo elements are as external components on ordered or different clamping devices or guide rails or Assigned to leadership roles.

In einfacher Weise kann mit dem zweiten Piezoelement ein Hydraulikventil bzw. ein Überdruckventil eines hydraulischen Aktuators, etwa in Form einer Kolben-Zylinder-Anordnung, geöffnet und/oder geschlossen werden, um die Dämpfung dieser hydraulischen Spannvorrichtung beispielsweise zu verringern.In In a simple way can with the second piezoelectric element, a hydraulic valve or a pressure relief valve of a hydraulic actuator, in the form of a piston-cylinder arrangement, opened and / or closed to the damping of these hydraulic To reduce the clamping device, for example.

Zur Ausgestaltung des Strom erzeugenden Piezoelements wird vorgeschlagen, dass das den elektrischen Strom erzeugende Piezoelement zumindest einen Piezokristall aufweist und/oder als eine Piezofolie ausgebildet ist. In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem den elektrischen Strom erzeugende Piezoelement um zumindest einen Piezokristall handelt, der beispielsweise in oder angrenzend an einen Hochdruckraum des hydraulischen Stellsystems der Spannvorrichtung bzw. dessen Aktuators angeordnet ist, oder um eine Piezofolie, die auf einer nicht direkt mit dem Zugmittel in Kontakt kommenden, jedoch resonanzkraftbelasteten Oberfläche einer Spannschiene oder eine Führungsschiene bzw. Führungsrolle angeordnet ist, und die durch die im Betrieb unterschiedlichen Krafteinwirkungen des Zugmittels auf diese Bauteile einen elektrischen Strom erzeugt.to Embodiment of the current-generating piezoelectric element is proposed that the electric current generating piezoelectric element at least has a piezoelectric crystal and / or formed as a piezoelectric film is. In a further embodiment, it can be provided that it is in which the electric current generating piezoelectric element by at least a piezocrystal, for example, in or adjacent to a high-pressure chamber of the hydraulic actuating system of the clamping device or whose actuator is arranged, or to a piezo film on one not directly with the traction means in contact, however Resonance force loaded surface of a tensioning rail or arranged a guide rail or guide roller is, and by the different forces in operation the traction means generates an electric current to these components.

Um das Antreiben des Steuerungsmittels auch nach einem längeren Stillstand des Zugmitteltriebs zu gewährleisten, ist weiterhin ein Stromspeicher vorgesehen, der von dem Strom erzeugenden Piezoelement aufgeladen wird und der mit dem zweiten Piezoelement, welches ja aktuatorisch wirksam ist, ebenfalls über eine elektrische Leitung in Verbindung steht. Somit kann auch zu Beginn des Betriebs das elektrische Steuerungsmittel bereits die Dämpfung der Spannvorrichtung in gewünschter Weise beeinflussen. Beispielsweise wird ein Kondensator als Stromspeicher eingesetzt.Around driving the control means even after a longer time To ensure standstill of the traction mechanism is still a power storage provided by the current-generating piezoelectric element is charged and with the second piezo element, which yes aktuatorisch is effective, also via an electrical Line communicates. Thus, at the beginning of the operation, the electrical control means already the damping of the tensioning device influence in the desired manner. For example a capacitor used as a power storage.

In bevorzugter Weise erfolgt das Ansteuern der Spannvorrichtung zur Ände rung der Dämpfungswirkung derselben über ein Kennfeld, welches in einer Steuerungseinrichtung abgespeichert ist. Hierzu kann in einer ersten Ausführungsform als Eingangswert zum Aufsuchen eines passenden Ausgangswertes aus der Tabelle ein sensorisch gemessener Druck in einem Hochdruckraum des Hydrauliksystems der hydraulischen Spannvorrichtung herangezogen werden. Anhand der dort herrschenden Drücke kann auf die Krafteinwirkung der Spannvorrichtung rückgeschlossen werden, die diese auf das sich bewegende Zugmittel ausgeübt. Somit kann das elektrische Steuerungsmittel, also beispielsweise ein elektrohydraulisches Ventil, derart angesteuert werden, dass diese Kräfte für den jeweiligen Betriebsbereich des Zugmitteltriebs die gewünschten Werte aufweisen.In Preferably, the driving of the tensioning device to change tion occurs the damping effect of the same over a map, which is stored in a control device. For this purpose can in a first embodiment as an input to search a suitable output value from the table a sensory measured Pressure in a high-pressure chamber of the hydraulic system of the hydraulic Clamping be used. Based on the prevailing there Pressures can be due to the force of the tensioning device be inferred, these on the moving traction means exercised. Thus, the electrical control means, So for example, an electro-hydraulic valve, so driven be that those forces for the respective operating area of the traction drive have the desired values.

In einer weiteren Ausführungsform kann eine sensorisch ermittelbare Bewegung einer Spannschiene und/oder einer Führungsschiene oder Führungsrolle zur Einstellung der Dämpfungswirkung des Spannelements herangezogen werden. Zum Beispiel bewegt sich das Spannelement sobald sich die durch das Zugmittel übertragenen Zugkräfte ändern, so dass aus dieser Bewegung auf die tatsächlich erforderliche Dämpfungswirkung der Spannvorrichtung rückgeschlossen werden kann.In In another embodiment, a sensory detectable Movement of a tensioning rail and / or a guide rail or guide roller for adjusting the damping effect of Clamping element be used. For example, that moves Clamping element as soon as transmitted through the traction means Tensile forces change, leaving out of this movement on the actually required damping effect the tensioning device can be deduced.

Schließlich kann auch eine sensorisch ermittelbare Drehzahl des Zugmitteltriebs zur Ansteuerung einer variablen Dämpfung der Spannvorrichtung eingesetzt werden. Die hierzu benötigten jeweiligen Kennfelder können beispielsweise durch Versuchsreihen ermittelt werden.Finally, a sensory ermit telable speed of the traction drive for controlling a variable damping of the tensioning device can be used. The respective characteristic maps required for this purpose can be determined, for example, by test series.

Die genannten Sensorwerte (Druck, Weg, Drehzahl) sowie der Betrag des von dem Strom erzeugenden Piezoelements erzeugten elektrischen Stroms werden gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung gemeinsam zur Einstellung der Dämpfungseigenschaften der Stellvorrichtung bzw. des Stellmittels verwendet.The mentioned sensor values (pressure, displacement, speed) as well as the amount of electric current generated by the current-generating piezoelectric element be according to a specific embodiment the invention together to adjust the damping properties used the adjusting device or the actuating means.

Schließlich kann vorgesehen sein, dass eine Druck-, Weg- und/oder Drehzahl- Sensorik zusammen mit einer Auswerte- und Steuerungsschaltung an der Spannschiene angeordnet ist, die von dem durch das erste Piezoelement erzeugbaren elektrischen Strom mit elektrischer Energie versorgbar ist.After all can be provided that a pressure, displacement and / or speed sensor together with an evaluation and control circuit on the tensioning rail is arranged, which can be generated by the first piezoelectric element Electric power can be supplied with electrical energy.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigtThe The invention will be described below with reference to the accompanying drawings Embodiments explained in more detail. It shows

1 eine schematische Darstellung einer Spannvorrichtung gemäß der Erfindung, und 1 a schematic representation of a clamping device according to the invention, and

2 eine schematische Darstellung eines Zugmitteltriebs mit Spannvorrichtung gemäß der Erfindung. 2 a schematic representation of a traction mechanism with tensioning device according to the invention.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

Die in 1 dargestellte Spannvorrichtung 1 umfasst ein zur Vereinfachung hier nicht abgebildetes Hydrauliksystem, mit dem die von der Spannvorrichtung 1 auf ein Zugmittel 10 übertragenen Kräfte verändert werden können. Beispielsweise kann mit Hilfe des Hydrauliksystems ein Aktuator-Stößel 2, wie durch den Doppelpfeil H angedeutet, axial hin und her bewegt werden. Der Spannvorrichtung 1 ist ein erstes Piezoelement 3 zugeordnet, welches derart ausgebildet und in der Spannvorrichtung 1 angeordnet ist, dass durch die schwingungsbedingte Hin- und Herbewegung H des Stößels 2 vom Piezoelement 3 ein elektrischer Strom erzeugt wird.In the 1 illustrated clamping device 1 includes a not shown here for simplicity hydraulic system, with which of the tensioning device 1 on a traction device 10 transmitted forces can be changed. For example, with the aid of the hydraulic system, an actuator plunger 2 , as indicated by the double arrow H, are moved axially back and forth. The tensioning device 1 is a first piezo element 3 assigned, which is designed and in the clamping device 1 is arranged that by the vibration-induced reciprocation H of the plunger 2 from the piezo element 3 an electric current is generated.

Weiterhin weist der Spannvorrichtung 1 einen Stromspeicher 4 auf, der vorzugsweise als Kondensators ausgebildet ist, um den vom ersten Piezoelement 3 erzeugten Strom zu speichern. Mit dem so erzeugten und gespeicherten Strom kann ein zweites Piezoelement 5 angesteuert werden, das als Steuerungsmittel dient, um eine Dämpfung des Spannvorrichtung 1 in gewünschter Weise zu verändern. Beispielsweise kann mit dem zweiten Piezoelement 5 ein Steuerventil 6 des Hydrauliksystems des Spannvorrichtung 1 in gewünschter Weise angesteuert werden. So kann durch Öffnen und Schließen des Steuerventils 6 die Dämpfungswirkung der der Spannvorrichtung 1 beeinflusst werden. Wie durch die Stromrichtung S verdeutlicht ist, erfolgt die Stromversorgung von dem Strom erzeugenden ersten Piezoelement 3 über den Stromspeicher 4 zum zweiten Piezoelement 5. Das erste Piezoelement 3 kann beispielsweise in Form eines Piezokristalls oder als Piezofolie auf einer Spannschiene 11 angeordnet sein.Furthermore, the tensioning device 1 a power storage 4 on, which is preferably designed as a capacitor to that of the first piezoelectric element 3 to save generated electricity. With the current thus generated and stored, a second piezoelectric element 5 be controlled, which serves as a control means to a damping of the tensioning device 1 to change in the desired manner. For example, with the second piezoelectric element 5 a control valve 6 the hydraulic system of the tensioning device 1 be driven in the desired manner. So can by opening and closing the control valve 6 the damping effect of the tensioning device 1 to be influenced. As is illustrated by the current direction S, the power supply takes place from the current-generating first piezoelectric element 3 over the electricity storage 4 to the second piezo element 5 , The first piezo element 3 For example, in the form of a piezoelectric crystal or as a piezo film on a clamping rail 11 be arranged.

In 2 ist ein Zugmitteltrieb 7 schematisch dargestellt. Er umfasst bei einer Verbrennungskraftmaschine eine Kurbelwelle 8 und zwei Nockenwellen 9, wobei eine Übertragung der Drehbewegung der Kurbelwelle 8 auf die Nockenwellen 9 mit Hilfe eines Zugmittels 10 in Form einer Kette erfolgt. Um das Zugmittel 10 unter ausreichender Spannung zu halten und zu führen dienen eine Spannschiene 11 und eine Führungsschiene 11a, die in an sich bekannter Weise jeweils um eine sich senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckende Drehachse 12 verschwenkbar gelagert sind. An der Spannschiene 11 ist ein Spannvorrichtung 1 angeordnet, um die Spannschiene 11 an das Zugmittel 10 andrücken zu können, so dass dieses Zugmittel 10 unter ausreichender Spannung steht.In 2 is a traction drive 7 shown schematically. It comprises a crankshaft in an internal combustion engine 8th and two camshafts 9 , wherein a transmission of the rotational movement of the crankshaft 8th on the camshafts 9 with the help of a traction device 10 in the form of a chain. To the traction means 10 To hold and guide under sufficient tension serve a tensioning rail 11 and a guide rail 11a , which in a conventional manner in each case about an axis of rotation extending perpendicular to the plane of the drawing 12 are pivotally mounted. At the tensioning rail 11 is a tensioning device 1 arranged to the tensioning rail 11 to the traction means 10 to press on, so this traction means 10 is under sufficient tension.

Entweder in der gleichen Spannschiene 11 oder wie hier in 2 dargestellt in einer weiteren Spannschiene bzw. Führungsschiene 11a ist ein erstes Piezoelement 3 zur Erzeugung eines elektrischen Stroms angeordnet. Das erste Piezoelement 3, z. B. in Form einer Piezofolie, wird durch eine von dem Zugmittel 10 ausgehende und mit deren Resonanzschwingung gekoppelte Kraft beaufschlagt, die in etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Zugmittels 10 sowie in der Zeichnungsebene ausgerichtet ist, wie durch den Doppelpfeil V angedeutet ist. Aufgrund dieser Krafteinwirkung erzeugt das erste Piezoelement 3 einen elektrischen Strom S. Dieser Strom S wird zu einem zweiten Piezoelement 5 übertragen, das in der Spannvorrichtung 1 angeordnet ist. Mit diesem zweiten Piezoelement 5 kann beispielsweise ein als Überdruckventil ausgebildetes Steuerungsventil 6 eines Hydrauliksystems angesteuert werden, mit dem die Spannschiene 11 aktuatorisch betätigbar ist, um die Krafteinwirkung bzw. Dämpfung, die von der Spannvorrichtung 1 auf die Spannschiene 11 und somit auf das Zugmittel 10 ausgeübt wird, in gewünschter, die Schwingungen des Zugmittels 10 dämpfender Weise zu beeinflussen.Either in the same clamping rail 11 or as in here 2 represented in a further clamping rail or guide rail 11a is a first piezo element 3 arranged to generate an electric current. The first piezo element 3 , z. B. in the form of a piezo film is by one of the traction means 10 outgoing and coupled with the resonant vibration force applied, which is approximately perpendicular to the direction of movement of the traction means 10 and is aligned in the plane of the drawing, as indicated by the double arrow V. Due to this force, the first piezoelectric element generates 3 an electric current S. This current S becomes a second piezoelectric element 5 transfer that in the jig 1 is arranged. With this second piezo element 5 For example, designed as a pressure relief valve control valve 6 a hydraulic system are controlled, with the clamping rail 11 aktuatorisch is operable to the force or damping, by the tensioning device 1 on the tensioning rail 11 and thus on the traction means 10 is exercised, in the desired, the vibrations of the traction means 10 dampening way to influence.

Die Ansteuerung des Steuerungsventils 6 durch ein zweites Piezoelement 5 kann unter anderem in Abhängigkeit von der Drehzahl des Zugmittels 10 oder eines anderen drehenden Bauteils 8, 9 des Zugmitteltriebs 7 erfolgen, um die Dämpfung des Spannvorrichtung 1 auch außerhalb bestimmter Resonanzzonen an die Erfordernisse eines optimalen Betriebs desselben anpassen zu können.The activation of the control valve 6 by a second piezo element 5 can, inter alia, depending on the speed of the traction device 10 or another rotating component 8th . 9 of the traction mechanism drive 7 done to the damping of the tensioning device 1 outside of certain resonance zones to the requirements of an optimum To be able to adjust the operation of the same.

Eine diesbezügliche Druck-, Weg- und/oder Drehzahl-Sensorik kann zusammen mit einer vergleichsweise einfachen Auswerte- und Steuerungsschaltung an der Spannschiene 11 angeordnet sein, die von dem durch das erste Piezoelement 3 erzeugten elektrischen Strom mit elektrischer Energie, quasi im Inselbetrieb, versorgbar ist.A related pressure, displacement and / or speed sensor can be used together with a comparatively simple evaluation and control circuit on the clamping rail 11 be arranged, that of the first piezoelectric element 3 generated electrical power with electrical energy, quasi island operation, can be supplied.

11: Spannvorrichtungjig
22: Aktuator-StößelActuator plunger
33: Erstes Piezoelementfirst piezo element
44: Stromspeicherpower storage
55: Zweites Piezoelementsecond piezo element
66: Steuerungsventil, SteuerungsmittelControl valve, control means
77: Zugmitteltriebtraction drive
88th: Kurbelwellecrankshaft
99: Nockenwellecamshaft
1010: Zugmitteltraction means
1111: Spannschienetensioning rail
11a11a: Führungsschieneguide rail
1212: Drehachseaxis of rotation
HH: Bewegung des StößelsMove of the plunger
SS: Stromrichtung, elektrischer StromCurrent direction, electrical current
VV: Bewegung der SpannschieneMove the tensioning rail

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 4124500 C2 [0004]
- DE 19959521 A1 [0006]

Claims

Clamping device ( 1 ) for a traction drive ( 7 ), with one on a traction means ( 10 ) acting, dynamically actuated clamping element ( 11 ), characterized in that the tensioning device ( 1 ) a piezo element ( 3 ) is assigned such that a transversely to the longitudinal extent of the traction means ( 10 ) Zugmittelschwingung to generate an electric current through the piezoelectric element ( 3 ) and that this electrical current is a control means ( 6 ) for changing a damping of the tensioning device ( 1 ) is zuluhrbar.

Clamping device according to claim 1, characterized in that with the generated current a second piezoelectric element ( 5 ) Actuatorisch is operable.

Clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that with the generated power a control valve ( 6 ) of a hydraulic system can be controlled.

Clamping device according to claim 3, characterized in that the control valve ( 6 ) is designed as a pressure relief valve, which is arranged in a line leading to a hydraulic actuator or in the same, wherein the hydraulic actuator to the clamping element ( 11 ) acts.

Clamping device according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the electric current generating piezoelectric element ( 3 ) has at least one piezoelectric crystal and / or is formed as a piezoelectric film.

Clamping device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that a power storage ( 4 ) for storing the of the first piezoelectric element ( 3 ) is present, and that to the power storage ( 4 ) also the second piezo element ( 5 ) connected.

Clamping device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that for driving the control means ( 6 ) is used by a pressure sensor measurable pressure in a hydraulic system of the hydraulic actuator.

Clamping device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that for driving the control means ( 6 ) measurable by a motion sensor movement of the clamping rail ( 11 ) and / or the guide rail ( 11a ) is used.

Clamping device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that for driving the control means ( 6 ) a measurable by a speed sensor speed of the traction drive ( 7 ) is used.

Clamping device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that a pressure, displacement and / or rotational speed sensor together with an evaluation and control circuit on the tensioning rail ( 11 ) is arranged, which of the by the first piezoelectric element ( 3 ) Generable electric current (S) can be supplied with electrical energy.