DE10041585A1 - Selbstspanneinrichtung und Riemenspannung-Einstelleinrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Selbstspanneinrichtung und eine Riemenspannung-Einstelleinrichtung mit einem Detektor für die Erfassung des Zeitpunkts, zu dem ein Riemen ausgetauscht werden muß. Das untere Ende eines Metallrings einer Öldichtung zum Verschließen einer oberen Öffnung eines Zylinders liegt frei. Ein Führungsflansch, der längs der inneren Oberfläche des Zylinders gleiten kann, ist an einer Schubstange angebracht. Durch den Kontakt des Führungsflansches mit dem freiliegenden Ende des Metallrings wird die Grenzposition des Vorwärtshubes der Schubstange erfaßt und der Zeitpunkt für den Austausch des Riemens wird gemeldet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Selbstspanneinrichtung zum Halten der Spannung eines Riemens wie etwa eines Nocken­ wellen-Antriebsriemens in einer Fahrzeug-Brennkraftma­ schine auf einem konstanten Wert sowie eine Riemenspan­ nung-Einstelleinrichtung, die eine solche Selbstspannein­ richtung verwendet.

Fig. 16 zeigt ein Riemenübertragungssystem in einer Brennkraftmaschine zum Antreiben von Brennkraftmaschinen- Nockenwellen. Es umfaßt eine Riemenscheibe P1, die an einer Kurbelwelle 1 der Brennkraftmaschine angebracht ist, Riemenscheiben P2, die an Nockenwellen 2 angebracht sind, eine Riemenscheibe P3, die an einer Ölpumpen-An­ triebswelle 3 angebracht ist, sowie einen Synchronriemen 4, der um diese Riemenscheiben gespannt ist, um die Drehung der Kurbelwelle 1 an die Nockenwellen 2 und an die Antriebswelle 3 zu übertragen.

Der Riemen 4 neigt im Laufe der Zeit aufgrund der Alte­ rung zu einer Dehnung, ferner ändern sich aufgrund der Wärmeausdehnung während des Betriebs der Brennkraftma­ schine die Abstände zwischen den Riemenscheiben. Daher ändert sich die Spannung im Synchronriemen 4. Um solche Änderungen der Riemenspannung zu kompensieren, wird eine Spannungseinstelleinrichtung verwendet. Die Spannungsein­ stelleinrichtung von Fig. 16 umfaßt einen Riemenscheiben­ arm 6, der um eine Welle 5 schwenkbar ist und eine Zug­ riemenscheibe 9 trägt, sowie eine Selbstspanneinrichtung 7, die eine in Auswärtsrichtung vorbelastete Schubstange 8 aufweist, die die Riemenscheibe 9 gegen den Riemen 4 preßt. Wenn die Spannung des Riemens zunimmt oder ab­ nimmt, wird die Schubstange 8 in den Zylinder der Selbst­ spanneinrichtung 7 eingefahren bzw. aus diesem ausgefah­ ren, um jegliche Änderung der Riemenspannung zu kompen­ sieren und die Spannung konstant zu halten.

Solche Selbstspanneinrichtungen sind beispielsweise aus JP 3-13647-A (Gbm) und aus JP 7-117130-A bekannt.

Wenn sich der Synchronriemen aufgrund der Alterung all­ mählich dehnt, ist die Schubstange 8 aus dem Zylinder ausgefahren, um jegliche Änderung der Riemenspannung zu kompensieren.

Für ein Riemenübertragungssystem ohne derartige Selbst­ spanneinrichtung 7 muß der Synchronriemen 4 ersetzt werden, wenn das Fahrzeug ungefähr einhunderttausend Kilometer gefahren ist. Wenn jedoch eine Selbstspannein­ richtung verwendet wird, kann die Riemenspannung stabil gehalten werden und kann ein Schlagen des Riemens verhin­ dert werden, so daß seine Dauerhaftigkeit erhöht werden kann. Dadurch kann die Garantieperiode für den Synchron­ riemen weit über den Zeitpunkt hinaus verlängert werden, zu dem der Wegstrecken-Kilometerzähler einhunderttausend Kilometer anzeigt.

Der Hub der Schubstange 8 ist jedoch begrenzt. Wenn sich die Schubstange vorwärts in eine Position jenseits ihres effektiven Hubes bewegt, verliert die Selbstspanneinrich­ tung ihr Spannungseinstellvermögen, d. h. die Fähigkeit, die Spannung des Riemens konstant zu halten. Somit hängt der Riemen durch und beginnt zu schlagen. Dadurch erhöht sich die Möglichkeit, daß "Riemenscheibenzähne übersprun­ gen werden" und wird die Dauerhaftigkeit des Riemens verringert. Im schlimmsten Fall kann der Riemen beschä­ digt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Selbstspanneinrichtung und eine Riemenspannung-Ein­ stelleinrichtung mit einer Einrichtung für die Erfassung des Riemenaustauschzeitpunkts zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Selbstspanneinrich­ tung nach Anspruch 1 bzw. durch eine Riemenspannung- Einstelleinrichtung nach Anspruch 14. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Wenn in der Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 1 der Riemen aufgrund der zeitlichen Alterung gedehnt worden ist, wird die Schubstange ausgefahren. Die Erfassungsein­ richtung erfaßt die Tatsache, daß sich die Schubstange in die Grenzposition bewegt hat. Das Signal von der Erfas­ sungseinrichtung meldet, daß die Selbstspanneinrichtung fehlerhaft arbeitet und daß der Zeitpunkt für den Aus­ tausch des Riemens gekommen ist.

In der Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 3 gelangt die Kontakteinrichtung mit dem freiliegenden Abschnitt des Metallrings in Kontakt, um die Grenzposition zu erfassen.

In der Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 7 kann der Sensor zur Erfassung der Grenzposition der Schubstange ein Hall-Sensor mit einem analogen Ausgang sein. Da sich der analoge Ausgang vom Hall-Sensor bei einer Bewegung der Schubstange und somit des Permanentmagneten ändert, kann die Position der Schubstange im wesentlichen konti­ nuierlich erfaßt werden, indem das analoge Signal vom Hall-Sensor mittels eines A/D-Umsetzers in ein digitales Signal umgesetzt wird und das digitale Signal in eine CPU der Steuereinheit eingegeben wird, um verarbeitet zu werden.

Bei der Erfassung der Position der Schubstange nimmt die magnetische Kraft des Permanentmagneten mit steigender Temperatur ab, während der Hall-Sensor bei einer Tempera­ turänderung einen Ausgangssignal-Offset zeigt. Somit kann bei der Erfassung der Position der Schubstange bei einer Temperaturänderung ein Fehler auftreten. Auf die Kompen­ sation eines solchen Fehlers sind die Ansprüche 10 bis 12 gerichtet.

Wenn in der Riemenspannung-Einstelleinrichtung nach An­ spruch 14 die Schubstange ausgefahren wird, bis sie die Grenzposition erreicht, betätigt der Riemenscheibenarm den Erfassungsschalter, wodurch gemeldet wird, daß die Selbstspanneinrichtung fehlerhaft arbeitet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt, es zeigen:

Fig. 1, 3 vertikale Schnittansichten einer Selbstspann­ einrichtung gemäß einer ersten Ausführungs­ form;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht der Selbst­ spanneinrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 einen Schaltplan zur Erläuterung der Schal­ tung für die Erfassung der Hubgrenze der Schubstange der Selbstspanneinrichtung nach Fig. 1;

Fig. 5-8 Schnittansichten von Selbstspanneinrichtungen gemäß einer zweiten, einer dritten, einer vierten bzw. einer fünften Ausführungsform;

Fig. 9A ein Beispiel für die Hubgrenzen-Erfassungs­ einrichtung der Ausführungsform nach Fig. 8;

Fig. 9B Beispiele von Signalen, die von der Schaltung nach Fig. 9A erzeugt werden;

Fig. 10, 11 Schnittansichten von Selbstspanneinrichtungen gemäß einer sechsten bzw. einer siebten Aus­ führungsform;

Fig. 12 die Positionserfassungsschaltung der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 11;

Fig. 13 eine Schnittansicht einer Selbstspanneinrich­ tung gemäß einer achten Ausführungsform;

Fig. 14 eine Schnittansicht einer Abwandlung der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 13;

Fig. 15 eine Vorderansicht einer Riemenspannung-Ein­ stelleinrichtung, in der die Erfindung zur Anwendung kommt; und

Fig. 16 die bereits erwähnte Vorderansicht eines herkömmlichen Riemenübertragungssystems zum Antreiben einer Nockenwelle.

Fig. 1 zeigt eine hydraulische Selbstspanneinrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Diese Selbst­ spanneinrichtung wird in der gleichen Weise wie die in Fig. 16 gezeigte herkömmliche Selbstspanneinrichtung 7 verwendet, um auf den Riemenscheibenarm 6 eine Schubkraft auszuüben.

Die Selbstspanneinrichtung 10 besitzt einen Zylinder 11 mit geschlossenem Boden und offener Oberseite, der eine am unteren Abschnitt seiner Innenwand befestigte Hülse 12 besitzt. In der Hülse 12 ist ein Kolben 13 gleitend angebracht.

Der Zylinder 11 ist durch den Kolben 13 in eine untere Druckkammer 14 und einen oberen Behälter 15 unterteilt. Letzterer besitzt eine offene Oberseite, die durch eine Öldichtung 16 verschlossen ist, die ihrerseits durch einen Einrastring 17 festgehalten wird, der seinerseits mit einer ringförmigen Nut 18 in Eingriff ist, die an der Innenwand des Zylinders 11 in der Nähe seiner oberen Öffnung ausgebildet ist.

Der Zylinder 11 ist mit Hydrauliköl wie etwa Silikonöl gefüllt, wobei zwischen dem Öl und der Öldichtung 16 eine Luftschicht vorhanden ist.

Durch eine Bohrung, die in der Öldichtung 16 ausgebildet ist, verläuft gleitend eine Schubstange 20, deren unteres Ende in einer Aussparung 19 aufgenommen ist, die in der Oberseite des Kolbens 13 ausgebildet ist. Ihr oberes Ende ist über dem Zylinder 11 angeordnet.

Eine in der Druckkammer 14 angebrachte Feder 21 belastet den Kolben 13 nach oben vor, um zu verhindern, daß er sich von der Schubstange 20 trennt. Der Kolben 13 ist mit einem Durchlaß 22 versehen, durch den die Druckkammer 14 und der Behälter 15 miteinander in Verbindung stehen. Ein Rückschlagventil 23 verschließt und öffnet den Durchlaß 22. Das Rückschlagventil 23 ist so beschaffen, daß es den Durchlaß 22 öffnet, wenn der Druck in der Druckkammer 14 niedriger als der Druck im Behälter 15 ist, und den Durchlaß 22 verschließt, wenn der erstere höher als der letztere ist.

An der Schubstange 20 ist ein Führungsflansch 24 ange­ bracht, der mit der Innenwand des Zylinders 11 in Gleit­ kontakt ist. Im Führungsflansch 24 ist eine Durchgangs­ bohrung 25 ausgebildet. Um die Schubstange 20 ist zwi­ schen dem Flansch 24 und der Oberseite der Hülse 12 eine Druckeinstellfeder 26 angebracht, um den Flansch nach oben vorzubelasten, um ihn gegen eine Schulter 27 der Schubstange 20 gepreßt zu halten. Die Schubstange wird somit durch die Feder 26 nach oben vorbelastet.

Im Behälter 15 ist um die Schubstange 20 eine Trennein­ richtung 28 angebracht, deren unterer Flansch 28a durch das untere Ende der Feder 26 gegen die Hülse 12 gepreßt wird, so daß er nicht axial beweglich ist.

Die Trenneinrichtung 28 hat die Form eines nach oben sich verjüngenden Kegelstumpfes, derart, daß zwischen dem oberen Ende mit kleinen Durchmesser der Trenneinrichtung 28 und der Schubstange 20 ein schmaler Spalt definiert ist. Die Trenneinrichtung dient dazu, jegliche im Ölbe­ hälter 15 vorhandene Blasen daran zu hindern, in die Druckkammer 14 einzutreten. Hierzu ist sie ausreichend hoch, jedoch kurz genug, um nicht von der Öloberfläche vorzustehen.

Die hydraulische Selbstspanneinrichtung mit dem obigen Aufbau ist in dem Riemenübertragungssystem nach Fig. 16 angebracht. Wenn die Spannung im Riemen 4 zunimmt und der Abwärtsdruck auf die Schubstange 20 und auf den Kolben 13 vom Riemen über die Kraft der Druckeinstellfeder 26 hinaus ansteigt, beginnt das Öl in der Druckkammer durch einen schmalen Spalt, der zwischen der Hülse 12 und dem Kolben 13 ausgebildet ist, in den Behälter 15 zu entwei­ chen. Das Volumen der Druckkammer 14 nimmt daher allmäh­ lich ab, so daß die Schubstange 20 und der Kolben 13 sich langsam absenken.

Wenn der Synchronriemen 4 andererseits durchhängt, wird die Schubstange 20 durch die Feder 26 nach oben gescho­ ben, wobei der Kolben 13 durch die Feder 21 nach oben geschoben wird. Sobald sich der Kolben 13 nach oben zu bewegen beginnt, fällt der Druck in der Druckkammer 14 plötzlich ab, so daß das Rückschlagventil 23 den Durchlaß 22 plötzlich öffnet. Somit werden die Schubstange 20 und der Kolben 13 nach oben geschoben und das Öl im Behälter 15 kann gleichmäßig in die Druckkammer 14 strömen. Die Schubstange 20 kann somit schnell ausfahren, um jegliches Durchhängen des Riemens zu absorbieren.

Der Synchronriemen 4 neigt im Laufe der Zeit aufgrund der Alterung zu einer Dehnung. Wenn sich der Riemen dehnt, fährt die Schubstange 20 im Laufe der Zeit allmählich aus, um die Dehnung des Riemens zu kompensieren.

Obwohl der Hub der Schubstange 20 der Selbstspanneinrich­ tung 10 unter Berücksichtigung dieser Faktoren bestimmt wird, kann die Schubstange 20 bei einer erhöhten zurück­ gelegten Fahrstrecke des Fahrzeugs zwischen zwei Wartun­ gen des Riemens oder aufgrund einer anomalen Dehnung des Riemens über ihre Hubgrenze ausgefahren werden.

Die Hubgrenze der Schubstange 20 befindet sich an einem Punkt, an dem der Führungsflansch 24 an der Öldichtung 16 anschlägt, weil die Feder 26 dann, wenn der Flansch 24 an der Öldichtung 16 anschlägt, die Schubstange 20 nicht weiter nach außen schieben kann. Ab diesem Zeitpunkt ist es nicht mehr möglich, die Riemenspannung konstant zu halten.

Die Selbstspanneinrichtung der Erfindung besitzt eine Einrichtung 30 für die Erfassung der Hubgrenze der Schub­ stange 20.

Diese Erfassungseinrichtung 30 wird im folgenden be­ schrieben. Die Selbstspanneinrichtung 10 ist an einem (nicht gezeigten) Motorblock angebracht. Der Zylinder 11 ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und der Führungsflansch 24, der mit dem Zylinder 11 in Gleitkon­ takt ist, ist aus einem leitenden Material wie etwa Eisen hergestellt. Somit liegt der Flansch 24 auf elektrischem Massepotential.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist in die Öldichtung 16 ein Elektrodenring 16a aus einem leitenden Metall eingebet­ tet, um die Öldichtung zu verstärken. Der Ring 16a steht mit seinem unteren Ende vom unteren Ende der Dichtung 16 vor und ist über einen Draht 31 mit einer Stromquelle verbunden.

Wenn die Schubstange 20 bis zu ihrer Hubgrenze ausfährt, gelangt der Flansch 24 mit dem unteren Ende des Rings 16a in Kontakt, wie in Fig. 3 gezeigt ist, so daß das Poten­ tial des Rings 16a auf Massepotential abfällt. Mit ande­ ren Worten, der Ring 16a und der Flansch 24 bilden einen Kontaktschalter einer Schaltung, wie sie in Fig. 4 ge­ zeigt ist.

Der Draht 31 ist über einen Verbinder mit einer (nicht gezeigten) Motorsteuereinheit verbunden. Die Steuerein­ heit erfaßt anhand der Potentialänderung des Rings 16a die Tatsache, daß die Schubstange 20 bis zu ihrer Hub­ grenze ausgefahren ist, und meldet dem Fahrer diese Tatsache, indem sie zum Beispiel eine Lampe erleuchtet. Der Fahrer weiß dann, daß die Selbstspanneinrichtung 10 fehlerhaft arbeitet und daß der Synchronriemen durch einen neuen Synchronriemen ersetzt werden muß.

In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform wird anstatt des Drahts 31 ein Verbinder 32 verwendet. Er umfaßt ein Gehäuse 33, das aus einem Isoliermaterial wie etwa Kunst­ harz hergestellt und am Zylinder 11 befestigt ist, und einen metallischen Verbindungsstift 35, der im Gehäuse 33 gleitend unterstützt ist. Eine Feder 34 ist um den Stift 35 so angebracht, daß sie den Stift 35 gegen einen Hilfs­ ring 36 preßt, der in die Öldichtung 16 eingebettet ist und mit dem Ring 16a verschweißt ist. Der Ring 36 wird an einem Kontakt mit dem Zylinder 11 durch eine Nut 37 gehindert, die in der Innenwand des Zylinders ausgebildet ist.

Der Stift 35 kann mit dem Ring 36 nicht durch Kontakt, sondern durch Stechen des Stifts 35 in den Ring 36 ver­ bunden sein.

Der Verbindungsstift 35 erzeugt daher ein Signal, das angibt, daß die Schubstange 20 bis zu ihrer Hubgrenze ausgefahren ist, wenn der Flansch 24 am Ring 16a an­ schlägt.

Der Detektor 30 von Fig. 6A besitzt eine becherförmige Elektrodenhalterung 38 aus Kunstharz, die in den Zylinder 11 durch dessen obere Öffnung eingesetzt ist und am Zylinder durch Stifte 39 befestigt ist. Die Halterung 38 unterstützt eine ringförmige Elektrode 40, die koaxial zur Schubstange 20 angebracht ist. Ein Anschlußstift 42 ist am Zylinder 11 über ein Isolierelement 41 befestigt und mit der Elektrode 40 über einen Verbinder 43 verbun­ den.

Die Schubstange 20 ist an ihrem oberen Ende mit einem Abschnitt 44 mit kleinem Durchmesser ausgebildet, der an seinem unteren Ende eine Schulter 45 definiert. Die Schulter 45 ist an einer Position vorgesehen, derart, daß die Elektrode 40 an der Schulter anschlägt, wenn die Schubstange 20 bis zu ihrer Hubgrenze ausgefahren ist, wie in Fig. 6B gezeigt ist. In diesem Zustand wird ein Signal erzeugt, das angibt, daß die Schubstange bis zu ihrer Hubgrenze ausgefahren ist.

Der Detektor 30 von Fig. 7 enthält einen Verbinder 46, der ein Gehäuse 47 aus Kunstharz, das an der Oberseite des Zylinders 11 vorgesehen ist, sowie eine Elektrode 48 umfaßt, die einteilig mit dem Gehäuse 47 hergestellt wird, wenn das Gehäuse gegossen wird. Ein Stift 49 steht vom oberen Abschnitt der Schubstange 20 radial auswärts vor, um an der Elektrode 48 anzuschlagen, wenn sich die Schubstange bis zu ihrer Hubgrenze bewegt hat.

Der Detektor von Fig. 8A enthält eine Spule 50, die um einen ringförmigen Kern 51 gewickelt ist, der in den Zylinder 11 in der Nähe seiner oberen Öffnung eingesetzt ist. Zwei im Zylinder 11 angebrachte Einrastringe 52 verhindern eine axiale Bewegung des Kerns 51.

Die Schubstange 20 ist an ihrem oberen Ende mit einem Abschnitt 53 mit kleinem Durchmesser versehen, auf den eine Hülse 54 gepreßt ist, die aus einem Werkstoff mit einer magnetischen Permeabilität hergestellt ist, die von derjenigen des Werkstoffs, aus dem die Schubstange 20 hergestellt ist, verschieden ist. Beispielsweise ist sie aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt, wenn die Schubstange 20 aus einem Eisenwerkstoff hergestellt ist.

Die Hülse 54 ist an der Schubstange 20 derart angebracht, daß sich ihre Unterkante gegenüber der Spule 50 befindet, wenn die Schubstange 20 sich bis zu ihrer Hubgrenze bewegt hat, wie in Fig. 8B gezeigt ist. Da die Hülse 54 und die Schubstange 20 unterschiedliche magnetische Permeabilitäten besitzen, ändert sich in diesem Zustand der Ausgang der Spule 50. Aufgrund der Änderung des Ausgangs der Spule 50 kann unter Verwendung einer Schal­ tung, wie sie in Fig. 9A gezeigt ist, erfaßt werden, daß die Schubstange 20 bis zu ihrer Hubgrenze ausgefahren ist.

In dieser Anordnung ist ein Ende der Spule 50 mit einer Signalschaltung verbunden, die einen Oszillator 55 mit mehreren zehn kHz und einen Widerstand 56 enthält. Das Wechselstromsignal (I) von der Spule 50 wird durch eine Diode 57 und durch einen Kondensator 58 gleichgerichtet und geglättet, woraus sich ein Signal (II) ergibt. Das Signal (II) wird in einen Komparator 59 eingegeben, in dem der Punkt, an dem sich die Amplitude aufgrund einer Änderung der Induktivität geändert hat, durch Vergleich mit einem Schwellenwert erfaßt wird, wobei ein Signal (III), das die Hubgrenze angibt, erzeugt wird.

Der Detektor 30 von Fig. 10A umfaßt einen ringförmigen Permanentmagneten 66, der am Führungsflansch 24 befestigt ist, der in dieser Ausführungsform aus einem nicht magne­ tisierbaren Werkstoff hergestellt ist, sowie einen Sensor 67, der an der äußeren Oberfläche des Zylinders 11 an einer Position befestigt ist, die sich radial gegenüber dem Magneten 66 befindet, wenn die Schubstange 20 bis zu ihrer Hubgrenze ausgefahren ist. Der Sensor 67 erfaßt die Hubgrenze aufgrund einer Änderung der Stärke der magneti­ schen Kraft des Magneten 66, die sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Sensor 67 und dem Magneten 66 än­ dert.

Der Sensor 67 kann ein Hall-Sensor mit analogem Ausgang sein. Das analoge Signal vom Hall-Sensor 67 wird in einem Analog-/Digital-Umsetzer in ein digitales Signal umge­ setzt und in eine (nicht gezeigte) Motorsteuereinheit eingegeben. Das digitale Signal gibt den Abstand zwischen dem Sensor und dem Magneten an. Somit kann nicht nur die Hubgrenze der Schubstange, sondern jede Position der Schubstange beispielsweise durch Vergleichen des Ein­ gangssignals mit mehreren Schwellenwerten, wovon jeder einer anderen Position der Schubstange entspricht, erfaßt werden. Der Detektor gemäß dieser Ausführungsform kann somit die Position der Schubstange in der Nähe ihrer Hub­ grenze erfassen und beispielsweise bereits auf dieser Stufe ein Warnsignal erzeugen. Dies ermöglicht eine frühere Ersetzung oder Wartung des Riemens.

Die magnetische Kraft des Permanentmagneten 66 nimmt bei ansteigender Temperatur ab. Der Hall-Sensor 67 besitzt einen temperaturabhängigen Ausgangssignal-Offset. Somit sollte der Detektor für eine genaue Erfassung der Posi­ tion der Schubstange 20 mit einer Temperaturkompensati­ onseinrichtung, wie sie in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist, versehen sein, um einen durch die Temperaturänderung verursachten Fehler zu vermeiden.

Diese Einrichtung umfaßt einen Temperatursensor 68, der am Zylinder 11 in der Nähe des Hall-Sensors 67 angebracht ist, und eine Steuereinheit 69, die einen A/D-Umsetzer für die Umsetzung der Signale vom Hall-Sensor 67 und vom Temperatursensor 68 in digitale Signale sowie eine Zen­ traleinheit, die so programmiert ist, daß sie das Positi­ onserfassungssignal vom Sensor 67 aufgrund des Tempera­ tursignals vom Temperatursensor 68 korrigiert, umfaßt, um die Position der Schubstange 20 zu erfassen.

Somit kann der Detektor mit einer solchen Temperaturkom­ pensation die Position der Schubstange stets mit hoher Genauigkeit selbst bei hoher Umgebungstemperatur erfas­ sen. Statt des Temperatursensors 68 kann irgendein Tempe­ ratursensor, der in verschiedenen Teilen des Fahrzeugs verwendet wird, zum Beispiel ein Wassertemperaturfühler für den Kühler, verwendet werden.

Der Detektor 30 von Fig. 13 umfaßt einen ringförmigen Permanentmagneten 66, der am Führungsflansch 24 befestigt ist, der in dieser Ausführungsform aus einem nicht magne­ tisierbaren Werkstoff hergestellt ist, und einen Sensor 67a, der an der äußeren Oberfläche des Zylinders 11 an einer Position angebracht ist, die sich dem Magneten 66 radial gegenüber befindet, wenn die Schubstange 20 bis zu ihrer Hubgrenze ausgefahren ist, sowie mehrere Sensoren 67b, 67c, die an der äußeren Oberfläche des Zylinders 11 unterhalb des Sensors 67a an Positionen angebracht sind, die sich dem Magneten 66 radial gegenüber befinden, wenn sich die Schubstange 20 an Zwischenpositionen vor dem Erreichen ihrer Hubgrenze befindet.

Die Sensoren 67a, 67b und 67c sind Hall-Sensoren mit Kontaktausgang, die nur eingeschaltet werden, wenn sich der Magnet 66 nahe bei ihnen befindet. Somit ist es durch die Erfassung, welcher Sensor eingeschaltet ist, möglich, die Position der Schubstange 20 ungefähr zu erfassen.

In den Ausführungsformen der Fig. 10 bis 13 ist der Permanentmagnet 66 an der oberen Oberfläche des Führungs­ flansches 24 angebracht. Statt dessen kann er jedoch zwei Ringhälften aufweisen, die in einer ringförmigen Nut 24a (Fig. 14) aufgenommen sind, die in der radial äußeren Oberfläche des Flansches 24 ausgebildet sind. Der Magnet 66 besitzt einen Außendurchmesser, der kleiner als derje­ nige des Flansches 24 ist, um ihn an einem Kontakt mit der Innenwand des Zylinders 11 zu hindern.

Fig. 15 zeigt eine Spannungseinstelleinrichtung, die einen Riemenscheibenarm 61 umfaßt, der um einen Stift 60 schwenkbar ist und an einem freien Ende eine Spannungs­ riemenscheibe 62 trägt. Am anderen freien Ende ist ein Vorsprung 64 ausgebildet. Der Arm 61 wird durch eine Selbstspanneinrichtung 10 in der Weise vorbelastet, daß er in eine Richtung schwenkt, in der die Riemenscheibe 62 gegen einen Synchronriemen 63 gepreßt wird.

Ein Schalter 65 ist an einer Position vorgesehen, derart, daß der Vorsprung 64 am Schalter 65 anschlägt und diesen schließt, wenn die Schubstange 20 der Selbstspanneinrich­ tung 10 bis zu ihrer Hubgrenze ausgefahren ist. Somit ist es möglich, die Hubgrenzposition der Schubstange 20 zu erfassen.

Die Schubstange 20 der Selbstspanneinrichtung 10 wird ein- und ausgefahren, um jegliche Änderung der Spannung des Riemens 63 zu kompensieren. Mit anderen Worten, die Selbstspanneinrichtung, die in der Riemenspannung-Ein­ stelleinrichtung verwendet wird, ist von einem Typ, bei dem die Schubstange 20 eine Hubgrenze aufweist.

Durch Erfassen der Hubgrenze der Schubstange 20 kann dem Fahrer gemeldet werden, daß die Selbstspanneinrichtung ihre Funktion eingebüßt hat und daß der Synchronriemen ausgetauscht werden muß. Dadurch wird die Sicherheit der Riemenübertragung verbessert.

Claims (14)

1. Selbstspanneinrichtung, die einen Zylinder (11), eine Schubstange (20), die im Zylinder (11) gleitend aufgenommen ist, und eine Feder (26), die bestrebt ist, die Schubstange (20) aus dem Zylinder (11) auszufahren, umfaßt, wobei die Schubstange (20) in axialer Richtung beweglich ist, um jegliche Änderung der Spannung in einem Riemen (63) zu kompensieren, gekennzeichnet durch einen Detektor (30), der eine Grenzposition für ein Auswärtshub der Schubstange (20) erfaßt.

2. Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (30) eine Elektrode (16a), die am Zylinder (11) über ein Isolierelement (16) angebracht ist, sowie eine Kontakteinrichtung (24) um­ faßt, die an der Schubstange (20) vorgesehen ist, um mit der Elektrode (16a) in Kontakt zu gelangen, wenn die Schubstange (20) bis in ihre Grenzposition ausgefahren ist.

3. Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode ein Metallring (16a) ist, der eine Öldichtung (16) zum Verschließen einer Öffnung des Zylinders (11) verstärkt, und die Kontaktein­ richtung ein Führungsflansch (24) ist, der an der Schubstange (20) fest angebracht ist und längs der inne­ ren Umfangsfläche des Zylinders (11) geführt wird.

4. Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (20) in einem oberen Abschnitt mit einem Abschnitt (44) mit kleinem Durchmes­ ser versehen ist und die Kontakteinrichtung eine Schulter (45) ist, die am unteren Ende des Abschnitts (44) mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, wobei die Elektrode (40) an einer Position vorgesehen ist, derart, daß die Schulter (45) mit der Elektrode (40) in Kontakt gelangt, wenn die Schubstange (20) bis in ihre Grenzposition aus­ gefahren ist.

5. Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung ein Stift (49) ist, der an der Schubstange (20) in der Nähe ihres oberen Endes angebracht ist und radial auswärts vorsteht, und die Elektrode (48) an einer Position vorgesehen ist, derart, daß der Stift (49) mit der Elektrode (48) in Kontakt gelangt, wenn die Schubstange (20) bis in ihre Grenzposition ausgefahren ist.

6. Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (30) eine Erfassungs­ spule (50), die an der Innenwand des Zylinders (11) so angebracht ist, daß sie zur Schubstange (20) koaxial ist, und ein Erfassungselement (54) umfaßt, das an der Schubstange (20) in der Nähe ihres oberen Endes vorgese­ hen ist und eine magnetische Permeabilität besitzt, die von derjenigen der Schubstange (20) verschieden ist, wobei das Erfassungselement (54) eine Unterkante auf­ weist, die eine Grenze zwischen dem Element (54) und der Schubstange (20) definiert, wobei die Unterkante so angeordnet ist, daß sie sich der Spule (50) gegenüber befindet, wenn die Schubstange (20) bis in ihre Grenzpo­ sition ausgefahren ist, wodurch die Grenzposition auf­ grund einer Änderung des Ausgangs der Erfassungsspule (50) erfaßt wird.

7. Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (30) einen ringförmigen Permanentmagneten (66), der einteilig mit der Schubstange (20) ausgebildet ist, sowie einen Sensor (67) umfaßt, der an der äußeren Oberfläche des Zylinders (11) angebracht ist, um die vom Permanentmagneten (66) erzeugte magneti­ sche Kraft zu erfassen, wobei sich der Permanentmagnet (66) an einer Position gegenüber dem Sensor (67) befin­ det, wenn die Schubstange (20) bis in ihre Grenzposition ausgefahren ist, wodurch die Grenzposition anhand der vom Sensor (67) erfaßten magnetischen Kraft erfaßt wird.

8. Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 7, gekenn­ zeichnet durch einen zusätzlichen Sensor (67b, 67c), der die magnetische Kraft erfaßt, die vom Permanentmagneten (66) erzeugt wird, wobei der zusätzliche Sensor (67b, 67c) an der äußeren Oberfläche des Zylinders (11) an einer Position angebracht ist, derart, daß sich der Permanentmagnet (66) gegenüber dem zusätzlichen Sensor (67b, 67c) befindet, bevor die Schubstange (20) in ihre Grenzposition ausgefahren ist.

9. Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (67) einen analogen Aus­ gang erzeugt, der die magnetische Kraft des Permanentma­ gneten (66) angibt.

10. Selbstspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (30) einen Temperatursensor (68) und eine Temperaturkompensa­ tionseinheit (69) zum Korrigieren des Ausgangs des Sen­ sors (67) anhand des Ausgangs des Temperatursensors (68) umfaßt.

11. Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (68) in der Nähe des Sensors (67) vorgesehen ist.

12. Selbstspanneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (68) ein Sensor ist, der bereits in einem Fahrzeug, in dem die Selbst­ spanneinrichtung angebracht ist, vorhanden ist.

13. Selbstspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (66) an dem Führungsflansch (24) unterstützt ist, der an der Schubstange (20) angebracht ist, so daß er längs der Innenwand des Zylinders (11) gleiten kann.

14. Riemenspannung-Einstelleinrichtung, die einen schwenkbaren Riemenarm (61), der eine Spannungsriemen­ scheibe (62) zum Spannen eines Riemens (63) unterstützt, und eine Selbstspanneinrichtung (10), die einen Zylinder (11) und eine Schubstange (20) umfaßt, enthält, wobei die Schubstange (20) zum Riemenscheibenarm (61) vorbelastet ist, um den Riemenscheibenarm (61) in eine Richtung zu schwenken, in der die Spannungsriemenscheibe (62) gegen den Riemen (63) gepreßt wird, gekennzeichnet durch einen Schalter (65), der an einer Position vorge­ sehen ist, derart, daß der Riemenscheibenarm (61) am Schalter (65) anschlägt und diesen schließt, wenn die Schubstange (20) in die Grenzposition ihres Vorwärtshubes ausgefahren ist.