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Spannvorrichtung für Ketten, Riemen od. dgl. mit einem hydraulischen
Dämpfer Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für Ketten, Riemen
od. dgl. mit einem hydraulischen Dämpfer, bestehend aus einem ölgefüllten Zylinder,
einem darin verschieblichen Kolben; einem an einem dieser Teile angebrachten federbelasteten
Schuh und einem Vorratsbehälter, der über ein Einwegventil mit dem Zylinderraum
in Verbindung steht.
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Eine bekannte Spannvorrichtung dieser Art weist als Einwegventil ein
federbelastetes Konusventil auf. Ein solches Ventil kann unwirksam werden, wenn
sich z. B. Schmutz zwischen den Ventilkonus und dessen Sitz ablagert; aber auch
die Ventilfeder kann durch Ölrückstände verschmutzen, so daß eine einwandfreie Wirkungsweise
in Frage gestellt ist.
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Auch Kugelventile sind als Rüekschlagventile bekannt. Um ein solches
Ventil zu schließen, muß eine Rückwärtsbewegung des Kolbens erfolgen, damit ein
Ölfiuß in Schließrichtung der Kugel eintritt. Auch das Ansetzen von Schmutz oder
Ölrückständen kann zur Unwirksamkeit eines Kugelventils führen.
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In all diesen Fällen ist die Wirkung der Spannvorrichtung unzuverlässig,
so daß Störungen auftreten. Zweck der Erfindung ist die Verbesserung einer derartigen
bekannten Spannvorrichtung, um mit möglichst einfachen Mitteln eine sichere Betriebsweise
zu erreichen.
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Gemäß der Erfindung wird das dadurch gelöst, daß das Einwegventil
aus einem Blattfeder-Klappenventil in Form eines federnden dünnen Metallstreifens
besteht, der an einem Ende im Inneren des hohlen Kolbens befestigt ist, sich in
Längsrichtung desselben erstreckt und am anderen Ende mit einem Kopfteil versehen
ist, der einen im Kolben vorgesehenen Durchlaß steuert, der über eine Nut im Kolben
oder in der Wand des Zylinders mit einer Öffnung des Vorratsbehälters verbunden
ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der das Klappenventil bildende
federnde Metallstreifen entsprechend der Krümmung der Innenmantelfläche des Hohlkolbens
gewölbt. Außerdem kann. dieAnordnung so getroffen sein, daß der Kopfteil des Klappenventils
mit einer sehr kleinen Bohrung versehen ist, die im Bereich des genannten Durchlasses
liegt.
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Die erfindungsgemäße Ausführungsform des Einwegventils als Blattfeder-Klappenventil
gewährleistet auf die Dauer eine zuverlässige Arbeitsweise der Spannvorrichtung,
da das Klappenventil im statischen Zustand geschlossen ist, so daß eine Rückwärtsbewegung
des Kolbens unmittelbar gedämpft wird. Das Ventil ist also wirksamer als beispielsweise
ein Kugelventil. Ferner ist wesentlich, daß ein dünnes Blattfederventil leichter
von Schmutz oder Ölrückständen frei bleibt oder von selbst von diesen gereinigt
wird, weil seine freiere Anordnung ein Wegwaschen von störenden Schmutzteilchen
durch den ölfluß begünstigt. Dagegen können sich solche Teilchen im Gehäuse eines
Kugelventils ansetzen, ohne daß sie durch den Ölstrom entfernt werden. Auch die
Ausbildung des Blattfederventils mit einer einen Zwischenraum ergebenden Kröpfung
zwischen dem Befestigungsteil und dem eigentlichen Verschlußteil trägt zu diesem
Wascheffekt bei, so daß Schmutzansatz nicht auftreten kann.
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Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Zeichnung in einemAusführungsbeispiel
näher beschrieben. Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Spannvorrichtung gemäß der
Erfindung an einem Nockenwellenantrieb einer Verbrennungskraftmaschine.
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Fig. 2 ist eine Draufsicht nach Fig. 1 in größerem Maßstab, Fig. 3
ist ein Längsschnitt durch eine Spannvorrichtung nach Fig. 2, Fig. 4 ist ein senkrechter
Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig.5 und 6 zeigen in größerem Maßstab
eine Draufsicht und eine Seitenansicht der Blattfeder-Ventilklappe,
Fig.
7 ist ein Querschnitt nach der Linie VII.-VIi in Fig. 5; Fig. 8 und 9 zeigen andere
Ausführungsformen einer Spannvorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 10 zeigt eine
weitere Ausführungsform einer Spannvorrichtung gemäß der Erfindung mit abgewandelter
Anordnung der Teile.
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Gemäß Fig. 1 bis 7 der Zeichnung besteht die Kettenspannvorrichtung
aus einem Gehäuse l aus Metall, das beispielsweise durch Schrauben 2 an einer Wand
3 des Kurbelgehäuses einer Kraftmaschine befestigt sein kann. Das Gehäuse 1 ist
so geformt, daß ein ölvorratsbehälter 4 gebildet ist. Das Gehäuse 1 weist unmittelbar
unter dem Ölvorratsbehälter 4 einen Zylinder 5 auf, der waagerecht angeordnet und
an einem Ende offen ist. Im Boden des Ölvorratsbehälters 4 ist eine Öffnung 6 in
der Weise angebracht, daß diese durch eine Längsnut 7 im Zylindergehäuse 5 (s. Fig.
3) mit dem Inneren des Zylinders 5 in Verbindung steht. In dem Zylinder 5 des Gehäuses
1 ist ein Kolben 8 verschiebbar angebracht, der die öffnungdes Zylinders 5 abschließt.
Der Kolben 8 ist an seinem inneren Ende hohl, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Am
entgegengesetzten, äußeren Ende des Kolbens 8 ist ein Schuh 9 angebracht, der an
der zu spannenden Kette 10 anliegt. Der Kolben 8 ist so angeordnet, daß er vom Gehäuse
1 aus nach außen verschoben werden kann, wodurch der Schuh 9 gegen die Kette 10
gedrückt wird. Der Druck wird durch eine Schraubenfeder 11 ausgeübt, die in dem
hohlen Ende des Kolbens 8 derart untergebracht ist, daß ein Ende der Schraubenfeder
11 auf den Kolben einwirkt, während ihr anderes Ende gegen einen Verschlußdeckel
des Zylinders 5 im Gehäuse 1 anliegt. An der Oberseite der Wand des hohlen Kolbens
8 ist ein Durchlaß 12 vorgesehen (Fig. 3), der über die Nut 7 am Boden des ölvorratsbehälters
4 mit der Öffnung 6 des ölvorratsbehälters 4 in Verbindung steht, und zwar bei jeder
Betriebsstellung des Kolbens B. Gemäß der Erfindung ist im hohlen Schaft des Kolbens
8 zwischen der Kolbenwand und der Schraubendruckfeder 11 ein Blattfederstreifen
13 aus Stahl untergebracht, der ein Einweg- oder Klappenventil darstellt. Dieser
Blattfederstreifen 13 ist mit einem Ende an der Wand des Kolbens 8 durch einen Niet
14 befestigt, während das entgegengesetzte Ende 13 a als kreisförmige Platte ausgebildet
und in Querrichtung gewölbt ist, wie Fig. 7 zeigt, um sich der Form der Kolbenwand
anzupassen. Die Platte dient als Ventilklappe am Durchlaß 12 in der Kolbenwand und
wird geschlossen durch den Öldruck im Zylinder 5 des Gehäuses 1, sobald der Kolben
8 in das Gehäuse 1 zurückgehen will. Andererseits läßt die Ventilklappe 13 a das
Öl aus dem Behälter 4 durch den Durchlaß 12 in den Zylinder 5 eintreten, wenn der
Kolben 8 sich nach außen bewegt. Der Blattfederstreifen 13 erstreckt sich im wesentlichen
über die ganze Länge des hohlen Schaftes des Kolbens B. Die Schraubenfeder 11 ist
durch einen mittig angeordneten Stift 15 geführt, der in einer Bohrung des Kolbens
8 festsitzt. Auf diese Weise verhindert der Stift 15, daß die Schraubenfeder 11
die Bewegung des Blattfederstreifens 13 stört und seine Funktion behindert.
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Wenn die Kettenspannvorrichtung in Betrieb ist, ist der ölvorratsbehälter
4 dauernd mit Öl gefüllt, und zwar durch das Öl, welches durch die Kurbelwelle der
Maschine emporgeschleudert und durch die Nockenwellenantriebskette 10 mitgerissen
wird. Der Blattfederstreifen 13 öffnet den Durchlaß 12, wenn der Kolben 8 sich auswärts
bewegt, d. h., wenn die Feder 11 den Schuh 9 gegen die Kette 10 drückt. In diesem
Fall fließt das Öl aus dem ölvorratsbehälter 4 unter der Schwerkraft und der Saugwirkung
des nach außen sich bewegenden Kolbens 8 durch die öffnung 6, die Nut 7 und den
Durchlaß 12 in den Zylinder 5 und füllt den Raum hinter dem Kolben B. Ein Versuch,
den Kolben 8 in das Gehäuse 1 zurückzubewegen, bewirkt, daß das Öl im Zylinder 5
die Ventilplatte 13 a des Blattfederstreifens 13 gegen die Innenfläche der Kolbenwand
drückt, so daß das Ventil den Durchlaß 12 abschließt und das im Zylinder 5 befindliche
Öl nicht zurück in den Ölvorratsbehälter 4 entweichen kann, mit Ausnahme einer geringen
Menge, die durch den Durchlaß 12 zurückfließt, bevor der Blattfederstreifen 13 als
geschlossenes Klappenventil wirkt. Dieses Zurückfließen einer geringen Ölmenge ist
kein Nachteil, da es eine kleine Rückbewegung des Kolbens 8 erlaubt, so daß z. B.
bei unrundem Lauf des die Kette 10 antreibenden Kettenrades keine Beschädigung der
Spannvorrichtung oder der Kette 10 entsteht. Bei einer Längung der Kette
10 durch Dehnung und Verschleiß wird der Kolben 8 von der Feder 11 weiter nach außen
bewegt. Dabei gestattet der Blattfederstreifen 13, daß mehr Öl aus dem ölvorratsbehälter
4 in den Zylinder 5 hinter dem Kolben 8 eintreten kann, so daß der Kolben in seiner
neuen Stellung gehalten wird, bis auf die oben beschriebene geringe Rückbewegung
zufolge der Lässigkeit des Ventils 13.
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Die Nut 7 kann auch abweichend von der Ausführung nach Fig. 3 an der
Außenfläche der Wand des hohlen Schaftes des Kolbens 8 angeordnet werden, um die
Öffnung 6 und den Durchlaß 12 miteinander in Verbindung zu halten.
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Die Ventilplatte 13 a des Blattfederstreifens 13 kann mit einer kleinen
Bohrung versehen sein, damit eine geringe Menge Öl aus dem Zylinder 5 entweichen
kann; auf diese Weise wird eine geringe Rückbewegung des Kolbens 8 ermöglicht.
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Der Schuh 9 könnte auch abweichend von der dargestellten Anordnung
um einen gestenfesten Drehpunkt schwenkbar gelagert sein und von dem Kolben 8 an
die Kette 10 gedrückt werden. Auch kann der ölvorratsbehälter 4 durch eine Leitung
aus dem Ölschmiersystem aufgefüllt werden.
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Bei der Ausführung nach Fig. 8 der Zeichnung ist der Kolben 8 derart
angeordnet, daß er ein Kettenrad 16 gegen die zu spannende Kette bewegen kann, anstatt
einen Schuh gegen die Kette zu drücken, wie es in dem vorhergehenden Beispiel der
Fall war. Bei dieser Ausbildung ist das Kettenrad 16, welches als Spannrolle wirkt,
drehbar an einem Träger 17 befestigt. An dem Gehäuse 1, das mit einem Ölvorratsbehälter
4 wie bei der vorhergehenden Anordnung verbunden ist, ist der Radträger 17 in Richtung
auf die zu spannende Kette hin verschieblich geführt und wird von dem Kolben 8 bzw.
der Schraubenfeder 11 angedrückt. Die übrigen Einzelheiten entsprechen denen nach
Fig. 1 bis 7.
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Die Ausführungsform nach Fig. 9 entspricht etwa der nach Fig. 8, jedoch
mit zwei parallelen federbelasteten Kolben 8, von denen jeder verschiebbar in einem
Zylinder des Gehäuses 18 angeordnet ist. Das Gehäuse 18 ist in einer Führung 19
verschieblich gelagert. Die Führung 19 ist als Träger für ein Kettenrad
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mit drei Zahnkränzen ausgebildet. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Vorrichtung
die gleiche wie nach Fig. B.
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Fig. 10 zeigt eine geometrisch umgekehrte Anordnung zu Fig. 1 bis
7. Bei dieser Ausführung ist ein Kolben 21 waagerecht angeordnet, z. B. an einer
Wand des Kurbelgehäuses der Maschine mit Hilfe einer Platte 22 befestigt. Das Gehäuse
23, welches einen ölvorratsbehälter 24 trägt, ist auf dem Kolben 21 durch eine Schraubenfeder
30 nach außen verschiebbar. Das Gehäuse 23 trägt einen Schuh 25, der als Spanner
an einer Kette oder an einem Riemen anliegen kann. Der Kolben 21 ist an einem Ende
hohl und hat an seiner Wand einen Durchlaß 26, der über eine Nut 27 mit einer Öffnung
28 im Boden des Ölvorratsbehälters 24 in Verbindung steht. Der Durchlaß 26 ist wie
bei den vorhergehenden Ausführungsformen durch ein Blattfederventil29 verschließbar.
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Die Erfindung ist zwar im Zusammenhang mit einer Kette für den Nockenwellenantrieb
einer Verbrennungskraftmaschine beschrieben worden, kann aber auch an anderen Ketten,
an Riemen od. dgl. angewendet werden; auch kann an Stelle von Öl irgendein anderes
geeignetes Druckmittel verwendet werden.