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Kettenspannvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenspannvorrichtung,
insbesondere fÜr Steuerketten bei Brennkraftmaschinen, die im wesentlichen einen
geführten Kolben aufweist, der unter der Wirkung einer nachdrückenden Feder steht
und-mittelbar oder unmittelbar auf die Kette wirkt und bei welcher der Kolben entgegen
der Federkraft unter dem Einfluß einer Sperre steht, wobei die Wirkung der Feder
durch Öldruck unterstützt sein kann.
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Derartige Vorrichtungen sind in mannigfachen Ausführungen bekannt.
Einmal arbeitet man mit an die Kette anzudrÜckenden Stahlbändern oder anzudrückenden
Gummiprofilen und zum anderen werden kolbenartige Gebilde verwendet, die mit Hilfe
einer Feder gegen die Kette drücken. Bei allen Bauarten kommt es darauf an, daß
die durch Verschleiß auftretenden Längungen der Kette ausgeglichen werden. Ebenso
sind Wärmedehnungen auszugleichen. Wenn die bekannten Vorrichtungen diese Forderung
auch erfüllen, so ist das Problem bei Kettenspannvorrichtungen durchaus nicht gelöst.
In der Praxis hat es sich nämlich gezeigt, daß die Auslegung der
Nachdruckfeder
stets außerordentlich schwierig ist, wenn man eine gewisse Rückbewegung des andrückenden
Teiles der Vorrichtung erreichen will, ohne dabei das zulässige Maß der Kettenspannung
zu unterschreiten. Häufig verzichtet man auf die Rückbewegung und baut eine einfache
Rücklaufsperre ein. Abgesehen davon, daß eine solche Vorrichtung nur bedingt einsatzfähig
ist, ist sie im Aufbau aufwendig, zumal sie in einem Kettenrad untergebracht ist,
wo schon allein der beengte Raum erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt. Demgegenüber
liegt-der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,-welche die
Kette in dem jeweils erforderlichen Maße zu spannen vermag, ohne daß dabei
eine gewünschte RÜckbewegung ausgeschlossen ist. Ferner gehört es zur Aufgabe der
Erfindung die RÜckbewegungsmöglichkeit bewußt, d.h. auf ein ungefährliches Maß begrenzen
zu können. Darüber hinaus soll die Anordnung so getroffen werden, daß kein vorzeitiger
Verschleiß an der jeweiligen Kette und an den Vorrichtungsteilen eintritt.
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Gelöst wird diese Aufgabe in der Hauptsache dadurch, daß die Sperre
von mindestens einem den Kolben koaxial umgebenden Federelement gebildet ist, das
je nach Stellung
des Kolbens in eine entsprechende ringförmige
und entgegen der Federkraft sperrende Ausnehmung der Kolbenoberfläche einfällt,
wobei das'Federelement mit axialem Spiel in die Kolbenführung eingelassen ist. Bei
dieser Ausführung ist eine RÜckbewegung möglich, und zwar um das Maß des axialen
Spiels des Federelementes in der entsprechenden ausgeführten KolbenfÜhrung. Es versteht
sich, daß mit der Auslegung des Spiels die RÜcklaufbewegung leicht beeinflußbar
ist, wenn auch berücksichtigt werden muß" daß die Rücklaufbewegung nur so groß sein
darf, daß, keine harten und Bruchgefahr heraufbeschwörenden Stöße. oder ein Kettenflattern
auftreten können. Trotz dieser gÜnstigen Wirkung ist die Vorrichtung denkbar einfach,
denn sie besteht im wesentlichen nur aus Ausdrehungen und federnden Ringen, also
aus Teilen, die in der Herstellung tatsächlich keine Schwierigkeiten bereiten und
noch dazu funktionssicher sind sowie keinem vorzeitigen Verschleiß, unterliegen.
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Für die Praxis hat sich eine Ausführungsform als zweckmäßig erwiesen,
bei der die Ausnehmungen fÜr die ringförmigen Federelemente an der Kolbenoberfläche
-im Schnitt gesehen- im wesentlichen sägezahnartig ausgefÜhrt sind und dabei -jede
Ausnehmung -entgegen der Federkraft geseheneine
etwa in einer Radialebene
liegende Ringanschlagfläche bildet, die anschließend über einen zylindrischen Teil
in einen Kegelstumpf Übergeht, der in die Kolbenoberfläche ausläuft. Der Sägeform
kommt hier eine besondere Bedeutung zu, da sie das Spreizen der ringfÖrmigen Federelemente
mit einem geringen Kraftaufwand ermöglicht, der, wenn er zu hoch wäre, die Kettenspannvorrichtung
in ihrer Wirkung auf die Kette ungünstig beeinflussen wÜrde. Dies hat um so größere
Bedeutung, wenn man bedenkt, daß bei dem Spannvorgang, der sich auch über längere
Zeit erstrecken kann, der Kolben häufig hin- und herbewegt, was bei einer anderen
Gestaltung des Kolbens zu vorzeitigen Abnutzungserscheinungen fÜhren könnte.
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Die zylindrischen Teile, die auf die KegelstÜmpfe folgen, also diejenigen
Teile, die an der Kolbenoberfläche verbleiben, gewährleisten eine ausreichende Abstützung
des Kolbens in seiner Führung, während die im Durchmesser kleineren zylindrischen
Teile eine satte Anlage des je-
weiligen Federringes gestatten, sofern die
Innenfläche des Federringes ebenfalls zylindrisch ist.
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Damit der Kolben auftretende Rücklaufbewegungen mit Si-
anordnung vorgesehenen Ausnehmungen entsprechen und aus
Profil-
oder Drahtringen bestehen. Wenn auch Profilringe in der Wirkung günstiger als Drahtringe
erscheinen, so werden sich aus wirtschaftlichen Gründen Drahtringe anbieten. Welche
Ausführungsform man wählt, wird aber schließlich von den gestellten Forderungen
abhängig sein. Für die Beherrschung von geringen Kräften dÜrften Drahtringe ohne
weiteres ausreichen, während bei schwereren Ausführungen den Profilen der Vorrang
zu geben ist.
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Um die bereits erwähnte Sicherheit bei der Rücklaufbewegung noch weiter
zu erhöhen, ersccb-eint es zweckmäßig, wenn die ein Axialspiel zulassende Aussparung
in der Kolbenführung für das oder die Federelemente als Ringraum. ausgebildet ist,
wobei die der Kette abgekehrte Seite des jeweiligen Ringraumes radial verläuft oder
sich entgegen der Richtung der Federkraft kegelartig verjüngt. Bei dieser Ausgestaltung
wird der jeweilige Ring zusammengezogen und fest in die Ausnehmungen der Kolbens
gedrückt, so daß eine absolute Sicherheit gegeben ist.
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Damit es möglich ist, auch das axiale Spiel im Ringraum zu verändern,
ist der Ringraum in der Kolbenführung in axialer Richtung von einer Hutmutter begrenzt,
welche sich mit Randflanschen Über Dichtungsringe am KolbenfÜhrungsgehäuse
abstÜtzt.
Durch Einlegen von verschiedenen starken Dichtringen zwischen Randflansch und Führungsgehäuse
läßt sich die Hutmutter'unterschiedlich tief in das KolbenfÜhrungsgehäuse schrauben.
In entsprechender Weise wird der Ringraum verlängert oder verkürzt und damit das
Axialspiel verändert.
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Da -wie vorher schon erwähnt- das Axialspiel wegen der ggfs. zu erwartenden
Schläge nicht zu groß sein darf, sieht die Erfindung eine Feinstufung vor, die sich
nach einer weiteren Besonderheit dadurch erreichen läßt, daß zum Zwecke einer Feinstufung
der RÜckbewegung mehrere, vorzugsweise drei Federelemente vorgesehen sind, die in
ihrer Gesamtbreite der Teilung der Ausnehmungen entsprechen oder diese um das Doppelte
oder Vierfache überschreiten.
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Während mit einem einzigen Federring die mögliche Rücklaufbewegung
des Kolbens sich aus der Teilung am Kolben und dem Spiel des Federringes in der
Ausnehmung der KolbenfÜhrung zusammensetzt, beträgt bei einer Ausgestaltung mit
drei Federringen, die in ihrer gesamten Breite der-Teilung am Kolben entsprechen,
die mögliche Rücklaufbewegung ein Drittel der Teilung, zu dem noch das Spiel hinzuzurechnen
ist. Es
versteht sichl daß sich durch weitere Stufungen auf einfache
Weise
geänderte Rücklaufbewegungen erzielen lassen, wobei allerdings zu berÜcksichtigen
ist, daß bei zu breiten Ringen und einer zu feinen Teilung am Kolben die Ringanschlagflächen
verhältnismäßig schmal werden, d.h. die Feinstufung kann nicht beliebig verfeinert
werden, wenn ein bestimmtes AbstÜtzmoment nicht unterschritten werden soll. Hinzu
kommt ferner, daß eine zu feine Stufung den Nachteil mit sich bringt, daß die gewollte
Wirkung einer Rücklaufbewegung extrem absinkt, ganz abgesehen davon, daß in einem
solchen Fall, wo die Kegelsteigung steiler sein muß,-die auftretenden Kräfte erheblich
ansteigen und zu einem vorzeitigen Verschleiß aller Teile führen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kettenspannvorrichtung;
FiG. 2 und `# öchnittdarstellungen einer erfindungsgemäßen Ausführungsform in zwei
verschiedenen Arbeitsstellungen; Fig. 4 eine Teildarstellung einer gegenüber den
Fig. 2 und 3 geänderten und im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig.
1 entsprechenden Bauart und
Fig. 5 bis 7 weitere
Ausführungsformen im Schnitt.
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Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht die Kettenspannvorrichtung
1 aus einer Führung 2 und einem Kolben 3. Der Kolben 3 ist
als Hohlkolben ausgeführt und nimmt in sich eine Druckfeder 4 auf. Mit
5 ist eine kleine Ölbohrung bezeichnet, durch die Öl auf eine vorbeigleitende
Kette 6
gesprÜht wird. Das der Bohrung gegenüberliegende Ende der Feder 4
stützt sich an einer Art Hutmutter-7 ab, die durch einen Dichtring 7a abgedichtet
in das Gehäuse 2 eingeschraubt ist und sich ihrerseits mittels eines Randflansches
7b an dem Gehäuse 2 abstÜtzt. Auf die Oberflächengestaltung des Kolbens
3 wird in den folgenden Figuren eingegangen, da dort die zylindrische Darstellung
klarer ist.
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In den Fig. 2 und 3 ist zwischen dem Gehäuse 2 und der Hutmutter
7 ein freier Ringraum 8 zu erkennen, der beispielsweise durch die
entsprechenden Dichtungsringe 7a -dargestellt in Fig. 1- verändert werden
kann. In diesem freien Raum bzw. Ringraum befindet sich ein Federring 9, der einen
zylindrischen Teil 10 des Kolbens 3 umschließt. Dieser Teil
10 geht Über eine Kegelfläche 11 in einen weiteren zylindrischen Teil
12 über, der mit der Oberfläche
des Kolbens 3 identisch
ist. Die Flächenteile 10
bis 12 bilden zusammen eine Teilung 13, die
sägezahnartig ausgeführt ist. Zwischen dem zylindrischen Teil 12 und dem danebenliegenden
zylindrischen Teil 10 ergibt sich durch die verschiedenen Durchmesser eine
Ringanschlagfläehe 14,die mit dem Federring 9 zusammenwirkt. In der Zeichnung
ist deutlich zu erkennen, daß der Ring 9 in dem Ringraum. 8 ein Axialspiel
a hat. Wenn mn der Ring 9 gemäß Fig.3 auf der äußersten Kante des zylindrischen
Teiles.12 sitzt, ist es eindeutig, daß bei einer Bewegung des Kolbens
3 in Richtung des Pfeiles 15 nicht nur die Strecke a. sondern zusätzlich
auch eine Strecke b. die fast die gesamte Teilung 13 beträgt, zurückgelegt
werden kann, so daß die mögliche Rücklaufbewegung a + b beträgt, während
sie bei Fig.2 nur das Axialspiel a ausmacht.-Ähnliche Verhältnisse ergeben sich
bei der Bauart, die in Fig. 4 dargestellt ist. Der Ring 9 hat dort einen
runden juerschnitt, d.h. es handelt sich um einen federnden Drahtring. Dementsprechend
sind die Flächen 10, 111 12 gestaltet. Ebenso ist die Ringfläche 14 dem Drahtring
9 angepaßt. Außerdem ist noch zu erkennen, daß der Ringraum 8 im Querschnitt
nicht rechteckig, sondern mit einer Kegelfläche 16 ausgestattet ist, die
den Drahtring 9 bei der KolbenrÜcklaufbewegung in Richtung des Pfeiles
15 nach innen preßt und so die etwas verschlechterte
Wirkung
der Fläche 14 ausgleicht. Geänderte Verhältnisse ergeben sich, wenn man eine Ausführung
gemäß Fig. 5 wählt. Dort sind drei Ringe 9 vorgesehen, die in ihrer
Gesamtbreite einer Teilung c also 13 am Kolben 3
entsprechen. Auch
hier ist zunächst nur eine Bewegung um das Spiel a möglich, wenn die Ringe
9 sich so auf der Kolbenstange verteilen, wie es die Fig. 5 zeigt.
Sitzt hingegen der linksseitige Ring 9 auf der äußersten linken Kante bei
12, dann ist eine Bewegung um die Strecke a + d möglich.
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Eine weitere feinere Stufung der Rücklaufbewegung ist möglich, wenn
eine Aufteilung von Teilung 13 und Ringen 9 gemäß Fig. 6 vorgenommen
wird. Bei dieser Ausführung haben die Ringe 9 eine Breite von zwei Teilflächen
10,11 und die drei Ringe 9 umfassen infolgedessen zwei volle Teilungen
13.
Damit die Ringe 9 sich mit ausreichender Fläche an der Ringanschlagfläche
14 abstÜtzen können, ist das Innenprofil 17
und 18 der Ringe
9 den beiden Teilflächen 10 und 11 entsprechend angepaßt. Befinden
sich die Ringe 9 gerade in der Stellung, wie es die Fig. 6 darstellt,
dann ist nur eine Bewegung um das Spiel a möglich. Sitzt dagegen der linke Ring
9 oben auf der äußersten linken Kante der Teilfläche 12, so ist eine Bewegung
in Richtung des Pfeiles 15 um die Strecke a + e möglich.
Bei
dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 ist die Abstufung der RÜckbewegung noch
weiter verfeinert, so daß die maximale Rückbewegung die Strecken a + f umfassen,
wenn wieder der linke Ring 9 über der-äußersten linken Kante der Teilfläche
12 sitzt.