DE19805878A1 - Vorrichtung zum Reduzieren der Kettenspannung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reduzieren der Kettenspan­ nung zum Reduzieren der durch eine Veränderung der Drehung eines antriebsseiti­ gen Zahnrads verursachten übermäßigen Spannung, wobei die Vorrichtung an einer Spannseite der Kette wirkt, die zwischen einem antriebsseitigen Zahnrad und einem abtriebsseitigen Zahnrad gespannt ist.

Gemäß dem Stand der Technik weist ein Kettenantriebssystem zum Antreiben zu­ sätzlicher Maschinen, welches zum Übertragen einer Drehung einer Kurbelwelle ei­ ner Maschine auf eine Nockenwelle oder dgl. eingesetzt wird, einen wie in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Aufbau auf.

Das in Fig. 3 gezeigte Antriebssystem weist den einfachsten Aufbau auf, wobei eine Kette 23 zwischen einem antriebsseitigen Zahnrad 21 und einem abtriebsseitigen Zahnrad 22 gespannt ist. Wenn das antriebsseitige Zahnrad 21 zur Drehung ange­ trieben ist, erschlafft eine Schlaffseite 23A der Kette 23 leicht und wird eine Spann­ seite 23B aufgrund des Drehwiderstands des abtriebsseitigen Zahnrads 22 linear gezogen und wird die Kraftübertragung ausgeführt.

Auch das in Fig. 4 gezeigte Kettenantriebssystem weist eine Kette 33 auf, die zwi­ schen einem antriebsseitigen Zahnrad 31 und zwei abtriebsseitigen Zahnrädern 32A, 32B gespannt ist. An einer Schlaffseite 33A und zwei Spannseiten 33B, 33C der Kette 33 sind jeweils ortsfeste Führungseinrichtungen 34A, 34B, 34C mit Gleit­ schuhoberflächen angeordnet, die leicht in einer konvexen Kreisbogenform ge­ krümmt sind und die Kette 33 gleitend kontaktieren, wobei ein Schwingen der Kette 33 während ihres Umlaufens verhindert ist.

Auch das in Fig. 5 gezeigte Kettenantriebssystem verwendet ein antriebsseitiges Zahnrad 41 und ein abtriebsseitiges Zahnrad 42 in ähnlicher Weise wie das in Fig. 3 gezeigte Kettenantriebssystem, jedoch ist eine Spanneinrichtung 44 an einer Schlaffseite 43A der Kette 43 angeordnet und ist eine Spannseite 43B durch eine lineare und ortsfeste Führungseinrichtung 45 geführt.

Bei der Spanneinrichtung 44 drückt eine Gleitschuhoberfläche eines Spannhebels 44B, der durch eine an einer definierten Position befestigte Tragachse 44A schwenkbar gelagert ist, mittels einer Spannkraft einer Verdrehungsschraubenfeder 44C gegen eine seitliche Oberfläche der Schlaffseite 43A der Kette 43. Dadurch wird der Kette 43 Spannung verliehen.

Des weiteren weist das in Fig. 6 gezeigte Kettenantriebssystem eine Kette 53 auf, die in ähnlicher Weise wie bei dem in Fig. 4 gezeigten Kettenantriebssystem zwi­ schen einem antriebsseitigen Zahnrad 51 und zwei abtriebsseitigen Zahnrädern 52A, 52B gespannt ist. Ein Gleitschuh 54A einer Spanneinrichtung 54 wird gegen eine Schlaffseite 53A gedrückt, und ein Erschlaffen der Kette 53 ist vermieden. Auch sind zwei Spannseiten 53B, 53C der Kette 53 jeweils durch zwei ortsfeste Führungsein­ richtungen 55A, 55B geführt, die leicht in konvexer Kreisbogenform gekrümmte Gleitschuhoberflächen aufweisen.

Wenn das Kettenantriebssystem zum Antreiben zusätzlicher Maschinen gemäß dem in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Stand der Technik in einer Maschine verwendet wird, bei der die Veränderungen hinsichtlich der Rotation groß sind, bspw. ein Dieselmo­ tor, besteht ein Problem dahingehend, daß eine durch die Veränderung der Rotation verursachte Stoßkraft auf die Kette wirkt und daß die Kette an der Spannseite pulsie­ rend mit einer übermäßigen Spannung beaufschlagt wird, da die Rotationsvariation an einem an einer Kurbelwelle vorgesehenen antriebsseitigen Zahnrad groß ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Probleme des Standes der Technik zu lösen und eine Vorrichtung zum Reduzieren der Kettenspannung bereitzustellen, bei der die Beaufschlagung der Kette mit einer übermäßigen Spannung an der Spannseite vermieden ist.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist durch eine Vorrichtung zum Reduzieren der Ket­ tenspannung mit den Merkmalen des Patentanspruches gelöst. Danach ist eine Vor­ richtung zum Reduzieren der Kettenspannung bereitgestellt, wobei eine Gleit­ schuhoberfläche von der Seite gegen eine Spannseite einer Kette in einem ge­ krümmten Oberflächenbereich der Kette drückt, die zwischen einem oder mehreren antriebsseitigen Zahnrädern und einem oder mehreren abtriebsseitigen Zahnrädern gespannt ist, wobei die Gleitschuhoberfläche in der vorgerückten Position gehalten ist, in der die Spannseite der Kette durch eine Spannkraft eines druckbeaufschla­ genden Mittels gekrümmt ist, wenn die Spannung der Kette an der Spannseite einen vorgegebenen oder einen geringeren Wert aufweist, und wobei sich die Spannseite der Kette gegen die Spannkraft des druckbeaufschlagenden Mittels längt und sich die Gleitschuhoberfläche aus der vorgerückten Position zurückzieht, wenn die Span­ nung den vorgegebenen Wert überschreitet.

Wenn das antriebsseitige Zahnrad zur Rotation angetrieben wird, wird die rotatori­ sche Kraft über die Übertragungsseite der Kette auf das abtriebsseitige Zahnrad übertragen und wird das abtriebsseitige Zahnrad gedreht. In diesem Fall wirkt die Spannung auf die Spannseite der Kette und wird eine Gleitschuhoberfläche der Vor­ richtung zum Reduzieren der Kettenspannung in derjenigen Richtung mit der Gegen­ kraft beaufschlagt, in der sich die Gleitschuhoberfläche aus der vorgerückten Posi­ tion zurückzieht.

Jedoch im Normalzustand wird die Gleitschuhoberfläche in ähnlicher Weise wie die Gleitschuhoberfläche bei der üblicherweise ortsfesten Führungseinrichtung nicht aus der vorgerückten Position bewegt, da die Spannkraft bzw. energisierende Kraft des druck- bzw. energiebeaufschlagenden Mittels, welche die Gleitschuhoberfläche in der vorgerückten Position hält, größer ist als die Gegenkraft. Die Gleitschuhoberflä­ che kontaktiert dabei die seitliche Oberfläche der Kette gleitend und führt die Kette für eine Bewegung entlang einer leicht gekrümmten Strecke.

Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des antriebsseitigen Zahnrads variiert wird oder der rotatorische Widerstand des abtriebsseitigen Zahnrads variiert wird, wird hierbei die Spannung der Kette an der Spannseite abrupt hoch, und wenn die Spannung den vorgegebenen Wert überschreitet, bewirkt die Spannseite der Kette, daß sich die Gleitschuhoberfläche aus der vorgerückten Position gegen das druck- bzw. energie­ beaufschlagende Mittel zurückzieht. Im Ergebnis ist die Spannseite der Kette gelängt und ist die übermäßige Spannung gelockert.

Wenn die Spannung an der Spannseite vermindert ist, wird die Gleitschuhoberfläche durch die Spannkraft bzw. energisierende Kraft des druck- bzw. energiebeaufschla­ genden Mittels wieder bewegt und in die vorgerückte Position zurückversetzt. Dabei führt die Gleitschuhoberfläche das Umlaufen der Kette.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist auf die nachfolgende Erläuterung zweier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung an­ hand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzug­ ten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeich­ nung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein Kettenantriebssystem mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reduzieren der Kettenspannung,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung ein Kettenantriebssystem mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemaßen Vorrichtung zum Reduzieren der Kettenspannung,

Fig. 3 in einer schematischen Darstellung ein Beispiel eines Kettenantriebssy­ stems gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 4 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Beispiel eines Ketten­ antriebssystems gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 5 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Beispiel eines Ketten­ antriebssystems gemäß dem Stand der Technik und

Fig. 6 in einer schematischen Darstellung noch ein weiteres Beispiel eines Kettenantriebssystems gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 1 stellt den Aufbau eines Kettenantriebssystems dar, wobei ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 5 zum Reduzieren der Kettenspannung gezeigt ist. Eine Kette 3 ist zwischen einem antriebsseitigen Zahn­ rad 1 und einem abtriebsseitigen Zahnrad 2 gespannt.

An einer Schlaffseite 3A der Kette 3 ist eine Spanneinrichtung 4 angeordnet, wie sie üblicherweise eingesetzt wird, und bei der Spanneinrichtung 4 ist ein Spannhebel 4A mit einer Gleitschuhoberfläche in konvexer Kreisbogenform, die die Schlaffseite 3A gleitend kontaktiert, mittels einer Tragachse 4B schwenkbar gelagert. Die Gleitschuh­ oberfläche drückt aufgrund der Spannkraft einer Verdrehungsschraubenfeder 4C gegen die seitliche Oberfläche der Kette 3 an der Schlaffseite 3A und verhindert ein Erschlaffen oder Schwingen der Kette 3.

Andererseits ist an einer Spannseite 3B der Kette 3 eine Vorrichtung 5 zum Reduzie­ ren der Kettenspannung gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet. Bei der Vor­ richtung 5 zum Reduzieren der Kettenspannung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Druckkolben 5B durch ein Gehäuse 5A gelagert, das im stationären Bereich befestigt ist. Der Druckkolben 5B ist in der zur Umlaufrichtung der Kette 3 an der Spannseite 3B senkrechten Richtung vor und zurück bewegbar.

Am vorderen Ende des Druckkolbens 5B ist ein Gleitschuh 5C befestigt, der eine Gleitschuhoberfläche in leicht konvexer Kreisbogenform bildet und die seitliche Oberfläche der Kette 3 gleitend kontaktiert. Der Druckkolben 5B ist mittels einer zwi­ schen dem Gehäuse 5A und dem Kolben 5B angeordneten Druckschraubenfeder 5D in der die Gleitschuhoberfläche des Schuhs 5C zur Kette 3 drückenden Richtung ebenfalls druckbeaufschlagt bzw. energisiert.

Die Spannkraft der Druckschraubenfeder 5D ist größer als die Kraft der Gleitschuho­ berfläche des Spannhebels 4A der Spanneinrichtung 4 gewählt, welcher gegen die Schlaffseite 3A der Kette 3 drückt. In dem Zustand, in dem die Kette 3 angehalten oder mit normaler beaufschlagter Last betrieben ist, ist der Kolben 5B in der vorge­ rückten Position gehalten, wo ein am hinteren Ende des Kolbens 5B ausgebildetes Stopperelement aufgrund der Spannkraft der Druckschraubenfeder 5D gegen die hintere Oberfläche des Gehäuses 5A stößt.

Die Spannseite 3B der Kette 3 ist entlang der gekrümmten Form der Gleitschuhober­ fläche des Schuhs 5C leicht gekrümmt, wenn sich der Kolben 5B in der vorgerückten Position befindet. Wenn die übermäßige Spannung auf die Spannseite 3B der Kette 3 wirkt, wird die von der Spannseite 3B auf den Gleitschuh 5C ausgeübte Gegenkraft groß und wird der Kolben 5B gegen die Spannkraft der Schraubenfeder 5D nach hinten bewegt.

Dann wird die Spannseite 3B der Kette 3, die durch den Schuh 5C am vorderen En­ de des Kolbens 5B gekrümmt ist, welcher vorher in die vorgerückte Position aus­ gerückt war, durch die nach hinten gerichtete Bewegung des Kolbens 5B gelängt, und die Spannung ist reduziert. Wenn die auf die Spannseite 3B wirkende Spannung reduziert ist, wird die Spannkraft der Schraubenfeder 5D dominierend und wird der Kolben 5B wieder zu der vorgerückten Position zurückbewegt.

In Fig. 2 ist als nächstes der Aufbau eines Kettenantriebssystems dargestellt, wel­ ches ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 15, 16 zum Reduzieren der Kettenspannung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei diesem Ausführungs­ beispiel ist eine Kette 13 zwischen einem antriebsseitigen Zahnrad 11 und zwei ab­ triebsseitigen Zahnrädern 12A, 12B gespannt, und durch Antreiben des antriebsseiti­ gen Zahnrads 11 werden die beiden abtriebsseitigen Zahnräder 12A, 12B miteinan­ der verblockt und synchron gedreht.

Die Kette 13 weist eine Schlaffseite 13A zwischen dem antriebsseitigen Zahnrad 11 und dem abtriebsseitigen Zahnrad 12B auf. Die Schlaffseite 13A wird normalerweise durch einen Gleitschuh 14A einer Spanneinrichtung 14 druckbeaufschlagt und ener­ gisiert, wodurch ein Erschlaffen vermieden ist.

Andererseits weist die Kette 13 eine Spannseite 13B zwischen dem antriebsseitigen Zahnrad 11 und dem abtriebsseitigen Zahnrad 12A auf. Im seitlichen Bereich der Spannseite 13B ist eine Vorrichtung 15 zum Reduzieren der Kettenspannung ange­ ordnet, die gleich aufgebaut wie die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 5 zum Reduzieren der Kettenspannung mit einem Gehäuse 15A, einem Kolben 15B, einem Gleitschuh 15C und einer Druckschraubenfeder 15D versehen ist. In dem Zustand, in dem die Kette 13 angehalten oder mit einer normalen beaufschlagten Last betrieben wird, ist der Gleitschuh 15C aufgrund der Spannkraft der Druckschraubenfeder 15D in der vorgerückten Position gehalten und kontaktiert der Gleitschuh 15C die Spannseite 13B der Kette 13.

Wenn die übermäßige Spannung, die den vorgegebenen Wert überschreitet, auf die Spannseite 13B der Kette 13 wirkt, wird der Gleitschuh 15C in ähnlicher Weise wie bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 5 zum Reduzieren der Kettenspannung nach hinten verschoben, und die übermäßige Spannung ist reduziert.

Auch ein Teil der Kette 13, der zwischen dem abtriebsseitigen Zahnrad 12A und dem abtriebsseitigen Zahnrad 12B gespannt ist, ist dem Rotationswiderstand des ab­ triebsseitigen Zahnrads 12B während des Umlaufs unterworfen, und die Spannung wirkt auf ihn. Im Ergebnis wird der Teil der Kette 13 eine Spannseite 13C.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine zweite Vorrichtung 16 zum Reduzieren der Kettenspannung seitlich der Spannseite 13C angeordnet. Die Vorrichtung 16 zum Reduzieren der Kettenspannung weist eine semielliptische Blattfeder 16C auf, die zwischen einem Paar von Tragstiften 16A, 16B gelagert ist, die in einem vorgegebe­ nen Abstand entlang der Kette 13 an einer definierten Position angeordnet sind. Ein Gleitschuh 16D ist der Blattfeder 16C auf der der Kette 13 zugewandten Oberfläche zugeordnet und kann zusammen mit der Blattfeder 16C flexibel deformiert werden, wobei er die Kette 13 von der Seite aus gleitend kontaktiert.

Die Blattfeder 16C der Vorrichtung 16 zum Reduzieren der Kettenspannung behält die durch die durchgezogene Linie in Fig. 2 gezeigte Form bei, wenn die auf die Spannseite 13C der Kette 13 wirkende Spannung den vorgegebenen Wert oder we­ niger aufweist, d. h., in dem Zustand, in dem die Kette 13 angehalten oder mit einer normalen beaufschlagten Last betrieben ist. Dabei stößt die Kette 13 gegen den Gleitschuh 16D und ist die Kette 13 gemäß der Form der Blattfeder 16C gebogen.

Wenn die übermäßige Spannung, die den vorgegebenen Wert überschreitet, auf die Spannseite 13C wirkt, wird die Blattfeder 16C durch die von der Seite der Kette 13 über den Gleitschuh 16D empfangene Gegenkraft elastisch deformiert und wird der Gleitschuh 16D zu der durch die imaginäre Linie gezeigten Position nach hinten ver­ setzt.

Dann ist die übermäßige Spannung gelockert, da die Spannseite 13C der Kette 13, welche vorher um den Gleitschuh 16D gekrümmt war, gelängt ist. Wenn die Span­ nung auf den vorgegebenen oder einen geringeren Wert reduziert ist, rückt der Gleit­ schuh 16D vor und führt er die Kette 13 wieder entlang der gekrümmten Strecke, da die Blattfeder 16C mittels der elastischen Kraft versetzt und in die Ausgangslage zu­ rückgeführt wird.

Zusätzlich sind die Spannkraft der Druckschraubenfeder 15D und die Spannkraft der Blattfeder 16C der Vorrichtung 15 zum Reduzieren der Kettenspannung und der Vor­ richtung 16 zum Reduzieren der Kettenspannung derart vorgegeben, daß die durch den Gleitschuh 15C bzw. den Gleitschuh 16C auf die Kette 13 ausgeübten Span­ nungen größer werden als die mittels des Gleitschuhs 14A der Spanneinrichtung 14 auf die Kette 13 ausgeübte Spannung.

Die Vorrichtung 5, 15, 16 zum Reduzieren der Kettenspannung gemäß der vorlie­ genden Erfindung ist nicht auf Ausgestaltungen eingeschränkt, die eine Struktur auf­ weisen, bei der der Gleitschuh 5C, 15C am vorderen Ende des Kolbens 5B, 15B an­ geordnet ist, der bezüglich des Gehäuses 5A, 15A nach vorne und nach hinten be­ wegt wird, und die eine Struktur aufweisen, bei der der Schuh 16D der semiellipti­ schen Blattfeder 16C zugeordnet ist, die zwischen einem Paar von Tragstiften 16A, 16B, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, gelagert ist. Vielmehr kann bspw. der schwenkbare Hebel 4A in ähnlicher Weise wie bei der in Fig. 1 gezeigten Spann­ einrichtung 4 derart mit der Gleitschuhoberfläche versehen werden, daß diese an eine Spannseite der Kette 3 stößt, so daß der Hebel 4A mittels der Feder 4C zu der Kettenseite hin gespannt bzw. energisiert ist.

In diesem Fall muß im Unterschied zur gewöhnlichen Spanneinrichtung 4 ein Stop­ per oder dgl. vorgesehen werden, so daß der Hebel 4A nicht über die vorgerückte Position hinaus geschwenkt wird, in der der Hebel 4A gegen die Kette 3 stoßen kann. Des weiteren ist ein derartiger Aufbau erforderlich, bei dem der Hebel 4A nur nach hinten verschoben werden kann, wenn die auf die Spannseite der Kette 3 wir­ kende Spannung den vorgegebenen Wert überschreitet.

Obgleich die Vorrichtung zum Reduzieren der Kettenspannung in Kombination mit der Spanneinrichtung 4 verwendet ist, kann die Vorrichtung 5, 15, 16 zum Reduzie­ ren der Kettenspannung auch bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel bei einem Kettenantriebssystem verwendet werden, bei dem keine Spanneinrichtung 4, 14 an der Schlaffseite 3A, 13A der Kette 3, 13 eingesetzt ist.

Auch wenn eine Vielzahl von abtriebsseitigen Zahnrädern 2, 12A, 12B eingesetzt sind und eine Vielzahl von Spannseiten 3B, 13B, 13C einer Kette 3, 13 existieren, kann eine Vorrichtung 5, 15, 16 zum Reduzieren der Kettenspannung lediglich an einer Position angeordnet sein, wo die Kette 3, 13 mit dem antriebsseitigen Zahnrad 1, 11 zusammenläuft, an dem die übermäßigste Spannung anliegt, oder die Vorrich­ tung 5, 15, 16 zum Reduzieren der Kettenspannung kann in Kombination mit einer ortsfesten Kettenführungseinrichtung verwendet werden. Obgleich die beiden Vor­ richtungen 15 und 16 zum Reduzieren der Kettenspannung gemäß dem oben be­ schriebenen, in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen, können des weiteren Vorrichtungen 5, 15, 16 verwendet werden, die den­ selben Aufbau aufweisen.

Wenn die Spannung einer Kette 3, 13 einen vorgegebenen Wert überschreitet, kann die übermäßige Spannung, mit der die Kette 3, 13 aufgrund der Veränderung der Drehung eines antriebsseitigen Zahnrads 1, 11 oder aufgrund der Variation des Ro­ tationswiderstandes eines abtriebsseitigen Zahnrads 2, 12A, 12B beaufschlagt ist, gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung 5, 15, 16 zum Reduzieren der Ketten­ spannung, wie oben beschrieben, reduziert werden, da ein Gleitschuh 5C, 15C, 16D, der eine seitliche Oberfläche der Kette 3, 13 an einer Spannseite 3B, 13B, 13C in der vorgerückten Position gleitend kontaktiert, nach hinten bewegt wird und die Spann­ seite 3B, 13B, 13C der Kette 3, 13 derart führt, daß sie sich längt.

Im Ergebnis kann unter Verwendung einer Kette 3, 13 mit geringer Größe eine große Antriebskraft übertragen werden und kann ein geräuscharmes Kettenantriebssystem mit geringer Größe und geringem Gewicht erhalten werden.

Claims (1)

1. Vorrichtung (5, 15, 16) zum Reduzieren der Kettenspannung,
   wobei eine Gleitschuhoberfläche von der Seite gegen eine Spannseite (3B, 13B, 13C) einer Kette (3, 13) in einem gekrümmten Oberflächenbereich der Kette (3, 13) drückt, die zwischen einem oder mehreren antriebsseitigen Zahnrädern (1, 11) und einem oder mehreren abtriebsseitigen Zahnrädern (2, 12A, 12B) gespannt ist,
   wobei die Gleitschuhoberfläche in der vorgerückten Position gehalten ist, in der die Spannseite (3B, 13B, 13C) der Kette (3, 13) durch eine Spannkraft eines druckbeaufschlagenden Mittels (5D, 15D, 16C) gekrümmt ist, wenn die Spannung der Kette (3, 13) an der Spannseite (3B, 13B, 13C) einen vorgegebenen oder einen geringeren Wert aufweist, und
   wobei sich die Spannseite (3B, 13B, 13C) der Kette (3, 13) gegen die Spannkraft des druckbeaufschlagenden Mittels (5D, 15D, 16C) längt und sich die Gleitschuhoberflä­ che aus der vorgerückten Position zurückzieht, wenn die Spannung den vorgegebe­ nen Wert überschreitet.