DE3045729A1

DE3045729A1 - Spannvorrichtung fuer zahnriemen oder ketten bei brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3045729A1
Application number: DE19803045729
Authority: DE
Inventors: Dieter 7300 Esslingen Nowak; Heinz 7000 Stuttgart Schulze
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1976-09-25
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1982-07-08

Description

Spannvorrichtung für Zahnriemen oder Ketten
bei Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für Zahnriemen oder Ketten bei Brennkraftmaschinen nach dem Patentanspruch 1 des Hauptpatentes 26 43 230.
Bei der durch das Hauptpatent bekannten Spannvorrichtung hat sich als nachteilig erwiesen, daß schon bei geringem Verschleiß der Anlageflächen der Bimetall-Tellerfedern und insbesondere infolge nachiassender Federspannung bei den Bimetall-Tellerfedern die nachlassende Zahnriemenspannung ein verstärktes Flattern des Zahnriemens zur Folge hat. Dieses Flattern bewirkt einen schnelleren Verschleiß der Bimetall-Tellerfedern aufgrund zu hoher Belastung, so daß ein Uberspringen des Zahnriemens möglich ist und somit ein zuverlässiger Antrieb der Nebenaggregate in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine nicht sichergestellt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der ein Uberspringen des Zahnriemens nicht möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß eine einwandfreie temperaturabhängige Riemenspannungsregelung wie bei der Spannvorrichtung des Hauptpatentes sichergestellt ist. Darüber hinaus wird jedoch durch das Blockieren des Führungsstiftes bei zu hoher Belastung infolge Riemenflatterns auch ein schnellerer Verschleiß der Bimetalltellerfedern unterbunden, wodurch die Betriebssicherheit dieser Spannvorrichtung bei allen auftretenden stationären und instationären Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zwischen den Wartungsintervallen sichergestellt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der die Spannvorrichtung teilweise geschnitten darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Die Spannvorrichtung umfaßt ein hrennkraftmaschinenqehäuseseitiges Widerlager 1 und einen Tragarm 3, der am nicht dargestellten Gehäuse der Brennkraftmaschine schwenkbar gelagert ist. Das Widerlager 2 wird durch eine am Gehäuse der Brennkraftmaschine befestigte Aufnahme 4 und einen in der Aufnahme 4 verstellbar geführten Schraubenbolzen 5 gebildet. Der Tragarm 3 dient zur Lagerung der Spannrolle 6, die im Ausführungsbeispiel z.B. gegen einen Zahnriemen 7 gedrückt wird. Die Aufnahme 4 weist eine zylindrische Ausnehmung 8 auf, in der ein wärmeabhängiges Spann- und Steuerelement 9 angeordnet ist. Das Spann- und Steuerelement 9 besteht aus Bimetall-Tellerfedern 10, die paketweise z.B. zu je vier Stück gleichsinnig geschichtet und diese Bimetall-Tellerfederpakete 11 dann wechselsinnig angeordnet sind. Die Bimetall-Tellerfedern 10 sind zwischen zwei in der Ausnehmung 8 angeordneten Führungsplatten 12 und 13 unter Vorspannung gehalten. Bewirkt wird die Vorspannung durch einen sich im Bereich der Spannrolle 6 auf dem Tragarm 3 in einer das Widerlager 1 darstellenden Ausnehmung und zentrisch ebenfalls in einer Ausnehmung in der Führungsplatte 13 abstützenden Spannbolzen 14 sowie den die Führungsplatte 12 in Lage haltenden Schraubenbolzen 5. Die Bimetall-Tellerfedern 10 sind auf einem in den-Führungsplatten 12 und 13 geführten Führungsstift 15 zentrisch ausgerichtet. Die der Spannrolle 6 zugewandte Seite der zylindrischen Ausnehmung 8 ist zum Schutz gegen Verschmutzung durch eine Manschette 16 verschlossen.
Darüber hinaus weist die Spannvorrichtung eine Einrichtung 17 auf, durch die eine Bewegung der Spannrolle 6 in Richtung des brennkraftmaschinengehäuseseitigen Widerlagers 2 über ein vorbestimmtes Maß hinaus unterbunden wird. Die Einrichtung 17 wird durch eine einen Sperrkonus 18 aufweisende Konussscheibe 19, z.B. durch Kugeln gebildete Sperrglieder 20, einer Zwischenscheibe 21 und einer Druckfeder 22 gebildet. Die Konusscheibe 19 umfasst eine Führungsbohrung 23, eine Zentrierbohrung 24 und eine kegelförmige Ausnehmung 25, die koaxial zum Führungsstift 15 verlaufen und von diesem durchdrungen werden. Die Sperrglieder 20 sind gleichmäßig am Umfang verteilt zwischen dem Umfang 26 des Führungsstiftes 15 und der den Sperrkonus 18 bildenden Mantelfläche der kegelförmigen Ausnehmung 15 liegend angeordnet und werden durch die Federkraft der wenigstens annähernd zentrisch in der Zentrierbohrung 24 angeordneten Druckfeder 22 mit der Führungsplatte 12 in Berührungskontakt gehalten. Zweckmäßigerweise ist zwischen der Druckfeder 22 und den Sperrgliedern 20 die Zwischenscheibe 21 angeordnet.
Die Wirkungsweise der Spannvorrichtung ist folgende: Durch den Schraubenbolzen 5 wird die Vorspannung, mit der die Bimetall-Tellerfedern 10 aneinanderliegen, entsprechend der erforderlichen Zahnriemenspannung eingestellt. Mit zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine verringert sich die Spannkraft der Bimetall-Tellerfedern 10, wodurch sich die Spannrolle 6 in Richtung Wider lager 2 verstellen kann und somit auch bei warmer Brennkraftmaschine eine gleichbleibende Zahnriemenspannung vorhanden ist. Kühlt die Brennkraftmaschine ab, erhöht sich die Spannkraft der Bimetall-Tellerfedern 10 und die Spannrolle 6 wird entgegen dem Widerlager 2 verstellt und dadurch der nachlassenden Zahnriemenspannung in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine Rechnung getragen. Die Druckfeder 22 ist so ausgelegt, daß ein Festklemmen des Führungsstiftes 15 bis zum Erreichen des statischen Einstellwertes der Spannvorrichtung nicht erfolgt. Wird dieser Einstellwert jedoch infolge Flatterns des Zahnriemens überschritten, wird die Druckfeder 22 überdrückt und der Führungsstift 15 durch die sich an den Sperrkonus 18 anlegenden Sperrglieder 20 festgeklemmt, so daß eine größere Belastung der Bimetall-Tellerfedern unterbunden wird. Nach dem Abfallen der Belastung der Bimetall-Tellerfedern unter den statischen Einstellwert wird die Festklemmung des Führungsstiftes 15 wieder aufgehoben und die Spannvorrichtung wirkt wie vorstehend beschrieben.
Durch entsprechende Wahl der Tellerform der Bimetall-Tellerfedern, deren Materialstärke, die Art der Schichtung und der Vor spannung kann die Spannvorrichtung an Brennkraftmaschinen unterschiedlichster Bauart und Leistung verwendet werden.
In jedem Fall ist die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Zahnriemenspannung und ein flatterfreier Betrieb sichergestellt und wird ein Uberspringen z.B. des Zahnriemens 7 mit Sicherheit vermieden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Spannvorrichtung für Zahnriemen oder Ketten bei Brennkraftmaschinen, insbesondere zum Antrieb von Nockenwellen, mit einer mit dem Zahnriemen bzw. der Kette zusammenwirkenden, an einem um einen Drehpunkt am Brennkraftmaschinengehäuse schwenkbaren Tragarm angeordneten Spannrolle und mit einem sich am Tragarm sowie brennkraftmaschinengehäuseseitig an jeweils einem Widerlager-abstützenden Spann- und Steuerelement, das sowohl der Einstellung der Riemen- oder Kettengrundspannung als auch der betriebstemperaturabhängigen Steuerung des Abstandes der Rolle vom brennkraftmaschinengehäuseseitigen Wider lager zwecks Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Riemen- oder Kettenspannung während des Brennkraftmaschinenbetriebes dient, und wobei das Spann- und Steuerelement aus mehreren wechselsinnig angeordneten Bimetall-Tellerfedern oder aus mehreren, sich aus einer Anzahl von gleichsinnig geschichteten Bimetall-Tellerfedern zusammensetzenden wechselsinnig angeordneten Bimetall-Tellerfederpaketen besteht und daß das brennkraftmaschinengehäuseseitige Widerlager einstellbar ausgebildet ist, nach Patent 26 43 230, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung eine Einrichtung (17) umfasst, durch die eine Bewegung der Spannrolle (6) in Richtung des brennkraftmaschinengehäuseseitigen Widerlagers (2) über ein vorbestimmtes Maß hinaus unterbunden wird.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (17) einen Sperrkonus (18) und mit diesem zusammenwirkende Sperrglieder (20) umfasst, durch die beim Erreichen einer vorbestimmten, auf die Spannrolle (6) wirkenden Kraft eine Bewegung der Spannrolle (6) in Richtung des brennkraftmaschinengehäuseseitigen Widerlagers (2) unterbunden wird.
3. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (17) durch eine den Sperrkonus (18) aufweisende Konusscheibe (19, die Sperrglieder (20), eine Zwischenscheibe (21) und eine Druckfeder (22) qebildet wird.
4. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusscheibe (19) eine Führungsbohrung (23), eine Zentrierbohrung (24) und eine kegelförmige Ausnehmung (25) umfasst, die koaxial zum Führungsstift (15) verlaufen und von diesem durchdrungen werden.
5. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder (20) zwischen den Umfang (26) des Führungsstiftes (15) und der den Sperrkonus (18) bildenden Mantelfläche der kegelförmigen Ausnehmung (25) liegend angeordnet sind und durch die Federkraft der wenigstens annähernd zentrisch in der Zentrierbohrung (24) angeordneten Druckfeder (22) mit der Führungsplatte (12) in Berührungskontakt gehalten werden.
6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckfeder (22) und den Sperrgliedern (20) die Zwischenscheibe (21) angeordnet ist.
7. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder (20) Kugeln sind.