DE3717125A1 - Automatische riemenspanneinrichtung - Google Patents
Automatische riemenspanneinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine automatische Riemenspann
einrichtung zum Spannen eines Riemens, z. B. eines
Steuerriemens oder Zahnriemens für einen Fahrzeugmotor,
insbesondere eine mit Federvorspannung arbeitende Spann
einrichtung.
In der JP-OS 56 83 647 und der JP-OS 57 40 149 sind
Spanneinrichtungen vom Schraubentyp angegeben, die
bei kettengetriebenen Nockenwellen-Mechanismen ange
wendet werden. Die Spanneinrichtung hat eine Achse,
die von einer Torsionsfeder mit einem Drehmoment beauf
schlagt wird, sowie eine Betätigungsstange mit einem
Gewinde, das mit einem Gewinde der Achse in Eingriff steht.
Die Achse wird von der Feder in einer Drehrichtung beaufschlagt,
damit die Betätigungsstange vorsteht. Wenn die Spannung einer
Kette infolge einer Ausdehnung der Kette abnimmt, so steht
die Stange durch die Drehung der Achse vor und schiebt eine
Kettenführung heraus, so daß die Kette automatisch gespannt
wird.
Da bei einer Spanneinrichtung vom Schraubentyp eine große
Kraft kontinuierlich auf das Gewinde ausgeübt wird, verwendet
man eine Schraubenanordnung mit quadratischem Gewinde hoher
Festigkeit. Bei einer Schraubenanordnung mit quadratischem
Gewinde nimmt die Menge an Teilchen zu, die durch den Abrieb
der Gewindegänge aufgrund der hohen Reibung zwischen den
Gewindegängen erzeugt wird. Somit wird bevorzugt, Öl mit
niedriger Viskosität anstelle von Fett für eine ausreichende
Schmierung zu verwenden. Obwohl daher eine herkömmliche
Spanneinrichtung bei einer Kettenantriebseinrichtung ver
wendet werden kann, die im Inneren eines Motorkörpers ange
ordnet ist, in welchem Motoröl zur Schmierung der Einrichtung
spritzt, kann die Spanneinrichtung nicht bei einer Steuer
riemen- oder Zahnriemenantriebseinrichtung verwendet werden,
die außerhalb des Motorkörpers vorgesehen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine automatische Riemen
spanneinrichtung anzugeben, die auch außerhalb des Maschinen
körpers eingesetzt werden kann und bei der ein zuverlässiges
abgedichtetes Schmiersystem vorhanden ist, so daß die Gewinde
gänge der Schraube ausreichend geschmiert sind.
Gemäß der Erfindung wird eine automatische Riemenspann
einrichtung angegeben, die folgende Komponenten aufweist:
Einen im wesentlichen vertikal angeordneten Zylinderkörper
mit einer axialen Kammer; eine Achse, die ein Außengewinde
aufweist und die drehbar in der axialen Kammer des Körpers
montiert ist; eine Torsionsfeder, die zwischen dem Körper
und der Achse vorgesehen ist, um die Achse in einer Drehrichtung
zu beaufschlagen; eine Zylinderstange, die eine axiale Bohrung
und ein Innengewinde aufweist, das mit dem Außengewinde der
Achse in Eingriff steht, wobei das obere Ende der Stange
von dem Körper vorsteht, so daß es betriebsmäßig mit einer
Spannscheibe für eine Riemenhalteeinrichtung verbunden ist,
um die Stange so zu halten, daß sie eine Axialbewegung der
Stange ermöglicht; eine Einrichtung zum Umwälzen von Öl zwischen
der axialen Kammer des Körpers und der Bohrung der Stange in
einem Bereich über dem Innengewinde der Stange; und eine
Dichtungseinrichtung, die zwischen dem Körper und der Stange
vorgesehen ist, um das Austreten bzw. Leckagen des Öls
aus der Stange heraus zu verhindern.
Die Torsionsfeder und beide Gewinde sind so angeordnet,
daß die Stange durch die Drehung der Achse vorsteht, welche
von der Torsionsfeder beaufschlagt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Umwälz
einrichtung eine Passage auf, die in der Stange vorgesehen
ist, so daß die Bohrung mit der axialen Kammer in Verbindung
steht.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer
Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungs
beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung
näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine Seitenansicht zur Erläuterung
einer Zahnriemenantriebseinrichtung für
einen Motor, bei dem die Erfindung
Anwendung findet;
Fig. 2a eine Teilschnittansicht einer automatischen
Spanneinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2b eine Teilschnittansicht der Spannein
richtung gemäß Fig. 2a von der rechten
Seite; und in
Fig. 2c eine Schnittansicht längs der Linie C-Cin Fig. 2a.
Im folgenden wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Kurbel
wellenscheibe 1 ist betriebsmäßig über einen Steuerriemen
oder Zahnriemen 4 mit einer Nockenwellenscheibe 3 verbunden,
deren Durchmesser doppelt so groß wie der der Kurbelwellen
scheibe 1 ist. Eine Ölpumpenscheibe 2 ist unmittelbar unter
der Kurbelwellenscheibe 1 angeordnet, und eine Leerlaufscheibe
5 steht mit dem Riemen 4 an der gespannten Seite der Lauf
strecke des Riemens 4 in Eingriff. Eine Leerlaufscheibe 6
drückt auf der nichtgespannten oder schlaffen Seite in der
Nähe der Kurbelwellenscheibe 1 gegen den Riemen 4. Somit
ist der Riemen 4 in einer L-förmigen Konfiguration geführt,
so daß seine Verzahnung über mehr als die Hälfte des Umfanges
der Kurbelwellenscheibe 1 mit dieser in Eingriff steht.
Eine Spannscheibe 7 ist auf einer Achse 10 drehbar gelagert,
die an einem Ende eines Hebelarmes 9 befestigt ist, welcher
an seinem anderen Ende an einer Achse 8 drehbar montiert ist.
Die Spannscheibe 7 drückt auf der ungespannten Seite oder
Schlaffseite gegen den Riemen 4, und zwar in der Nähe der
Nockenwellenscheibe 3 in einer Position, die unmittelbar vor
dem Eintritt des laufenden Riemens 4 in Eingriff mit der
Nockenwellenscheibe 3 liegt, um eine gewisse Belastung auf
den Riemen 4 auszuüben. Die Spannscheibe 7 ist vorgesehen,
um eine Vibration des Riemens 4 auf der ungespannten Seite
zu verringern, insbesondere in einem Bereich, wo er sich der
Nockenwellenscheibe 3 nähert. Dementsprechend steht der
Riemen 4 sicher mit der Nockenwellenscheibe 3 in Eingriff
und läuft über mehr als die Hälfte des Umfanges der Nocken
wellenscheibe 3 um diese herum. Eine automatische Spannein
richtung 20 ist an einen Arm 9 a angrenzend vorgesehen, der
einstückig oder integral mit dem Arm 9 ausgebildet ist und
der Spannscheibe 7 gegenüberliegt.
Wie aus den Fig. 2a und 2b ersichtlich, hat die automatische
Spanneinrichtung 20 einen vertikalen Zylinderkörper 21 mit
einer axialen Kammer 21 c. Ein Schraubenloch 29 ist in dem
Körper 21 ausgebildet, um die Spanneinrichtung 20 an einem
Motorkörper zu befestigen. Eine Schraube 22 ist in den Körper
21 eingeschraubt, um eine Öffnung am Boden des Körpers 21
über eine Dichtung 30 abzuschließen.
Eine Achse 25 ist in der Kammer 21 c des Körpers 21 axial
angeordnet. Ein unterer Bereich der Achse 25 ist in einer
Aussparung 21 b in dem Körper 21 drehbar montiert. Die untere
Hälfte der Achse 25 hat einen großen Durchmesser und bildet
auf diese Weise eine kreisförmige Schulter 25 a, die mit einem
ringförmigen Anschlag 26 in Eingriff steht, der in dem
Körper 21 vorgesehen ist. Um die untere Hälfte der Achse 25
ist eine Torsionsfeder 27 angeordnet, die mit einem Ende
mit einer Bohrung 25 b in dem Boden der Achse in Eingriff
steht und die mit ihrem anderen Ende mit einer Nut 21 a
in Eingriff steht, die in der Innenwand des Körpers 21 aus
gebildet ist, wie es Fig. 2b zeigt, um ein Drehmoment auf
die Achse 25 auszuüben. Am oberen Umfang der Ache 25 ist
ein äußeres quadratisches Gewinde 25 c ausgebildet.
Eine zylindrische Stange 28 hat eine Bohrung 28 d und ein
Innengewinde 28 a in einem unteren Bereich in Bezug auf die
axiale Länge der Bohrung 28 d. Die Stange 28 ist in einem
Abstandshalter 26 a angeordnet, der zwischen dem Anschlag 26
und einem Lager 23 angeordnet ist. Das Gewinde 28 a der
Stange 28 steht mit dem Gewinde 25 c der Achse 25 in Eingriff.
Die Stange 28 steht aus dem Körper 21 nach oben vor. Ein
Kopfteil 28 b ist am oberen Ende der Stange 28 befestigt und
liegt an dem Hebelarm 9 a.
Das kreisförmige Lager 23 ist mit einer länglichen Führungs
öffnung 23 a im Zentrum ausgebildet und hat nach unten vor
stehende Eingriffsschenkel 23 b am Umfang, wie es die Fig.
2b und 2c zeigen. Das Lager 23 steht mit der Stange 28 in
der Öffnung 23 a in Eingriff und ist an einem oberen Bereich
des Körpers 21 angebracht und daran mit einem Sprengring 24
befestigt. Jeder Eingriffsschenkel 23 b steht mit einer ent
sprechenden Nut 21 a in Eingriff, die im oberen Innenumfang
des Körpers 21 ausgebildet sind. Ein Oberteil der Stange 28
hat einen Querschnitt mit einer Kontur, die der Form der
Öffnung 23 a des Lagers 23 entspricht, so daß sich die
Stange 28 unverdrehbar axial bewegen läßt. Zu diesem Zweck
können beispielsweise unrunde Querschnitte oder aber runde
Querschnitte mit Abflachungen verwendet werden, wie es
beispielsweise Fig. 2c zeigt. Die Torsionsfeder 27 und die
Gewinde 25 c und 28 a sind so angeordnet, daß dann, wenn die
Achse 25 durch die Torsionsfeder 27 gedreht wird, die Stange 28
nach oben vorsteht.
Ein Schmieröl A niedriger Viskosität ist in der Kammer 21 c
des Körpers 21 bis zu einem Pegel unmittelbar unter dem
Lager 23 enthalten. Ein radialer Öldurchlaß 31 ist in der
Wand der Stange 28 in einem Bereich über dem Eingriffsbereich
der Gewinde 25 c und 28 a ausgebildet, um die Kammer 21 c mit
einem Raum in Verbindung zu bringen, der zwischen der Achse 25
und der Stange 28 ausgebildet ist. Um zu verhindern, daß Öl
aus dem Körper 21 austritt, sind Balgen 32 zwischen dem
Kopfteil 28 b und dem Körper 21 vorgesehen. Das untere Ende
der Balgen 32 ist an eine Kappe 33 angeschweißt, die mit
dem Körper 21 in Eingriff steht. Ein Vorsprung 32 a, der am
Innenumfang am oberen Ende der Balgen 32 ausgebildet ist, ist
in eine Aussparung 28 c des Kopfteiles 28 b eingebettet und
daran mit einem Federband oder einem Federbügel 34 befestigt.
Ein T-förmiger Luftdurchlaß 35 ist im Kopfteil 28 b der
Stange 28 in einem Bereich über dem Pegel des Schmieröles A
ausgebildet. Ein Loch 36 ist in der Wand der Stange 28
vorgesehen, damit der Luftdurchlaß 35 mit dem Innenraum der
Balgen 32 in Verbindung steht, um zu verhindern, daß im
Innenraum der Stange 28 ein Unterdruck ausgebildet wird, wenn
sein Innenraum zunimmt, wenn die Stange 28 ausgefahren wird.
Ein in Fig. 2a dargestellter Halter 37 hält die Stange 28
in der ganz zurückgezogenen Position vor dem Einbau der Spann
einrichtung 20. Der Halter 37 wird bei der Montage entfernt,
was dafür sorgt, daß sich die Stange 28 gegen den Hebelarm 9 a
anlegt.
Im Betrieb wird die Stange 28 von der Torsionsfeder 27 so
beaufschlagt, daß sie nach außen vorsteht, so daß sie gegen
das Ende des Hebelarmes 9 a drückt und den Hebelarm 9 um die
Achse 8 dreht bzw. kippt, so daß die Spannscheibe 7 gegen den
Steuerriemen oder Zahnriemen 4 gedrückt wird. In einer
Position, wo die Komponente der Drehkraft, die durch die
Reaktion des Riemens 4 erzeugt wird, am Gewinde 28 a sich mit
dem Drehmoment der Torsionsfeder 27 ausgleicht, wird die
Spannscheibe 7 gehalten, um eine geeignete und richtige
Riemenspannung zu liefern. Wenn die Kurbelwellenscheibe 1
sich dreht, treibt der Steuerriemen oder Zahnriemen 4,
geführt durch die Leerlaufscheiben 5 und 6 und die Spannscheibe
7, die Nockenwellenscheibe 3 und die Ölpumpenscheibe 2 synchron
mit der Kurbelwellenscheibe 1 an.
Wenn die Last auf der ungespannten Seite des Riemens 4 ab
nimmt, beispielsweise beim Start des Motors, so steht die
Stange 28 zeitweilig vor. Während des Normalbetriebes des
Motors wird die Stange 28 in Abhängigkeit von der Ausdehnung
des Riemens beim Aufwärmen und dem Zusammenziehen des Riemens
beim Kaltstart vorgeschoben und zurückgezogen. Dementsprechend
wird die Spannung des Riemens 4 automatisch auf einem vor
gegebenen Wert gehalten, und zwar durch die Spannscheibe 7.
Wenn die Stange 28 vorsteht, so daß das Volumen des Raumes
in der Stange 28 und im Innenraum der Balgen 32 zunimmt,
fließt Schmieröl A in der Kammer 21 c durch den Öldurchlaß 31
in den Raum zwischen der Stange 28 und der Achse 25. Somit
werden die Pegel des Schmieröls A auf der Außenseite und der
Innenseite der Stange 28 auf gleicher Höhe gehalten. Zur
gleichen Zeit wird Luft durch den Luftdurchlaß 35 in die
Stange 28 und weiter in den Innenraum der Balgen 32 durch
das Loch 36 eingeleitet.
Wenn andererseits die Stange 28 zurückgezogen wird, so daß
der Raum abnimmt oder kleiner wird, so kehrt das Schmieröl A
in den Raum der Kammer 21 c durch den Öldurchlaß 31 zurück,
während die Luft in den Balgen 32 und der Stange 28 durch den
Luftdurchlaß 35 abgelassen wird. Da der Pegel des Schmieröls A
stets über den Gewinden 28 a und 25 c liegt, werden die Gewinde
ständig gründlich geschmiert.
Gemäß der Erfindung wird somit eine automatische Spannein
richtung angegeben, die bei einem Zahnriemen auch außerhalb
des Motorkörpers angewendet werden kann, da das Schmieröl
mit einer zuverlässigen Dichtungseinrichtung im Inneren der
Spanneinrichtung eingeschlossen ist. Da weiterhin die Spann
einrichtung in unabhängiger Weise verwendet werden kann, ist
ein breiter Anwendungsbereich möglich. Die Gewinde der Stange
und der Achse werden ständig durch das Öl zur ausreichenden
Schmierung feucht gehalten, so daß ordnungsgemäße Betriebs
bedingungen durchgehend gewährleistet sind. Da die Oberseite
der Stange am oberen Bereich der Spanneinrichtung vorgesehen
ist, kann eine zuverlässige Abdichtung der Stange gewähr
leistet werden.
Claims (3)
1. Automatische Riemenspanneinrichtung,
gekennzeichnet durch
- - einen im wesentlichen vertikal angeordneten zylindrischen Körper (21) mit einer axialen Kammer (21 c);
- - eine Achse (25) mit einem Außengewinde (25 c), die drehbar in der axialen Kammer (21 c) des Körpers (21) montiert ist;
- - eine Torsionsfeder (27), die zwischen dem Körper (21) und der Achse (25) vorgesehen ist und die Achse (25) in einer Drehrichtung beaufschlagt;
- - eine zylindrische Stange (28) mit einer axialen Bohrung (28 d) und einem Innengewinde (28 a), das mit dem Außen gewinde (25 c) der Achse (25) in Eingriff steht;
- - ein oberes Ende (28 b) der Stange (28), das aus dem Körper (21) vorsteht und betriebsmäßig mit einer Spannscheibe (7) für einen Riemen (4) verbunden ist;
- - eine Halteeinrichtung (23, 23 a), die die Stange (28) so hält, daß sie eine axiale Bewegung der Stange (28) zuläßt;
- - eine Einrichtung (31) zum Umwälzen von Öl zwischen der axialen Kammer (21 c) des Körpers (21) und der Bohrung (28 d) der Stange (28) in einem Bereich oberhalb des Innengewindes (28 a) der Stange (28);
- - und eine Dichtungseinrichtung zwischen dem Körper (21) und der Stange (28), um zu verhindern, daß Öl aus der Stange (28) austritt, wobei die Torsionsfeder (27) und beide Gewinde (25 c, 28 a) so angeordnet sind, daß die Stange (28) durch die Drehung der Achse (25) vorsteht, welche von der Torsionsfeder (27) beaufschlagt ist.
2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umwälzeinrichtung (31) mindestens einen Durchlaß
(31) aufweist, der in der Stange (28) vorgesehen ist und
eine Verbindung zwischen der Bohrung (28 d) und der axialen
Kammer (21 c) herstellt.
3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Luftdurchlaß (35) in der Stange (28) vorgesehen
ist, über den die Bohrung (28 d) mit der Atmosphäre in
Verbindung steht.
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