DE3809169A1 - Automatische riemenspanneinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Spanneinrichtung zum Spannen eines Riemens, beispielsweise eines Steuer­ riemens oder eines Zahnriemens für einen Fahrzeugmotor; insbesondere betrifft die Erfindung eine automatische Riemenspanneinrichtung von der Bauart, die eine feder­ vorgespannte Schraube aufweist.

In der JP-PS 58-24 666 ist eine Spanneinrichtung vom Schraubentyp angegeben, die Anwendung findet bei einem kettengetriebenen Nockenwellenmechanismus. Die Spann­ einrichtung hat eine Achse, die drehbar in einem Zylinder­ körper gelagert ist und mit einem Drehmoment von einer Torsionsfeder beaufschlagt ist; ferner ist eine Betätigungs­ stange mit einem Innengewinde vorgesehen, das mit dem Außengewinde der Achse in Eingriff steht. Die Achse wird von der Torsionsfeder in einer Drehrichtung beaufschlagt, damit die Betätigungsstange vorsteht. Wenn die Spannung einer Kette infolge einer Ausdehnung der Kette abnimmt, so wird die Stange durch die Drehung der Achse vorgeschoben, um gegen eine Kettenführung zu drücken, so daß die Kette automatisch gespannt wird.

Beim Zusammenbau einer solchen Spanneinrichtung von der Bauart mit federbeaufschlagter Schraube wird die Achse gedreht, um die Torsionsfeder zu verdrehen bzw. zu spannen, und in einer bestimmten Position gehalten, um die Torsion festzuhalten. Andererseits ist die Stange in den Innenbereich der Achse eingeschraubt und gegen eine Drehung relativ zur Achse fest­ gehalten. Nach der Anbringung der Spanneinrichtung am Motor­ körper und Abstützung an einem Arm einer Spannriemenscheibe werden die Achse und die Stange losgelassen. Somit wird die Stange gegen den Arm gedrückt, und zwar durch die Druckbeauf­ schlagung, die aus der Torsion der Feder resultiert.

Die Spanneinrichtung läßt sich jedoch nicht immer so zusammen­ bauen, daß sie die vorgegebene Druckbeaufschlagung oder Schub­ kraft liefert, und zwar wegen Genauigkeitsabweichungen der Bauelemente, beispielsweise eines Eingriffsbereiches der Achse und der Stange. Es ist jedoch schwierig, Spanneinrichtungen ohne Dimensionsabweichungen herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spanneinrichtung von der Bauart mit federbeaufschlagter Schraube anzugeben, bei der die Druckbeaufschlagung bzw. die Schubkraft zum Spannen eines Riemens nach dem Zusammenbau der Spanneinrichtung fein einge­ stellt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird eine automatische Riemenspannein­ richtung angegeben, die folgendes aufweist: einen Zylinder­ körper mit einer axialen Kammer; eine Achse mit einem Außen­ gewinde, die drehbar in der Kammer des Zylinderkörpers montiert ist; eine Torsionsfeder, die zwischen dem Zylinderkörper und der Achse vorgesehen ist, um die Achse in einer Drehrichtung vorzuspannen bzw. zu beaufschlagen; eine Zylinderstange, die ein Innengewinde aufweist, welches mit dem Außengewinde der Achse in Eingriff steht, wobei das untere Ende der Stange aus dem Zylinderkörper vorsteht, so daß es betriebsmäßig mit einer Spannriemenscheibe für einen Riemen in Verbindung steht.

Ferner ist eine Halteeinrichtung vorgesehen, um die Stange bezüglich des Zylinderkörpers zu halten, um eine axiale Bewegung der Stange zu ermöglichen. Stelleinrichtungen sind vorgesehen, um die Winkelanordnung der Halteeinrichtung zu ändern, so daß sich die vorstehende Länge der Stange einstellen läßt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Halteeinrichtung eine Lagerplatte mit einer nicht-kreisförmigen Öffnung, die lösbar an dem Zylinderkörper befestigt ist. Die Stelleinrichtung weist eine Vielzahl von Vorsprüngen auf, die radial von der Lagerplatte vorstehen, während eine Vielzahl von Aussparungen in dem Zylinderkörper ausgebildet sind und mit den Vorsprüngen in Eingriff stehen.

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 Steuerriemen-Antriebseinrichtung für einen Motor, auf die die Erfindung Anwendung findet;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teiles der Anordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Teilschnittansicht einer automatischen Riemenspanneinrichtung gemäß der Erfindung; und in

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Im folgenden wird auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Eine Kurbelwellenriemenscheibe 1 ist mit einer Nockenwellenriemen­ scheibe 2 über einen Zahnriemen oder Steuerriemen 5 verbunden. Eine Ölpumpenriemenscheibe 3 und eine Leerlaufriemenscheibe 4 stehen mit dem Steuerriemen 5 an der gespannten Seite der Laufstrecke des Steuerriemens 5 in Eingriff. Eine Spannriemen­ scheibe 6 drückt auf der Durchhangseite gegen den Steuerriemen 5. Die Spannriemenscheibe 6 ist drehbar gelagert an einem zentralen Bereich eines Armes 7, und zwar mit einem an einer Achse 8 montierten Lager 9. Das eine Ende des Armes 7 ist an einem Motorkörper mit einer Achse 10 drehbar befestigt.

Eine automatische Spanneinrichtung 20 ist in der Nähe des oberen Bereiches des anderen Endes des Armes 7 vorgesehen. Eine Spannfeder 11 ist vorgesehen, um den Arm 7 vorzuspannen und die automatische Spanneinrichtung 20 auf diese Weise zu unterstützen, um die Vibration oder Schwingungen des Steuer­ riemens 5 zu verringern.

Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, hat die automatische Spann­ einrichtung 20 einen vertikalen Zylinderkörper 21 mit einer axialen Kammer 21 e. Eine Schraube 22 ist in den Zylinderkörper 21 eingeschraubt, so daß sie eine Öffnung an der Oberseite des Zylinderkörpers 21 abdeckt.

Eine Achse 25 ist in der Kammer 21 e des Körpers 21 axial angeordnet. Ein oberer Bereich der Achse 25 ist in einer Aussparung 21 b in dem Körper 21 drehbar montiert. Die obere Hälfte der Achse 25 hat einen großen Durchmesser und bildet damit einen kreisförmigen Eckbereich 25 a, dessen Unterseite mit einer Schulter 26 a eines Zylinderanschlags 26 in Eingriff steht, der in axialer Richtung in dem Körper 21 vorgesehen ist.

Um die obere Hälfte der Achse 25 herum ist eine Torsionsfeder 27 angeordnet, die mit einem Ende mit einer Bohrung 25 b an der Oberseite der Achse 25 in Eingriff steht und die mit ihrem anderen Ende in eine Nut 21 c in der Innenwand des Körpers 21 eingreift, um die Achse 25 mit einem Drehmoment zu beaufschlagen. Ein quadratisches Außengewinde 25 c ist am unteren Umfang der Achse 25 ausgebildet. Ein Ölreservoir 29, in welchem ein Schmier­ öl A geringer Viskosität enthalten ist, ist innerhalb der Achse 25 ausgebildet.

Eine Zylinderstange 28 hat eine Bohrung 28 c sowie ein Innen­ gewinde 28 a in einem mittleren Bereich bezüglich der axialen Länge der Bohrung 28 c. Die Zylinderstange 28 ist in dem Zylinder­ anschlag 26 vorgesehen, wobei das Innengewinde 28 a mit dem Außengewinde 25 c der Achse 25 in Eingriff steht. Die Zylinder­ stange 28 steht aus dem Zylinderkörper 21 nach unten vor. Ein Kopfteil 28 b ist am unteren Ende vorgesehen, das gegen den Arm 7 anliegt.

Eine radiale Ölpassage 30 ist in der Wand der Achse 25 in einem Bereich oberhalb des Eingriffsbereiches zwischen dem Außengewinde 25 c und dem Innengewinde 28 a ausgebildet, um eine Verbindung des Ölreservoirs 29 mit einem Raum herzustellen, der zwischen der Achse 25 und der Zylinderstange 28 ausgebildet ist. Eine Schaftdichtung bzw. eine Hutmanschette 31 ist zwischem dem oberen Ende der Zylinderstange 28 und der Achse 25 montiert, um zu verhindern, daß Öl aufgrund einer Leckage aus der Zylinderstange 28 austritt.

In einem mittleren Bereich bezüglich der axialen Richtung der Zylinderstange 28 ist zwischen dem Zylinderanschlag 26 und der Zylinderstange 28 eine Öldichtung 33 vorgesehen, die mit Abstützringen 32 gesichert ist. Somit wird das Öl daran gehindert, aus dem Zylinderanschlag 26 auszutreten. Eine Öldichtung 34 und ein O-Ring 35 sind in einem Raum zwischen dem Zylinderkörper 21 und dem Zylinderanschlag 26 vorgesehen, um dadurch eine Ölleckage aus dem Zylinderkörper 21 zu verhindern. Eine radiale Luftpassage 36 ist in der Wand der Achse 25 in einem Bereich oberhalb des Pegels des Schmieröls A ausgebildet.

Wie in Fig. 4 dargestellt, ist eine kreisförmige Lagerplatte 23 mit einer länglichen Führungsöffnung 23 a im Zentrum ausgebildet und hat eine Vielzahl von Vorsprüngen 23 b an ihrem Umfang in regelmäßigen Winkelabständen. Die Lagerplatte 23 steht mit der Zylinderstange 28 in der Führungsöffnung 23 a in Eingriff und ist in eine Öffnung 21 a eingesetzt, die in einem unteren Endbereich des Zylinderkörpers 21 ausgebildet ist. Jeder Vorsprung 23 b steht mit einer entsprechenden Aussparung 21 d in der Öffnung 21 a in Eingriff. Die Lagerplatte 23 ist daran mit einem Klemmring oder Schnappring 24 befestigt.

Ein unterer Bereich der Zylinderstange 28 hat einen Querschnitt mit einer Kontur, die der Form der Führungsöffnung 23 a der Lagerplatte 23 entspricht, so daß die Zylinderstange 28 in axialer Richtung beweglich ist, ohne sich zu drehen. Die Lagerplatte 23 trägt den Zylinderanschlag 26 und damit die Achse 25. Die Torsionsfeder 27 und die Gewinde 25 c und 28 a sind so angeordnet, daß dann, wenn die Achse 25 von der Torsionsfeder 27 gedreht wird, die Zylinderstange 28 vorsteht, wie es mit einer Kettenlinie in Fig. 3 dargestellt ist.

Zur Montage der automatischen Spanneinrichtung 20 wird die Zylinderstange 28 in die Innenposition eingeschraubt und weitergedreht, so daß die Achse 25 gedreht wird, um die Torsionsfeder 27 zu verdrehen, so daß dadurch ein vorgegebenes Drehmoment in der Torsionsfeder 27 hervorgerufen wird. In dieser Position wird die Lagerplatte 23 mit den Wänden der Öffnung 21 a und den Aussparungen 21 d in Eingriff gebracht. Wenn die Zylinderstange 28 in Bezug auf die axiale Richtung losgelassen wird, so wird die Achse 25 von der Torsionsfeder 27 gedreht, so daß die Zylinderstange 28 durch die Komponente am Innengewinde 28 a herausgeschoben wird.

Wenn die Zylinderstange 28 nicht um eine vorgegebene Länge vorsteht, so wird die Lagerplatte 23 mit dem Zylinderkörper 21 außer Eingriff gebracht und zusammen mit der Zylinderstange 28 gegenüber der Achse 25 gedreht, so daß die vorstehende Länge auf den vorgegebenen Wert eingestellt werden kann. In dieser Position wird die Lagerplatte 23 dann mit den Wänden der Öffnung 21 a und der Aussparungen 21 d in Eingriff gebracht. In dieser Weise wird die automatische Spanneinrichtung 20 zusammengebaut.

Die automatische Spanneinrichtung 20 ist am Motor angebracht, wobei die Zylinderstange 28 mit einem Endbereich des Armes 7 in Eingriff steht, wie es Fig. 1 zeigt. Somit wird die Spann­ riemenscheibe 6 gegen den Steuerriemen 5 gedrückt. In einer Position, wo die Komponente der Drehkraft am Innengewinde 28 a, die durch die Reaktion des Steuerriemens 5 erzeugt wird, mit dem Drehmoment der Torsionsfeder 27 ausgeglichen ist, wird die Spannriemenscheibe 6 gehalten, um für eine richtige Riemenspannung zu sorgen. Wenn die Kurbelwellenriemenscheibe 1 gedreht wird, treibt der Steuerriemen 5, geführt von der Leer­ laufriemenscheibe 4 und der Spannriemenscheibe 6, die Nocken­ wellenriemenscheibe 2 und die Ölpumpenriemenscheibe 3 synchron mit der Kurbelwellenriemenscheibe 1 an.

Wenn die Belastung auf der Durchhangseite des Steuerriemens 5 abnimmt, beispielsweise beim Start des Motors, wird die Stange 28 vorübergehend vorstehen. Während des Normalbetriebes des Motors wird die Stange 28 in Abhängigkeit von der Ausdehnung des Steuerriemens 5 beim Aufwärmen und dem Zusammenziehen des Steuerriemens 5 beim Kaltstart vorgeschoben bzw. zurück­ gezogen. Dementsprechend wird die Spannung des Steuerriemens 5 durch die Spannriemenscheibe 6 automatisch auf dem vorgegebenen Wert gehalten.

Wenn die Stange 28 vorgeschoben wird, nimmt das Volumen des Raumes in der Stange zu, und es fließt Schmieröl A im Öl­ reservoir 29 durch die Ölpassage 30 in den Raum. Zur gleichen Zeit wird Luft durch die Luftpassage 36 in das Ölreservoir 29 eingeleitet.

Wenn andererseits die Stange 28 zurückgezogen wird, so wird der Raum kleiner, und das Schmieröl A in dem Raum fließt durch die Ölpassage 30 in das Ölreservoir 29 zurück, während die Luft in dem Ölreservoir 29 durch die Luftpassage 36 abgelassen wird. Da der Pegel des Schmieröls A stets über den Gewinden 28 a und 25 c liegt, werden die Gewinde ständig und sorgfältig geschmiert. Dementsprechend werden Teilchen, die durch den Abrieb der Gewinde entstehen, am Boden des Raumes in der Stange 28 angesammelt.

Das Schmieröl A in der Stange 28 wird mit der Hutmanschette 31 daran gehindert, auszutreten. Auch wenn eine übermäßige Menge an Schmieröl aus der Stange 28 austritt, verhindern die Öl­ dichtungen 33 und 34 ein Austreten aus dem Zylinderkörper 21.

Gemäß der Erfindung wird somit eine automatische Spannein­ richtung angegeben, bei der die auf die Stange wirkende Druck­ beaufschlagung bei der Montage der Spanneinrichtung leicht eingestellt werden kann. Außerdem brauchen die Teile der Spanneinrichtungen hinsichtlich der Dimensionierung nicht hoch präzise hergestellt zu werden, so daß die Herstellung insgesamt leichter, einfacher und kostengünstiger wird.

Claims (3)

1. Automatische Riemenspanneinrichtung, gekennzeichnet durch

• - einen Zylinderkörper (21) mit einer axialen Kammer (21 e);
• - eine Achse (25) mit einem Außengewinde (25 c), die in der Kammer (21 e) des Zylinderkörpers (21) drehbar montiert ist;
• - eine Torsionsfeder (27), die zwischen dem Zylinderkörper (21) und der Achse (25) vorgesehen ist, um die Achse (25) in einer Drehrichtung vorzuspannen;
• - eine Zylinderstange (28) mit einem Innengewinde (28 a), die mit dem Außengewinde (25 c) der Achse (25) in Eingriff steht;
• - ein unteres Ende der Zylinderstange (28), das aus dem Zylinderkörper (21) vorsteht und betriebsmäßig mit einer Spannriemenscheiben (6) für einen Riemen (5) verbunden ist;
• - eine Halteeinrichtung (23), um die Zylinderstange (28) bezüglich des Zylinderkörpers (21) so zu halten, daß eine axiale Bewegung der Zylinderstange (28) möglich ist; und
• - eine Stelleinrichtung (21 d, 23 b), um die Winkelanordnung der Halteeinrichtung (23) so zu ändern, daß die vorstehende Länge der Zylinderstange (28) eingestellt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (23) eine Lagerplatte mit einer nicht-kreisförmigen Öffnung (23 a) aufweist, die lösbar an dem Zylinderkörper (21) befestigt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (23) eine Vielzahl von Vorsprüngen (23 b) aufweist, die von der Lagerplatte (23) radial vorstehen, und daß eine Vielzahl von Aussparungen (21 d) in dem Zylinder­ körper (21) ausgebildet sind und mit den Vorsprüngen (23 b) in Eingriff stehen.