DE3909536C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hermetisch abgedichtete Selbstspannvorrichtung zur Regelung der Spannung von beispielsweise Motor-Keil- oder Zahnriemen.

Eine herkömmliche Vorrichtung ist z. B. in der JP-GM-OS Nr. 87 652/1981 offenbart. Diese Vorrichtung, die in der beigefügten Fig. 5 gezeigt ist und zum Spannen eines Riemens 25 dient, umfaßt einen ortsfesten Zylinder 21, in dem ein bewegbarer Zylinder 22 geführt ist, in welchen ein bewegbarer Freikolben 23 und ein Kolben 24 eingesetzt sind, die den Raum innerhalb der Zylinder in eine erste sowie zweite Ölkammer A bzw. B und eine Luftkammer C unterteilen. Wenn sich die Temperatur im Bereich des Motors von einer normalen auf eine hohe Temperatur oder umgekehrt ändert, dann nimmt die Spannung am Zahnriemen 25 ab oder zu. Dementsprechend muß die Belastung am bewegbaren Zylinder 22 erhöht oder vermindert werden. Der daraus resultierende Fluß von Öl zwischen der ersten und der zweiten Ölkammer A bzw. B in der einen oder anderen Richtung ermöglicht es, die Spannung des Zahnriemens auf einem geeigneten, möglichst konstanten Wert zu halten.

Wie die Fig. 5 zeigt, sind eine Spann- bzw. Rückstellfeder 26 für den Kolben 24 sowie am Motor gelagerte Riemenscheiben 27 und 28 vorhanden. Da jedoch die Kompression der Rückstellfeder 26 in der ersten Ölkammer A ungeregelt ist, d. h. ausschließlich vom Spannungszustand und damit vom Durchhang des Riemens bestimmt wird, kann es zur Übertragung einer Schwingung des Riemens auf die Rückstellfeder 26 kommen. Der unter Druck stehende Raum C übt dabei keine dämpfende Wirkung auf die Feder 26 aus, da er sich zusammen mit dem Kolben 24 während des Spannvorgangs mitbewegt. Diese Einrichtung arbeitet demzufolge äußerst unpräzise.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere selbstspannende Vorrichtung gemäß der nachveröffentlichten JP-GM-Anm. Nr. 1 49 824/1987, die eine Verbesserung gegenüber der Vorrichtung von Fig. 5 darstellt. Die hermetisch abgedichtete selbstspannende Vorrichtung von Fig. 4 umfaßt einen Zylinder 31 mit einem darin befindlichen Kolben 30, an dem einstückig eine Kolbenstange 30a ausgebildet ist, und einen Freikolben 32, welche den Innenraum des Zylinders 31 in eine erste Ölkammer A, eine zweite Ölkammer B und eine Luftkammer C unterteilen. Am Boden des Zylinders 31 ist eine zylindrische Zentrierung 35 vorgesehen, an der eine Spannfeder 34 in komprimiertem Zustand in der ersten Ölkammer A gehalten ist.

Bei dieser Vorrichtung bringt die am Riemen wirkende Spannung eine Belastung auf das Kopfteil der Kolbenstange 30a auf, wobei die Auf- und Abbewegung des Freikolbens 32 die Spannung abfedert. Wenn eine große seitliche Schubkraft auf das Kopfteil der Kolbenstange 30a wirkt, so neigt jedoch die Kolbenstange 30a zu einem Kippen, da an ihrem oberen Teil keine Lagerung vorgesehen ist. Die geringste Kippbewegung der Kolbenstange kann an der Gleitfläche des Kolbens 30 und des Zylinders 31, die die Wirksamkeit und Leistungscharakteristik der selbstspannenden Vorrichtung bestimmen, einen Abrieb oder Verschleiß hervorrufen. Dieser durch eine Schwing- bzw. Schaukelerscheinung hervorgerufene Abrieb erzeugt eine Änderung in der Leistungs- oder Arbeitscharakteristik der selbstspannenden Vorrichtung.

Dem Erfindungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, eine hermetisch abgedichtete Selbstspannvorrichtung zu schaffen, bei der seitliche Schubbelastungen zu keiner Beschädigung an Kolben und Zylinder führen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Hierbei kommt dem Widerlager als Zweitfunktion die Aufgabe eines radial belastbaren Gleitlagers zu. Erfindungsgemäß lassen sich durch die Ausbildung des Widerlagers mit einer inneren Gleitfläche und einem äußeren Preßsitz mit der Kolbenlauffläche im obersten Abschnitt des Zylinders auf die Kolbenstange einwirkende Radialkräfte über das Widerlager in den Zylindermantel ableiten. Dabei wirkt die innere Gleitfläche zusätzlich als Führung der Kolbenstange, um ein Knicken derselben bei einer hohen Axialbelastung zu verhindern. Das Widerlager dient außerdem als Schutz vor äußeren Einflüssen, welche die Zylindergleitflächen beschädigen könnten.

Die Erfindung hat ferner den Vorteil, daß das Anbringen eines weiteren stützenden Elements zur Aufnahme von radialen Kräften überflüssig wird, so daß die Vorrichtungsabmessungen insgesamt kleingehalten werden können.

Durch den gesamten Aufbau und die Arbeitsweise des Erfindungsgegenstandes gemäß dem Patentanspruch 1 kann die selbstspannende Vorrichtung somit die folgenden Wirkungen hervorbringen:

• (1) die Zuverlässigkeit der Vorrichtung langfristig zu steigern, indem Änderungen in der Leistungscharakteristik und Schwing- oder Schaukelbewegungen verhindert werden;
• (2) den Abrieb, bzw. Verschleiß an der Dichtfläche zwischen Kolben und Zylinder zu verringern oder zu verhindern;
• (3) das Spiel der Kolbenstange durch Vorsehen einer Führung, um das obere Ende der Kolbenstange abzustützen, zu vermindern, wodurch die Stabilisierung der Eigenschaften in bezug auf eine Lecksicherheit und eine Steigerung in der Zuverlässigkeit der Abdichtwirkung zwischen Kolben und Zylinder der hermetisch abgedichteten Selbstspannvorrichtung ermöglicht werden;
• (4) die mit einer Oberflächenbehandlung, um eine lecksichere Fläche zu erhalten, welche feinst bearbeitet ist, damit eine Glätte in der Größenordnung von einigen Mikron zur Gewährleistung der angestrebten Dichtungskennwerte erlangt wird, notwendigerweise verbundene komplizierte Kontrolle und erhebliche Kostensteigerung zu vermeiden.

Die Aufgabe wie auch weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung deutlich. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer Selbstspannvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch ein wesentliches Teil der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 3 die einem Motor zugeordnete Selbstspannvorrichtung im eingebauten Zustand;

Fig. 4 und 5 lotrechte Schnitte der eingangs bereits abgehandelten Vorrichtungen nach dem Stand der Technik.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Vorrichtung eine Stangenführung bzw. Widerlager 1, einen Zylinder 2, einen oberen Zylinder-Innenraum 2a und einen mit dem Zylinder 2 einstückig ausgebildeten Tragkörper 2b. Mit dem Kolben 3 ist einstückig eine Kolbenstange 3a ausgebildet, die aus dem Zylinder 2 ragt und zu einem Zahnriemen hin oder von diesem weg bewegbar ist. Im Zylinder 2 ist ein Freikolben 4 aufgenommen, dem eine Freikolben-Rückstellfeder 6 zugeordnet ist. Am Boden des Zylinders befindet sich eine Führung 5, die von einer Spannfeder 7 teilweise umschlossen ist. In den Zylinder sind Schnappringe 8 und 9 eingesetzt, und im Kolben 3 sind eine Beilagscheibe 10, ein nicht gezeigter Haltekäfig und ein Rückschlagventil 12 aufgenommen.

Der Freikolben 4 ist mit Dichtungen 13 und 14 gegenüber der Zylinder-Innenwand und der Kolbenstange 3a versehen. Im oberen Teil des Zylinders sind eine Dichtung 15 und eine Abschlußkappe 16 angeordnet, während im unteren Teil des Zylinders Öl 17 enthalten ist.

Die Stangenführung 1 ist wie ein kopfstehender Becher, Tasse oder Napf ausgebildet, der in seiner Mitte von einer Durchgangsöffnung 1a durchsetzt wird, das von einem Ringbund begrenzt wird, der die Kolbenstange 3a umschließt, die sich in der Durchgangsöffnung 1a gleitend bewegt. Die Stangenführung 1 ist entweder mit geringstem Spiel oder im Preßsitz in den Zylinder-Innenraum 2a eingefügt.

Eine Spannvorrichtung für einen Riemen ist mehr oder weniger einer seitlichen Schubkraft ausgesetzt, was auf die auf eine schwingende, umlaufende Scheibe übertragene Kraft des Riemens zurückzuführen ist, weshalb, wenn beispielsweise ein Zahnriemen eine Spannung auf das Kopfteil der Kolbenstange 3a ausübt, eine Schubkomponente der Spannung eine Belastung auf das Kolbenhemd 3b aufbringt, die letztlich das Teil mit dem größeren Durchmesser der damit einstückigen Kolbenstange ist und von der die Wirkung in bezug auf die Lecksicherheit und damit die gewünschte Betriebszuverlässigkeit abhängt. Durch die Stangenführung 1 wird die seitliche Schubkraft aufgenommen.

Die zur Aufnahme der seitlichen Schubkraft ausgebildete Stangenführung 1 ist an einem Mittenabschnitt zwischen dem Kolben 3, und dem Kolbenstangen-Kopfteil bzw. an einem Endabschnitt des Zylinders 2 angeordnet, und trennt den die seitliche Schubkraft aufnehmenden Teil von der Kolben/Zylinder-Dichtfläche, d. h. sie übernimmt die Aufgabe der Schubkraftaufnahme, wodurch die Möglichkeit für das Hervorrufen von Abrieb und Verschleiß zwischen dem Kolben und dem Zylinder verringert oder gar beseitigt wird, da eine Kippbewegung nicht mehr auftreten kann.

Die Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Spannvorrichtung M im eingebauten Zustand, wobei des weiteren Nockenwellenscheiben a der Maschine, Leerlauf-Riemenscheiben b und c, eine Kurbelwellen-Riemenscheibe d, eine schwingende Spannscheibe e und der Zahnriemen f dargestellt wird.

Claims (3)

1. Hermetisch abgedichtete Spannvorrichtung mit einem in einem Zylinder (2) geführten und durch eine Feder (22) vorgespannten Kolben (3), der einstückig mit einer Kolbenstange (3a) verbunden ist, die einen mittels einer Feder (6) entgegengesetzt vorgespannten Freikolben (4) verschiebbar durchdringt, so daß innerhalb des Zylinders (2) zwei Ölkammern (A, B) und eine Luftkammer (C) ausgebildet sind, die durch ein Widerlager (1) für die Feder (6) begrenzt ist, das seinerseits durch die Vorspannkraft der Feder (6) an einem Endabschnitt des Zylinders (2) anliegt, wobei das Widerlager (1) zur Aufnahme einer Radialbelastung eine innere, die Kolbenstange (3a) verschiebbare lagernde Gleitfläche (1a) hat und das Widerlager (1) zur Ableitung der aufgenommenen Kräfte an seiner Außenfläche (1b) in den Zylinder (2) preßgepaßt ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (1) die Form einer auf dem Kopf stehenden Tasse hat, die in der Mitte ihres Bodens eine Durchgangsöffnung (1a) für den Durchtritt der Kolbenstange (3a) aufweist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (1a) von einem Ringbund zur Führung der Kolbenstange (3a) gebildet wird, dessen Höhe mindestens gleich dem Durchmesser der Kolbenstange (3a) ist.