DE3928762C2 - Spanneinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung, welche eine ausreichende Zugspannung einer Kette oder eines Zahnriemens ermöglicht, die oder der eine Nockenwelle, eine Maschine oder ein Fahrzeug antreibt.

Eine Spanneinrichtung, im folgenden auch als Zugspanner bezeichnet, wird verwendet, um eine ausreichende Zugspannung aufrechtzuerhalten, indem die Kette oder der Riemen in eine bestimmte Richtung gedrückt wird.

Fig. 6 zeigt einen herkömmlichen Zugspanner, wie er in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62 (1987)-19015 beschrieben ist. Die Hauptteile dieses Zugspanners sind folgendermaßen zusammengesetzt:

Ein Gehäuse 1 ist im wesentlichen vertikal mit Gewindebohrungen 11a, 11a versehen, um einen Schraubkörper 2 zu befestigen, der eine Welle aufweist, die drehbar in das Gehäuse 1 eingeschoben ist, einen Anpreßkörper 3, der durch die Drehbewegung des Schraubkörpers 2 rotiert, und der mit einem Außengewindeteil 2a, welches an dem oberen Endteil des Schraubkörpers 2 ausgebildet ist, festgeschraubt ist, einer Feder (Torsionsfeder) 4, welche ein Drehmoment auf den Schraubkörper 2 überträgt, und die außen auf diesen aufgeschoben ist, und ein Lager 5, das eine begrenzte Drehbewegung des Anpreßkörpers 3 ermöglicht, und das eine nicht-kreisförmige Lageröffnung aufweist, welche den Anpreßkörper 3 durchdringt.

Der Anpreßkörper 3 ist im Gehäuse 1 drehfest, aber axial verschieblich angeordnet, so daß durch das Drehmoment der Feder 4 eine Vorschubbewegung erzeugt wird, durch die der Anpreßkörper 3 gegen die Kette oder den Riemen gepreßt wird.

Da bei einem solchen Zugspanner das Eindringen von Staub oder dgl. in das Gehäuse 1 oder das Auslaufen von darin befindlichem Schmieröl verhindert werden muß, muß der innere Teil des Gehäuses 1 abgedichtet sein. Zu diesem Zweck ist das Basisteil (das untere Endteil) des Gehäuses mit einer Dichtschraube 7 abgedichtet und es ist ein elastischer Balg 6 vorgesehen, der zwischen dem oberen Endteil des Gehäuses und dem Anpreßkörper 3 angeordnet ist. Das obere Ende einer solchen Glocke oder des Balges 6 ist an dem Anpreßkörper 3 mit einem Federring 8 befestigt und das untere Ende ist mit einer Abdeckung 9 versehen, die in das Gehäuse 1 eingeschoben ist, um den Zwischenraum zwischen dem Anpreßkörper 3 und dem Gehäuse 1 abzuschließen. Eine Lufteintrittsbohrung 11 in Form einer Querbohrung ist an dem Anpreßkörper 3 ausgebildet und an dem oberen Teil des Balges 6 positioniert. Die Lufteintrittsbohrung 11 ist an einer Stelle angeordnet, die höher ist als der Flüssigkeitsstand des Schmieröls innerhalb des Gehäuses 1, um den inneren Teil des Gehäuses 1 und den äußeren Teil des Gehäuses 1 zu verbinden. Die Lufteintrittsbohrung 11 verhindert, daß sich infolge der Volumenänderung innerhalb des Gehäuses ein Unterdruck aufbaut, wenn der Anpreßkörper 3 herausgeschraubt wird. Dadurch kann das Herausschrauben des Anpreßkörpers 3 betriebssicher durchgeführt werden.

Das Bezugszeichen 10 in Fig. 6 bezeichnet eine bügelförmige Montage, welche die Drehbewegung des Anpreßkörpers 3 verhindert und welche entfernt wird, nachdem die Zugspannung aufgebracht ist.

Die Verwendung der Lufteintrittsbohrung 11 macht es erforderlich, den Zugspanner in einer solchen Weise auszurichten, daß kein Öl aus dieser Bohrung auslaufen kann. Dadurch werden die konstruktiven Gestaltungsmöglichkeiten beim Einsatz dieses Zugspanners eingeschränkt. Weiterhin muß bei der Verpackung und beim Transport Vorsorge getragen werden, daß aus der Lufteintrittsöffnung kein Öl auslaufen kann.

Ein Zugspanner gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist mit der US-PS 4 722 720 bekannt geworden. Diese bekannte Spanneinrichtung ist mittels einer Dichteinrichtung vollständig gegenüber der Umgebung abgedichtet.

Die JP-OS 62 283 245 zeigt ebenfalls einen Zugspanner, welcher vollständig gegenüber der äußeren Umgebung abgedichtet ist, um das Ausfließen von Schmieröl zu verhindern.

Die DE-AS 10 24 757 beschreibt ein Verfahren, um einen Gasdruck-Stoßdämpfer mit Gas zu befüllen. Es wird vorgeschlagen, das Gas in flüssigem oder festen Aggregatszustand in den Stoßdämpfer einzubringen.

Ausgehend vom vorerwähnten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spanneinrichtung derart auszubilden, daß sie einerseits vollständig gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, daß aber andererseits eine Volumenänderung innerhalb der Spanneinrichtung ausgeglichen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Eine zu bevorzugende Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruches.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Volumenänderung innerhalb des Gehäuses durch den Überschuß an Druckluft kompensiert. Dadurch wird verhindert, daß sich innerhalb des Gehäuses ein Unterdruck aufbaut.

Die Erfindung wird nun weiter in bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 und 3 eine entsprechende Aufsicht und eine Seitenansicht;

Fig. 4 und 5 perspektivische Ansichten, welche den Befestigungsmechanismus eines Lagers und einen Teilschnitt davon zeigen;

Fig. 6 einen Schnitt eines herkömmlichen Zugspanners.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun in bezug auf die Figuren beschrieben.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen den gesamten Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Der Zugspanner ist mit einem Gehäuse 20 versehen, in dem in axialer Richtung ein Hohlraum 21 ausgebildet ist, sowie mit einem Drehkörper 30 und einem Anpreßkörper 40, die in dem Hohlraum 21 des Gehäuses 20 in eingeschraubtem Zustand angeordnet sind, einer Feder (Torsionsfeder) 50, welche ein Drehmoment auf den Drehkörper 30 überträgt, sowie mit einem Lager 60, das eine Drehbewegung des Anpreßkörpers 40 verhindert, und das an dem oberen Ende (dem linken Endteil in Fig. 1) des Gehäuses befestigt ist, und ein Faltenbalg 70, der den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 20 und dem Anpreßkörper 40 überdeckt.

Das Gehäuse 20 ist an einem Motor oder dgl. (nicht dargestellt) befestigt. Dementsprechend sind Befestigungslöcher 22 an seiner Außenseite vorgesehen. Weiterhin ist eine Abdichtschraube 80 an dem Basisendteil (im rechten Endteil in Fig. 1) eingeschraubt, und zwar mittels einer Dichtung 81, wodurch das Basisendteil luftdicht abgeschlossen wird. Weiterhin ist eine Einfüllöffnung 27 mit einem kleinen Durchmesser an dem Zylinderteil des Gehäuses 20 vorgesehen, um den inneren Teil des Gehäuses 20 mit der Umgebung zu verbinden. Diese Einfüllöffnung 27 ist die Öffnung, in die später ein Überschuß von Druckluft zugeführt wird. Das Loch wird mit einem elastischen Dichtstopfen 28 geschlossen, welcher beim Zusammenbau des Zugspanners angebracht wird.

Der Drehkörper 30 ist lösbar und drehbar innerhalb des Gehäuses 20 abgestützt. Der Drehkörper 30 ist an seiner oberen Endseite mit einem Außengewinde 31 ausgebildet, und mit einem Stangenteil 32 an seiner unteren Seite, wobei dieses Außengewinde 31 in den Anpreßkörper 40 eingeschraubt ist. Das Stangenteil 32 ist dafür vorgesehen, die Drehbewegung der Torsionsfeder zu unterstützen, indem es lösbar innerhalb eines konkaven Abstützteiles 23 des Gehäuses 20 gestützt ist. In diesem Fall ist ein zylindrisches Abstützelement 82 vorgesehen, welches einen Boden aufweist, welcher zwischen dem Stangenteil 32 und dem Gehäuse angeordnet ist. Das Abstützteil 82 ist zwischen dem Drehkörper 30 und dem Gehäuse 20 angeordnet, wodurch die Drehbewegung des Drehkörpers 30 erleichtert wird. Da das Abstützen der Drehbewegung des Drehkörpers 30 sanft und sicher erfolgt, indem das Stützelement 82 dazwischen vorgesehen ist, gibt es kein Erfordernis für eine hochgenaue Bearbeitung des abstützenden konkaven Teils 23 des Gehäuses 20 und die Reibung des Drehkörpers und des Gehäuses 20 kann vermindert werden. Weiterhin ist ein Schlitz 33 quer zur axialen Richtung in dem Stangenteil 32 des Drehkörpers 30 ausgebildet, wobei die Feder 50 in diesem Schlitz gehalten ist, um die Drehbewegung zu übertragen.

Der Anpreßkörper 40 ist mit einem Rohrteil 42 versehen, in dem ein Innengewinde 41 ausgebildet ist und es ist ein Druckzapfen 43 am vorderen Ende des Teils 42 befestigt. Das Rohrteil 42 ist mit dem Außengewinde 31 des Drehkörpers verschraubt, wodurch das Drehmoment des Drehkörpers 30 in eine axiale Anpreßkraft umgewandelt wird, welche durch das Lager 60 geführt wird, da es keine Rotation zuläßt. Das obere Endteil des Anpreßzapfens 43 springt von dem Gehäuse 20 nach außen vor, und die oberen Endflächen drücken direkt gegen die Kette oder den Riemen oder mittels einer Walze. Dadurch wird die Spannung der Kette oder des Riemens aufrechterhalten.

Die Torsionsfeder 50 liegt um den Anpreßkörper 40 und den Drehkörper 30 herum. Ein Ende der Feder 50 ist in der angenäherten Form des Buchstabens L gebogen, um mit dem Gehäuse 20 über das Lager 60 verbunden zu werden, und das andere Ende 52 ist in einen Schlitz 33 des Drehkörpers 30 gehalten, um mit dem Drehkörper 30 verbunden zu sein. Dementsprechend kann, wenn der Drehkörper 30 gedreht wird, indem ein Schraubendreher oder dgl. in den Schlitz 33 von außerhalb des Gehäuses 20 in einem Zustand, indem die Dichtschraube 80 entfernt ist, eingeschoben wird, eine Drehbewegung in der Feder 50 gespeichert werden. Da das Endteil 52 der Drehkörperseite der Feder 50 in einer Richtung gebogen ist, die zu dem Drehkörper 30 gerichtet ist, und in dem Schlitz des Drehkörpers 30 gehalten ist, die Verformung der Feder 50 begrenzt werden, wodurch eine sichere und stabile Betriebsweise der Feder 50 erreicht wird.

Das Lager 60 verhindert eine Drehbewegung des Anpreßkörpers 40 und ist an dem oberen Endteil des Gehäuses 20 befestigt, und wird mittels eines Clips 61 daran gehindert, nach außen gedrückt zu werden. Die Fig. 4 und 5 zeigen das Lager 60 und dessen Befestigungsweise. Das Lager 60 ist an einem Zwischenteil mit einer Lageröffnung 62 versehen und weist Vorsprünge 63 in Intervallen von 90° an seiner Außenseite auf. Die Lageröffnung 62 hat näherungsweise eine ovale Form, wobei zwei gegenüberliegende Seiten eines Kreisbogens ausgeschnitten sind, um zueinander parallel zu sein, und wobei diese Lageröffnung es erlaubt, das Rohrteil 42 des Anpreßkörpers auf zunehmen, der den gleichen äußeren Querschnitt aufweist wie die Lageröffnung 32, wodurch die Drehbewegung des Anpreßkörpers 40 verhindert wird. Auf der anderen Seite begrenzen die Vorsprünge 63 die Drehbewegung gegen das Drehmoment des Drehkörpers 30. Zu diesem Zweck sind Befestigungsnuten 24 in Winkelabständen von 90° an der oberen Endfläche des Gehäuses vorgesehen, die den Vorsprüngen 63 entsprechen, und eine Rotation dieser Teile zueinander wird verhindert, indem die Vorsprünge 63 in die Befestigungsnuten 24 eingeschoben werden. Die Tiefe der Befestigungsnuten 24 des Gehäuses 20 ist größer als die der Vorsprünge 63 und das Lager 60 ist in einem geringfügig weiter zurückgezogenen Zustand, als es der oberen Endfläche des Gehäuses 20 entspricht, befestigt. An der inneren Oberfläche, die über das Lager 60 hervorspringt, ist eine Clipnut 25 vorgesehen, in der ein Clip 61 (ein Seegerring) eingeschoben ist.

Weiterhin ist ein Abstandselement 90 zwischen dem Lager 60 und dem Gehäuse 20 vorgesehen. Das Abstandselement 90 ist an den entgegengesetzten Kontaktstellen zwischen dem Lager 60 und dem Gehäuse 20 angeordnet, und zwar in einer Position, die der der Vorsprünge 63 des Lagers 60 entspricht, und ist in der Form eines "U" gebogen, um jeden Vorsprung 63 zu umschließen, wodurch es zwischen dem Vorsprung 63 und der Befestigungsnut 24 des Gehäuses 20 eingeschoben ist. Wenn das Abstandselement 90 eine derartige Bauweise aufweist, wird, da die Anpreßkraft des Vorsprunges, 63 infolge des Momentes des Drehkörpers 30, welcher durch den Anpreßkörper 40 übertragen wird, das Reibmoment zwischen den Endflächen der Vorsprünge 63 und der Nut 24 des Gehäuses 20 durch die breite Fläche des Abstandselementes 90 gegenüber dem Gehäuse 20 abgeleitet. Durch die Verwendung des Abstandselementes 90 in bezug auf das Lager 60 und des Abschnittselementes 82 des Drehkörpers 30 können Aluminium und Kunstharze mit vergleichsweise schlechteren Reibungseigenschaften für das Gehäuse 20 verwendet werden. Selbst in diesem Fall wird die Reibung des Gehäuses 20 an den Befestigungsteilen des Lagers und an dem die Stange abstützenden Teil des Drehkörpers 30 vermieden, wodurch eine sichere Betriebsweise und ein geringeres Gewicht erzielt werden kann. Des weiteren ist das eine Ende der Feder 51 in einem Teil der Befestigungsnut 24 in dem Gehäuse 20 angeordnet, wodurch die Verbindung zwischen der Feder 50 mit dem Gehäuse 20 bewirkt wird.

Die Abdeckung, d. h. der Faltenbalg 70, wird zwischen dem Anpreßzapfen 43 des Anpreßkörpers 40 und dem Gehäuse 20 angeordnet, um deren Zwischenraum zu überbrücken. Das Endteil an der Seite des Anpreßkörpers 40 der Abdeckung 70 ist an seiner inneren Seite als Wulst 71 ausgebildet, wobei dieses Wulst 71 in eine Nut 44 eingeschoben ist, die an der äußeren Oberfläche des Anpreßzapfens 43 ausgebildet ist, die dem Wulst 71 entspricht. An dem Endteil an der Seite des Anpreßkörpers 40 ist das Abdeckelement 70 fest geschlossen, indem ein Federring 72 von außen herumgelegt ist. Das Endteil des Faltenbalges 70 ist auf der Gehäuseseite an einer Abdeckkappe 73 an dem Gehäuse 20 befestigt. Die Verbindung kann auch durch andere geeignete Mittel wie durch Kleben, Schweißen und dgl. bewirkt oder unterstützt werden. Die Abdeckkappe 73 ist aus einem näherungsweise zylindrischen, harten Material hergestellt. Die Abdeckkappe weist einen inneren Durchmesser auf, der näherungsweise gleich dem äußeren Durchmesser des Gehäuses 20 an seiner Unterseite ist, und bei dem das obere Ende geringfügig nach innen gebogen ist, wobei diese Abdeckkappe 73 durch Einstemmen an dem Gehäuse 20 befestigt ist, nachdem die Abdeckkappe 73 außen auf das Basisteil des Gehäuses 20 aufgeschoben wurde. Der Faltenbalg 70 ist mit seinem nach innen gebogenen Rand mit dem oberen Ende der Abdeckkappe 73 verbunden. Weiterhin ist eine Umfangsnut 26 an der äußeren Oberfläche des Gehäuses 20 vorgesehen, in die ein Dichtring 75 eingelegt ist. Der Dichtring 75 besteht aus einem elastischen Körper, und wenn die Abdeckkappe 73 an dem Gehäuse befestigt wird und die Umfangsnut 26 umschließt, befindet sich der Ring in festem Kontakt mit der inneren Fläche der Abdeckkappe 73 und der äußeren Fläche des Gehäuses 20, um beide gegeneinander abzudichten.

Dadurch wird das Eindringen von Staub von der Außenseite und das Auslaufen von Schmieröl aus dem Gehäuse 20 verhindert. Durch die Verwendung des Dichtringes 75 kann die luftdichte Dichtung zwischen der Abdeckkappe 73 und dem Gehäuse 20 sicher hergestellt werden. Dadurch entfällt das Erfordernis, die Abdeckkappe für das Aufrechterhalten des luftdichten Zustandes aufzupressen und ebenfalls das Erfordernis, eine hohe Genauigkeit des Anpressens erzielen zu müssen.

Zusätzlich zu dem vorbeschriebenen Aufbau weisen der Anpreßkörper 40, das Lager 60 und das Abschnittselement 90 Öffnungen 40a, 60a und 90a auf, die an geeigneten Stellen angebracht sind, um das Schmieröl in alle Räume gelangen zu lassen. Innerhalb des Gehäuses 20 sind alle Elemente fortlaufend über die Öffnungen 40a, 60a und 90a miteinander verbunden und die Änderung des inneren Volumens infolge des Herausschraubens des Anpreßkörpers 40 wird auf alle Elemente als Wechsel des inneren Druckes übertragen. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist in dem Gehäuse ein Überschuß von Druckluft eingeschlossen, der die Änderung des inneren Druckes im Gehäuse 20 ausgleicht. Dieser Überschuß von Druckluft wird erreicht, indem Druckluft mit vorgegebenem Druck in das Gehäuse 20 zugeführt wird. Die Zuführöffnung 27 ist an dem Mantel des Gehäuses 20 für diesen Zweck vorgesehen. Eine Injektionsnadel (nicht dargestellt) wird durch einen Dichtstopfen oder Dichtkork 28 eingestochen, wenn der Dichtstopfen 28 sich bereits darin befindet, um den Überschuß an Druckluft zuzuführen. Der Überschuß an Druckluft wird in dem Faltenbalg 70 gespeichert, dem es möglich ist, elastisch zu expandieren, wie dies in der oberen Hälfte der Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Zustand wird, selbst wenn der Anpreßkörper 40 sich nach vorne vorschiebt und eine Volumenänderung innerhalb des Gehäuses 20 eintritt, der Druck innerhalb des Gehäuses 20 immer über einem vorbestimmten Druckniveau gehalten, da die Änderung des inneren Druckes infolge der Volumenänderung ausgeglichen wird. Dementsprechend entfällt das Erfordernis, eine Luftaustrittsbohrung vorzusehen, und der innere Teil des Gehäuses 20 ist in einem vollkommen abgedichteten Zustand, der ein Auslaufen von Schmieröl verhindert.

Die Injektionsnadel wird nach dem Zuführen des Überschusses an Druckluft aus dem Dichtstopfen 28 herausgezogen. Nach dem Herausziehen dichtet der Dichtstopfen 28 die Einstichstelle infolge seiner Elastizität ab und ist anschließend wieder dicht. Dementsprechend wird das Auslaufen von Schmieröl oder das Entweichen von Druckluft verhindert.

Das Bezugszeichen 100 in Fig. 2 und 3 bezeichnet ein Stoppelement, welches das Herausschrauben des Anpreßkörpers 40 vor der Montage des Zugspanners verhindert. Dieser Stopper 100 wird nach der Montage entfernt.

Gemäß der Erfindung kann, da der Überschuß von Druckluft die Änderung des inneren Druckes infolge des Herausschraubens des Anpreßkörpers ausgleicht, der Druck in dem Gehäuse aufrechterhalten werden und wird nie geringer als der Umgebungsdruck. Aus diesem Grund besteht keine Notwendigkeit, eine Lufteintrittsbohrung vorzusehen und der innere Teil des Gehäuses kann dicht abgeschlossen werden. Die Zuführöffnung für die Zuführung des Überschusses an Druckluft ist mit einem elastischen Dichtstopfen verschlossen. Nachdem die Luft zugeführt ist, schließt sich der Dichtstopfen von selbst wieder und dichtet das Zuführloch ab, wodurch das Auslaufen von Schmieröl und das Entweichen der Druckluft vermieden wird.

Da der mechanische Teil, welcher aus der Feder, dem Anpreßkörper und dem Drehkörper besteht, eine dreifach ineinandergeschachtelte Bauweise aufweist, und der Anpreßkörper mit dem Drehkörper verschraubt ist, um eine Position zwischen dem Drehkörper und der Feder einzunehmen, wird ein großer Bewegungsbereich für den Anpreßkörper geschaffen, wodurch es möglich ist, die Vorrichtung kompakt zu gestalten.

Weiterhin wird, da ein Abstandselement zwischen dem Lager und dem Gehäuse angeordnet ist, das Drehmoment des Drehkörpers, welches auf das Lager übertragen wird, durch die große Fläche des Abstandselementes aufgenommen, wodurch die Reibung vermindert wird.

Dadurch ist es möglich, das Gehäuse aus Aluminium, Kunststoff oder dgl. mit schlechten Reibungseigenschaften zu bauen, wodurch das Gewicht der Vorrichtung vermindert werden kann.

Claims (2)

1. Spanneinrichtung für Riemen, Ketten oder dgl. mit einem in einem Gehäuse längsverschieblich angeordneten Anpreßkörper, der durch eine Schraubenfeder aus einem im Gehäuse drehbar gelagerten Schraubkörper herausgeschraubt wird, wobei der Anpreßkörper mit dem Gehäuse durch einen Faltenbalg hermetisch abgedichtet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des Faltenbalges (70) ein Speicher vorgesehen ist, in welchem ein Überschuß von Druckluft eingeschlossen ist, welche die Änderung des inneren Druckes, die durch eine Bewegung des Anpreßkörpers (40) in dessen Längsrichtung bewirkt wird, ausgleicht, und
daß eine verschließbare Zufuhröffnung (27) vorgesehen ist, welche es ermöglicht, daß dieser Überschuß an Druckluft zum Ausgleich der Volumenänderung von der Außenseite des Gehäuses (20) her zugeführt wird.

2. Spanneinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zufuhröffnung (27) mit einem elastischen Dichtstopfen (28) verschlossen ist, welcher sich nach der Zufuhr selbst wieder verschließt.