DE4027171C2 - Riemenspannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Riemenspannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Riemenspannvorrichtung dieser Gattung ist aus der JP-OS 2-46159 bekannt und in der beigefügten Fig. 7 gezeigt. Das Hauptteil oder der Körper 101 dieser Riemenspannvorrichtung 100 weist eine zylindrische Bohrung 102 mit nur einem offenen Ende 103 auf. Im unteren Teil der Bohrung 102 befindet sich ein an dieser verschiebbarer Druckstempel 104 mit einem Innenraum 105. Ein Schnappring 115 begrenzt die Aufwärtsbewegung des Druckstempels 104, zwischen dessen Außenfläche und der Innenfläche der Bohrung 102 ein kleiner Zwischenraum 116 vorhanden ist.

Im Druckstempel 104 ist ein Durchgang 106 ausgebildet, der eine Verbindung zwischen dem Innenraum 105 und einer Kammer 107, die über dem Druckstempel 104 in der Bohrung 102 abge­ grenzt ist, herstellt.

An einem Ende des Durchgangs 106 ist ein Rückschlagventil 108 angeordnet, das eine Kugel 109, eine Feder 110 sowie einen Käfig 111 umfaßt. Die Kugel 109 liegt unter dem Druck der Feder 110 an einem Ende des Durchgangs 106 an oder wird durch den Druck in diesem vom Sitz am Ende des Durchgangs abgehoben. Der Käfig 111 hält die Kugel 109 sowie die Feder 110 am Druckstempel 104.

Zwischen eine geschlossene Stirnfläche 113 der zylindrischen Bohrung 102 und den Druckstempel 104 ist eine Feder 112 einge­ setzt, an deren beiden Enden der Käfig 111 einerseits und eine Halterung 114 andererseits angeordnet sind.

In der zylindrischen Bohrung 102 befindet sich eine Druck­ stange 117, die von Stangenführungen 118 und 119 gehalten wird. Das eine Ende der Stange 117 ist mit der oberen Fläche des Druckstempels 104 in Anlage, während das andere Ende aus der Öffnung 103 herausragt. Im unteren Teil der Druckstange 117 ist ein Federring 120 gehalten, der die Aufwärtsbewegung der Stange 117 begrenzt.

Zwischen den Stangenführungen 118 sowie 119 ist in der Bohrung 102 ein Kolben 121 angeordnet. Ein Dichtungsring 122 liegt zwischen der Innenfläche der Bohrung 102 und der Außenfläche des Kolbens 121. Zwischen einer Innenfläche des Kolbens 121 und einer Außenfläche der Stange 117 befindet sich ein Ab­ dichtelement 123. Eine Feder 124 ist zwischen die Stangenfüh­ rung 119 sowie den Kolben 121 eingefügt. Eine Staubdichtung 125 ist zwischen der Innenfläche der Bohrung 102 sowie einer Außenfläche der Druckstange 117 nahe dem offenen Ende 103 angeordnet.

Der Innenraum 105 des Druckstempels 104 und die Kammer 107 über diesem sind mit einem dämpfenden Öl gefüllt.

Bei der vorstehend beschriebenen Riemenspannvorrichtung 100 nach dem Stand der Technik nimmt eine obere Fläche der Druckstange 117 die Spannung des Takt- oder Zahnriemens einer (nicht dar­ gestellten) Brennkraftmaschine auf.

Wenn die Maschine auf niedriger Temperatur ist, ist die Span­ nung des Taktriemens gering, weshalb die Druckstange 117 und der Druckstempel 104 von der Feder 112 im Spannelement 100 nach oben gepreßt werden.

Weist dagegen die Maschine eine hohe Temperatur auf, dann hat auch der Taktriemen eine hohe Spannung, so daß die Druck­ stange 117 und der Druckstempel 104 gegen die Kraft der Feder 112 zwangsweise nach unten bewegt werden. Hierbei tritt das Öl aus dem Innenraum 105 durch den kleinen Zwischenraum 116 in die Kammer 107 über.

Die Ausdehnung des dämpfenden Öls, die durch die hohe Tempera­ tur hervorgerufen wird, wird dadurch aufgenommen, daß sich der Kolben 121 gegen die Kraft der Feder 124 aufwärts bewegt.

Die Druckstange 117 empfängt vom Taktriemen Längs- und Querkräfte. Eine untere Stirnfläche der Stange 117 ist mit einer oberen Fläche des Druckstempels 104 in ebener oder flacher Anlage, so daß Längs- aber auch Querkräfte von einem Stift eines mit dem Zahnriemen in Anlage befindlichen, (nicht dargestellten) Konsolarm auf den Druckstempel 104 übertragen werden. Die vom Druckstempel 104 aufgenommene Querkraft verursacht für diesen eine Ratter- oder Klapperbewegung, so daß der Abrieb zwischen der Innenfläche der zylindrischen Bohrung 102 und der Außenfläche des Druckstempels 104 erhöht wird. Demzufolge wird der Durch­ laßgrad des kleinen Zwischenraumes 116 vergrößert, wodurch die Funktion bzw. die Wirkung des Druckstempels 104 nachteilig beeinflußt werden.

Darüber hinaus wird der Federring 120 benötigt, um ein Austre­ ten der Druckstange 117 aus dem Hauptteil 101 zu verhindern.

Das Vorhandensein dieses Federringes 120 kompliziert und er­ schwert die Herstellung des Spannelements.

Aufgbe der Erfindung ist es, eine Riemenspannvorrichtung zu schaffen, bei der die Wirkung einer gelegentlich auftretenden Kraft quer zur Längsrichtung der Druckstange und des Druckstempels vermindert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Spannelement gelöst, das umfaßt: ein Hauptteil, eine in diesem ausgebilde­ te zylindrische Bohrung mit lediglich einem offenen Ende, einen in diese Bohrung eingesetzten Druckstempel, einen gerin­ gen Zwischenraum zwischen einer Innenfläche der zylindrischen Bohrung sowie einer Außenfläche des Druckstempels, einen in dem Druckstempel ausgebildeten Durchgang, eine Rückschlagven­ tilanordnung an dem einen Ende des Durchgangs, eine erste, zwischen den Druckstempel sowie eine geschlossene Stirnflä­ che der zylindrischen Bohrung eingesetzte Feder, eine Druck­ stange mit einem an dieser befestigten Führungsglied, eine die Druckstange führende Stangenführung, einen zwischen dem Führungsglied sowie der Stangenführung angeordneten Kolben, eine zweite, zwischen die Stangenführung sowie den Kolben eingefügte Feder, einen ersten, zwischen dem Druckstempel sowie der geschlossenen Stirnfläche der zylindrischen Bohrung ausgebildeten Raum und eine zweite, zwischen dem Führungs­ glied sowie dem Kolben ausgebildete Kammer, wobei eine obere Fläche des Druckstempels als eine sphärische Fläche ausge­ staltet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert. Die Erfindung wird im folgenden anhand von drei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Riementriebsystems, dem eine Riemenspannvorrichtung eingegliedert ist;

Fig. 2 einen Axialschnitt der Riemenspannvorrichtung;

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III in der Fig. 2;

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 2;

Fig. 5 und 6 zu Fig. 4 ähnliche Darstellungen von weiteren Ausführungsformen gemäß der Erfindung:

Fig. 7 einen Axialschnitt eines Spannelements nach dem Stand der Technik.

Die Fig. 1 zeigt ein Riementriebsystem 10, in welchem ein Takt- oder Zahnflachriemen 11 ein Drehmoment von einer Kur­ belwellenscheibe 12 einer (nicht dargestellten) Brennkraft­ maschine auf deren beide Nockenwellenscheiben 13 und 14 über­ trägt. Die Spannung des Taktriemens 11 ändert sich mit der Temperatur der Maschine, d. h., wenn deren Temperatur niedrig ist, so ist die Spannung des Riemens 11 gering, und wenn die Maschinentemperatur hoch ist, dann ist die Spannung ebenfalls hoch. Das ist darauf zurückzuführen, daß bei hoher Temperatur der Wellenabstand sich im größeren Maße ändert, als die Riemenlänge, weil im Riemen feste Einlagen vorhanden sind, die auf möglichst geringe Dehnung optimiert sind.

Eine Spanneinrichtung 20 ist dazu vorgesehen, die Änderung der Spannung des Taktriemens 11 aufzunehmen. Eine von einem Konsolarm 22 drehbar gelagerte Leerlaufscheibe 21 ist mit dem Riemen 11 in Anlage. Der Konsolarm 22 kann um eine Welle 23 schwenken und trägt einen Stift 24, welcher mit einer obe­ ren Fläche 58 (Fig. 2) der Druckstange 31 einer Riemenspannvorrichtung 30 in Berührung ist.

Die Fig. 2-4 zeigen die Riemenspannvorrichtung 30 im einzelnen. Im Körper oder Hauptteil 32 der Riemenspannvorrichtung 30 ist eine zylindrische Bohrung 33 ausgebildet, die lediglich ein offenes Ende 34 hat. Im unteren Teil der Bohrung 33 ist ein in dieser verschiebbarer Druckstempel 35 mit einem Innenraum 26 aufgenommen. Ein Schnappring 36 begrenzt im Zusammenwir­ ken mit einem an der Druckstange 31 befestigten Führungsglied 37 deren Aufwärtsbewegung. Das Führungsglied 37 ist ein zylin­ drischer Ring und in die zylindrische Bohrung 33 eingesetzt. Zwischen einer Innenfläche dieser Bohrung 33 und einer Außen­ fläche des Druckstempels 35 ist ein kleiner Zwischenraum bzw. Ringspalt 38 zur Durchführung der Abwärtsbewegung des Druckstempels vorhanden.

Im Druckstempel 35 sind Durchtritte 39 und 40 ausgebildet, die eine Verbindung zwischen dem Innenraum 26 sowie einer Kammer 41, die zwischen dem Druckstempel 35 und einem Kolben 42 ausgestaltet ist, über einen im Führungsglied 37 vorhande­ nen Durchgang 43 herstellen. Der Durchtritt 39 verläuft in der Achse des Druckstempels 35.

An einem Ende des Durchtritts 39 ist ein Rückschlagventil 44 angeordnet, das eine Kugel 45, eine Feder 46 sowie einen Käfig 47 umfaßt. Die Kugel 45 ist mit dem einen Ende des Durchtritts 39, das eine Sitzfläche bildet, unter dem Druck der Feder 46 in Anlage oder wird von dieser Sitzfläche durch den Druck im Durchtritt 39 abgehoben. Der Käfig 47 hält die Kugel 45 und die Feder 46 am Druckstempel 35 fest.

Zwischen die geschlossene Stirnfläche 49 der Bohrung 33 und den Druckstempel 35 ist eine Feder 48 eingefügt, an deren oberem Ende der Käfig 47 angeordnet ist.

Die Druckstange 31 ist in die zylindrische Bohrung 33 einge­ setzt und wird durch das Führungsglied 37 sowie eine Stangen­ führung 50 gehalten. Ein Federring 51 begrenzt die Aufwärts­ bewegung der Stangenführung 50. Eine obere Fläche am Druck­ stempel 35 ist als eine sphärische Fläche mit Radius R ausgebildet.

Zwischen der Innenfläche der zylindrischen Bohrung 33 und einer Außenfläche des Kolbens 42 liegt ein Dichtungsring 53. Ein Abdichtelement 54 ist zwischen einer Innenfläche des Kolbens 42 und einer Außenfläche der Druckstange 31 angeord­ net. Zwischen die Stangenführung 50 und den Kolben 42 ist eine Feder 55 eingefügt. Eine Staubdichtung 56 ist zwischen der Innenfläche der Bohrung 33 sowie der Außenfläche der Stange 31 nahe dem offenen Ende 34 angeordnet.

Bei dem beschriebenen Spannelement 30 empfängt das obere Ende 58 die Spannung des Taktriemens 11 der Maschine.

Ist die Maschine auf einer niedrigen Temperatur, so ist die Spannung des Taktriemens gering, weshalb die Druckstange 31 und der Druckstempel 35 durch die Feder 48 im Spannelement 30 nach oben gedrückt werden.

Befindet sich dagegen die Maschine auf einer hohen Temperatur, dann ist am Riemen 11 auch eine hohe Spannung vorhanden, so daß die Stange 31 und der Druckstempel 35 gegen die Kraft der Feder 48 nach unten gedrückt werden. Hierbei bewegt sich das dämpfende Öl vom Innenraum 26 durch den kleinen Zwischen­ raum 38 in die Kammer 41.

Eine durch die hohe Maschinentemperatur hervorgerufene Ausdeh­ nung des dämpfenden Öls wird dadurch aufgenommen, daß sich der Kolben 42 gegen die Kraft der Feder 55 aufwärts bewegt.

Die Druckstange 31 empfängt vom Taktriemen 11 Längs- und Quer­ kräfte. Das Führungsglied 37, das an der Stange 31 befestigt ist, und das untere Ende 59 dieser Stange sind mit der oberen sphärischen Fläche des Druckstempels 35 in Berührung. Somit wird auf den Druckstempel 35 lediglich die Längskraft übertragen, während die Querkraft vom Führungselement 37 empfangen wird.

Die Fig. 5 zeigt eine Riemenspannvorrichtung 80 als zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, und es sollen nur die zur ersten Ausführungsform unterschiedlichen Merkmale erläutert werden.

Im Druckstempel 35 sind ein Durchtritt 81 sowie ein Durch­ tritt 82 ausgebildet, welche über den Durchgang 43 eine Ver­ bindung zwischen dem Innenraum 26 und der Kammer 41 herstel­ len, die in diesem Fall nicht geradlinig den Druckstempel 35 in vertikaler Richtung - im Gegensatz zum Durchtritt 39 der ersten Ausführungsform - durchsetzen.

Ein drittes Ausführungsbeispiel einer Riemenspannvorrichtung 90 ist in Fig. 6 gezeigt. Hierbei ist die obere Fläche 57 des Druckstempels 35 eben, während die untere Stirnfläche 92 der Druckstange 31 als sphärische Fläche ausgebildet ist.

Claims (4)

1. Riemenspannvorrichtung (30; 80; 90) mit einer zylindrischen Bohrung (33) mit einem offenen Ende (34) in der ein Druckstempel (35) in seiner Bewegung zum offenen Ende hin von einem Schnappring (36) begrenzt ist und mittels einer in ihrer Bewegung zum offenen Ende hin ebenso begrenzten Druckstange (31) gegen eine Feder (48) verschiebbar ist, so daß über einen zwischen der Bohrung und dem Druckstempel gebildeten Zwischenraum (38) ein Medium zur Druckstempeloberseite verdrängbar ist, wobei die Druckstange mittels eines neben dem Druckstempel angeordneten Führungsglieds (37) und einer zum offenen Ende hin angeordneten Stangenführung (50) in der Bohrung geführt ist und mit einer unteren Stirnfläche (59; 92) mit einer oberen Fläche (57) der Druckstempeloberseite in Anlage ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (37) an der Druckstange (31) befestigt ist und im Zusammenwirken mit dem Schnappring (36) eine Bewegung der Druckstange (31) zum offenen Ende (34) der Bohrung (33) hin begrenzt.

2. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die obere Fläche (57) des Druckstempels (35) als eine sphärische Fläche ausgebildet ist.

3. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die untere Stirnfläche (92) der Druckstange (31) als eine sphärische Fläche ausgebildet ist.

4. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckstempel (35) ein Durchtritt (81, 82) mit einem Rückschlagventil (44) ausgebildet ist, dessen erster Abschnitt (81) sich in einer zum Druckstempel (35) parallelen Richtung durch diesen erstreckt und dessen zweiter Abschnitt (82) außermittig in der Ebene der oberen Fläche (57) des Druckstempels (35) liegt, da dieser Abschnitt (82) den Druckstempel (35) nicht in axialer Richtung durchsetzt.