DE4212309A1 - Spannarm - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spannarm nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruches. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen verbesserten Aufbau des Spannarms einer Spannvorrichtung, wie sie zum Erhalt der Spannung in kontinuierlichen Ketten oder Riemen zur Kraft­ übertragung zwischen rotierenden Wellen oder dgl. verwendet werden.

Spannvorrichtungen bzw. Spannarme der in Rede stehenden Art finden vielfache Anwendung. Ein typisches Beispiel ist der Er­ halt der Spannung am Synchronriemen einer Verbrennungsma­ schine, d. h. an jenem Riemen, der die ventilsteuernde Hocken­ welle mit der Kurbelwelle verbindet.

Es ist üblich, auf eine kraftübertragende Kette oder einen Rie­ men eine bestimmte Spannung auszuüben, um das Auslassen eines Zahnes der Kette oder des Riemens zu verhindern oder um das Durchrutschen eines glatten Riemens zu vermeiden. Eine typische Spannvorrichtung umfaßt einen Spannarm bzw. Hebel, der an einem Bolzen, welcher von einem festsitzenden Element vorspringt, an­ gelenkt ist. Des weiteren umfaßt eine solche Spannvorrichtung einen Kolben, der eine Kraft auf den Spannarm bzw. Hebel aus­ übt, wodurch dieser gegen die Kette oder den Riemen gedrückt wird. In einer typischen Vorrichtung übt eine Feder eine nach vorn gerichtete Kraft auf einen Kolben aus. In besonderen Fäl­ len, bei sogenannten hydraulisch arbeitenden Spannvorrichtun­ gen, wird die Bewegung des Kolbens mittels einer hydraulischen Flüssigkeit so gesteuert, daß der Kolben schnell nach vorne be­ wegt werden kann, um eine Spannkraft auf die Kette oder den Riemen auszuüben, falls diese sich lockern und daß der Kolben langsam zurückgezogen wird, wenn die Spannung zu groß ist.

Eine herkömmliche Spannvorrichtung umfaßt einen verlängertes Armteil, das auf seiner Vorderseite mit einem Schuh aus Kunst­ harz versehen ist und eine zum Führen geeignete Fläche hat, die mit der Kette oder dem Riemen in Kontakt tritt. Der Kolben übt auf die gegenüberliegende Seite des Armteils eine Spannkraft aus.

Wichtige Merkmale des Armteils sind unter anderem hohe Festig­ keit, kleine Ausmaße und geringes Gewicht sowie Einfachheit seiner Fertigung. Die aus Stand der Technik bekannten Armteile weisen lediglich einige dieser Merkmale auf. Es gibt jedoch kein Beispiel, wo all diese gewünschten Merkmale in einem ein­ zigen Armteil bzw. Spannarm vereint sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Armteil für einen in Rede stehenden Spannarm zu schaffen. Dieses Armteil soll eine hohe Festigkeit haben, um Vibrationen, wie sie in Hochleistungsmaschinen auftreten, standzuhalten. Es soll klein sein und ein geringes Gewicht ha­ ben, so daß es auch in kleineren Maschinen eingesetzt werden kann, und es soll einfach zu fertigen sein.

Der erfindungsgemäße Spannarm löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des einzigen Patentanspruches. Danach ist ein verlängertes Armteil vorgesehen, das vorzugsweise aus Gußa­ luminium besteht und dessen Querschnitt die Form des Buchsta­ bens "I" bzw. der römischen Ziffer "I" oder zweier in umgekehr­ ter Anordnung einander gegenüberliegender T′s hat (Doppel-T-Form), wobei der Schnitt quer zur Längsrichtung des Armteils erfolgt. Der I-förmige bzw. doppel-T-förmige Querschnitt zeigt zwei Flansche, die durch ein Steg miteinander verbunden sind. Einer dieser Flansche hat eine Fläche auf der der Schuh aus Kunstharz aufliegt.

Das doppel-T-förmige Element kann von kleinem Ausmaß sein und geringes Gewicht haben, so daß es auch in kleineren Maschinen eingesetzt werden kann, aber dennoch stark genug ist, den von Kette oder Riemen verursachten Vibrationskräften standzuhalten. Der Arm kann auf einfache Weise in einer mehrteiligen Form ge­ gossen werden.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf den einzigen Pa­ tentanspruch, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen.

In Verbindung der Erläuterung der bevorzugten Aus­ führungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbil­ dungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer Vorderansicht einen erfindungsgemäßen Spann­ hebel,

Fig. 2 einen Querschnitt durch Fig. 1 entlang der Linie 2-2,

Fig. 3 in geschnittener Darstellung, teilweise, eine mehr­ teilige Form zum Gießen des I-förmigen bzw. doppel-T-för­ migen Armteils,

Fig. 4 in schematischer Darstellung, eine typische Spannvor­ richtung zur Kraftübertragung zwischen zwei sich dre­ henden Wellen,

Fig. 5 in einer Vorderansicht einen ersten Typ eines Spann­ hebels nach dem Stand der Technik,

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Gegenstand aus Fig. 5 entlang der Linie 6-6,

Fig. 7 in einer Vorderansicht einen zweiten Typ eines Spann­ hebels nach dem Stand der Technik,

Fig. 8 einen Querschnitt durch den Gegenstand aus Fig. 7 entlang der Linie 8-8,

Fig. 9 in einer Vorderansicht einen dritten Typ eines Spann­ hebels nach dem Stand der Technik,

Fig. 10 einen Querschnitt durch den Gegenstand aus Fig. 9 entlang der Linie 10-10,

Fig. 11 in einer Vorderansicht einen vierten Typ eines Spann­ hebels nach dem Stand der Technik und

Fig. 12 einen Querschnitt durch den Gegenstand aus Fig. 11 entlang der Linie 12-12.

Fig. 4 zeigt eine Spannvorrichtung 21, die auf einen Spannhebel 20 Druck ausübt. Dieser wiederum drückt gegen eine kontinuier­ liche Kette 22 und verhindert so Vibrationen dieser Kette 22. Die Kette 22 überträgt die Drehungen einer Kurbelwelle 23 auf eine Nockenwelle 24. Der Spannhebel 20 ist an einem Bolzen 30 angelenkt, der von einem nicht gezeigten festsitzenden Element, normalerweise Teil eines Maschinenblocks oder einer darauf be­ festigten Halterung, vorspringt.

Die Fig. 5 bis 12 zeigen verschieden Ausführungsformen her­ kömmlicher Spannhebel.

In den Fig. 5 und 6 ist ein Spannhebel 31 gezeigt, der ein Armteil 41 umfaßt, auf dessen einer Seite sich ein Schuh 51 aus Kunsthaar 51 befindet, der mit der Kette in Kontakt steht und auf dessen anderen Seite ein Kontaktelement 61 ist, mit dem der in den Fig. nicht gezeigte Kolben einer Kolbeneinheit zum Ein­ griff gelangt. Armteil 41 ist aus Blech geformt und besitzt keine Verstärkungen gegen Biegen und Verdrehen. Es ist also nicht stark genug, den Vibrationen der Kette einer Hochlei­ stungsmaschine standzuhalten.

Die Fig. 7 und 8 zeigen einen Spannhebel 32, der ein Armteil 42, einen Schuh 52 und eine Kontaktelement 62 umfaßt. Das Arm­ teil 42 besteht aus Blech und ist so geformt, daß es einen U-förmigen Querschnitt aufweist, wie aus Fig. 8 ersichtlich ist. Aufgrund des U-förmigen Querschnittes besitzt das Armteil 42 ein viel größere Festigkeit als jenes aus Fig. 6 und 7. Die Herstellung des Armteils ist jedoch schwierig, denn sie erfor­ dert mehrere Verarbeitungsschritte in den das Metall gebogen werden muß. Diese sind jedoch wegen des kleinen Ausmaßes der beiden Arme der U-Form und wegen des relativ kleinen Zwischen­ raumes nur schwer auszuführen.

Fig. 9 und 10 zeigen einen Spannhebel 33, der ein Armteil 43, einen Schuh 53 und ein Kontaktelement 63 umfaßt. Armteil 43 ist ein aus Aluminium gegossenes Teil mit einem U-förmigen Quer­ schnitt. Armteil 43 besitzt eine ausreichende Festigkeit und ist einfach in seiner Herstellung. Die Höhe "H1" der Arme des U-förmigen Querschnittes ist jedoch sehr groß und für Kleinst­ verwendungen nicht geeignet. Außerdem muß die Dicke des Materi­ als am Gelenkende des Armteils 43 ausreichend sein, um dem Teil des Gußstückes, das die Peripherie der den Bolzen aufnehmenden Öffnung 36 bildet, eine entsprechende Festigkeit zu verleihen.

Da am Gelenkende des Armteils eine größere Dicke erforderlich ist, kann es während des Gießens zu einer Segregation kommen. Segregation nennt man ein Phänomen bei dem verschiedene Teile eines Gußstückes unterschiedliche physikalische Eigenschaften entwickeln. Dies wird dadurch hervorgerufen, daß das geschmol­ zenes Metall an dünneren Gußstellen schneller erstarrt als an dickeren Stellen. Im Falle des Armteils 43 tritt an der Stelle "A" eine solche Segregation auf, weswegen das Gußteil mögli­ cherweise nicht die notwendige Festigkeit aufweist.

Fig. 11 und 12 zeigen ein Spannhebel 34 mit einem Armteil 44, einem Schuh 54 und einem Kontaktelement 64. Armteil 44 ist ein Gußteil aus Aluminium mit einem H-förmigen Querschnitt und ei­ ner in der Mitte vorgesehen Verstärkungsstrebe 35. Dieses Arm­ teil 44 weist eine adäquate Festigkeit auf und ist von seiner Größe her für Kleinstverwendungen geeignet. Die kompliziertere Form des Armteils 44 erschwert jedoch den Gießvorgang. Außerdem tritt auch hier das in Zusammenhang mit den Fig. 9 und 10 angesprochene Problem der Segregation auf.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Spannhebel 70, der ein Armteil 71, einen Schuh 72 aus Kunstharz und ein Kontaktelement 73 umfaßt. Das Armteil 71 ist ein aus Aluminium gegossenes Teil, dessen quer zur Längsrichtung verlaufender Querschnitt die Form des Buchstabens "I" bzw. der römischen Ziffer "I" oder zweier in umgekehrter Anordnung einander gegen­ überliegender T′s hat. Diese Doppel-T Form besteht aus zwei parallelen Flanschen, die durch einen in der Mitte vorgesehenen Steg 75 verbunden sind, der sich senkrecht zu den beiden Flan­ schen erstreckt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, hat der obere Flansch 76 eine Fläche, auf welcher der Schuh 72 aufliegt. Das Armteil wird als Gußteil in einer mehrteiligen Form 83 herge­ stellt. Diese Form besteht aus den Teilen 81 und 82, die von­ einander getrennt werden können. Dies wird in Fig. 3 durch die Pfeile "B" dargestellt.

Durch die Erfindung wird ein Spannhebel zur Verfügung gestellt, der leicht herzustellen ist und eine hohe Festigkeit aufweist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann das Armteil 71 aufgrund der Druckfestigkeit des Steges 75 und der Biegefestigkeit des Steges gegen Kräfte aus einer zu seiner Fläche parallelen Rich­ tung einer erhöhten, in Richtung "C" wirkenden Kraft standhal­ ten.

Die Wände des Armteils 71 einschließlich jener Teile des Arm­ teils 71, die in der Nähe der Bohrung 74 liegen, welche den Bolzen aufnimmt, weisen eine weitgehend gleichmäßige Dicke auf. Segregationen während des Gießens treten also nicht auf und können somit die Festigkeit des Armteils 71 nicht herabsetzen.

Im Hinblick auf Kleinstverwendungen, kann der erfindungsgemäße Spannhebel also mit kleinen Ausmaßen und geringem Gewicht her­ gestellt werden. Genauer gesagt, die Dicke "H2" des Armteils 71, dargestellt in Fig. 3, entspricht etwa dem 0,6fachen der entsprechenden Dicke "H1" des Armteils 43 des Spannhebels 33 aus dem Stand der Technik, dargestellt in Fig. 10.

Wenn die Festigkeit des Armteils 71 dieselbe ist wie die der Armteile 43 und 44 der herkömmlichen Spannhebel 33 und 34, dar­ gestellt in Fig. 9 bis 12, erzielt man durch den erfindungsge­ mäßen Aufbau, dargestellt in Fig. 1 bis 3, eine Gewichtsredu­ zierung von ungefähr 20%.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß der erfindungsgemäße Spannhebel dadurch vorteilhaft ist, daß er einfach durch Gießen zu fertigen ist, seine Festigkeit durch Segregation während des Gießens nicht beeinträchtigt wird, er eine hohe Biegefestigkeit gegen Kräfte aufweist, die von Kette oder Riemen auf das Arm­ teil ausgeübt werden, und daß er in kleinen Ausmaßen und gerin­ gem Gewicht gefertigt werden kann.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Spannarm erlaubt verschie­ dene Ausführungsmöglichkeiten. Form und Größe des oberen und unteren Flansches können, zum Beispiel, voneinander abweichen. Die Dicke "H2", dargestellt in Fig. 2, kann über die gesamte Länge des Armteils weitgehend gleichmäßig sein. Verschiedene andere Modifikationen, die der Durchschnittsfachmann realisie­ ren kann, sind möglich ohne von der durch den einzigen Pa­ tentanspruch gegebenen Lehre abzuweichen.

Claims (1)

1. Spannhebel (70) zum Spannen eines kontinuierlich arbeitenden Kraftübertragungselements in der Form einer Kette, eines Rie­ mens oder dergleichen, gekennzeichnet durch ein verlängertes Arm­ teil (71) vorzugsweise aus Aluminium, dessen Querschnitt, quer zur Längsrichtung der Verlängerung des Armteils, die Form des Buchstabens "I" bzw. der römischen Ziffer "I" oder zweier in umgekehrter Anordnung einander gegenüberliegender T′s aufweist.