DE4229339C2 - Vorrichtung zum temperaturabhängigen Konstanthalten einer Zugkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum temperaturabhängi­ gen Konstanthalten einer Zugkraft, die ein thermostatisches Ar­ beitselement mit einem bei ansteigender Temperatur aus einem im einem Außengehäuse stationär gehaltenen Gehäuse ausfahrbaren Arbeitskolben enthält, der mit einer Rückstellfeder belastet ist und der mittels Zugkräfte übertragenden Übertragungsmitteln an einen mit Zugkraft belasteten Verstellhebel angelenkt ist, wobei ein Übertragungsglied mit einer Hülse umgeben ist, die mit dem Arbeitskolben verbunden ist und die ein Widerlager fuhr eine den auftretenden Zugkräften entgegenwirkende Druckfeder bildet, deren anderes Ende an dem Übertragungsglied abgestützt ist.

Eine derartige Vorrichtung ohne ein Federglied ist beispiels­ weise aus dem DE-U 89 11 582.1 bekannt. Diese Vorrichtung dient zum Ausgleich der Riemenspannung eines Riemenantriebes, bei welchem sich die einzelnen Riemenscheiben oder Umlenkscheiben bei einer Temperaturerhöhung voneinander entfernen. Um dabei die Riemenspannung nicht zu hoch werden zu lassen, wird durch Ausfahren des Arbeitskolbens des thermostatischen Arbeitsele­ mentes eine Spannrolle in Entlastungsrichtung des Riemens zurückgeführt. Um sich infolge von Drehzahländerungen ergebende Kräfte ausgleichen zu können, ist vorgeschlagen worden, ein Federelement in die Übertragungselemente zu integrieren. Als Federglied eine Schraubenfeder vorgesehen, die zwischen einer Ringschulter eines mit dem Verstellhebel verbundenen Bolzens und einer Ringschulter einer Hülse angeordnet ist, die mit der Rückstellfeder belastet und die mittels des Arbeitskolbens ver­ stellbar ist. Dieses Federglied entfaltet seine Wirkung zwi­ schen dem Verstellhebel und der Rückstellfeder, so daß es von der Kraft der Rückstellfeder unbeeinflußt ist. In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei einer derartigen Vorrichtung Schwin­ gungen im Bereich des Riemens und/oder der Spannrolle auftreten können, die zu einer Geräuschbildung oder aber auch zu einer Beschädigung an dem Riemen führen können. Es ist deshalb zu­ sätzlich vorgeschlagen worden, eine Schwingungsdämpfung vorzu­ sehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine funktionssiche­ re und kostengünstige Konstruktion mit einem Federglied und ei­ ner integrierten Schwingungsdämpfung erhalten wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß innerhalb des Außenge­ häuses ein hydraulisches Dämpfungsglied vorgesehen ist, das ei­ nen an dem Arbeitskolben gehaltenen, mit einer Dämpfungsflüs­ sigkeit befüllten Zylinder aufweist, in welchem ein wenigstens eine Drosselstelle aufweisender Kolben angeordnet ist, der mit­ tels des Übertragungsgliedes mit dem Verstellhebel verbunden ist.

Auf diese Weise wird in die Vorrichtung ein hydraulisches Dämp­ fungselement integriert, wobei sich eine kompakte Bauweise er­ gibt.

Es ist eine Vorrichtung zum Nachstellen der Spannung eines Zahnriemens oder einer Kette bekannt (DE 38 05 310 A1), insbe­ sondere für einen Antrieb einer Nockenwelle. Wegen der dort auftretenden hohen Riemenbelastung und der dadurch bedingten Riemenlängung und Riemenabnutzung ist ein häufiges Nachspannen erforderlich, das selbsttätig erfolgen soll. In einem Spanner­ gehäuse ist ein eine Anpreßkraft über ein Druckelement auf eine Spannrolle ausübendes Paket aus wechselsinnig geschichteten Bi­ metall-Tellerfedern angeordnet, das sich gegen einen hydrauli­ schen Dämpfungskolben abstützt. An dem Dämpfungskolben liegt ein Vorschubkolben an, der mit Hydraulikdruck beaufschlagt und in der jeweiligen Vorschublage mittels einer mechanischen Rück­ haltevorrichtung gesichert ist.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (DE 38 17 176 A1) zum Nachspannen eines sich längenden Treibriemens erfolgt dieses Nachspannen, d. h. das Erhöhen der Spannung des Treibriemens, insbesondere abhängig von der Temperatur eines Motors. Die Vor­ richtung enthält ein mit einer Spannfeder hintereinanderge­ schaltetes, kraftübersetzendes Druckkeilgetriebe mit einem in der Bewegung stark gedämpftem Druckkeil und einem eine Brems­ wirkung an dem keilflächenerzeugenden Gleitelement.

Es ist eine weitere Vorrichtung zum Nachspannen eines Riemens bekannt (EP 0 243 237 A1), die auch eine hydraulische Dämpfung von Schwingungen ermöglichen soll. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Zugfeder, die eine Spannrolle gegen den Riemen zieht. Die Zugfeder ist in eine elastische Hülle einge­ bettet, die an beiden Enden verschlossen ist. In dem Innenraum der Hülle befindet sich eine Flüssigkeit. Etwa in der Mitte der Zugfeder ist ein stationär gehaltenes Dämpfungselement angeord­ net, das den Innenraum der Hülle unterteilt und das mit den Flüssigkeitsdurchtritt dämpfenden Bohrungen oder Ventilen ver­ sehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der beigefüg­ ten Zeichnung nachfolgend beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen axialen Schnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung mit einem Federglied und einem hydrau­ lischen Dämpfungsglied.

Die dargestellte Vorrichtung enthält ein Außengehäuse (10), das vorzugsweise als Gußteil hergestellt ist. Dieses Außengehäuse (10), das einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum besitzt, ist mit nicht dargestellten, angeformten Befestigungsmitteln versehen, mit denen es beispielsweise an einem Motorblock eines Kraftfahrzeuges angebracht werden kann. Das beidseits offene Außengehäuse (10) bildet an einem Ende, dem in der Zeichnung unteren Ende, einen Sitz (11) für die Aufnahme eines Gehäuses (12) eines thermostatischen Arbeitselementes. Das Gehäuse (12) enthält einen Dehnstoff, insbesondere eine Wachsmischung, die temperaturabhängig ihr Volumen ändert und bei Temperaturerhö­ hung einen in der Zeichnung nicht sichtbaren Arbeitskolben zum Innern des Außengehäuses (10) hin austreibt. Die Bewegung die­ ses Arbeitskolbens wird über noch zu beschreibende Übertra­ gungsmittel auf einen Verstellhebel (13) übertragen, der, wie mit dem Pfeil (14) angedeutet ist, mit einer Zugkraft belastet ist. Wenn der Arbeitskolben des thermostatischen Arbeitselemen­ tes ausfährt, so wird der Verstellhebel (13) in Richtung der Zugkraft (14) nachgeführt, so daß temperaturabhängig diese Zug­ kraft geregelt und insbesondere konstant gehalten werden kann.

Dem ausfahrenden Ende dem nicht sichtbaren Arbeitskolbens des thermostatischen Arbeitselementes liegt ein Gehäuse (15) gegen­ über, das als Zylinder eines noch zu erläuternden Dämpfungs­ gliedes dient. An einem als Führungsteil dienenden Deckelele­ ment (16) des Gehäuses (12) ist ein Teller (17) abgestützt, der eine Hülse (18) trägt. Die vorzugsweise aus Kunststoff herge­ stellte Hülse (18) ist im Bereich des Tellers (17) mit einer Ringschulter (19) versehen, auf der sich das Ende einer als Schraubenfeder ausgebildeten Rückstellfeder (20) abstützt. Das andere Ende der Rückstellfeder (20) stützt sich gegen einen Fe­ derteller (21) ab, der mittels einer Bördelverbindung (22) an dem Außengehäuse (10) gehalten ist. Der Federteller (21) bildet außerdem eine zylindrische Führung für die sich mit dem ausfah­ renden Arbeitskolben des thermostatischen Arbeitselementes be­ wegenden Hülse (18).

Das äußere Ende der Hülse (18) ist mit einer inneren Ringschul­ ter (23) versehen, an der sich eine als Schraubenfeder ausge­ bildete Druckfeder (24) abstützt. Das andere Ende der Druckfe­ der (24) ist an einer Ringschulter (25) eines als Übertragungs­ glied dienenden Bolzens (26) abgestützt, der aus dem Außenge­ häuse (10) herausragt und der mittels eines Lagerbolzens (27) an den Verstellhebel (13) angelenkt ist.

Die Druckfeder (24) bestimmt die Gegenkraft zu der Zugkraft (14). Die Druckfeder (24) ist vorgespannt. Aufgrund der Zug­ kraft (14) wird die Druckfeder (24) zusammengedrückt, wobei der Bolzen (26) von dem Teller (17) abgehoben wird. Die dargestell­ te Lage zeigt bereits eine Betriebsposition der Vorrichtung, d. h. die Vorrichtung in eingebautem Zustand. In nicht eingebau­ tem Zustand drückt die Druckfeder (24) den Bolzen (26) gegen den Teller (17).

Fährt der Arbeitskolben des thermostatischen Arbeitselementes aufgrund der durch die Wahl des Dehnstoffes vorgegebenen Tempe­ ratur aus, so verschiebt er über das Gehäuse (15), das Deckel­ element (16) und den Teller (17) die Hülse (18), wodurch die Rückstellfeder (20) zusammengedrückt wird. Dabei wird die Hülse (18) aus dem Außengehäuse (10) ausgefahren. Aufgrund der Zug­ kraft (14) führt der Bolzen (26) eine entsprechende Bewegung aus, d. h. er bewegt sich in Richtung der Zugkraft (14), wobei nach wie vor die Gegenkraft zu der Zugkraft (14) von der Druck­ feder (24) bestimmt wird, die ihre relative Lage und damit ihre Kraft nicht verändert.

An dem Bolzen (26) ist in axialer Verlängerung eine Kolbenstan­ ge (28) angebracht, die den Federteller (17) und das Deckelele­ ment (16) des Gehäuses (15) durchdringt. Die Durchtrittsöffnung durch das Deckelelement (16) ist mit zwei hintereinander ange­ ordneten Dichtungselementen (29, 30) abgedichtet. Die Kolben­ stange (28) ist an ihrem in das Gehäuse (15) ragenden Ende mit einer Scheibe (31) versehen, die Drosselbohrungen aufweist. In dem Gehäuse (15) befindet sich eine Dämpfungsflüssigkeit, d. h. eine Newtonsche Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit sollte über ei­ nen größeren Temperaturbereich und insbesondere auch bei Tempe­ raturen unter 0°C eine möglichst geringe Änderung der Viskosi­ tät erfahren. Beispielsweise kann ein Hydraulik-Öl oder auch Wasser mit Glykol vorgesehen werden. Der Kolben (28, 31) und das als Zylinder dienende Gehäuse (15) bilden somit ein Schwin­ gungs-Dämpfungs-Glied, das Relativbewegungen des Kolbens (26) infolge von auf den Verstellhebel (13) einwirkenden Schwingun­ gen dämpft. Dabei sorgt die Druckfeder (24) außerdem dafür, daß diese Schwingungen nicht zu Spannungsspitzen führen können. Während des Betriebes stützt sich der Bolzen (26) über die Druckfeder (24) gegen die Ringschulter (23) der Hülse (18) ab, die ihrerseits in der Position gehalten wird, die ihr von dem Arbeitskolben des thermostatischen Arbeitselementes vorgegeben wird. Die Rückstellfeder (20) ist auf eine Kraft vorgespannt, die um ein Vielfaches größer als die mögliche Zugkraft (14) ist, so daß aufgrund dieser Zugkraft (14) die Rückstellfeder (20) nicht zusammengedrückt wird und auch damit die Hülse (18) ihre Position nicht ändert.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird vorgesehen, daß der Bolzen (26) hohl ist und als Zylinder des Dämpfungsgliedes dient, in den dann ein Kolben der entsprechend dem Kolben (28, 31) gestaltet ist und der mit dem Teller (17) oder direkt mit dem Arbeitskolben des thermostatischen Arbeitselementes verbun­ den ist. Diese abgewandelte Ausführungsform erlaubt eine gerin­ gere axiale Länge des Außengehäuses (10) und damit der gesamten Vorrichtung.

Bei dem Ausführungsbeispiel bestimmt die Druckfeder (24) die Gegenkraft gegen die an dem Bolzen (26) angreifende Zugkraft. Diese Gegenkraft ist dadurch einstellbar, daß bei der Montage der Vorrichtung der Bolzen (26) entsprechend weit aus der Vor­ richtung herausgezogen wird. Zweckmäßig ist der Bolzen (26) mit Markierungslinien versehen, die sichtbar werden, wenn der Bol­ zen (26) entsprechend weit nach oben aus der Hülse (18) heraus­ gezogen wird. Diesen Markierungslinien sind bestimmte Feder­ kräfte der Druckfeder (24) zugeordnet, so daß bei der Montage bereits die Gegenkraft zu der Zugkraft (14) eingestellt werden kann.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum temperaturabhängigen Konstanthalten ei­ ner Zugkraft, die ein thermostatischen Arbeitselement mit einem bei ansteigender Temperatur aus einem in einem Außengehäuse stationär gehaltenen Gehäuse ausfahrbaren Arbeitskolben enthält, der mit einer Rückstellfeder belastet ist und der mittels Zug­ kräfte übertragenden Übertragungsmitteln an einen mit Zugkraft belasteten Verstellhebel angelenkt ist, wobei ein Übertragungs­ glied mit einer Hülse umgeben ist, die mit dem Arbeitskolben verbunden ist und die ein Widerlager für eine den auftretenden Zugkräften entgegenwirkende Druckfeder bildet, deren anderes Ende an dem Übertragungsglied abgestützt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß innerhalb des Außengehäuses (10) ein hydrauli­ sches Dämpfungsglied vorgesehen ist, das einen an dem Arbeits­ kolben gehaltenen, mit einer Dämpfungsflüssigkeit befüllten Zy­ linder (15) aufweist, in welchem ein wenigstens eine Drossel­ stelle aufweisender Kolben (28, 31) angeordnet ist, der mittels des Übertragungsgliedes (26) mit dem Verstellhebel (14) verbun­ den ist.