DE4436807C2 - Selbsttätige Spannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Spannvorrichtung. Ein derartiger Selbstspanner hält die Spannung eines eine Verbindung herstellenden Umschlin­ gungselement, wie beispielsweise eines Endloszahnriemens oder einer Kette, auf einem vorbestimmten Wert.

Eine herkömmliche selbsttätige Spannvorrichtung dieser Art ist aus der JP 03-13647 Y2 bekannt. Diese herkömmliche Spannvorrichtung weist folgendes auf: eine Öldichtung, welche an der anderen Seite der Innenseite eines, an einer Seite ein verschlossenes Ende aufweisenden Zylinders vorgesehen ist; einen mit einem Ende einer Kolbenstange verschiebbar verbundenen Kolben, welcher auf Öl verschiebbar gleitet, während zur Innendurchmesserfläche eines Zylinders hin ein kleiner Zwischenraum gehalten wird; einen bei dem Kolben und der Kolbenstange befindlichen Durchlaß, welcher mit einer an der einen Seite des Kolbens gebildeten Druckkammer und einer an der anderen Seite des Kolbens gebildeten Speicherkammer, verbunden ist; ein den Durchlaß öffnendes Rückschlagventil, wenn der Druck der Druckkammer geringer als der der Speicherkammer wird; und eine Feder, welche eingebaut ist, um die an der Innenseite der Speicherkammer befindliche Kolbenstange vorzuspannen.

Die vorstehend erwähnte herkömmliche selbsttätige Spannvorrichtung hat die folgenden Nachteile: Die Speicherkammer ist lediglich an der gegenüberliegenden Seite der Druckkammer des Kolbens vorgesehen. Wird demgemäß die Gesamtlänge des Selbstspanners durch Verkürzung der Axiallänge der Speicherkammer verringert, so wird das Volumen der Speicherkammer verringert, und es kann keine ausreichende Menge von Arbeitsöl aufgenommen werden. Dadurch wird das Arbeitsöl knapp, und es kann Luft in die Druckkammer strömen, so daß die Funktion der Spannvorrichtung be­ einträchtigt werden kann. Bei beeinträchtigter Funktion der Spannvorrichtung werden Sprünge des Riemens und ein ungleichmäßi­ ges Geräusch erzeugt, wodurch sich auch die Lebensdauer des Rie­ mens verkürzt.

Eine gattungsgemäße selbsttätige Spannvorrichtung ist aus der US 49 50 209 be­ kannt. Diese herkömmliche Spannvorrichtung weist einen in einem Zylinder verschieblichen Kolben auf, der den Zylinder in eine Speicherkammer und eine Druckkammer aufteilt. Der Kolben ist durch eine Schraubenfeder in Richtung zu einer aus dem Zylinder ragenden Kolbenstange vorgespannt. Zwischen einem Abdichtelement der Kolbenstange und der Speicherkammer liegt eine Luftkammer. Ein Rückschlagventil öffnet einen Durchlaß von der Speicherkam­ mer in die Druckkammer, wenn der Druck in der Druckkammer unter den Druck der Speicherkammer abfällt.

Eine weitere selbsttätige Spannvorrichtung ist aus der DE 88 07 869 U1 bekannt. Diese Spannvorrichtung weist eine federvorgespannte Kolbenstange auf, in der selbst eine Druckkammer und eine Speicherkammer un­ tergebracht sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Spannvorrichtung der bekannten Art so weiterzubilden, daß selbst bei kurzer Bauweise der Spannvorrichtung in Axialrichtung eine sichere Funktion gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Erfindungsgemäß weist der Kolben einen hohlen, axial mittig in die Druckkammer vorstehenden Vorsprungsabschnitt auf, in dem ei­ ne zweite Speicherkammer untergebracht ist. Der Vorsprungsab­ schnitt ist von den Wicklungen der Schraubenfeder umgeben. Die zweite Speicherkammer im Vorsprungsabschnitt steht mit der zwi­ schen dem Kolben und der Luftkammer liegenden ersten Speicher­ kammer in Verbindung. Das Rückschlagventil verbindet die zweite Speicherkammer mit der Druckkammer, wenn der Druck in der Druck­ kammer unter den Druck der Speicherkammer abfällt.

Die zweite Speicherkammer ist derart vorgesehen, daß sie vom axial mittigen Abschnitt des Kolbens in Richtung auf die Druckkammerseite vorsteht. Demgemäß kann das Volumen der ersten Speicherkammer derart verringert werden, daß die Länge der Spannvorrichtung entsprechend diesem Betrag verringert werden kann. Das Arbeitsöl ist zudem in der zweiten Speicherkammer untergebracht. Daher tritt keine Knappheit von Arbeitsöl auf, und die in die Druckkammer strömende Luft ist derart reduziert, daß die Zuverlässigkeit der Funktion der Spannvorrichtung verbessert werden kann.

Dadurch, daß die zweite Speicherkammer an der Innenseite des Kolbens auf der Druckkammerseite vorgesehen ist, kann eine ausreichende Menge von Arbeitsöl untergebracht werden. Demgemäß kann der Lufteinzug verringert und die Zuverlässigkeit der Funktion der Spannvorrichtung verbessert werden. Dadurch, daß zudem das die zweite Speicherkammer bildende andere Ende des Kolbens in Richtung zwischen die Wicklungen der Feder vorsteht, kann eine ausreichende Menge von Arbeitsöl in der Speicherkammer untergebracht werden, ohne die Gesamtlänge des Zylinders zu ändern. Dadurch, daß des weiteren die Speicherkammer unmittelbar vor dem Rückschlagventil vorgesehen ist, kann ein gleichmäßiger Arbeitsölstrom in die Druckkammer geleitet werden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Die Figur zeigt eine Querschnittsansicht der in einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel beschriebenen selbsttätigen Spannvorrichtung.

Danach weist die Spannvorrichtung folgendes auf: einen Zylinder 10; einen Kolben 11; eine Kolbenstange 12; Stangenführungen 13 und 13, einen Sprengring 14; eine Feder 15; eine Öldichtung 18 und ein Rückschlagventil 19.

Wie in dem unteren Abschnitt der Figur gezeigt, ist ein Ende des Zylinders 10 geschlossen. Das andere, im oberen Abschnitt der Figur gezeigte Ende bildet ein Öffnungsloch 20. Ein Kolben 11 ist, mit kleinem Spiel 21, in dem Loch 20 aufgenommen. Gemäß dem oberen Abschnitt der Figur ist die Kolbenstange 12 mit dem einen Ende des Kolbens 11 über eine Platte 29 an derem gesamten Umfang verbunden. Diese Kolbenstange 12 durchdringt den Mittelabschnitt der Stangenführungen 13 und 13, wobei die Stange 12 in der Innenseite des Zylinders 10 verschiebbar untergebracht ist. Diese Stangenführungen 13 und 13 sind an dem Zylinder 10 befestigt, wobei zwischen den Stangenführungen 13 und 13 eine Hülse 22 vorgesehen ist. An dem oberen Abschnitt der Stangenführungen 13 und 13 ist eine Öldichtung 18 befestigt. Auf dem im unteren Abschnitt der Figur gezeigten anderen Ende des Kolbens 11 sind Federn 15 und 16 angebracht. Mit Hilfe dieser Federn 15 und 16 ist die Kolbenstange 12 vorgespannt. Jedoch wird über den Sprengring 14 deren Verschiebebetrag begrenzt. Eine erste Speicherkammer 30 ist zwischen dem Kolben 11 und den Stangenführungen 13 und 13 gebildet. Eine Druckkammer 23 ist zwischen dem Kolben 11 und dem geschlossenen Ende des Zylinders 10 gebildet. Des weiteren ragt der axial mittige Abschnitt des Kolbens 11 zu der Seite der Druckkammer 23 hervor, wobei dort eine zweite Speicherkammer 24 gebildet ist. Die Druckkammer 23 ist über einen kleinen, zwischen den Innenwandflächen des Kolbens 11 und des Zylinders 10 vorhandenen Zwischenraum mit der ersten Speicherkammer 30 verbunden. An dem oberen Abschnitt der ersten Speicherkammer 30 befindet sich eine Luftkammer 25.

Am Bodenende des Kolbens 11 und des die zweite Speicherkammer 24 bildenden Abschnitts ist ein Vertiefungsabschnitt gebildet. An dem Bodenabschnitt dieses Vertiefungsabschnitts ist ein Rückschlagventil 19 vorgesehen. Dieses Rückschlagventil 19 wird mittels eines Halteelements 26 gehalten. Das Halteelement 26 ist durch Andrücken des Plungerkolbens 11 festgelegt. Das Halteelement 26 wird mittels der Feder 16 gedrückt. Das Rückschlagventil 19 wird mit Hilfe der zwischen dem Halteelement 26 und dem Rückschlagventil 19 vorgesehenen Feder 17 in Richtung auf den oberen Abschnitt der Figur gedrückt. Unter Verwendung dieses Rückschlagventils 19 wird ein Durchlaß 27 geöffnet, um Arbeitsöl zur Druckkammer 23 zu speisen, wenn der Druck der Druckkammer 23 niedriger als der der zweiten Speicherkammer 24 wird.

Die zweite, für die vorliegende Erfindung kennzeichnende Speicherkammer 24 wird nachstehend erklärt.

Die gemäß der Figur den oberen Abschnitt des Rückschlagventils 19 darstellende zweite Speicherkammer 24 ist in der Innenseite des Kolbens 11 gebildet.

Bei der selbsttätigen Spannvorrichtung weist nämlich der Kolben 11 einen Kolbengrundabschnitt 111, der mit der Innenfläche des Zylinders 10 gleitend in Berührung steht, einen Vorsprungsabschnitt 112, welcher von dem Mittelabschnitt der einen Oberfläche des Kolbengrundabschnitts 111 in die Druckkammer 23 hinein vorsteht, und die zweite Speicherkammer 24 auf, welche zur anderen Oberflächenseite des Kolbengrundabschnitts 111 öffnet und welche in der Innenseite des Kolbengrundabschnitts 111 und dem Vorsprungsabschnitt gebildet ist.

Bei der Spannvorrichtung ist die Schraubenfeder 15 zwischen dem verschlossenen Ende und der umgebenden Oberfläche des Vorsprungsabschnitts 112 der Oberfläche des Kolbens 11 in zusammengedrücktem Zustand gehalten.

Ferner ist bei der selbsttätigen Spannvorrichtung das Rückschlagventil 19 an der Spitze des Vorsprungabschnitts 112 des Kolbens 11 vorgesehen.

Der Zylinder 10 hat einen großen Innenumfangsabschnitt, an dem der Kolben 11 gleitet, und einen kleinen Innenumfangsabschnitt, an dem die Druckkammer 23 vorhanden ist. Des weiteren hat der Zylinder 10 einen in Umfangsrichtung kreisförmigen Stufenabschnitt 28, welcher sich an der Grenze zwischen dem großen Innenumfangsabschnitt und dem kleinen Innenumfangsabschnitt befindet. Ist der Kolben 11 in Berührung mit dem Stufenabschnitt 28, kann er sich nicht weiterbewegen. Der Kolben 11 kommt nicht mit dem unteren Ende der Druckkammer 23 in Berührung.

Die Funktionsweise dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels wird nachstehend erklärt.

Die Kolbenstange 12 und der Kolben 11 werden durch eine Spannungsschwankung des Motorriemens (nicht gezeigt) über eine Spannrolle und einen Rollenarm betätigt. Wenn die Spannung des Riemens größer als die vorbestimmte Spannung wird, bewegt sich die Kolbenstange 12 und der Kolben 11 nach unten (in der Figur), und zwar in entgegengesetzter Richtung zur Druckkraft der Federn 15 und 16, so daß die Spannung des Riemens auf die vorbestimmte Spannung verringert wird. Zu diesem Zeitpunkt steigt der Druck des innerhalb der Druckkammer 23 befindlichen Arbeitsöls, so daß innerhalb der Druckkammer 23 befindliches Arbeitsöl über einen kleinen Zwischenraum 21 zur ersten Speicherkammer 29 strömt. Aufgrund dieses Ausströmens wird die durch den Riemen bewirkte Stoßbelastung verringert.

Wenn die Spannung des Riemens niedriger als die vorbestimmte Spannung wird, bewegt sich die Kolbenstange 12 und der Kolben 11 mit Hilfe der Federn 15 und 16 nach oben (in der Figur), so daß der Rollenarm hochgedrückt wird. Daher bewegt sich die Spannrolle in die Richtung, bei der der Riemen gestreckt wird. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Kolbenstange 12 zusammen mit dem Kolben 11 nach oben (in der Figur). Demgemäß wird der Druck der Druckkammer 23 derart verringert, daß das Rückschlagventil 19 den Durchlaß 27 freigibt und Arbeitsöl über die zweite Speicherkammer 24 gleichmäßig in die Druckkammer 23 strömt. Daher erfolgt auf die Lockerheit des Riemens ansprechend die gleichmäßige Bewegung der Kolbenstange 12 und des Kolbens 11 derart, daß die Spannung des Riemens konstant gehalten wird.

Die zweite Speicherkammer 24 wird dadurch gebildet, daß sie in Richtung zwischen die Wicklungen der Feder 15 derart vorsteht, daß eine ausreichende Menge von Arbeitsöl in der zweiten Speicherkammer 24 gehalten wird, ohne daß die Länge des Zylinders 10 geändert wird. Demgemäß kann ein gleichmäßiger Strom von Arbeitsöl über die zweite Speicherkammer 24 in die Druckkammer 23 geleitet werden.

Claims (7)

1. Selbsttätige Spannvorrichtung mit einem ein geschlossenes und ein offenes Ende aufweisenden Zylinder (10), in dem ein Kolben (11) verschieblich mit Spiel (21) aufgenommen ist und den Zylinder (10) in eine erste Speicherkammer (30) und eine Druckkammer (23) aufteilt, wobei der Kolben (11) mittels einer in der Druckkammer (23) angeordneten Schraubenfeder (15) in Richtung zum offenen Ende des Zylinders (10) vorgespannt ist und mit einer Kolbenstange (12) verbunden ist, die aus dem offenen Ende des Zylinders (10) durch ein Abdichtelement (18) verschiebbar vorsteht, das an eine Luftkammer (25) angrenzt, die wiederum an die erste Speicherkammer (30) angrenzt, wobei ein Rückschlagventil (19) einen Durchlaß (27) zwischen der Druckkammer (23) und der ersten Speicherkammer (30) öffnet, wenn der Druck in der Druckkammer (23) geringer als in der ersten Speicherkammer (30) wird, wobei ferner der Kolben (11) einen hohlen Vorsprungsabschnitt (112) aufweist, der axial mittig in die Druckkammer (23) zwischen den Wicklungen der Schraubenfeder (15) vorsteht und in sich eine zweite Speicherkammer (24) ausbildet, die mit der ersten Speicherkammer (30) in Verbindung steht, und wobei das Rückschlagventil zwischen der zweiten Speicherkammer (24) und der Druckkammer (23) vorgesehen ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) einen am Zylinder (10) gleitenden Kolbengrundabschnitt (111) hat, von dem aus sich der Vorsprungsabschnitt (112) erstreckt.

3. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ende des Vorsprungsabschnitts (112) und dem geschlossenen Ende des Zylinders (10) eine Stützschraubenfeder (16) eingesetzt ist.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (19) an der Spitze des Vorsprungsabschnitts (112) des Kolbens (11) liegt, wobei die Stützschraubenfeder (16) an einem Halteelement (26) des Rückschlagventils (19) anliegt und dieses gegen den Vorsprungsabschnitt (112) drückt.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (12) an einer Platte (29) befestigt ist, die an einem Absatz im Kolbengrundabschnitt (111) anliegt und mit Durchgangslöchern zur Verbindung der ersten und zweiten Speicherkammer (24, 30) versehen ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sprengring (14) die Bewegung des Kolbens (11) zum offenen Ende des Zylinders (10) begrenzt.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Stangenführungen (13), die in der ersten Speicherkammer (30) und/oder in der Luftkammer (25) angeordnet sind, um die Kolbenstange (12) zu führen.