Bezeichnung der Erfindung
Schutzelement für eine vormontierte Einheit, insbesondere für eine Spannvor- richtung eines Umschlingungsmitteltriebes
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Schutzelement für eine druckmittelbetätigbare Spann¬ vorrichtung für ein flexibles Umschlingungsmitte! gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Hintergrund der Erfindung
Flexible Umschlingungsmittel werden in Zugmitteltrieben zur Übertragung von Drehmomenten genutzt. Um eine für die Übertragung der Drehmomente aus- reichende Andrückkraft an den Wellen oder an von den Wellen getragenen Riemen- bzw. Kettenscheiben sicherzustellen, wird das Umschlingungsmittel dabei zumeist durch eine Spannvorrichtung gespannt. Dies geschieht übli¬ cherweise durch einen auf das flexible Umschlingungsmittel durch ein An¬ drückelement aufgebrachten Druck, welcher zu einer Auslenkung des flexiblen Spannelementes führt. Der durch das Andrückelement aufgebrachte Druck kann dabei durch einen druckmittelbetätigbaren Aktuator erzeugt werden.
Zur Erleichterung der Endmontage beispielsweise an einem Zugmitteltrieb ei¬ ner Brennkraftmaschine können das Andrückelement und der druckmittelbetä- tigte Aktuator sowie weitere Teile zu einer Einheit vormontiert werden. Druck¬ mittelbetätigbare Aktuatoren weisen jedoch bestimmte Teile und/oder Funktt- onsflächen auf, welche besonders empfindlich gegen Beschädigungen sind. Bei Transport, Lagerung und Montage der vormontierten Einheit besteht daher
die Gefahr, dass Funktionsflächen oder empfindliche Teile des druckmittelbetä¬ tigten Aktuators beschädigt werden.
Die DE 35 29 352 A1 zeigt eine Geberzylindereinheit für eine hydraulische Brems- oder Kupplungsanlage mit einem flexiblen Balg, der von einer Schutz¬ kappe umgeben ist, welche neben der Begrenzung des Rücklaufs des Kolbens bzw. der Kolbenstange dem Schutz des Balges gegen Beschädigungen von außen dient. Diese Schutzkappe dient dem genannten Schutz während des Betriebes und verbleibt dementsprechend nach der Montage an der Geberzy- lindereinheit. Eine Entfernung in radialer Richtung ist nicht möglich, da die Schutzkappe im Bereich des Balges eine geschlossene zylinderförmige Gestalt aufweist und axial auf den Balg aufgeschoben wird.
Die DE 198 28 534 A1 zeigt ein hydraulisches Abstützelement für eine Spann- Vorrichtung eines Zugmittelgetriebes, welches für den Transport mit einer Transportsicherungsklammer versehen ist. Dies dient dazu, eine Entlüftungs¬ öffnung des hydraulischen Abstütze! ementes während des Transportes zum Kunden dichtend zu verschließen.
In einer ersten Ausführungsform erfüllt ein federnd aufgespreizter zylindrischer Ring mit einem sich bis zum Ende des hydraulischen Abstützelementes rei¬ chender und bis zu dessen Achse geführter Bügel die Aufgabe der Transport¬ sicherung. In einer zweiten Ausführungsform erstrecken sich von einem zentra¬ len Steg zwei oder mehr schmale Schenkel, welche bei aufgesteckter Trans- portsicherungsklammer über den Radius des Abstützelementes verteilt sind.
Diese Transportsicherungsklammer dient lediglich der Abdichtung einer Entlüf¬ tungsöffnung gegen auslaufendes Öl. Ein Schutz von empfindlichen Funktions¬ flächen oder Teilen gegen mechanische Beschädigung ist nicht beabsichtigt. Die Transportsicherungsklammer ist zumindest in der ersten Ausführungsform nicht geeignet, um auf das hydraulische Abstützelement radial montiert oder demontiert zu werden.
In der zweiten Ausführungsform können mechanische Einflüsse durch die Zwi¬ schenräume zwischen den zwei oder mehreren schmalen U-Schenkeln der Transportsicherungsklammer hindurch wirken.
In beiden Fällen reicht ein Teil der Sicherungsklammer in die Achse des Ab¬ stützelementes hinein und muss damit entfernt werden, bevor das darunter liegende Ende des hydraulischen Abstützelementes axial mit einem weiteren Teil verbunden werden kann.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung für empfind¬ liche Teile oder Funktionsflächen von druckmittelbetätigten Aktuatoren zu schaffen, welche diese Teile oder Funktionsflächen insbesondere während des Transportes, der Lagerung und/oder der Montage vor einer Beschädigung durch mechanische Einwirkungen schützt. Eine solche Beschädigung führt oft nicht zu einer sofortigen Beeinträchtigung der Funktion und braucht auch bei genauer Sichtkontrolle nicht erkennbar zu sein. Sie führt im Betrieb jedoch zu einem vorzeitigen Ausfall der Einheit und damit zu erheblichen Folgekosten. Die Schutzvorrichtung soll kostengünstig herzustellen und einfach zu montie¬ ren bzw. zu demontieren sein. Insbesondere soll diese auch nach einer Monta¬ ge des druckmittel betätigbaren Aktuators mit anderen Teilen zu einer vormon¬ tierten Einheit leicht montiert und demontiert werden können.
Lösung der Aufgabe
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass gerade nach einer erfolgten Vormontage eines druckmittelbetätigbaren Aktuators mit anderen Teilen beim Transport und gegebenenfalls bei der Endmontage ein Risiko besteht, dass empfindliche Teile oder Funktionsflächen des Aktuators durch mechanische Einwirkungen geschädigt werden. Daher sollen diese empfindlichen Teile oder
Funktionsflächen durch ein kostengünstiges und einfach zu montierendes bzw. zu demontierendes Element geschützt werden.
Da bei einer vormontierten Einheit mit einem solchen Aktuator eine Schutzkap- pe axial oft nur bei vorheriger Demontage anderer Bauteile montiert bzw. de¬ montiert werden kann, zumindest aber eine zerstörungsfreie Demontage der Schutzkappe nach Abschluss der Endmontage in der Regel nicht möglich ist, wird vorgeschlagen, die Schutzkappe so auszubilden, dass eine einfache radi¬ ale Montage und Demontage möglich ist.
Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs aus von einer vormontierten Einheit mit einer druckmittel betätigbaren Kolbenzylindereinrich¬ tung, welche auf eine Änderung des Drucks eines Druckmittels hin seine Länge verändert und/oder eine Kraft ausübt, wobei zur Erfüllung der gewünschten Schutzfunktion eine Schutzkappe vorgesehen ist, welche radial auf einen Teil¬ bereich der Kolbenzylindereinrichtung aufschiebbar bzw. aufklipsbar ist und zumindest diesen Teilbereich der Kolbenzylindereinrichtung gegen Beschädi¬ gung schützt.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestal¬ tungen der Erfindung.
Die genannte vormontierte Einheit mit der druckmittel betätigbaren Kolbenzylin¬ dereinrichtung kann insbesondere zumindest ein Bestandteil einer Spannvor- richtung für ein flexibles Umschlingungsmittel sein, wobei das bewegliche Teil der druckmittelbetätigbaren Kolbenzylindereinrichtung auf ein Andrückelement wirkt, welches nach der Endmontage der vormontierten Einheit dafür vorgese¬ hen ist, eine Anpresskraft auf ein flexibles Umschlingungsmittel auszuüben.
Derartige vormontierte Einheiten umfassen häufig Teile mit erheblichem Ge¬ wicht und unregelmäßigen mechanischen Abmessungen, wodurch die Gefahr einer Beschädigung durch ein unsachgemäßes Ablegen oder andere Handha¬ bungsfehler besonders hoch ist. Auch bei der Verpackung und dem Versand
sowie der Lagerung besteht die Gefahr, dass beispielsweise mehrere solche vormontierte Einheiten so aufeinander zu liegen kommen, dass empfindliche Teilbereiche der Kolbenzylindereinrichtung durch eine hohe Gewichtskraft und eventuell durch scharfkantige Anlageflächen beschädigt werden.
Ein besonders empfindlicher Teilbereich, welcher durch die Schutzkappe ge¬ schützt werden soll, umfasst einen Bereich des Kolbens und/oder der Kolben¬ stange, der bei einer Längenänderung der Kolbenzylindereinheit aus dem ab¬ geschlossenen Raum des Zylinders ausschiebbar ist. Dieser Bereich zeichnet sich regelmäßig durch Funktionsflächen aus, welche bei einer Längenände¬ rung der Kolbenzylindereinheit durch eine Dichtung hindurch gleiten. Insofern gefährdet eine Beschädigung in diesem Bereich durch beispielsweise einen Kratzer oder eine Einkerbung unmittelbar die Dichtigkeit der Kolbenzylinder¬ einheit oder erhöht zumindest den Verschleiß an den Dichtflächen.
Der Teilbereich, welcher durch die Schutzkappe geschützt wird, kann bevor¬ zugt ein flexibles Element umfassen, welches denjenigen Bereich des Kolbens und/oder der Kolbenstange umschließt, welcher bei einer Längenänderung der Kolbenzylindereinheit aus dem abgeschlossenen Raum des Zylinders heraus- schiebbar ist. Solche flexiblen Elemente dienen dem Schutz der Oberfläche des im vorstehendem Absatz beschriebenen Bereiches. Sie können in be¬ stimmten Fällen auch der Dichtigkeit gegen eine Austreten des Fluids der Kol¬ benzylindereinrichtung dienen. Dieses flexible Element ist im Verhältnis zu den anderen Bauteilen wie Kolben, Zylinder und Zylinderstange besonders emp- findlich gegen mechanische Beschädigungen, da es in aller Regel aus einem elastomeren Material wie beispielsweise Gummi besteht und deshalb in be¬ sonderem Maße eines zusätzlichen Schutzes bedarf.
Das vorstehend beschriebene flexible Element üblicherweise ein Faltenbalg, welcher aufgrund seiner Form besonders geeignet ist, auch größere Längen¬ änderungen entlang einer geometrischen Achse auszugleichen.
Zur einfachen Montage und Demontage der Schutzkappe sowie zur Sicherstel¬ lung eines sicheren Haltes der montierten Schutzkappe ist es besonders vor¬ teilhaft, wenn die Innenfläche der Schutzkappe zumindest einen Befestigungs¬ abschnitt umfasst, welcher einen Winkelbereich von mehr als 180°, bevorzugt von 190° bis 270° und besonders bevorzugt von 200° vom geometrischen Mit¬ telpunkt 13 dieses Abschnittes einschließt, sowie zur Befestigung der Schutz¬ kappe an einer Kolbenzylindereinrichtung vorgesehen ist.
Auf diese Weise weitet sich dieser Abschnitt der Schutzkappe 7 bei einem ra- dialen Aufschieben bzw. Aufklipsen auf ein Bauteil, welches im wesentlichen zu den Innenmaßen der Schutzkappe korrespondierende Außenmaße aufweist, und kann durch Rückstellung in Richtung auf seine ursprüngliche Form sicher auf diesem Bauteil gehalten werden.
Bei einem Winkelbereich von 180° oder weniger besteht die Gefahr, dass die Schutzkappe beispielsweise aufgrund von Erschütterungen abfällt und dann den Schutzzweck nicht mehr erfüllt. Bei einem Winkelbereich von mehr als 270° setzt ein radiales Aufschieben eine sehr große Verformbarkeit der Schutzkappe voraus und die Handhabung wird dadurch erschwert, dass bei einem Aufschieben der Schutzkappe die Randbereiche der Schutzkappe die Tendenz bekommen können, nach innen einzuklappen, anstatt sich nach au¬ ßen aufzuweiten.
Obwohl die Schutzkappe grundsätzlich auch aus einem plastisch verformbaren Material bestehen kann, das bei einer radialen Montage zunächst aufgeweitet wird und anschließend wieder in Richtung auf seine ursprüngliche Gestalt ver¬ formt wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest ein Befestigungsbe¬ reich der Schutzkappe bei der Montage und Demontage elastisch verformt wird und in montiertem Zustand durch die Rückstell kraft des elastisch verformten Befestigungsbereiches an der Kolbenzylindereinrichtung festgehalten wird. Auf diese Weise kann der Arbeitsschritt der Rückverformung des Befestigungsbe¬ reiches eingespart werden und ein sicherer Halt der Schutzkappe an dem die
Schutzkappe tragenden Teil kann auf besonders einfach Weise durch die Fe¬ derkraft des elastisch verformbaren Teils sichergestellt werden.
Bei einer nicht angestrebten ungünstigen Gestaltung des Endbereiches des Abschnittes oder der Abschnitte der Schutzkappe, welche bei einer radialen Montage für eine Aufweitung vorgesehen sind, kann es bei der Montage der Schutzkappe zu einer Beschädigung von Teilen der Kolbenzylindereinheit kommen, beispielsweise durch scharfe Kanten der Schutzkappe in diesem Endbereich oder durch Einstechen des Endbereiches in einen Elastomerbalg. Zudem kann die Montagefreundlichkeit unter einer solchen ungünstigen Ges¬ taltung selbst dann leiden, wenn es nicht zu einer Schädigung anderer Teile kommt.
Die Erfindung sieht daher bevorzugt vor, dass der Endbereich des umfangsbe- zogen zumindest einen Endbereiches der Schutzkappe derartig geformt ist, dass bei einem radialen Aufschieben oder Augklipsen der Schutzkappe auf den genannten Teilbereich der Kolbenzylindereinrichtung eine Beschädigung dieses Teilbereiches durch Ecken oder Kanten der Schutzkappe ausgeschlos¬ sen ist und eine Aufweitung der Schutzkappe bei einer radialen Montage ge- fördert wird.
Dies kann beispielsweise durch einen Wulst an dem Endbereich dieses Ab¬ schnitts erreicht werden. Eine fertigungstechnisch besonders einfache Lösung dieses Problems ergibt sich, wenn die Endbereiche in einem Radius nach au- ßen gebogen sind.
Um eine leichtere Handhabung der Schutzkappe bei der Montage und Demon¬ tage zu gewährleisten, kann an der Schutzkappe ein Bereich vorgesehen sein, welcher bei der Montage und Demontage als Handhabeabschnitt dient. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Schutzkappe insbesondere bei einer hohen Klemmkraft auf der Kolbenzylindereinheit auch ohne Werk¬ zeug montiert und leicht wieder gelöst werden kann.
Dieser Handhabeabschnitt überragt zudem bevorzugt den Zylinder der Kolben¬ zylindereinrichtung derart axial und parallel zur Kolbenstange, dass auch die¬ ser Abschnitt der Schutzkappe eine Schutzfunktion ausübt. Dadurch kann ins¬ besondere auch derjenige Bereich eines am genannten Zylinder befestigten Balges geschützt werden, welcher axial von diesem Zylinder wegweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die in Fig. 1 gezeigte Riemenspannvorrichtung 1 zeigt eine zur Endmontage vorbereitete Einheit mit einer Kolbenzylindereinrichtung 2, welche über eine Hebelkonstruktion 3 auf eine Spannrolle 4 wirkt, über die im Betrieb eine An¬ presskraft auf einen Antriebsriemen des Riementriebes eines Fahrzeugmotors ausübbar ist.
Da bis zur Endmontage keine Gegenkraft auf die Spannrolle 4 wirkt, ist ein zumindest teilweises Herausrutschen des Kolbens beziehungsweise der Kolbenstange 5 aus dem Zylinder 6 während des Transportes, der Lagerung oder auch der Montage möglich. In diesem Fall liegen empfindliche Funktionsflächen, wie die dichtenden Flächen einer Kolbenstange 5, frei und können leicht durch unachtsame Handhabung oder auch durch direkten Kontakt mit einer weiteren Riemenspannvorrichtung in der gleichen Verpackungseinheit beschädigt werden.
Auch ein üblicherweise am Durchgang der Kolbenstange 5 angebrachter FaI- tenbalg oder eine andere Vorrichtung, welche den Übergangsbereich zwischen Kolben oder Kolbenstange 5 und dem Zylinder 6 abdichten und vor Ver¬ schmutzung und Beschädigung schützen soll, kann entweder konstruktionsbe¬ dingt oder nach einem teilweisen Herausrutschen der Kolbenstange 5 offen liegen. Während die übrigen Teile der Riemenspanneinheit relativ robust sind, können die genannten Funktionsflächen und/oder Dichtungsteile bereits durch die Gewichtskraft einer ungünstig auf diesen zu liegen kommenden zweiten Riemenspannvorrichtung oder sogar durch die Eigengewichtskraft der Riemen-
spannvorrichtung bei einem unachtsamen Ablegen derselben vorgeschädigt werden.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schutzkappe 7 in perspektivischer Darstellung. Die Innenflächen 8a und 8b sind in Form und Größe den geometrischen Verhältnissen der jeweiligen Kolbenzylindereinrich¬ tung 2, hier also beispielsweise des Hydraulikzylinders 6, angepasst. Da Kol¬ ben, Zylinder 6, Zylinderstange 5 und Dichtungselemente in der Regel aus zylinderförmigen Abschnitten bestehen, ist die Kontur der Innenflächen 8a und 8b hier ebenfalls in Form eines Zylinderwandabschnittes ausgebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig, da einerseits im Einzelfall auch abweichende Formen der Teile der Kolbenzylindereinrichtung 2 möglich sind, und anderer¬ seits auch ein nur kleinflächiger Kontakt zwischen der Schutzkappe 7 und des Zylinders 6 erwünscht sein kann.
Ein axiales Verrutschen der Schutzkappe 7 auf der Kolbenzylindereinrichtung 2 kann durch entsprechende Absätze 9a und 9b, welche an entsprechenden Ge¬ genflächen der Kolbenzylindereinheit 2 anliegen, verhindert werden.
Die Befestigungsbereiche 10 der Schutzkappe 7 umfassen einen Winkelbe¬ reich von über 180° und ermöglichen so ein Aufschnappen der Schutzkappe 7 auf die Kolbenzylindereinrichtung 2, wobei die Befestigungsbereiche 10 zu¬ nächst elastisch aufgebogen werden und dann in ihre Montageendlage wieder zurückfedern, so dass die Schutzkappe 7 sicher an der Kolbenzylindereinrich- tung 2 gehalten wird.
Der Endbereich 11 der Befestigungsbereiche 10 ist in einem Radius R nach außen gebogen, wodurch das Aufsetzen der Schutzkappe 7 auf eine Kolbenzy¬ lindereinheit 2 vereinfacht und eine Beschädigung derselben durch scharfe Ecken oder Kanten ausgeschlossen wird. Ein Handhabeabschnitt 12 ist griff¬ günstig und bevorzugt einstückig an der Schutzkappe 7 angebracht. Vorzugs¬ weise überragt dieser Handhabungsabschnitt 12 den Zylinder axial und parallel
zur Kolbenstange 5, so dass dieser Handhabungsabschnitt 12 ebenfalls eine Schutzfunktion ausübt.
Figur 3 zeigt eine Stirnseitenansicht der Schutzkappe 7 gemäß Fig. 2. In dieser Figur 3 sind gut die Radien der für die Befestigung der Schutzkappe 7 an einer Kolbenzylindereinheit 2 verwendeten Abschnitte zu erkennen. Während die zur Befestigung an der Kolbenzylindereinheit 2 dienenden Befestigungsbereiche 10 in diesem Beispiel einen Winkelbereich von 200 Grad einschließen, weisen die Endbereiche 11 dieser Befestigungsbereiche 10 einen nach außen weisen- den Radius R von in diesem Beispiel 3,5 mm auf.
Liste der Bezugszeichen
1 Riemenspannvorπchtung; vormontierte Einheit 2 Kolbenzylindereinheit 3 Hebelkonstruktion 4 Spannrolle 5 Kolbenstange 6 Zylinder 7 Schutzkappe 8a Innenfläche 8b Innenfläche 9a Absatz 9b Absatz 10 Befestigungsbereich 11 Endbereich 12 Handhabeabschnitt 13 Mittelpunkt des Winkelbereiches R Radius