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Die Erfindung bezieht sich auf einen Kettenspanner, bei dem der Gleitschuh
eines bewegbar gelagerten Spannschuhes mittels eines Spiralnockens an die Kette
angepreßt ist, der unter der Wirkung einer Spannfeder in Richtung einer Nockenerhöhung
drehbar und gegen eine Rückdrehung gesichert ist.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Kettenspanner
zu schaffen, der Lär@genänderungen und Schwingungen der Kette folgen kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Rückcrehsicherung eine
Schlingbandfeder benutzt ist, deren freies Ende eine Nabe des Spiralnockens mit
mehreren Windungen umschlingt und deren anderes Ende ortsfest angeordnet ist.
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Es ist bereits ein selbständig nachspannender Kettenspanner mit einem
bewegbar gelagerten Spannschuh bekannt, der von einem Spiralnocken an die Kette
angepreßt wird. Eine Sägezahnsperre verriegelt den Spannschuh gegen ein Verdrehen
in Rücklaufrichtung. Die Sägezahnsperre bewirkt eine unnachgiebige Rückdrehsicherung,
die unter Umständen zu unzuläßlich hohen Zugspannungen in der Kette führen kann.
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Es ist ferner ein Kettenspanner bekannt, bei dem ein Gleitschuh direkt
durch eine Feder ohne eine Spiralnocke an die Kette gepreßt wird. Als Rücklaufsicherung
ist eine Schlingbandfeder vorgesehen. Die aus einer einzigen Windung bestehende
Schlingbandfeder ist mit dem einen Ende an dem den Gleitschuh haltenden Hebel befestigt
und umschlingt mit ihrem anderen Ende eine ortsfeste Zylinderfläche. Nachteilig
bei dieser Anordnung ist, daß sich die Schlingbandfeder sofort anlegt und ein weiteres
Zurückweichen des Spanners bei Längenänderungen der Kette, z. B. infolge Temperaturänderungen
an der Kette, nur durch ein Verbiegen eines geraden Endes der Schlingbandfeder möglich
ist. Dadurch liegt die Kette jedoch immer gegen einen elastisch nachgiebigen Spanner
an, was bezüglich des Schwingungsverhaltens der Kette ungünstig ist.
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Als Rücklaufsperren sind bei umlaufenden Wellenzügen von der Drehrichtung
abhängige Federbandkupplungen und -bremsen bekannt, bei denen um eine Muffe ein
Federband liegt, das an beiden Enden z. B. durch Federnöcken so gezogen werden kann,
daß sich das Federband fest gegen die Muffe preßt und Reibungsschluß hergestellt
wird. Die Einrückung, d. h. die Verspannung, wird verschieden ausgeführt, normalerweise
wird ein Einrückhebel benutzt. Bei Federbandbremsen kann zwischen den beiden Federnocken
ein im Bremsbock der Bremse drehbar gelagerter Bremshebel angeordnet sein. Auf den
Hebel und auf den Vordernocken der Feder wirkt eine Erregerfeder ein, die bei beginnendem
Rücklauf die Bremse zufassen läßt.
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Bei der Erfindung wirkt infolge der vielen Windungen der Schlingbandfeder
und deren Anordnung auf de=n Spiralnocken die Rückdrehsperre erst nach einem gewissen
Leerweg. Erst dann setzt der Spannzr der Kette einen harten unüberwindlichen Widerstand
entgegen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung eines
Spiralnockens an der Spiralnockennabe schon bei einer kleinen Rückdrehung des Spanners
infolge der übersetzung Spannhebel/Spiralnocken eine relativ große Drehung eingeleitet
wird. Da die Schlingbandfeder mit der Spiralnockennabe zusammenwirkt, wird bei geringen
Rückbewegurigen des Spanners eine große Drehbewegung der Nabe zum Anziehen der Schlingbandfeder
erzeugt. Eine Schlingbandfeder mit mehreren Windungen bedeutet zugleich eine größere
Sicherheit gegen Überlastung. Weiterhin wirken infolge der großen übersetzung zwischen
Spannhebel und Spiralnocken wesentlich geringere Stützkräfte auf die als Rückdrehbremse
wirkende Schlingbandfeder ein. Dadurch wird die Lebensdauer der Rückdrehsperre erhöht.
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Wenn nun infolge von Schwingungserscheinungen des hettentrums, wie
sie bei schnell umlaufenden Ketten für Nockenwellen von Brennkraftmaschinen leicht
auftreten können, die Spannung der Kette erhöht wird, kann der Spiralnocken ein
wenig zurückschwenken, ehe ein weiterer Rücklauf durch Reibungseingriff der Feder
mit der Nabe verhindert wird. Sobald sich die Kettenspannung wieder vermindert hat,
wird der Spirainocken in seine ursprüngliche Lage zurückbewe t. Durch dieses elastische
Verhalten der Rückdrehsperre werden Schwilzgungserscheinungen nicht oder nur stark
gedämpft auf den Spiralnocken übertragen, so daß sowohl eine überbeanspruchung der
Kette als auch ein übermäßiges Abnutzen des Gleitschuhes vermieden wird.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand von
Zeichnungen näher beschrieben. F i g. 1 zeigt die Seitenansicht eines erfindungs-Vgemäßen
Kettenspanners; F i g. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Anordnung nach
F i g. 1; F i g. 3 zeigt eine auseinandergezogene Darstellung der Anordnung gemäß
den F i g. 1 und 2; F i g. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Kettenspanners und F i g. 5 zeigt wiederum eine auseinandergezogene Darstellung
der Anordnung gemäß F i g. 4.
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Die F i g. 1 bis 3 der Zeichnung zeigen eine Vo=-richturig gemäß der
Erfindung, bestehend aus einer Lagerplatte 1, die mit Öffnungen
10 und 11 versehen ist, mittels derer sie beispielsweise durch Bolzen
in einer Stellung im Bereich der zu spannenden Kette befestigt werden kann. Die
Lagerplatte 1 ist mit einer Vertiefung 12 versehen, die das aufgerollte Ende
13 einer Mitläuferplatte 3 drehbar aufnehmen kann, die einen Teil des Spannschuhs
2 bildet. Die 'Platte 3 trägt einen Gleitschuh 4, der die Kette berührt. Dieser
Gleitschuh 4 kann aus Gummi oder synthetischem Hartgummi bestehen.
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Auf der Lagerplatte 1 ist ein Spiralnocken 6 mit einer Oberfläche
14 gelagert, welche den hinteren Teil der Platte 3 berührt. Der Spiralnocken hat
eine hohlzylindrische Nabe 15, die sich axial zu beiden Seiten erstreckt. Der Spiralnoclzen
ist auf der Lagerplatte 1 durch einen Bund 16 drehbar gelagert, der einen Teil der
Lagerplatte bildet und in, die Nabe 15 hineinpaßt. An dem oberen Ende des Bundes
16 ist ein Lagerbolzen 17 mit verkleinertem Durchmesser vorgesehen, der ebenfalls
in der Nabe 1.5 aufgenomr_nen wird, um einen ringförmigen Raum zwischen seiner äußeren
Oberfläche und der Innenfläche der Nabe zu bilden. In diesem ringförmigen Raum ist
eine spiralig gewundene Spannfeder 5 eingelegt, die mit einem Ende in einem Schlitz
im Lagerbolzen 17 und mit dem anderen Ende an der Innenoberfläche der Nabe 15 des
Spiralnockens befestigt ist. Diese Feder 5 ist so gerichtet, daß sie den Spiralnocken
in die Richtung zur Vergrößerung seines Radius um die Achse des Bundes 16 zu drehen
sucht.
Eine schraubenförmige, nicht rückkehrende Schlingbandfeder
7 ist in einer solchen Stellung angeordnet, daß sie eine Außenfläche der Nabe 15
umgibt. Ein Ende 18 der Feder 7 ist so gebogen, daß es in einem Loch 19 in einer
oberen Druckplatte 8 aufgenommen wird. Das andere Ende 20 der Feder 7 ist
frei. Die Feder 7 ist um die Außenfläche der Nabe 15 eng herumgewunden, um als eine
Einwegreibungskupplung zu wirken, wobei eine Drehbewegung des Spiralnockens 6 in
die Richtung zur Vergrößerung seines Radius eine Abwicklung der Schlingbandfeder
bewirkt, so daß ihr Sitz auf der Nabe gelockert ist. Dadurch ist eine Drehbewegung
des Nockens möglich. Bei einer entgegengesetzten Drehbewegung des Spiralnockens
6 zieht sich die Schlingbandfeder um die Nabe herum an und verhindert eine Drehbewegung
des Spiralnockens 6.
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Die Druckplatte 8 ist an der Lagerplatte 1 durch eine Schraube 9 befestigt,
die in einem Loch 21 in der Lagerplatte aufgenommen wird.
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Die Druckplatte 8 ist mit einer Öffnung 23 versehen, in der das obere
Ende des Lagerbolzens 17 geführt ist. Eine zu weit gehende Drehbewegung ,des Spiralnockens
6 wird durch Zusammenwirken eines Anschlags 24 mit der Druckplatte 8 verhindert.
Dieser Anschlag 24 ragt aus dem oberen Ende der Nabe 15 heraus.
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Die Lagerplatte 1 ist mit Mitteln zur Schmierung der zu spannenden
Kette versehen. Bei diesen Mitteln handelt es sich um einen Kanal (nicht gezeigt)
in dem hinteren Teil der Lagerplatte, welcher bei Befestigung der Vorrichtung in
ihrer Betriebsstellung auf einer Brennkraftmaschine mit einer Quelle unter Druck
stehenden Öls verbunden werden kann. Von diesem Kanal aus führt durch die Platte
eine kleine Bohrung 22, um Öl auf die zu spannende Kette zu führen.
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Die Lagerplatte 1 ist über Bohrungen 10 und 11 an dem Motorgehäuse
befestigt. In F i g. 1 liegt der Spiralnocken 6 in einer Extremstellung, in der
der Anschlag 24 an der Druckplatte 8 anliegt und in der der mit dem kleinen Radius
versehene Abschnitt der Nockenbahn 14 die Rückseite der Mitläuferplatte 3 berührt.
Die Backe 4 berührt die zu spannende Kette. Wenn sich die Kette auf Grund normaler
Abnutzung verlängert, dann veranlaßt die Spannfeder 5 den Spiralnocken 6 zu einer
Drehbewegung, so daß er in Richtung eines sich vergrößernden Radius umläuft. Der
Schuh 2 wird in Richtung auf die zu spannende Kette bewegt, um deren Durchgang aufzunehmen.
Die Schlingbandfeder 7 arbeitet als eine Einwegreibungskupplung und verhindert eine
Bewegung des Spiralnockens 6 in entgegengesetztem Sinne, d. h. in Richtung eines
sich verkleinernden Radius. Dadurch ist sichergestellt, daß die Einstellung des
Schuhs aufrechterhalten bleibt. Die Verwendung elastischer Mittel zur Begrenzung
der entgegengesetzten Drehbewegung des Nockens bei zwangläufiger Aufrechterhaltung
der richtigen Einstellung des Spannungsschuhs gegen eine zu spannende Kette verhindert,
daß der Spanner in einer Stellung gehalten wird, in der die Kette übermäßig gespannt
würde, und in der demzufolge eine übermäßige Abnutzung des Schuhs auftreten würde.
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F i g. 4 der Zeichnungen zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der
Erfindung. Diejenigen Teile, die denen der Ausführungsform nach F i g. 1 gleichen,
sind mit denselben Bezugszeichen versehen, während abgewandelte Teile zusätzlich
durch einen Strich gekennzeichnet sind.
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Die Lagerplatte 1 der abgewandelten Ausführungsform ist anstatt mit
einer Vertiefung 12 für die drehbare Aufnahme des aufgerollten Endes der Mitläuferplatte
mit einem Loch 26 versehen, welches einen von der Druckplatte 8 aufgenommenen Drehstift
im Paßsitz aufnehmen kann. Der Stift 24 stellt eine verbesserte drehbare Lagerung
für die Schuhanordnung 2 dar und bewirkt gleichzeitig eine Verbindung zwischen der
Druckplatte 8 und der Lagerplatte 1, so daß die Schraube 9 nicht mehr nötig ist.
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Der Spiralnocken 6 ist mit einer Nockenbahn 14 versehen, die bei 28
mit einem Flansch ausgestattet ist, um eine bessere und festere Berührung zwischen
der Nockenbahn und dem Gleitschuh zu gewährleisten. Die größere Breite der Nockenbahn
14 wirkt der Abnutzung zwischen der Nockenbahn und dem Gleitschuh entgegen. Die
Abnutzung wird weiter herabgesetzt, indem die synthetische Gummibacke 4 rückseitig
in einer relativ dünnen Schicht 4" über die hintere Fläche der Platte 3' gelegt
ist. Diese Schicht, an der die Nockenbahn 14 anliegt, ist elastisch nachgebend und
ermöglicht kleine Bewegungen .des Schuhs 4 in Richtung auf die Nockenbahn zu und
von ihr fort. Einer Abnutzung wird in der Ausführungsform der F i g. 4 ferner dadurch
entgegengewirkt, indem man der Mitläuferplatte 3 dort, wo sie die Nockenbahn 28
berührt, eine Krümmung gibt.
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Um die Festigkeit und Bruchsicherheit der Mitläuferplatte 3 zu erhöhen,
erhält sie ein Doppel-T-Profil. Sie kann auch mit verstärkenden Rippen versehen
werden, die sich in Längsrichtung erstrecken.
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F i g. 4 zeigt außerdem in einer punktierten Linie 25 den Kanal in
der Rückseite der Trägerplatte, mittels dessen der Bohrung 22 Drucköl zugeführt
wird, um die zu spannende Kette zu schmieren.