DE19643321A1 - Kettenspanner mit Schraubenfeder - Google Patents
Kettenspanner mit SchraubenfederInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kettenspanner, wie er insbesondere
bei Kettentrieben in Kraftfahrzeugen verwendet wird, und insbesondere einen
Schraubenfeder-Kettenspanner.
Kettenspanner werden dazu benutzt, eine leistungsübertragende Kette oder
ähnliche leistungsübertragende Einrichtung zu beeinflussen, während die Kette zwi
schen Kettenrädern umläuft. Allgemein gesagt, ist es wichtig, eine gewisse Span
nung in der Kette aufrechtzuerhalten, um Geräusche und Durchrutschen zu vermei
den. Ein Durchrutschen zu vermeiden, ist besonders wichtig im Falle einer kettenge
triebenen Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, da bei einem Durchrutschen die
Synchronität der Nockenwelle um einige Grad verlorengeht, was möglicherweise
die Brennkraftmaschine funktionsunfähig macht bzw. Schäden hervorruft. In der
rauhen Umgebung, in der eine Brennkraftmaschine arbeitet, kann sich jedoch die
Kettenspannung zwischen sehr hohen und sehr niedrigen Werten ändern, und zwar
als Folge der großen Temperaturänderungen und Unterschiede zwischen den Ex
pansionskoeffizienten der verschiedenen Teile der Brennkraftmaschine einschließ
lich der Kette und dem Kettenspanner. Außerdem kann ein Verschleiß der Ketten
teile bei längerem Gebrauch zu einer Verringerung der Kettenspannung fuhren. Fer
ner bewirken durch die Nockenwelle und die Kurbelwelle induzierte Torsions
schwingungen erhebliche Schwankungen der Kettenspannung. Diese Spannungs
schwankungen führen zu einer Kettenlängung, die durch die Kettensteifigkeit be
stimmt wird.
Es gibt verschiedene Arten von Kettenspannern, die zum Spannen einer Kette
verwendet werden können. Zwei übliche Spannertypen sind der Federscheiben-
Kettenspanner und der Schraubenfeder-Kettenspanner.
Allgemein gesprochen, verwenden die Scheibenfeder-Kettenspanner eine
Scheibenfeder, die unter Spannung mit einem Backen "verriegelt" ist, um die Kette
unter Spannung zu setzen. Genauer gesagt, hat die Scheibenfeder eine gekrümmte
Form, während der Backen relativ flach ist. Der Backen ist außerdem aus einem
Material hergestellt, das sich unter Last bei hohen Temperaturen verformt bzw.
"kriecht". Die Blattfeder ist so gebogen, daß sie der Form des Backens entspricht,
und ist mit diesem verriegelt. Aufgrund der Vorspannung der Blattfeder, die in ihre
ursprüngliche, stärker gekrümmte Form zurückkehren möchte, wird eine Kraft auf
den Backen ausgeübt. Wenn daher beim Betrieb der Brennkraftmaschine die Tem
peratur des Backens ansteigt, führt die Kraft der Blattfeder dazu, dem Backen eine
stärker gekrümmte Form zu verleihen. Durch diese Verformung wird eine Spannung
auf die Kette ausgeübt. Insbesondere ist das Federblatt relativ zu der Kette so ange
ordnet, daß es, wenn der Backen stärker gekrümmt wird, an einem Trum der Kette
anliegt und ihre Spannung erhöht.
Es gibt verschiedene Nachteile beim Einsatz eines Federblatt-Kettenspanners
zum Spannen einer Kette. Beispielsweise sind Federblatt-Kettenspanner nicht son
derlich kompakt. Federblatt-Kettenspanner lassen sich daher in einigen Fällen, bei
denen die Platzverhältnisse sehr beengt sind, nicht einsetzen. Außerdem können
Blattfedern einen Backen nur über eine kleine Strecke vorspannen. Federblatt-Ket
tenspanner können daher keine sehr hohe Spannkraft auf die Kette ausüben.
Schraubenfeder-Kettenspanner überwinden einige der Nachteile der Feder
blatt-Kettenspanner. Statt einer Blattfeder zum Vorspannen des Backens verwenden
Schraubenfeder-Kettenspanner die Enden einer Schraubenfeder zum Vorspannen
des Backens. Schraubenfedern sind in der Lage, einen Backen um eine größere
Strecke als eine Blattfeder vorzuspannen. Schraubenfeder-Kettenspanner können
daher eine größere Spannkraft auf die Kette ausüben. Außerdem können Schrauben
feder-Kettenspanner sehr kompakt gebaut werden, so daß sie nur einen geringen
Platzbedarf haben.
Ein praktisches Beispiel eines Schraubenfeder-Kettenspanners ist der Buick
3800 Coil Spring Tensioner (3800 Tensioner), der von der Anmelderin hergestellt
wird. Der 3800 Tensioner hat einen Spannbacken, der zwischen einem Ende eines
äußeren und inneren Bügels mit einem Schwenkstift schwenkbar gelagert ist. Das
andere Ende des äußeren und inneren Bügels ist an einer ortsfesten Hülse schwenk
bar angebracht.
Um eine Kraft auf den Backen auszuüben, wird die Schraubenfeder, die mit
einem ersten und zweiten verlängerten Ende versehen ist, um die Hülse gewickelt.
Das erste verlängerte Ende erstreckt sich von der Schraubenfeder in einer Richtung
senkrecht zu der Hülse und berührt den Backen. Das zweite verlängerte Ende er
streckt sich von der Schraubenfeder in einer Richtung parallel zu der Hülse und ist
relativ zu der Hülse festgelegt. Da das zweite verlängerte Ende festgelegt ist, übt das
erste verlängerte Ende eine Federkraft auf den Backen in Umfangsrichtung aus,
während die Schraubenfeder sich abzuwickeln sucht.
Durch die vorliegende Erfindung soll ein Kettenspanner geschaffen werden,
der diese Nachteile vermeidet. Insbesondere soll ein Kettenspanner geschaffen wer
den, der eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen Schraubenfeder-Kettenspan
nern darstellt und die oben erwähnten Nachteile eines Blattfeder-Kettenspanners
vermeidet.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Ansprüchen definiert.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Kettenspanner werden beide Enden
der Schraubenfeder dazu benutzt, den Backen vorzuspannen und die Kette unter
Spannung zu setzen. Die Schraubenfeder übt somit eine translationsförmige Feder
kraft auf den Backen aus und spannt den Backen in einer Richtung senkrecht zu den
Windungen der Schraubenfeder vor. Die Folge ist, daß die Schraubenfeder den Bac
ken um eine größere Strecke als der 3800 Tensioner für eine bestimmte Größe der
Federkraft vorspannen kann. Außerdem verwendet der erfindungsgemäß aus
gebildete Kettenspanner nur drei Grundelemente und benötigt keine Schwenkstifte
bzw. innere und äußere Bügel, um den Backen an der Hülse zu befestigen.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Kettenspanner besitzt einen Backen, eine
Schraubenfeder und eine Hülse, die sich durch die Windungen der Schraubenfeder
erstreckt. Der Backen besitzt eine Kettenverschleißfläche und eine Federverschleiß
fläche. Die Schraubenfeder besitzt einen Windungsabschnitt und zwei Schenkel, die
sich von dem Windungsabschnitt wegerstrecken und die Federverschleißfläche des
Backens berühren. Die Schenkel üben auf den Backen eine Federkraft aus und be
wirken, daß der Backen die Kette spannt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat der Ket
tenspanner einen länglichen Backen mit einem ersten und zweiten Endabschnitt,
eine Schraubenfeder und eine Hülse, die sich durch die Windungen der Schrauben
feder erstreckt. Der Backen besitzt eine Kettenverschleißfläche und eine Federver
schleißfläche. Die Schraubenfeder hat einen Windungsabschnitt und zwei Schenkel,
die sich von dem Windungsabschnitt wegerstrecken und die Federverschleißfläche
des ersten Endabschnittes berühren. Die Schenkel üben eine Federkraft auf den
ersten Endabschnitt des Backens aus und bewirken, daß der Backen die Kette
spannt. Ein festgelegtes Befestigungselement kann sich durch eine Bohrung des
zweiten Endabschnittes erstrecken, um das zweite Ende des Backens schwenkbar zu
lagern.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß eine zweite Schraubenfeder und
ein zweite Hülse für den zweiten Endabschnitt des Backens vorgesehen werden. Die
zweite Schraubenfeder besitzt einen Windungsabschnitt und zwei Schenkel, die sich
von dem Windungsabschnitt wegerstrecken und die Federverschleißfläche des zwei
ten Endabschnittes berühren. Somit üben bei diesem Ausführungsbeispiel die
Schenkel beider Schraubenfedern eine Federkraft auf die entsprechenden Endab
schnitte des Backens aus und sie bewirken, daß der Backen die Kette spannt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel besitzt der Kettenspanner einen
Backen, eine Schraubenfeder und eine Hülse, die sich durch die Windungen der Fe
der erstreckt. Der Backen besitzt eine Kettenverschleißfläche, eine Federverschleiß
fläche und einen vertikalen Führungsschlitz, der zwischen der Federverschleißfläche
und der Kettenverschleißfläche senkrecht ausgerichtet ist. Der vertikale Führungs
schlitz dient dazu, einen festgelegten Führungsstift aufzunehmen, der eine Bewe
gungsbegrenzung für den Backen darstellt. Die Schraubenfeder hat einen Win
dungsabschnitt und zwei Schenkel, die sich von dem Windungsabschnitt weger
strecken und die Federverschleißfläche des Backens berühren. Die Schenkel der
Schraubenfeder üben auf den Backen eine Federkraft aus und bewirken somit, daß
der Backen die Kette spannt.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Ket
tenspanners, der auf eine Kette einwirkt;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Kettenspanners der Fig. 1;
Fig. 3 eine Explosionsdarstellung des Kettenspanners der Fig. 1;
Fig. 4 eine Schnittansicht des Kettenspanners der Fig. 1 in einem unverrie
gelten Betriebszustand;
Fig. 5 eine Schnittansicht des Kettenspanners der Fig. 1 in einem verriegelten
Einbauzustand;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Kettenspanners der Fig. 1 in einem
unverriegelten Betriebszustand;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Kettenspanners der Fig. 1 in einem
verriegelten Einbauzustand;
Fig. 8 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des Ketten
spanners;
Fig. 9 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Ketten
spanners;
Fig. 10 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Ketten
spanners.
Der in Fig. 1 dargestellte Kettenspanner 10 ist angrenzend an der zu span
nenden Kette angeordnet. Wenn die Kette locker zu werden beginnt, übt der Backen
12 eine Kraft auf die Kette aus, um die Kette zu spannen.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist ein Gehäuse 11 vorgesehen, das eine Drehbe
wegung des Kettenspanners 10 unterbindet. Es versteht sich jedoch, daß andere An
ordnungen dazu verwendet werden können, den Backen gegen eine Drehbewegung
zu sichern. Beispielsweise können Stifte oder Befestigungselemente auf eine oder
beiden Seiten des Backens vorgesehen werden.
Der Kettenspanner 10 besteht aus drei Grundelementen, und zwar dem Bac
ken 12, einer Schraubenfeder 42 und einer Hülse 56. Der Backen 12 besitzt eine
Kettenverschleißfläche 14 an demjenigen Teil des Backens, der mit der zu spannen
den Kette in Berührung gelangt. Vorzugsweise ist die Kettenverschleißfläche abge
rundet, um die Kettenbewegung zu erleichtern, selbst wenn die Kette gerade ge
spannt wird. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, besitzt der Backen gegenüber der Kettenver
schleißfläche 14 eine Federverschleißfläche 16.
Irgendein verschleißfestes dauerhaftes Material kann für den Backen ver
wendet werden. Ein Kunststoff wie z. B. Nylon, mit guten Verschleiß- und Dauer
festigkeitseigenschaften, läßt sich einsetzen. Insbesondere ist handelsübliches Nylon
6/6 zu diesem Zweck geeignet. Außerdem kann der Backen aus PEEK (Polyesther
ethylen-Keton) hergestellt werden, das ebenfalls gute Verschleiß- und Dauerfestig
keitseigenschaften besitzt.
Wie in Fig. 3 zu sehen ist, hat der Backen 12 eine erste und eine zweite Sei
tenwand 18 bzw. 20, die sich von der Federverschleißfläche 16 wegerstrecken. Ein
erster Hülsenschlitz 22 erstreckt sich durch die erste Seitenwand, und ein zweiter
Hülsenschlitz 24 erstreckt sich durch die zweite Seitenwand. Vorzugsweise ist der
erste Hülsenschlitz 22 zu dem zweiten Hülsenschlitz 24 ausgerichtet.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt der erste Hülsenschlitz 22
eine Breite, die größer als die Breite des zweiten Hülsenschlitzes 24 ist. Ferner be
sitzt, wie in Fig. 3 zu sehen ist, die erste Seitenwand 18 eine erste Gegenbohrung
26, die an einem Ende des ersten Hülsenschlitzes 22 nächst der Federverschleißflä
che 16 des Backens angeordnet ist. Die zweite Seitenwand 20 besitzt ebenfalls eine
zweite Gegenbohrung 28, die an einem Ende des zweiten Hülsenschlitzes 24 nächst
der Federverschleißfläche 16 des Backens angeordnet ist. Vorzugsweise ist die erste
Gegenbohrung 26 zu der zweiten Gegenbohrung 28 ausgerichtet, und die erste Ge
genbohrung 26 hat einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser der zweiten
Gegenbohrung 28 ist.
Ferner sind bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine erste und eine
zweite Rampe 30 bzw. 32 an der Federverschleißfläche 16 auf gegenüberliegenden
Seiten der beiden Hülsenschlitze 22, 24 angeordnet, wie am besten in Fig. 2 zu se
hen ist. Jede Rampe 30, 32 besitzt ein tieferliegendes Ende 34, 36, das mit der Fe
derverschleißfläche fluchtet und ein erhabenes Ende 38, 40, das über die Federver
schleißfläche vorsteht. Jede Rampe 30, 32 bildet somit eine schräg nach oben ver
laufende Bewegungsfläche vom unteren Ende zum erhabenen Ende. Die erhabenen
Enden sind nächst dem ersten und zweiten Hülsenschlitz 22 bzw. 24 angeordnet und
die tieferliegenden Enden sind entfernt von dem ersten und zweiten Hülsenschlitz
22, 24 angeordnet. Mit anderen Worten, befinden sich die tieferliegenden Enden in
der Nähe der Enden des Backens, und die erhabenen Enden befinden sich in der
Nähe der Mitte des Backens.
Wie in den Fig. 3 bis 7 zu sehen ist, ist die Schraubenfeder 42 zwischen der
ersten und zweiten Seitenwand 18 bzw. 20 angeordnet. Die Schraubenfeder 42 kann
aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, vorzugsweise aus einem wärmebe
handelten Federstahl. Derartige Materialien sind bekannt.
Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, besitzt die Schraubenfeder 42 einen
Windungsabschnitt 44, welcher einen Durchgang 46 durch sein Inneres bildet. Der
Durchgang 46 ist zu dem ersten und zweiten Hülsenschlitz 22, 24 ausgerichtet. Die
Schraubenfeder 42 besitzt ferner einen ersten und einen zweiten Schenkel 48 bzw.
50, die sich von jedem Ende der Schraubenfeder 42 aus von dem Windungsab
schnitt 44 wegerstrecken.
Die Schraubenfeder 42 dient dazu, eine Kraft auf den Backen auszuüben, um
die Kette zu spannen. Die auf den Backen ausgeübte Kraft entsteht, wenn die
Schraubenfeder 42 von einem entspannten Zustand, der in den Fig. 4 und 6 gezeigt
ist, in einen gespannten Zustand, wie er in den Fig. 5 und 7 gezeigt ist, übergeht.
Je nach der Anzahl der Windungen der Schraubenfeder 42 lassen sich ver
schiedene unterschiedliche Kräfte erzielen. Je mehr Windungen verwendet werden,
desto höher ist die auf den Backen 12 ausgeübte Kraft. Irgendeine Anzahl von Win
dungen kann verwendet werden, um die Sollkraft zu erzielen. Bei dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel hat die Schraubenfeder 42 zwischen ungefähr zwei Windungen
und zehn Windungen, insbesondere ungefähr fünf Windungen.
Vorzugsweise übt die Schraubenfeder 42 auf den Backen 12 eine Kraft von
nicht mehr als 356 N aus. Der Einsatz einer Schraubenfeder, die eine Kraft von
mehr als 356 N erzeugt, macht es schwierig, sie in den Kettenspanner einzubauen.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel übt die Schraubenfeder eine Kraft von
ungefähr 133 N bis ungefähr 267 N auf den Backen aus.
In dem entspannten Zustand, der in den Fig. 4 und 6 dargestellt ist, bilden die
beiden Schenkel 48, 50 einen Winkel von ungefähr 90 bis 120° und insbesondere
von ungefähr 105 bis 115°. In dem gespannten Zustand, der in den Fig. 5 und 7 ge
zeigt ist, bilden die beiden Schenkel 48, 50 einen Winkel von ungefähr 150 bis 180°
und insbesondere von ungefähr 165 bis 180°. Besonders bevorzugt wird eine Aus
führungsform, bei der die beiden Schenkel 48, 50 von einem Winkel von ungefähr
112° im entspannten Zustand in einen Winkel von ungefähr 176° im gespannten
Zustand übergehen.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden
Schenkel 48, 50 der Schraubenfeder um einen Winkel von ungefähr 90° abgewin
kelt, um einen ersten und einen zweiten Fuß 52 bzw. 54 zu bilden. Die beiden Füße
52, 54 sind bezüglich den beiden Seitenwänden 18, 20 senkrecht so ausgerichtet,
daß die beiden Füße 52, 54 die beiden Rampen 30, 32 gleitend berühren. Dies er
zeugt einen großen Kontaktbereich zwischen der Schraubenfeder 42 und den beiden
Rampen 30, 32, was mithilft, den Verschleiß der beiden Rampen 30, 32 gering zu
halten. Außerdem sorgt das Vorhandensein der beiden Füße 52, 54 in Verbindung
mit den beiden Rampen 30, 32 für einen maximalen Bewegungshub des Backens 12
bei einer vorgegebenen Federkraft.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden Schenkel 48, 50
auf gegenüberliegenden Seiten der beiden Hülsenschlitze 22, 24 angeordnet. Wenn
sich die Schraubenfeder 42 in dem gespannten Zustand befindet, der in den Fig. 5
und 7 dargestellt ist, bewirkt der Backen 12, daß der erste Fuß 52 zu dem tiefer lie
genden Ende 34 der ersten Rampe 30 gleitet und der zweite Fuß 54 zu dem tiefer
liegenden Ende 36 der zweiten Rampe 32 gleitet. Wenn sich andererseits die
Schraubenfeder 42 in dem entspannten Zustand befindet, der in den Fig. 4 und 6
dargestellt ist, gleitet der erste Fuß 52 zu dem erhabenen Ende 38 der ersten Rampe,
und der zweite Fuß 54 gleitet zu dem erhabenen Ende 40 der zweiten Rampe 32.
Eine Hülse 56 erstreckt sich gleitend durch den ersten Hülsenschlitz 22, den
Durchgang 46 der Schraubenfeder 42 und den zweiten Hülsenschlitz 24. Die Hülse
56 kann ferner eine Bohrung 58 zur Aufnahme eines Befestigungselementes wie
z. B. einer Schraube haben. Das Befestigungselement kann dazu benutzt werden, die
Hülse 56 und somit den Kettenspanner in einer Position nahe der zu spannenden
Kette festzulegen. Wenn sich die Hülse 56 in einer festgelegten Position befindet,
berühren die beiden Schenkel 48, 50 der Schraubenfeder 42 die Federverschleißflä
che 16, und sie üben eine Federkraft auf den Backen 12 in einer Richtung weg von
dem Windungsabschnitt 44 aus.
Die Hülse 56 des bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 3 gezeigt ist,
hat eine zylindrische Form mit einem oberen Flansch 60 an einem Ende der Hülse
56, einem unteren Ende 62 an dem anderen Ende der Hülse 56 und einem zentralen
Körper 64, der zwischen dem Flansch 60 und dem unteren Ende 62 angeordnet ist.
Der obere Flansch 60 hat einen Außendurchmesser, der größer als der Außendurch
messer des zentralen Körpers 64 ist, welcher wiederum größer als der Außendurch
messer des unteren Endes 62 ist. Die verschiedenen Außendurchmesser dieser drei
Abschnitte verleihen der Hülse 56 einen abgestuften Querschnitt.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser des
oberen Flansches 60 ungefähr gleich dem Durchmesser der ersten Gegenbohrung
26. Dies bietet die Möglichkeit, daß die erste Gegenbohrung 26 den oberen Flansch
60 aufnimmt. Außerdem ist der Außendurchmesser des unteren Endes 62 ungefähr
gleich der Breite des zweiten Hülsenschlitzes 24, so daß das untere Ende 62 von
dem zweiten Hülsenschlitz 24 gleitend aufgenommen wird.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ferner der Außendurchmesser
des zentralen Körpers 64 ungefähr gleich der Breite des ersten Hülsenschlitzes 22
und dem Durchmesser der zweiten Gegenbohrung 28. Dies bietet die Möglichkeit,
daß der zentrale Körper 64 von dem ersten Hülsenschlitz 22 gleitend aufgenommen
wird und daß ferner der zentrale Körper 64 von der zweiten Gegenbohrung aufge
nommen wird. Außerdem hat der zentrale Körper 64 der Hülse 56 eine Länge, die
ungefähr dem Abstand zwischen der ersten Gegenbohrung 26 und der zweiten Ge
genbohrung 28 entspricht. Hierdurch kann der obere Flansch 60 der Hülse 56 von
der ersten Gegenbohrung 26 aufgenommen werden, während gleichzeitig der zen
trale Körper 64 der Hülse 56 von der zweiten Gegenbohrung 28 aufgenommen wird.
Wie oben beschrieben und in den Fig. 4 bis 7 dargestellt ist, wirkt die Hülse
56 mit dem Backen 12 in mindestens zwei Betriebszuständen zusammen. Bei dem
in den Fig. 5 und 7 dargestellten Kettenspanner-Einbauzustand wird die Hülse 56
von der ersten und zweiten Gegenbohrung 26 bzw. 28 aufgenommen. Die Oberseite
der Hülse 56 fluchtet mit der ersten Seitenwand 18, und die Hülse 56 ist nächst der
Federverschleißfläche 16 festgelegt. In diesem Betriebszustand wird somit die Ket
tenverschleißfläche 14 dicht an der Hülse 56 gehalten, um den Einbau der Kette in
eine Brennkraftmaschine zu ermöglichen.
Bei einem zweiten Betriebszustand, der in den Fig. 4 und 6 gezeigt ist, wer
den der obere Flansch 60 und der zentrale Körper 64 der Hülse 56 nicht von den
Gegenbohrungen 26 und 28 aufgenommen. Statt dessen sitzt der zentrale Körper 64
gleitend in dem ersten Führungsschlitz 22, während das untere Ende 62 gleitend in
dem zweiten Hülsenschlitz 24 angeordnet ist und der obere Flansch 60 sich aus der
ersten Seitenwand 18 heraus erstreckt.
Bei diesem Betriebszustand üben die beiden Schenkel 48, 50 der Schrauben
feder 42 eine Kraft auf den Backen 12 aus, und sie spannen die Kettenverschleißflä
che 14 gleitend weg von der Hülse 56, um die Kette zu spannen. Der Backen 12
kann sich frei in Richtung auf und weg von der Kette um eine Strecke bewegen, die
durch die Länge der beiden Hülsenschlitze 22, 24 bestimmt wird. Die Länge der
beiden Hülsenschlitze 22, 24 kann natürlich variiert werden, so daß der Backen 12
unterschiedliche "Hübe" beim Spannen der Kette ausführt.
Es wird nun auf weitere Ausführungsbeispiele Bezug genommen, wobei die
für die Teile in den Fig. 8 bis 10 verwendeten Bezugsziffern den für entsprechende
Teile in den Fig. 1 bis 7 verwendeten Bezugsziffern entsprechen. Bei den Bezugs
ziffern in den Fig. 8 bis 10 wird jedoch eine 1 bzw. eine 2 bzw. eine 3 vor der in den
Fig. 1 bis 7 verwendeten entsprechenden Bezugsziffer gesetzt. Beispielsweise ent
spricht die Schraubenfeder, die in den Fig. 8 und 9 mit 142, in Fig. 9 mit 242 und in
Fig. 10 mit 342 bezeichnet ist, der Schraubenfeder 42 in den Fig. 1 bis 7.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Kettenspan
ner 110 einen länglichen Backen 112 mit einem ersten Endabschnitt 166 und einem
zweiten Endabschnitt 168. Der erste Endabschnitt 166 ist gleich ausgebildet wie bei
dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3. Insbesondere hat der erste Endabschnitt 166
des länglichen Backens 112 eine erste und eine Seitenwand 118 bzw. 120, die sich
von der Federverschleißfläche 116 wegerstrecken. Wie bei dem Ausführungsbei
spiel der Fig. 3 verläuft ein erster Hülsenschlitz 122 durch die erste Seitenwand 118
und ein zweiter Hülsenschlitz 124 durch die zweite Seitenwand 120. Vorzugsweise
sind die beiden Hülsenschlitze zueinander ausgerichtet.
Die Schraubenfeder 142 ist zwischen den beiden Seitenwänden 118 und 120
angeordnet. Die Schraubenfeder 142 besitzt einen Windungsabschnitt 144, der einen
Durchgang 156 in seinem Inneren bildet. Der Durchgang 146 ist zu den beiden Hül
senschlitzen 122, 124 ausgerichtet. Die Schraubenfeder 142 besitzt einen ersten und
einen zweiten Schenkel 148 bzw. 150, die sich von jedem Ende der Schraubenfeder
142 aus weg von dem Windungsabschnitt 144 erstrecken.
Eine Hülse 156 erstreckt sich gleitend durch den ersten Hülsenschlitz 122,
den Durchgang 146 der Schraubenfeder und den zweiten Hülsenschlitz 124. Die
Hülse 156 kann ferner eine Bohrung 158 zur Aufnahme eines Befestigungselemen
tes, wie z. B. einer Schraube haben. Das Befestigungselement kann dazu benutzt
werden, die Hülse 156 und somit den Kettenspanner 110 in einer Position in der
Nähe der zu spannenden Kette festzulegen. Wenn sich die Hülse 156 in der festge
legten Position befindet, berühren die beiden Schenkel 148, 150 der Schraubenfeder
die Federverschleißfläche 116, und sie üben eine Federkraft auf den länglichen Bac
ken in einer Richtung weg von dem Windungsabschnitt 144 aus.
Eine Bohrung kann seitlich an dem zweiten Endabschnitt 168 des länglichen
Backens 112 im wesentlichen parallel zu der Hülse 156 angeordnet sein, um ein
festliegendes Befestigungselement 170 aufzunehmen. Das festliegende Befestigung
selement 170 kann dazu benutzt werden, den zweiten Endabschnitt 168 schwenkbar
zu lagern, damit der Backen 112 um das festliegende Befestigungselement 170 dre
hen kann.
Fig. 9 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Fig. 8, bei der
statt einer Bohrung in dem zweiten Endabschnitt 168 ein dritter und vierter Hülsen
schlitz 222 bzw. 224 durch den zweiten Endabschnitt 168 des länglichen Backens
112 verläuft. Der dritte Hülsenschlitz 222 ist zu dem vierten Hülsenschlitz 224 aus-,
gerichtet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 ist der zweite Endabschnitt 168
identisch mit dem ersten Endabschnitt 166 ausgebildet.
Wie bei dem ersten Endabschnitt 166 ist eine zweite Schraubenfeder 242
zwischen den beiden Seitenwänden 118 und 120 angeordnet. In der gleichen Weise
wie bei der ersten Schraubenfeder 142 besitzt die zweite Schraubenfeder 242 einen
Windungsabschnitt 244, der einen Durchgang 246 durch sein Inneres bildet. Der
Durchgang 246 der zweiten Schraubenfeder 242 ist mit dem dritten und vierten Hül
senschlitz 222 und 224 ausgerichtet. Die zweite Schraubenfeder 242 besitzt einen
dritten und vierten Schenkel 248, 250, die sich von jedem Ende der zweiten Schrau
benfeder 242 aus weg von dem Windungsabschnitt 244 erstrecken.
Zusammen mit der Verwendung einer zweiten Schraubenfeder ist eine zweite
Hülse 256 vorgesehen, die sich gleitend durch den dritten Hülsenschlitz 222, den
Durchgang 246 der zweiten Schraubenfeder 242 und den vierten Hülsenschlitz 224
erstreckt. Wie bei der ersten Hülse 156 kann die zweite Hülse 256 mit einer Boh
rung 258 zur Aufnahme eines Befestigungselementes wie z. B. einer Schraube ver
sehen sein. Das Befestigungselement kann wiederum dazu benutzt werden, die
zweite Hülse 256 und somit den Endabschnitt 168 in der Nähe der zu spannenden
Kette festzulegen. Wenn sich die zweite Hülse 256 in einer festgelegten Position
befindet, berühren die beiden Schenkel 248, 250 der zweiten Schraubenfeder 242
die Federverschleißfläche 116, und sie üben eine Federkraft auf den länglichen Bac
ken in Richtung weg von dem Windungsabschnitt 244 aus.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in Fig. 10 dargestellt ist, wird
ein geschlitzter Backen 312 ohne Seitenwände oder Hülsenschlitze als Kettenspan
ner 310 verwendet. Wie bei dem Backen 12 des bevorzugten Ausführungsbeispiels,
besitzt der geschlitzte Backen 312 eine Federverschleißfläche 316 gegenüber der
Kettenverschleißfläche 314. Außerdem hat der geschlitzte Backen 312 einen verti
kalen Führungsschlitz 372, der zwischen der Federverschleißfläche 316 und der
Kettenverschleißfläche 314 senkrecht ausgerichtet ist. Der vertikale Führungsschlitz
372 dient dazu, einen festliegenden Führungsstift 374 gleitend aufzunehmen. Der
Führungsstift 374 ist parallel zu der Hülse 356 gerichtet.
Aufgrund des Führungsstiftes 374 kann sich der geschlitzte Backen 312 nur
in Richtung auf die zu spannende Kette und weg von ihr bewegen. Der Führungs
stift 374 sichert somit den geschlitzten Backen 312 gegen Bewegungen in einer
Richtung parallel zur Richtung der Kette. Außerdem stellt der Führungsstift 374
sicher, daß sich der geschlitzte Backen 312 nicht weiter in Richtung auf die Kette
und weg von ihr bewegen kann, als dies durch die Länge des vertikalen Führungs
schlitzes 372 vorgegeben wird. Mit anderen Worten führt der vertikale Führungs
schlitz 372 die gleiche Funktion wie die beiden Hülsenschlitze 22, 24 des oben be
schriebenen bevorzugten Beispiels aus.
Eine Schraubenfeder 342 wird dazu benutzt, ein Federmoment auf die Feder
verschleißfläche 316 des geschlitzten Backens 312 auszuüben. Die Schraubenfeder
312 hat einen Windungsabschnitt 344, der einen Durchgang 346 durch sein Inneres
bildet. Die Schraubenfeder 342 besitzt einen ersten und einen zweiten Schenkel 348
bzw. 350, die sich von jedem Ende der Schraubenfeder 342 aus weg von dem Win
dungsabschnitt 344 erstrecken.
Eine Hülse 356 erstreckt sich gleitend durch den Durchgang 346 der Schrau
benfeder 342. Die Hülse 356 kann ebenfalls eine Bohrung 358 zur Aufnahme eines
Befestigungselementes, z. B. einer Schraube, haben. Das Befestigungselement kann
dazu benutzt werden, die Hülse 356 und somit den Kettenspanner in einer Position
in der Nähe der zu spannenden Kette festzulegen. Wenn sich die Hülse 356 in der
festgelegten Position befindet, berühren die beiden Schenkel 348, 350 der Schrau
benfeder 342 die Federverschleißfläche, und sie üben eine Federkraft auf den ge
schlitzten Backen 312 in Richtung weg von dem Windungsabschnitt 344 aus.
Die beschriebenen Kettenspanner lassen sich mit besonderem Vorteil bei
Synchroneinrichtungen mit nur einem kurzen Kettentrum zwischen benachbarten
Kettenrädern in einer Brennkraftmaschine verwenden. Es versteht sich natürlich,
daß die beschriebenen Kettenspanner auch zum Spannen anderer Einrichtungen
verwendet werden können.
Claims (10)
1. Kettenspanner mit:
einem Backen (12, 112, 312), der eine Kettenverschleißfläche (14, 114, 314) und eine Federverschleißfläche (16, 116, 316) aufweist;
einer Schraubenfeder (42, 142, 342) mit einem Windungsabschnitt (44, 144, 344), der einen Durchgang (46, 146, 346) bildet, und mit einem ersten Schenkel (48, 148, 348) sowie einem zweiten Schenkel (50, 150, 350), die sich von dem Win dungsabschnitt (44, 144, 344) wegerstrecken, um die Federverschleißfläche (16, 116, 316) zu berühren; und
einer Hülse (56, 156, 356), die sich durch den Durchgang (46, 146, 346) erstreckt.
einem Backen (12, 112, 312), der eine Kettenverschleißfläche (14, 114, 314) und eine Federverschleißfläche (16, 116, 316) aufweist;
einer Schraubenfeder (42, 142, 342) mit einem Windungsabschnitt (44, 144, 344), der einen Durchgang (46, 146, 346) bildet, und mit einem ersten Schenkel (48, 148, 348) sowie einem zweiten Schenkel (50, 150, 350), die sich von dem Win dungsabschnitt (44, 144, 344) wegerstrecken, um die Federverschleißfläche (16, 116, 316) zu berühren; und
einer Hülse (56, 156, 356), die sich durch den Durchgang (46, 146, 346) erstreckt.
2. Kettenspanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Backen (12, 112) eine erste Seitenwand (18, 118), die sich von der
Federverschleißfläche (16, 116) wegerstreckt und einen ersten Hülsenschlitz (22,
122) aufweist, und eine der ersten Seitenwand (18, 118) gegenüberliegende zweite
Seitenwand (20, 120) aufweist, die sich von der Federverschleißfläche (16,116) weg
erstreckt und einen zu dem ersten Hülsenschlitz (22, 122) ausgerichteten zweiten
Hülsenschlitz (24, 124) aufweist;
wobei die Schraubenfeder (42, 142) zwischen der ersten Seitenwand
(18, 118) und der zweiten Seitenwand (20, 120) des Backens (12, 112) angeordnet ist
und hierbei der Durchgang (46, 146) zu mindestens einem Abschnitt des ersten Hül
senschlitzes (22, 122) und des zweiten Hülsenschlitzes (24, 124) ausgerichtet ist.
3. Kettenspanner nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine
erste Rampe (30) und eine zweite Rampe (32) an der Federverschleißfläche (16), die
so angeordnet und ausgebildet sind, daß der erste Schenkel (48) der Schraubenfeder,
(42) die erste Rampe (30) gleitend berührt und der zweite Schenkel (50) der Schrau
benfeder (42) die zweite Rampe (32) gleitend berührt.
4. Kettenspanner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet; daß das
Ende des ersten Schenkels (48) um einen Winkel von ungefähr 90° abgewinkelt ist,
um einen ersten Endabschnitt (52) zu bilden, und das Ende des zweiten Schenkels
(50) um einen Winkel von ungefähr 90° abgewinkelt ist, um einen zweiten Endab
schnitt (54) zu bilden, daß der erste Endabschnitt (52) und der zweite Endabschnitt
(54) zu der ersten Seitenwand (18) und der zweiten Seitenwand (20) senkrecht aus
gerichtet ist, derart, daß der erste Endabschnitt (52) die erste Rampe (30) gleitend
berührt und der zweite Endabschnitt (54) die zweite Rampe (32) gleitend berührt.
5. Kettenspanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbin
dung mit Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse (56) eine zylindrische Form mit einem abgestuften Querschnitt hat, welcher einen oberen Flansch (60), ein unteres Ende (62) und einen zentralen Körper (64) aufweist, der zwischen dem oberen Flansch (60) und dem un teren Flansch (62) angeordnet ist, derart, daß der obere Flansch (60) einen Außen durchmesser D1, der zentrale Körper (64) einen Außendurchmesser D2 und das untere Ende (62) einen äußeren Durchmesser D3 hat, wobei D1 < D2 < D3 gilt, daß der erste Hülsenschlitz (22) eine Breite hat, die ungefähr gleich D2 ist; und
daß der zweite Hülsenschlitz (24) eine Breite hat, die ungefähr gleich D3 ist.
daß die Hülse (56) eine zylindrische Form mit einem abgestuften Querschnitt hat, welcher einen oberen Flansch (60), ein unteres Ende (62) und einen zentralen Körper (64) aufweist, der zwischen dem oberen Flansch (60) und dem un teren Flansch (62) angeordnet ist, derart, daß der obere Flansch (60) einen Außen durchmesser D1, der zentrale Körper (64) einen Außendurchmesser D2 und das untere Ende (62) einen äußeren Durchmesser D3 hat, wobei D1 < D2 < D3 gilt, daß der erste Hülsenschlitz (22) eine Breite hat, die ungefähr gleich D2 ist; und
daß der zweite Hülsenschlitz (24) eine Breite hat, die ungefähr gleich D3 ist.
6. Kettenspanner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Seitenwand (18) eine erste Gegenbohrung (26) aufweist, die an einem Ende des ersten Hülsenschlitzes (22) nächst der Federverschleißfläche (16) des Backens (12) angeordnet ist, wobei die erste Gegenbohrung (26) einen Durchmesser hat, der ungefähr gleich D1 ist, um den oberen Flansch (60) der Hülse (56) aufzunehmen; und
daß die zweite Seitenwand (20) eine zweite Gegenbohrung (28) auf weist, die an einem Ende des zweiten Hülsenschlitzes (24) nächst der Federver schleißfläche (16) des Backens (12) angeordnet und zu der ersten Gegenbohrung (26) ausgerichtet ist, wobei die zweite Gegenbohrung (28) einen Durchmesser hat, der ungefähr gleich D2 ist, um den zentralen Körper (64) der Hülse (56) aufzuneh men.
daß die erste Seitenwand (18) eine erste Gegenbohrung (26) aufweist, die an einem Ende des ersten Hülsenschlitzes (22) nächst der Federverschleißfläche (16) des Backens (12) angeordnet ist, wobei die erste Gegenbohrung (26) einen Durchmesser hat, der ungefähr gleich D1 ist, um den oberen Flansch (60) der Hülse (56) aufzunehmen; und
daß die zweite Seitenwand (20) eine zweite Gegenbohrung (28) auf weist, die an einem Ende des zweiten Hülsenschlitzes (24) nächst der Federver schleißfläche (16) des Backens (12) angeordnet und zu der ersten Gegenbohrung (26) ausgerichtet ist, wobei die zweite Gegenbohrung (28) einen Durchmesser hat, der ungefähr gleich D2 ist, um den zentralen Körper (64) der Hülse (56) aufzuneh men.
7. Kettenspanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbin
dung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Backen (112) eine längliche Form mit einem ersten Endab schnitt (166) und einem zweiten Endabschnitt (168) aufweist, und
daß der erste Hülsenschlitz (122) und der zweite Hülsenschlitz (124) an dem ersten Endabschnitt (166) des Backens (112) angeordnet ist.
daß der Backen (112) eine längliche Form mit einem ersten Endab schnitt (166) und einem zweiten Endabschnitt (168) aufweist, und
daß der erste Hülsenschlitz (122) und der zweite Hülsenschlitz (124) an dem ersten Endabschnitt (166) des Backens (112) angeordnet ist.
8. Kettenspanner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
zweite Endabschnitt (168) des Backens (112) an einem ortsfesten Befestigungsele
ment (170) schwenkbar angebracht ist.
9. Kettenspanner nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch
einen dritten Hülsenschlitz (122) an der ersten Seitenwand (118) des zweiten Endabschnittes (168) des Backens (112);
einen vierten Hülsenschlitz (224) an der zweiten Seitenwand (120) an dem zweiten Endabschnitt (168) des Backens (112), wobei der vierte Hülsenschlitz (224) zu dem dritten Hülsenschlitz (222) ausgerichtet ist; und
eine zweite Schraubenfeder (42) mit einem einen Durchgang (246) bildenden Windungsabschnitt (244), wobei die zweite Schraubenfeder (222) eben falls einen dritten Schenkel (248) und einen vierten Schenkel (250) aufweist, die sich von dem Windungsabschnitt (244) wegerstrecken, um die Federverschleißflä che (116) zu berühren; und
eine zweite Hülse (256), die sich durch den Durchgang (246) der zwei ten Schraubenfeder (242) erstreckt.
einen dritten Hülsenschlitz (122) an der ersten Seitenwand (118) des zweiten Endabschnittes (168) des Backens (112);
einen vierten Hülsenschlitz (224) an der zweiten Seitenwand (120) an dem zweiten Endabschnitt (168) des Backens (112), wobei der vierte Hülsenschlitz (224) zu dem dritten Hülsenschlitz (222) ausgerichtet ist; und
eine zweite Schraubenfeder (42) mit einem einen Durchgang (246) bildenden Windungsabschnitt (244), wobei die zweite Schraubenfeder (222) eben falls einen dritten Schenkel (248) und einen vierten Schenkel (250) aufweist, die sich von dem Windungsabschnitt (244) wegerstrecken, um die Federverschleißflä che (116) zu berühren; und
eine zweite Hülse (256), die sich durch den Durchgang (246) der zwei ten Schraubenfeder (242) erstreckt.
10. Kettenspanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Federverschleißfläche (316) und der Kettenver
schleißfläche (314) ein vertikaler Führungsschlitz (372) senkrecht ausgerichtet ist,
welcher einen ortsfesten Führungsstift (374) gleitend aufnimmt, welcher Bewegun
gen des Backens (312) unterbindet, wobei die Hülse (356) relativ zu dem Füh
rungsstift (374) ortsfest ist.
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