DE3623903C1 - Device for the automatic tensioning of a chain - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Spannen einer Kette nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus der US-PS 43 71 360 bekannt. Diese Vorrichtung weist zum Blockieren der axialen Bewegung des Kolbens einen im Gehäuse exzentrisch zur Längsachse des Führungsteils sitzenden Sperrstift auf, welcher lösbar in eine schlitzförmige Nut des zum Sperrstift verlängerten axialen Endes des Führungsteils eingreift. Der Sperrstift muß zum Unterbrechen der axialen Bewegung des Kolbens fest in die schlitzförmige Nut eingeschraubt sein, um die Rotationsbewegung des durch die Drehfelder beaufschlagten Führungsteils zu verhindern. Nachteilig ist dabei, daß der Sperrstift nur dann in die schlitzförmige Nut eingreifen kann, wenn diese sich in einer für den Sperrstift zugänglichen Stellung befindet. Die jeweilige Stellung der Nut kann jedoch von außen nicht eingesehen werden, so daß der Sperrstift im Normalfall erst nach mehrmaligem Probieren, d. h. Verschrauben gegen das axiale Ende des Führungsteils, in die Nut eingreift. Bei unzulässig kräftigem Verschrauben des Sperrstiftes gegen das Führungsteil besteht die Gefahr von Lagerverschiebungen in axialer Richtung und damit von Beschädigungen der Lager sowie des axialen Endes des Führungsteils. Im übrigen ist es zum Ändern der Nutstellung unumgänglich, das Führungsteil zu drehen. Eine solche Drehbewegung ist jedoch im eingebauten Zustand der Vorrichtung nicht durchführbar, da weder eine Verschiebebewegung des Kolbens hin zur Kette noch von dieser weg möglich ist. Da in den meisten Fällen zum Blockieren der axialen Kolbenbewegung also ein Ausbau der Vorrichtung erforderlich sein wird, ist diese bekannte Vorrichtung deshalb auch umständlich handhabbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der obengenannten Art so auszugestalten, daß eine Blockier- und Freigabestellung der Vorrichtung auf einfache Weise wirksam und verschleißarm durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch das Zusammenwirken von Anschlag und Kolben ist es, beispielsweise beim Auswechseln der Kette, beim Transport und beim Ein- oder Ausbau der Vorrichtung, möglich, den Kolben in seiner zurückgezogenen Stellung festzuhalten. Dem Schraubgewindegriff zwischen dem Kolben und dem Führungsteil kommt deshalb aufgrund der Selbsthemmung die zusätzliche Funktion zu, den Kolben in der zurückgezogenen Stellung festzulegen. Die Handhabung ist sehr einfach, da der Kolben nur gegen den Anschlag geschraubt zu werden braucht, was auch im eingebauten Zustand unproblematisch möglich ist. Zur neuerlichen Inbetriebnahme der Vorrichtung braucht dann nur der Anschlag geringfügig gelöst zu werden, damit die Anpressung zwischen den Gewindegängen aufgehoben wird und die Drehfeder den Kolben wieder gegen die Kette verschraubt. Verschleißbedingte Abnutzungen treten nicht auf.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung geht aus Patentanspruch 2 hervor. Die Ansetzflächen für ein Drehwerkzeug lassen sich mit vernachlässigbar geringem Werkzeug- oder Arbeitsaufwand bei der Herstellung des Kolbens oder der Kolbenplatte anbringen. Sind die Ansetzflächen als Abflachungen ausgebildet, läßt sich der Kolben mit einem passenden Schraubenschlüssel leicht in die zurückgezogene Stellung verschrauben, in der er dann durch das Blockieren der in Eingriff stehenden Gewinde gehalten bleibt.

Ein weiteres, zweckmäßiges Merkmal geht aus Patentanspruch 3 hervor. Den das Blockieren des Kolbens in der zurückgezogenen Stellung bewirkenden Teilen der Vorrichtung kommt die zusätzliche Aufgabe einer Federführung zu, mit der vermieden wird, daß die Feder in gespanntem Zustand ausknickt bzw. an der Kolbenwand reibt.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform geht schließlich aus Patentanspruch 4 hervor. Diese Ausführungsform ist herstellungstechnisch einfacher, weil die in Drehrichtung wirksamen Abstützungen für die Federenden nicht in das Gehäuse bzw. den Kolben eingebaut zu werden brauchen, die deshalb einfach und rasch herstellbare Drehteile sind. Die Drehkraft der Feder wird trotzdem in der gewünschten Weise auf den Kolben übertragen, da die Kolbenplatte, mit der die zusätzliche Federung erzielt wird, mit dem Kolben verschiebbar aber undrehbar gekoppelt ist und auf diese Weise die Drehkraft unmittelbar auf den Kolben überträgt.

Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Kettentriebes mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum selbsttätigen Spannen der Kette,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer solchen Vorrichtung,

Fig. einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführunsform,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform,

Fig. 4a einen Querschnitt in der Ebene IV-IV von Fig. 4,

Fig. 5 einen Teil eines Längsschnittes durch eine weitere Ausführungsvariante,

Fig. 5a einen Querschnitt in der Ebene V-V von Fig. 5,

Fig. 6 einen Teil eines Längsschnittes durch eine weitere Ausführungsform, und

Fig. 7 einen Teil eines Längsschnittes einer weiteren Ausführungsform.

In Fig. 1 ist schematisch ein Kettentrieb 1, beispielsweise ein Nockenwellenantrieb eines Verbrennungsmotors mit obenliegenden Nockenwellen, gezeigt, der eine endlose Antriebskette 2 aufweist, die über zwei getriebene Räder 3 und ein Antriebsrad 4 läuft und dazwischen von einem Umlenkrad 5 umgelenkt wird. Kettenführungen 6 stützen die Kette an ihren freien Trumen ab. Ein Trum 12 der Kette 2 wird durch eine Kettenspannvorrichtung 7 beaufschlagt, die aus einer in eine angedeutete Gehäusewand 9 eingeschraubten Vorrichtung 8 zum selbsttätigen Spannen der Kette und aus einem kufenförmigen Kettengleitstück 10 besteht, das um eine Achse 11 schwenkbar ist. Mit der Vorrichtung 8 wird in Richtung eines Pfeiles 13 ein gleichmäßiger Spanndruck auf die Kette 2 ausgeübt. Ruckartige Rückdruckkräfte in Richtung eines Pfeiles 14 nimmt die Vorrichtung 8 entweder gefedert oder starr auf.

In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform der Vorrichtung 8 erkennbar. Diese weist ein topfförmiges Gehäuse mit einem nach rechts weisenden Führungsteil 15 und einen Gehäuseboden 16 auf. Der Führungsteil 15 ist bei dieser Ausführungsform als Führungshülse 17 ausgebildet, die ein Außengewinde 18 sowie ein Innengewinde 19 aufweist. Das Innengewinde 19 ist zweckmäßigerweise ein mehrgängiges, vorzugsweise viergängiges, Normgewinde mit einer Steigung von 3 mm und einem Steigungswinkel von annähernd 4°, und ist in die Innenwand einer Sackbohrung 20 der Führungshülse 17 eingeschnitten.

In der Führungshülse 17 ist ein topfförmiger Kolben 21 verschraubbar untergebracht, der an der Außenseite seiner Kolbenwand 22 ein zum Innengewinde 19 passendes Außengewinde 23 trägt. Der Kolben 21 ragt mit seinem freien Ende 24 aus dem vorderen Ende der Führungshülse 17 hervor und trägt ein Kissen 25 aus elastischem Material, das durch Kleben oder Vulkanisieren an einem Bolzen 26 festgelegt ist, der in einer Bohrung 27 im freien Ende 24 des Kolbens 21, z. B. durch Einpressen, festgelegt ist.

Nahe dem freien Ende 24 des Kolbens 21 ist in der Kolbenwand 22 ein Radialstift 28 festgelegt. Nahe dem Gehäuseboden 16 ist in der Wand der Führungshülse 17 ein hohler Radialstift 29 festgelegt, z. B. ein Kerb- oder Spannstift. Im Inneren des Kolbens 21 befindet sich eine Drehfeder 30, die mit einem Ende 31 am Radialstift 29 und mit dem anderen Ende 32 am Radialstift 28 abgestützt oder verankert ist. Die Drehfeder 30 ist bei dieser Ausführungsform eine Schraubenfeder, deren Federgänge so angeordnet sind, daß die Drehfeder beim Einschrauben des Kolbens 21 in die Führungshülse 17 aufgedreht wird.

Der Bolzen 26 bildet mit seinem im Inneren des Kolbens 21 liegenden Ende 33 einen Gegenanschlag für einen Anschlag 34, der mittels eines Gewindes 35 und eines, z. B. sechskantigen, Kopfes 36 im Gehäuseboden 16 verschraubbar ist. Der Anschlag 34 bildet zusammen mit dem Bolzen 26 eine Führung für die Drehfeder 30.

In Fig. 2 ist die Vorrichtung 8 in ihrer Transport- oder Montagestellung gezeigt, in der der Kolben 21 soweit in die Führungshülse 17 hineingeschraubt ist, daß der Anschlag 34 gegen den Gegenanschlag 33 drückt und die gegeneinanderliegenden Gewindegänge der Gewinde 19 und 23 blockiert. Die Gewinde 19 und 23 sind selbsthemmend. Der Gehäuseboden 16 hat zweckmäßigerweise eine sechskantige Form.

In der dargestellten Stellung wird die Vorrichtung 8 in die Gehäusewand 9 (s. Fig. 1) eingeschraubt. Das freie Ende 24 bzw. das Kissen 25 (sofern letzteres vorhanden ist) steht in einem Abstand vom Kettengleitstück 10. Die Kette 2 ist nicht gespannt. Daraufhin wird durch Drehen am Kopf 36 der Anschlag 34 gelöst und in Fig. 2 nach links verschraubt, bis sich der Anschlag 34 vom Gegenanschlag 33 löst. Die unter Drehvorspannung stehende Drehfeder 30 übt auf den Kolben 21 ein Drehmoment aus, so daß sich der Kolben mit seinem Außengewinde 23 im Innengewinde 19 der Führungshülse 17 nach rechts verschraubt, bis er gegen das Kettengleitstück 10 anliegt und dieses mit einer vorgewählten Anpreßkraft in Fig. 1 um die Achse 11 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei die Kette 2 gespannt wird. Der für die Kettenspannfunktion nutzbare Arbeitshub des Kolbens 21 ist in Fig. 2 mit S angedeutet. Sobald die Reaktionskraft der Kette 2 mit der Drehkraft der Drehfeder 30 ins Gleichgewicht kommt, beendet der Kolben 21 seine Schraubbewegung. Die Kette ist gespannt, der Gegenanschlag 33 steht in beträchtlichem Abstand vom Anschlag 34.

Sobald dann der Kettentrieb 1 zu laufen beginnt, wird die Kette 2 in der gewünschten Weise gespannt gehalten. Längt sich die Kette 2, so überwiegt die Drehkraft der Feder 30 und der Kolben 21 wird weiter nach rechts verschraubt, bis die gewünschte Kettenspannung wieder erreicht ist. Strafft sich das Kettentrum 12 aus irgendeinem Grund, so übt die Kette 2 eine Rückdruckkraft in Richtung des Pfeiles 14 auf den Kolben 21 aus. Da die Gewinde 19, 23 selbsthemmend sind, gibt der Kolben 21 nicht nach, sondern das Kettengleitstück 10 wird unverändert abgestützt. Eine gewisse begrenzte, elastische Nachgiebigkeit ist jedoch dank des Kissens 25, das eine zusätzliche Federung 43 bildet, gegeben. Wird diese zusätzliche Federung 43 nicht benötigt, so kann das freie Ende 24 des Kolbens 21 auch unmittelbar am Kettengleitstück 10 anliegen. Dann ist gewährleistet, daß bei Rückdruckkräften seitens der Kette 2 das Kettengleitstück 10 nicht nachgibt.

Soll beispielsweise die Kette 2 ausgetauscht werden, so wird zunächst der Kolben 2 gegen die Kraft der Drehfeder 30 in die Führungshülse 17 hineingeschraubt, bis der Gegenanschlag 33 am Anschlag 34 anliegt und die Gewinde 19 und 23 gegeneinander blockiert sind. Dann kann entweder das Gleitstück 10 soweit beiseite geschwenkt werden, bis die neue Kette 2 aufgelegt ist, oder kann die Vorrichtung 8 insgesamt ausgebaut werden, um beim Auflegen der Kette nicht mehr zu stören. Die neuerliche Inbetriebnahme der Vorrichtung erfolgt in der eingangs erwähnten Weise.

Die Ausführungsform der Vorrichtung 8′ gemäß der Fig. 3 unterscheidet sich von der vorerwähnten dadurch, daß am freien Ende 24 des Kolbens 21 keine zusätzliche Federung 42 vorgesehen ist, daß ferner die Führungshülse 17 eine radiale Einlaßöffnung 37 für ein Schmier- oder Druckmittel aufweist, und daß der Anschlag 34′ nicht gegen einen Gegenanschlag 33, sondern gegen das hintere Ende des Kolbens 21 zur Anlage bringbar ist, wenn dieser in der Montagestellung verriegelt werden soll. Das Gehäuse 15′, das die Führungshülse 17 bildet, enthält im Gehäuseboden 16′ den Anschlag 34′ exzentrisch zur Längsachse des Kolbens, derart, daß er mittels eines Gewindes 35′ und eines Kopfes 36′ gelöst werden kann, um die Blockierung zwischen dem Gewinde 19 und 23 zu lösen. Darüber hinaus arbeitet die Vorrichtung 8′ gemäß Fig. 2.

Die Ausführungsform der Vorrichtung 8″ gemäß Fig. 4 weist ein Gehäuse auf, bei dem der Gehäuseboden 16′ an der der Führungshülse abgewandten Seite durch einen Fortsatz verlängert ist, in dem der Gewindeabschnitt 35′ mit dem Kopf 36 verschraubbar ist, wobei der Gewindeabschnitt 35′ den Anschlag 34 trägt, der mit dem Gegenanschlag 33 in der vorerwähnten Weise zusammenarbeitet.

Der Gegenanschlag 33 ist an einem verdickten Kopfteil 38 des Bolzens 26′ angeordnet. Der Bolzen 26′ ist bei dieser Ausführungsform im geringfügig abgewandelten Kolben 21′ in Längsrichtung verschiebbar geführt. Die zusätzliche Federung 43, über die dieses Ausführungsbeispiel verfügt, weist eine Kolbenplatte 39 auf, die eine zum Kolben 21′ weisende Kolbenschürze 48 besitzt. Die Kolbenschürze 48 ist bei 40 abgeflacht und steht mit Gegenflächen 41 am freien Ende 24 des Kolbens 21′ in drehfester Schiebeverbindung. Zwischen dem freien Ende 24 des Kolbens 21 und der Unterseite der Kolbenplatte 39 ist eine Druckfeder 42 eingeordnet. Am Ende des Federweges der Feder 42 wird der Kolbenschürze 48 an einer Schulter 21′a starr abgefangen. Ferner sind im Unterschied zu den vorher erwähnten Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 an der Verdickung 38 des Bolzens 26′ zwei diametral gegenüberliegende Zapfen 42 angeordnet. Der Anschlag 34 wird von einem Querstift 41 durchsetzt, dessen Enden freiliegen. Die Drehfeder 30, die aus einer Drehfederanordnung aus mehreren Schraubenfedern bestehen kann, ist bei 41 und 42 mit ihren Enden in der erwähnten Weise abgestützt. Ihr Drehmoment überträgt die Drehfeder 30 über die formschlüssige Verbindung zwischen der Schürze 48, der Abflachung 40 und der Gegenfläche 41 auf den Kolben 21′. Über einen seitlichen Einlaß 37 kann ein Schmiermittel oder ein Druckmittel in das Innere der Vorrichtung 8″ gebracht werden.

Die Vorrichtung 8″ gemäß den Fig. 4 und 4a funktioniert wie die Ausführungsform von Fig. 2. Treten in Fig. 1 in Richtung des Pfeiles 14 Stöße oder ruckartige Bewegungen der Kette 2 auf, so wird die Kolbenplatte 39 unter Zusammendrücken der Feder 42, gegebenenfalls bis zum Anschlag, zum Kolben hin verschoben. Der Kolben 21′ ist dann jedoch über die blockierenden Gewinde 19, 23 in seiner Blockierstellung abgestützt.

Bei der Ausführungsform der Fig. 5 und 5a ist im freien Ende 24 des Kolbens 21′ wiederum der Bolzen 26′ verschieblich geführt, der mit der Kolbenplatte 39 verbunden ist. Die Feder 42 gestattet der Kolbenplatte 39 eine begrenzte Hubbewegung gegen die Federvorspannung. Wie Fig. 5a verdeutlicht, sind an der Kolbenplatte 39 und am freien Ende 24 des Kolbens 21 Abflachungen 41, 44 vorgesehen, die das Ansetzen eines Drehwerkzeuges zum Verdrehen des Kolbens 21 gegen die Kraft der nicht-gezeigten Drehfeder gestatten, um die Vorrichtung in die Montage- oder Austauschstellung bringen zu können.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist die Kolbenplatte 39′ als ebener Ring ausgebildet, der auf dem Bolzen 26′ befestigt und mit diesem im Kolben 21 verschieblich gelagert ist. Im Inneren des Kolbens 21 ist die Verdickung 38 mit dem Bolzen 26′ verbunden, die den Gegenanschlag 33 bildet und zugleich das Herausziehen des Bolzens 26 aus dem Kolben 21 verhindert. Der Radialstift 28 dient zum Verankern eines Endes der nicht-gezeigten Feder. Zur begrenzt, federnden Abstützung der Kolbenplatte 39′ sind zwischen dem Kolben 21 und der Kolbenplatte 39′ mehrere Tellerfedern 42′ vorgesehen.

Bei der Ausführungsform von Fig. 7, die der Ausführungsform von Fig. 1 ähnlich ist, ist am freien Ende des Kolbens 21″ eine Ringnut 46 vorgesehen, in die ein Rand 25′ a des aus elastischem Material bestehenden Kissens 25′ eingeknüpft ist. Der Bolzen 26 ist in den Kolben 21″ eingepreßt. Zwischen dem Bolzen 26 und dem Kissen 25 wird ein Hohlraum 47 begrenzt, der je nach Auslegung und gegebenenfalls Befüllung mit einem Dämpfungsmedium die Federkennlinie bzw. Dämpfungscharakteristik mitbeeinflußt, die mit dem Kissen 25 bei Auftreten von in Fig. 1 in Richtung des Pfeiles 14 gerichteten Kräften zum Abfedern oder Abdämpfen eingesetzt wird. Die nichtgezeigte Drehfeder ist bei der Ausführungsform von Fig. 7 mit einem Ende am Radialstift 28 verankert.

Denkbar wäre es ferner, den bei den vorerwähnten Ausführungsformen innen in der Führungshülse 17 geführten Kolben 21, 21′, 21″ außen auf dem dann gegebenenfalls aus Vollmaterial gebildeten Führungsteil 15 anzuordnen und am Kolben ein Innen- und am Führungsteil ein Außengewinde anzuordnen. Die Drehfeder könnte dann den Kolben außen umfassen, so daß sie mit einem günstigeren Hebelarm ihrer Drehkraft zur Wirkung käme. Möglich wäre es ferner, bei der Ausführungsform von Fig. 4 anstelle des Gewindeabschnitts 35″ einen zylindrischen Paßteil vorzusehen, so daß mit dem Kopf 36 und dem dann kurz auszubildenden Anschlag 34, der nur den Querstift 41 für die Federverankerung zu tragen hätte, zum Verschrauben des Kolbens 21′ der Kopf 36 so lange gedreht zu werden bräuchte, bis mittels der Drehfeder 30 der Kolben 21′ in die Führungshülse 17 zurückgezogen ist. Auf diese Weise könnte das Verschrauben des Kolbens 21 für die Montage ausschließlich von der Seite des Gehäusebodens 16″ her vorgenommen werden. Es wäre dann nur dafür Sorge zu tragen, daß sich im Betrieb der Kopf 36 nicht unter der Drehkraft der Drehfeder selbsttätig verdrehen kann. Das Gehäuse bzw. der Führungsteil 15 könnte ohne Außengewinde 18 mittels einer seitlichen Schraube oder eines anderen seitlich angreifenden Befestigungselementes festgelegt werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Spannen einer Kette o. dgl., mit einem Gehäuse mit einem zur Kette weisenden Führungsteil für einen daran zumindest in axialer Richtung bewegbar gelagerten Kolben, mit einer den Kolben in Bewegungsrichtung zur Kette über ein zwischen dem Kolben und dem Führungsteil vorgesehenes selbsthemmendes Schraubengewinde beaufschlagenden und gegen die Kette spannenden Drehfeder und mit einer von der Außenseite des Gehäuses zugänglichen Vorrichtung zum Blockieren der axialen Bewegung des Kolbens, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bodenteil (16, 16′) des Gehäuses ein in Axialrichtung des Kolbens (21, 21′) abgestützter Anschlag (34, 34′) verschraubbar ist, gegen den der Kolben in seiner eingefahrenen Stellung bis zur Blockierung der aneinanderliegenden Gewindegänge der Gewinde (19, 23) schraubbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (21′) Ansetzflächen (40, 41, 44) für ein Drehwerkzeug vorgesehen sind, um den Kolben zum Blockieren verschrauben zu können.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (21, 21′) einen Bolzen (26) oder eine Kolbenstange (26′) aufweist, deren jeweiliges im Inneren des Kolbens (21, 21′) liegendes Ende ein Gegenanschlag (33) für den Anschlag (34) ist, und daß der Anschlag (34′) und der Bolzen (26) bzw. die Kolbenstange (26′) als Federführung dienen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im freien Ende (24) des Kolbens (21, 21′) mit der Kolbenstange (26′) eine Kolbenplatte (39, 39′) verschiebbar gelagert ist und undrehbar abgestützt ist, und daß der in den Kolben (21, 21′) ragende Anschlag (34) und die Kolbenstange (26′, 38) radiale Vorsprünge (41, 42), vorzugsweise die freien Enden von Querstiften, tragen, die als Drehabstützung für jeweils ein Ende (31, 32) der Drehfeder (30) dienen.