DE3737629A1 - Selbsttaetige spannvorrichtung mit einem freikolben - Google Patents
Selbsttaetige spannvorrichtung mit einem freikolbenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Spannvor
richtung mit einem Freikolben zur Einregelung der Spannung
beispielsweise eines Zahnriemens eines Kraftfahrzeugmotors.
Es wurden bereits verschiedene Bauarten von selbsttätigen
Spannvorrichtungen vorgeschlagen, die dazu dienen, ein Lok
kern oder Durchhängen eines Zahnriemens für einen Kraft
fahrzeugmotor zu verhindern. Ein Beispiel für eine solche
selbsttätige Spannvorrichtung ist in der JP-Patent-OS
Nr. 59(1984)-1 26 144 offenbart und in der hier beigefügten
Fig. 4 gezeigt.
Diese Spannvorrichtung nach dem Stand der Technik umfaßt,
wie die Fig. 4 zeigt, einen Hauptkörper 1, in dem ein Kol
ben 2 verschiebbar angeordnet ist, der mittels eines Dich
tungsglieds 3 eine großkalibrige Ölkammer 4 abgrenzt und
ständig in Richtung zu dieser Ölkammer 4 hin unter dem
Druck einer Feder 7 steht, die zwischen einen am Hauptkörper
1 gehaltenen Schnappring 5 sowie eine Schulter 6 am Kolben
2 eingefügt ist.
Der Kolben 2 ist mit einer Bohrung 8 versehen, in die ein
Kolbenschieber 9 verschiebbar eingesetzt ist, der eine klein
kalibrige Ölkammer 11 abgrenzt, die über einen engen Durch
laß 10 mit der großkalibrigen Ölkammer 4 in Verbindung steht
und nach außen hin durch einen Dichtungsring 12 abgeschlossen
ist. Am der Ölkammer 11 gegenüberliegenden offenen Ende der
Bohrung 8 ist ein Schnappring 13 gehalten, an dem eine Stufe
14 des Kolbenschiebers 9 zur Anlage kommen kann, um einen
Austritt dieses Kolbenschiebers 9 zu verhindern. Ein Kopfteil
9 a des Kolbenschiebers 9 ragt aus dem Hauptkörper 1 heraus,
wobei die Stirnfläche 9 b des Kopfteils 9 a als eine Druck
oder Stößelfläche der selbsttätigen Spannvorrichtung wirkt.
Wenn die Motortemperatur von einem Normalwert zu einem erhöh
ten Wert ansteigt, so wird zwischen einer Nocken- und einer
Kurbelwelle eine Wärmedehnung hervorgerufen, so daß die Span
nung eines Riemens a (Fig. 3) erhöht wird. Da hierbei die
auf den Kolbenschieber 9 wirkende Belastung vergrößert wird,
wird auch der innere Öldruck in der kleinkalibrigen Ölkammer
11 erhöht. Deshalb fließt Öl von der kleinkalibrigen Ölkam
mer 11 durch den engen Durchlaß 10 in die großkalibrige Öl
kammer 4, was zum Ergebnis hat, daß der Kolbenschieber 9 im
Hauptkörper 1 nach unten bewegt und die Erhöhung in der Riemen
spannung aufgenommen wird. Die Fig. 3 zeigt die allgemeine
Ausbildung einer selbsttätigen Spannvorrichtung c, die an
einem Träger b gehalten ist und mittels einer mitlaufenden
Riemenscheibe d einen Druck auf den Riemen a ausübt.
Wenn andererseits die Motortemperatur vom hohen Wert zum Nor
malwert abfällt, dann wird die Riemenspannung vermindert, so daß
auch die auf den Kolbenschieber 9 wirkende Belastung her
abgesetzt wird. Auf Grund des Öldrucks in der kleinkali
brigen Ölkammer 11 wird folglich der Kolbenschieber 9 aus dem
Hauptkörper 1 herausgeschoben, so daß er auf den Riemen Druck
ausübt, womit die Herabsetzung in der Riemenspannung aufge
nommen werden kann. Auf diese Weise kann eine geeignete und
korrekte Riemenspannung aufrechterhalten werden.
Bei dieser selbsttätigen Spannvorrichtung nach dem Stand der
Technik empfängt jedoch der Kolbenschieber 9 die Belastung
vom Riemen und sein Boden ist der kleinkalibrigen Ölkammer
11 zugewandt. Wird der Kolbenschieber 9 nach unten gedrückt,
so wird in der kleinkalibrigen Ölkammer 11 ein hoher Öldruck
erzeugt, der dann durch einen Spalt zwischen dem Kolbenschie
ber 9 und dem Kolben 2 auf den Dichtungsring 12 einwirkt,
so daß an diesem ein schädlicher Einfluß, indem der Ring 12
verformt wird, hervorgerufen wird. Weil ferner der hohe Öl
druck in der kleinkalibrigen Ölkammer 11 durch den engen
Durchlaß 10 auch in der großkalibrigen Ölkammer 4 zur Wir
kung kommt, in der sich ebenfalls die Druckkraft der Feder 7
auswirkt, hat der hohe Öldruck in der großkalibrigen Ölkammer
4 über den Spalt zwischen dem Kolben 2 und dem Hauptkörper
1 einen schädlichen Einfluß auf das Dichtungsglied 3. Folg
lich wird aus den genannten Gründen die Dichtungswirkung und
-funktion des Dichtungsglieds 3 sowie des Dichtungsringes 12
beeinträchtigt, so daß Öl an diesen Dichtungselementen vor
bei austritt.
Der Erfindung liegt insofern die Aufgabe zugrunde, die Nach
teile der selbsttätigen Spannvorrichtung nach dem Stand der
Technik zu beseitigen.
Hierbei ist es ein Ziel der Erfindung, eine neue und ver
besserte selbsttätige Spannvorrichtung der Freikolbenbauart
zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung einer
selbsttätigen Spannvorrichtung der Freikolbenbauart, bei der
die Abdichtfunktion eines Dichtungselements in keiner Weise
verschlechtert wird.
Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung wird eine
selbsttätige Spannvorrichtung der Freikolbenbauart geschaf
fen, die umfaßt: einen Hauptkörper, einen in diesem ver
schiebbar angeordneten Kolben, der zusammen mit dem Haupt
körper eine erste Ölkammer bildet, einen im Hauptkörper ver
schiebbar angeordneten Freikolben, der zusammen mit dem Kol
ben eine zweite Ölkammer bildet, ein erstes Dichtungsglied,
das zwischen dem Hauptkörper sowie dem Kolben angeordnet ist,
ein zweites Dichtungsglied, das zwischen dem Freikolben sowie
einer Stange des Kolbens angeordnet ist, einen im Kolben aus
gebildeten Ölkanal, der eine Verbindung zwischen der ersten
sowie zweiten Ölkammer herstellt, ein im Ölkanal liegendes
Rückschlagventil, eine erste Feder, die den Kolben in Rich
tung zur zweiten Ölkammer hin belastet, und eine zweite Fe
der, die den Freikolben ebenfalls in Richtung zur zweiten Öl
kammer hin belastet.
Die Aufgabe und die Ziele sowie die Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen
Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsfor
men deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt einer selbsttätigen Spannvorrich
tung der Freikolbenbauart gemäß der Erfindung in
einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 einen Axialschnitt einer erfindungsgemäßen Spann
vorrichtung in einer zweiten Ausführungform;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Spannvorrichtung und
deren Lagebeziehung zu einem Riemen, der gespannt ge
halten werden soll;
Fig. 4 einen Axialschnitt einer herkömmlichen selbsttätigen
Spannvorrichtung.
Gemäß Fig. 1 weist eine selbsttätige Spannvorrichtung der
Freikolbenbauart einen zylindrischen Hauptkörper 15 mit
einer Bodenwand und mit einem Gewindeabschnitt 15 a an seinem
Außenumfang auf. Im Hauptkörper 15 ist ein Kolben 16 ver
schiebbar aufgenommen, der mit einer kleinkalibrigen Kolben
stange 16 a versehen ist, die aus dem Hauptkörper 15 heraus
ragt, so daß sie mit einem (nicht gezeigten) Riemen in An
lage kommen kann.
Zwischen dem Hauptkörper 15 und dem Kolben 16 ist eine erste
Ölkammer 17 ausgebildet, in die eine erste Feder 18 eingesetzt
ist, welche den Kolben 16 ständig in Richtung zum Riemen
- also aufwärts in Fig. 1 - drückt. Ferner ist im Hauptkörper
15 ein Freikolben 20 verschiebbar angeordnet, dem ein erstes,
an der Innenwand des Hauptkörpers anliegendes Dichtungsglied
21 zugeordnet ist. Der Freikolben 20, der Kolben 16 und der
Hauptkörper 15 grenzen zusammen eine zweite Ölkammer 10 ab.
Eine zwischen Federgegenlager 26 und 27 eingespannte zweite
Feder 22 belastet den Freikolben 20 in Richtung zur zwei
ten Ölkammer 19 hin. Ein zweites Dichtungsglied 23 ist zwi
schen den Freikolben 20 sowie die Stange 16 a des Kolbens 16
eingesetzt und unterbindet einen Ölaustritt zwischen diesen
Teilen. Im Kolben 16 ist ein eine Verbindung zwischen der
ersten sowie zweiten Ölkammer 17 und 19 herstellender Ölkanal
24 ausgebildet, in dem ein Rückschlagventil 25 liegt, das le
diglich einen Ölfluß von der zweiten ölkammer 19 zur ersten
Ölkammer 17 hin zuläßt. Das Federgegenlager 26 wird von
einem Schnappring 29 festgehalten, während ein als Anschlag
dienender Schnappring 28 eine Aufwärtsbewegung des Kolbens
26 begrenzt.
Wenn im Betrieb die Motortemperatur von einem Normalwert auf
einen hohen Wert ansteigt, so wird zwischen einer Nocken- und
einer Kurbelwelle eine Wärmedehnung hervorgerufen, die eine
Erhöhung in der Spannung eines Riemens (a in Fig. 3) zur Fol
ge hat. Dadurch wird die auf den Kolben 16 durch die Kolben
stange 16 a aufgebrachte Belastung erhöht, so daß demzufolge
der Öldruck in der ersten Ölkammer 17 ansteigt. Als Ergebnis
dessen fließt Öl von der ersten Ölkammer 17 durch einen Spalt
zwischen dem Hauptkörper 15 und dem Kolben 16 zur zweiten Öl
kammer 19, so daß der Kolben 16 nach unten bewegt wird. Damit
lockert sich der Riemen a, womit die Spannungserhöhung aufge
nommen wird. Hierbei bewegt sich der Freikolben 20 in Abhän
gigkeit von der in die zweite Ölkammer 19 eintretenden Ölmen
ge aufwärts.
Fällt dagegen die Motortemperatur vom erhöhten Wert auf den
Normalwert ab, dann nimmt die Riemenspannung ab. Deshalb wird
der Kolben 16 durch die erste Feder 18 nach oben gedrückt,
womit die Spannungsverminderung getilgt wird. Hierbei fließt
Öl von der zweiten Ölkammer 19 durch den Ölkanal 24 und das
Rückschlagventil 25 in die erste Ölkammer 17. Der Freikolben
20 wird durch die zweite Feder 22 in Abhängigkeit von der
abnehmenden Ölmenge in der zweiten Ölkammer 19 nach unten ge
drückt. Während dieses Vorgangs wirkt der Öldruck in der zwei
ten Ölkammer 19 auf das erste Dichtungsglied 21. Da jedoch
der Öldruck in der zweiten Ölkammer 19 niedriger ist als der
jenige in der ersten Ölkammer 19, wird das Dichtungsglied 21
nicht beeinträchtigt und seine Verformung verhindert.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist ein Dichtungs
glied 21 a am oberen Ende des Freikolbens 20 angeordnet.
Anstelle des Federgegenlagers 27 (von Fig. 1) weist in diesem
Fall der Freikolben 20 eine Ringschulter 27 a auf, an der sich
die zweite Feder 22 abstützt.
Wie aus der Beschreibung folgt, ist es bei dem Erfindungsge
genstand nicht notwendig, ein Dichtungsglied zwischen dem
Hauptkörper 15 und dem Kolben 16 vorzusehen, vielmehr ist es
ausreichend, nur ein Dichtungsglied zwischen dem Hauptkörper
15 und dem Freikolben 20 zur Aufnahme des Öldrucks in der
zweiten Ölkammer 19 einzubauen. Die von der Riemenspannung
auf den Kolben 16 aufgebrachte Belastung wirkt nicht unmittel
bar auf die zweite Ölkammer 19 ein, die lediglich den Druck
des von der ersten Ölkammer 17 durch den Spalt zwischen dem
Hauptkörper 15 sowie dem Kolben 16 zur zweiten Ölkammer 19
fließenden Öls empfängt. Deshalb ist die Schwankung im Öl
druck in der zweiten Ölkammer 19 geringer als in der ersten
Ölkammer 17, so daß der Öldruck keinen schädlichen Einfluß
auf die Dichtungsglieder 21 und 21 a ausübt.
Obwohl die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungs
formen wörtlich und bildlich erläutert wurde, so ist sie auf
die dargelegten Einzelheiten keineswegs beschränkt, da dem
Fachmann bei Kenntnis der vermittelten Lehre Abwandlungen und
Abänderungen der verschiedensten Art an die Hand gegeben wor
den sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend
anzusehen sind.
Claims (5)
1. Selbsttätige Spannvorrichtung mit einem Hauptkörper
(15) und mit einem in diesem angeordneten, eine erste
Ölkammer (17) bildenden Kolben (16), gekennzeichnet
- - durch einen im Hauptkörper (15) verschiebbar angeordne ten, eine zweite Ölkammer (19) bildenden Freikolben (20),
- - durch ein zwischen dem Hauptkörper (15) sowie dem Freikolben (20) angeordnetes erstes Dichtungsglied (21, 21 a),
- - durch ein zwischen dem Freikolben (20) sowie einer Stange (16 a) des Kolbens (16) angeordnetes zweites Dichtungsglied (23),
- - durch einen im Kolben (16) ausgebildeten, eine Verbin dung zwischen der ersten sowie der zweiten Ölkammer (17, 19) herstellenden Ölkanal (24),
- - durch ein in dem Ölkanal angeordnetes, einen Ölfluß le diglich in einer Richtung von der zweiten zur ersten Ölkammer zulassenden Rückschlagventil (25),
- - durch eine erste, den Kolben (16) in Richtung zur zweiten Ölkammer (19) hin belastende Feder (18) und
- - durch eine zweite, den Freikolben (20) in Richtung zur zweiten Ölkammer (19) hin belastende Feder (22).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein eine Bewegung des Kolbens (16) in Richtung seiner Kol
benstange (16 a) und zur zweiten Ölkammer (19) hin begren
zender Anschlag (28) am Hauptkörper (15) befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Feder (22) an einem im Freikolben (20) an
geordneten Gegenlager (27) abgestützt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Feder (22) an einer im Freikolben (20) ausge
bildeten Ringschulter (27 a) abgestützt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Dichtungsglied (21 a) am der
zweiten Ölkammer (19) abgewandten Ende des Freikol
bens (20) angeordnet ist.
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