DE3737629A1

DE3737629A1 - Selbsttaetige spannvorrichtung mit einem freikolben

Info

Publication number: DE3737629A1
Application number: DE19873737629
Authority: DE
Inventors: Yoshio Okabe; Yukimori Kobayashi; Eiji Shirai
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1986-11-06
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1988-06-09
Also published as: US4790796A; FR2606481A1; FR2606481B1; JPS63120949A; JPH0255662B2

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

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.