DE4436807C2 - Selbsttätige Spannvorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Spannvorrichtung.
Ein derartiger Selbstspanner
hält die Spannung eines eine Verbindung herstellenden Umschlin
gungselement, wie beispielsweise eines Endloszahnriemens oder
einer Kette, auf einem vorbestimmten Wert.
Eine herkömmliche selbsttätige Spannvorrichtung dieser Art ist aus der
JP 03-13647 Y2 bekannt.
Diese herkömmliche Spannvorrichtung weist folgendes auf: eine
Öldichtung, welche an der anderen Seite der Innenseite eines,
an einer Seite ein verschlossenes Ende aufweisenden Zylinders
vorgesehen ist; einen mit einem Ende einer Kolbenstange
verschiebbar verbundenen Kolben, welcher auf Öl verschiebbar
gleitet, während zur Innendurchmesserfläche eines Zylinders
hin ein kleiner Zwischenraum gehalten wird; einen bei dem
Kolben und der Kolbenstange befindlichen Durchlaß, welcher mit
einer an der einen Seite des Kolbens gebildeten Druckkammer
und einer an der anderen Seite des Kolbens gebildeten
Speicherkammer, verbunden ist; ein den Durchlaß öffnendes
Rückschlagventil, wenn der Druck der Druckkammer geringer als
der der Speicherkammer wird; und eine Feder, welche eingebaut
ist, um die an der Innenseite der Speicherkammer befindliche
Kolbenstange vorzuspannen.
Die vorstehend erwähnte herkömmliche selbsttätige Spannvorrichtung hat die
folgenden Nachteile: Die Speicherkammer ist lediglich an der
gegenüberliegenden Seite der Druckkammer des Kolbens
vorgesehen. Wird demgemäß die Gesamtlänge des Selbstspanners
durch Verkürzung der Axiallänge der Speicherkammer
verringert, so wird das Volumen der Speicherkammer verringert,
und es kann keine ausreichende Menge von Arbeitsöl aufgenommen
werden. Dadurch wird das Arbeitsöl knapp, und es kann Luft in die
Druckkammer strömen, so daß die Funktion der Spannvorrichtung be
einträchtigt werden kann. Bei beeinträchtigter Funktion der
Spannvorrichtung werden Sprünge des Riemens und ein ungleichmäßi
ges Geräusch erzeugt, wodurch sich auch die Lebensdauer des Rie
mens verkürzt.
Eine gattungsgemäße selbsttätige Spannvorrichtung ist aus der US 49 50 209 be
kannt. Diese herkömmliche Spannvorrichtung weist einen in einem
Zylinder verschieblichen Kolben auf, der den Zylinder in eine
Speicherkammer und eine Druckkammer aufteilt. Der Kolben ist
durch eine Schraubenfeder in Richtung zu einer aus dem Zylinder
ragenden Kolbenstange vorgespannt. Zwischen einem Abdichtelement
der Kolbenstange und der Speicherkammer liegt eine Luftkammer.
Ein Rückschlagventil öffnet einen Durchlaß von der Speicherkam
mer in die Druckkammer, wenn der Druck in der Druckkammer unter
den Druck der Speicherkammer abfällt.
Eine weitere selbsttätige Spannvorrichtung ist aus der DE 88 07 869 U1 bekannt.
Diese Spannvorrichtung weist eine federvorgespannte Kolbenstange
auf, in der selbst eine Druckkammer und eine Speicherkammer un
tergebracht sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Spannvorrichtung
der bekannten Art so weiterzubilden, daß
selbst bei kurzer Bauweise der Spannvorrichtung in Axialrichtung
eine sichere Funktion gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An
spruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen
definiert.
Erfindungsgemäß weist der Kolben einen hohlen, axial mittig in
die Druckkammer vorstehenden Vorsprungsabschnitt auf, in dem ei
ne zweite Speicherkammer untergebracht ist. Der Vorsprungsab
schnitt ist von den Wicklungen der Schraubenfeder umgeben. Die
zweite Speicherkammer im Vorsprungsabschnitt steht mit der zwi
schen dem Kolben und der Luftkammer liegenden ersten Speicher
kammer in Verbindung. Das Rückschlagventil verbindet die zweite
Speicherkammer mit der Druckkammer, wenn der Druck in der Druck
kammer unter den Druck der Speicherkammer abfällt.
Die zweite Speicherkammer ist derart vorgesehen, daß sie vom
axial mittigen Abschnitt des Kolbens in Richtung auf die
Druckkammerseite vorsteht. Demgemäß kann das Volumen der
ersten Speicherkammer derart verringert werden, daß die Länge
der Spannvorrichtung entsprechend diesem Betrag verringert
werden kann. Das Arbeitsöl ist zudem in der zweiten
Speicherkammer untergebracht. Daher tritt keine Knappheit von
Arbeitsöl auf, und die in die Druckkammer strömende Luft ist
derart reduziert, daß die Zuverlässigkeit der Funktion der
Spannvorrichtung verbessert werden kann.
Dadurch, daß die zweite Speicherkammer an der Innenseite des
Kolbens auf der Druckkammerseite vorgesehen ist, kann
eine ausreichende Menge von Arbeitsöl untergebracht werden.
Demgemäß kann der Lufteinzug verringert und die
Zuverlässigkeit der Funktion der Spannvorrichtung verbessert
werden. Dadurch, daß zudem das die zweite Speicherkammer
bildende andere Ende des Kolbens in Richtung zwischen
die Wicklungen der Feder vorsteht, kann eine ausreichende
Menge von Arbeitsöl in der Speicherkammer untergebracht
werden, ohne die Gesamtlänge des Zylinders zu ändern.
Dadurch, daß des weiteren die Speicherkammer unmittelbar vor
dem Rückschlagventil vorgesehen ist, kann ein gleichmäßiger
Arbeitsölstrom in die Druckkammer geleitet werden.
Die Erfindung wird anhand der folgenden
ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die
beigefügte Zeichnung erläutert.
Die Figur zeigt eine Querschnittsansicht der in einem
bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
beschriebenen selbsttätigen Spannvorrichtung.
Danach weist die Spannvorrichtung folgendes auf: einen
Zylinder 10; einen Kolben 11; eine Kolbenstange 12;
Stangenführungen 13 und 13, einen Sprengring 14; eine Feder
15; eine Öldichtung 18 und ein Rückschlagventil 19.
Wie in dem unteren Abschnitt der Figur gezeigt, ist ein Ende
des Zylinders 10 geschlossen. Das andere, im oberen
Abschnitt der Figur gezeigte Ende bildet ein Öffnungsloch 20. Ein
Kolben 11 ist, mit kleinem Spiel 21,
in dem Loch 20 aufgenommen. Gemäß dem oberen Abschnitt der
Figur ist die Kolbenstange 12 mit dem einen Ende des Kolbens
11 über eine Platte 29 an derem gesamten Umfang verbunden. Diese Kolbenstange
12 durchdringt den Mittelabschnitt der Stangenführungen 13
und 13, wobei die Stange 12 in der Innenseite des Zylinders
10 verschiebbar untergebracht ist. Diese Stangenführungen 13
und 13 sind an dem Zylinder 10 befestigt, wobei zwischen den
Stangenführungen 13 und 13 eine Hülse 22 vorgesehen ist. An
dem oberen Abschnitt der Stangenführungen 13 und 13 ist eine
Öldichtung 18 befestigt. Auf dem im unteren Abschnitt der Figur
gezeigten anderen Ende des Kolbens 11 sind Federn 15
und 16 angebracht. Mit Hilfe dieser Federn 15 und 16 ist
die Kolbenstange 12
vorgespannt. Jedoch wird über den Sprengring 14 deren
Verschiebebetrag begrenzt. Eine erste Speicherkammer 30 ist
zwischen dem Kolben 11 und den Stangenführungen 13 und
13 gebildet. Eine Druckkammer 23 ist zwischen dem
Kolben 11 und dem geschlossenen Ende des Zylinders 10
gebildet. Des weiteren ragt der axial mittige Abschnitt des
Kolbens 11 zu der Seite der Druckkammer 23 hervor, wobei dort
eine zweite Speicherkammer
24 gebildet ist. Die Druckkammer 23 ist
über einen kleinen, zwischen den Innenwandflächen des
Kolbens 11 und des Zylinders 10 vorhandenen
Zwischenraum mit der ersten Speicherkammer 30 verbunden. An
dem oberen Abschnitt der ersten Speicherkammer 30 befindet
sich eine Luftkammer 25.
Am Bodenende des Kolbens 11 und des die zweite
Speicherkammer 24 bildenden Abschnitts ist ein
Vertiefungsabschnitt gebildet. An dem Bodenabschnitt dieses
Vertiefungsabschnitts ist ein Rückschlagventil 19 vorgesehen.
Dieses Rückschlagventil 19 wird mittels eines Halteelements
26 gehalten. Das Halteelement 26 ist durch Andrücken des
Plungerkolbens 11 festgelegt. Das Halteelement 26 wird
mittels der Feder 16 gedrückt. Das Rückschlagventil 19 wird
mit Hilfe der zwischen dem Halteelement 26 und dem
Rückschlagventil 19 vorgesehenen Feder 17 in Richtung auf den
oberen Abschnitt der Figur gedrückt. Unter Verwendung dieses
Rückschlagventils 19 wird ein Durchlaß 27 geöffnet, um
Arbeitsöl zur Druckkammer 23 zu speisen, wenn der Druck der
Druckkammer 23 niedriger als der der zweiten Speicherkammer
24 wird.
Die zweite, für die vorliegende Erfindung kennzeichnende
Speicherkammer 24 wird nachstehend erklärt.
Die gemäß der Figur den oberen Abschnitt des Rückschlagventils
19 darstellende zweite Speicherkammer 24 ist in der
Innenseite des Kolbens 11 gebildet.
Bei der selbsttätigen Spannvorrichtung weist nämlich der Kolben 11 einen
Kolbengrundabschnitt 111, der mit der Innenfläche des Zylinders 10
gleitend in Berührung steht, einen Vorsprungsabschnitt 112,
welcher von dem Mittelabschnitt der einen Oberfläche des
Kolbengrundabschnitts 111 in die Druckkammer 23 hinein vorsteht, und die
zweite Speicherkammer 24 auf, welche zur anderen
Oberflächenseite des Kolbengrundabschnitts 111 öffnet und welche in der
Innenseite des Kolbengrundabschnitts 111 und dem Vorsprungsabschnitt gebildet
ist.
Bei der Spannvorrichtung ist die Schraubenfeder 15 zwischen dem
verschlossenen Ende und der umgebenden Oberfläche des
Vorsprungsabschnitts 112 der Oberfläche des Kolbens 11
in zusammengedrücktem Zustand gehalten.
Ferner ist bei der selbsttätigen Spannvorrichtung das Rückschlagventil 19 an der
Spitze des Vorsprungabschnitts 112 des Kolbens 11
vorgesehen.
Der Zylinder 10 hat einen großen Innenumfangsabschnitt, an
dem der Kolben 11 gleitet, und einen kleinen
Innenumfangsabschnitt, an dem die Druckkammer 23 vorhanden
ist. Des weiteren hat der Zylinder 10 einen in
Umfangsrichtung kreisförmigen Stufenabschnitt 28, welcher
sich an der Grenze zwischen dem großen Innenumfangsabschnitt
und dem kleinen Innenumfangsabschnitt befindet. Ist der
Kolben 11 in Berührung mit dem Stufenabschnitt 28,
kann er sich nicht weiterbewegen. Der Kolben 11 kommt
nicht mit dem unteren Ende der Druckkammer 23 in Berührung.
Die Funktionsweise dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels
wird nachstehend erklärt.
Die Kolbenstange 12 und der Kolben 11 werden durch
eine Spannungsschwankung des Motorriemens (nicht gezeigt) über
eine Spannrolle und einen Rollenarm betätigt. Wenn die
Spannung des Riemens größer als die vorbestimmte Spannung
wird, bewegt sich die Kolbenstange 12 und der Kolben 11 nach
unten (in der Figur), und zwar in entgegengesetzter Richtung zur
Druckkraft der Federn 15 und 16, so daß die Spannung des
Riemens auf die vorbestimmte Spannung verringert wird. Zu
diesem Zeitpunkt steigt der Druck des innerhalb der
Druckkammer 23 befindlichen Arbeitsöls, so daß innerhalb der
Druckkammer 23 befindliches Arbeitsöl über einen kleinen
Zwischenraum 21 zur ersten Speicherkammer 29 strömt. Aufgrund
dieses Ausströmens wird die durch den Riemen bewirkte
Stoßbelastung verringert.
Wenn die Spannung des Riemens niedriger als die vorbestimmte
Spannung wird, bewegt sich die Kolbenstange 12 und der
Kolben 11 mit Hilfe der Federn 15 und 16 nach oben (in der
Figur), so daß der Rollenarm hochgedrückt wird. Daher bewegt
sich die Spannrolle in die Richtung, bei der der Riemen
gestreckt wird. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Kolbenstange 12
zusammen mit dem Kolben 11 nach oben (in der Figur).
Demgemäß wird der Druck der Druckkammer 23 derart verringert,
daß das Rückschlagventil 19 den Durchlaß 27 freigibt und
Arbeitsöl über die zweite Speicherkammer 24 gleichmäßig in
die Druckkammer 23 strömt. Daher erfolgt auf die Lockerheit
des Riemens ansprechend die gleichmäßige Bewegung der Kolbenstange 12 und
des Kolbens 11 derart, daß die Spannung des Riemens
konstant gehalten wird.
Die zweite Speicherkammer 24 wird dadurch gebildet, daß sie in
Richtung zwischen die Wicklungen der Feder 15 derart vorsteht,
daß eine ausreichende Menge von Arbeitsöl in der zweiten
Speicherkammer 24 gehalten wird, ohne daß die Länge des
Zylinders 10 geändert wird. Demgemäß kann ein gleichmäßiger
Strom von Arbeitsöl über die zweite Speicherkammer 24 in die
Druckkammer 23 geleitet werden.
Claims (7)
1. Selbsttätige Spannvorrichtung mit einem ein geschlossenes und ein offenes
Ende aufweisenden Zylinder (10), in dem ein Kolben (11)
verschieblich mit Spiel (21) aufgenommen ist
und den Zylinder (10) in eine erste Speicherkammer (30) und
eine Druckkammer (23) aufteilt, wobei der Kolben (11) mittels
einer in der Druckkammer (23) angeordneten
Schraubenfeder (15) in Richtung zum offenen Ende des
Zylinders (10) vorgespannt ist und mit einer Kolbenstange
(12) verbunden ist, die aus dem offenen Ende des Zylinders
(10) durch ein Abdichtelement (18) verschiebbar vorsteht, das
an eine Luftkammer (25) angrenzt, die wiederum an die erste
Speicherkammer (30) angrenzt, wobei ein Rückschlagventil (19)
einen Durchlaß (27) zwischen der Druckkammer (23) und der
ersten Speicherkammer (30) öffnet, wenn der Druck in der
Druckkammer (23) geringer als in der ersten Speicherkammer
(30) wird,
wobei ferner der Kolben (11) einen hohlen Vorsprungsabschnitt
(112) aufweist, der axial mittig in die Druckkammer (23)
zwischen den Wicklungen der Schraubenfeder (15) vorsteht und
in sich eine zweite Speicherkammer (24) ausbildet, die mit
der ersten Speicherkammer (30) in Verbindung steht, und wobei das
Rückschlagventil zwischen der zweiten Speicherkammer (24) und
der Druckkammer (23) vorgesehen ist.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben (11) einen am Zylinder (10) gleitenden
Kolbengrundabschnitt (111) hat,
von dem aus sich der
Vorsprungsabschnitt (112) erstreckt.
3. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Ende des Vorsprungsabschnitts (112) und dem
geschlossenen Ende des Zylinders (10) eine
Stützschraubenfeder (16) eingesetzt ist.
4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Rückschlagventil (19) an der Spitze des
Vorsprungsabschnitts (112) des Kolbens (11) liegt, wobei die
Stützschraubenfeder (16) an einem Halteelement (26) des
Rückschlagventils (19) anliegt und dieses gegen den
Vorsprungsabschnitt (112) drückt.
5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kolbenstange (12) an einer Platte (29) befestigt ist, die
an einem Absatz im Kolbengrundabschnitt (111) anliegt und mit
Durchgangslöchern zur Verbindung der ersten und zweiten
Speicherkammer (24, 30) versehen ist.
6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Sprengring (14) die Bewegung des Kolbens (11) zum offenen
Ende des Zylinders (10) begrenzt.
7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch
Stangenführungen (13), die in der ersten Speicherkammer (30)
und/oder in der Luftkammer (25) angeordnet sind, um die
Kolbenstange (12) zu führen.
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