DE102004011640A1

DE102004011640A1 - Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb

Info

Publication number: DE102004011640A1
Application number: DE200410011640
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Assel
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb an einer Antriebsmaschine, mit einem hohlzylindrisch ausgebildeten Gehäuse (1), in welchem ein mittels eines Antriebsmittels axial beweglicher Kolben (2) geführt ist, der seinerseits mit dem Zugmitteltrieb in Wirkverbindung bringbar ist. DOLLAR A Um mit geringem technischen Aufwand sowohl eine Transport- und/oder Montagesicherung als auch eine Hubbegrenzung und/oder Zerfallsicherung des Kolbens (2) im Gehäuse (1) der Spannvorrichtung zu realisieren, ist am Gehäuse (1) ein Sperrelement (5) angeordnet, welches eine axiale Bewegung des Kolbens (2) behindernd zumindest zwei Funktionsstellungen "I", "II" aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb an einer Antriebsmaschine, mit einem hohlzylindrisch ausgebildeten Gehäuse, in welchem ein mittels eines Antriebsmittels axial beweglicher Kolben geführt ist, der seinerseits mit dem Zugmitteltrieb in Wirkverbindung bringbar ist.
Hintergrund der Erfindung

Aus der DE 196 32 383 A1 ist ein hydraulischer Ketten- bzw. Riemenspanner bekannt, der im wesentlichen durch ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse verschiebbaren und eine Kammer abteilenden Kolben, eine den Kolben nach außen drückenden Feder sowie eine Ventilanordnung gebildet ist. Bei derartig ausgebildeten Spannvorrichtungen ist im Falle des Zerreißens des Zugmittels nicht auszuschließen, dass der Kolben vollständig aus dem Gehäuse herausgetrieben wird und gegebenenfalls verloren geht. Geeignete Mittel, mit denen diesem Problem begegnet werden kann, sind hier nicht vorgesehen.

Demgegenüber ist aus der EP 0 686 787 A1 eine hydraulische Spanneinrichtung bekannt, bei der eine Kolben-Austrittsöffnung am Gehäuse derart ausgebildet ist, dass ein vollständiger Austritt des Kolbens vermieden wird. Im we sentlichen ist dabei die Kolben-Austrittsöffnung durch ein Deckelelement gebildet, welches von einem verjüngten Kolbenabschnitt durchdrungen wird, so dass eine sogenannte Hubbegrenzung des Kolbens realisiert ist. Aufgrund der Tatsache, dass der Kolben im eingebauten Zustand immer federkraftbeaufschlagt ist sowie aus dem Gehäuse herausragt, sind Beschädigungen desselben während eines Transports oder während der Montage der Spanneinrichtung nicht auszuschließen. Die Transportsicherung gewährleistet weiterhin, dass der Motorenhersteller die Spannvorrichtung in vorgespannter Position erhält. Dadurch wird die Montage des Zugmittels vereinfacht, wobei die Sicherung erst nach aufgelegtem Zugmittel gelöst wird.

In der DE 38 71 911 T2 ist schließlich ein mechanisch komplizierter Ketten- oder Riemenspanner offenbart, dessen Kolben über eine Hubbegrenzung in Form eines Endanschlages verfügt, der seinerseits nach Erreichen eines maximalen Hubes am Gehäuse anschlägt. Weiter ist ein separater Anschlagstift vorgesehen, der seinerseits durch das Gehäuse hindurch in einen Schlitz am hinteren Ende eines federbelasteten Rotationselementes einführbar ist, welches als Antriebsmittel über ein Bewegungsgewinde mit dem Kolben wirkverbunden ist und die axiale Bewegung des Kolbens bewerkstelligt. Durch diese Maßnahme kann das Rotationselement und demgemäß der Kolben festgesetzt werden, wobei als problematisch einzuschätzen ist, dass ein derartiger separater und herausziehbarer Anschlagstift leicht verloren gehen kann.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb an einer Antriebsmaschine, insbesondere an einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit der komfortabler sowie mit geringerem technischen Aufwand als bisher sowohl eine Transport- und Montagesicherung als auch eine Hubbegrenzung und Zerfallsicherung des Kolbens im Gehäuse der Spannvorrichtung realisierbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Ausgehend von einer Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb an einer Antriebsmaschine, mit einem hohlzylindrisch ausgebildeten Gehäuse, in welchem ein mittels eines Antriebsmittels axial beweglicher Kolben geführt ist, der seinerseits mit dem Zugmitteltrieb in Wirkverbindung bringbar ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass am Gehäuse ein Sperrelement angeordnet ist, welches eine axiale Bewegung des Kolbens behindernd zumindest zwei Funktionsstellungen „I", „II" aufweist.

Zwar ist es aus der DE 38 71 911 T2 bereits bekannt, zwei Funktionen, nämlich eine Hubbegrenzung des Kolbens und eine Festsetzung desselben, getrennt voneinander zu bewerkstelligen. Unbekannt ist es jedoch bisher geblieben, beide Funktionen mittels eines einzigen Sperrelementes miteinander zu kombinieren.

Vorzugsweise ist dieses Sperrelement durch einen stabförmigen Hebel gebildet, der schwenkbeweglich am Gehäuse gelagert und weitestgehend in einer Ebene quer zur Achsrichtung des Kolbens in den Kolben-Führungsquerschnitt des Gehäuses, den Kolben stirnseitig oder einen Stufensprung im Durchmesser desselben absperrend, einschwenkbar ist.

Zweckmäßigerweise ist das Sperrelement in unmittelbarer Nähe der Kolben-Austrittsöffnung des Gehäuses angeordnet, wodurch eine leichte Zugänglichkeit und Handhabbarkeit bei der Montage und bei einer etwaigen Wartung der Spannvorrichtung realisiert ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Funktionsstellung „I" des Sperrelementes einer Transport- und/oder Montagesicherung, sowie wenigstens eine Funktionsstellung „II" einer Hubbegrenzung und/oder Zerfallsicherung entspricht.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Sperrelement in einem oder in zwei in die Gehäusewandung eingearbeiteten Führungsschlitzen geführt ist.

In dem bzw. den Führungsschlitzen können dazu Rastausnehmungen vorgesehen sein, in die das Sperrelement in der jeweiligen Schaltstellung „I", „II" formschlüssig einrastet. Durch diese Maßnahme ist vorteilhaft eine definierte Festlegung des Sperrelements in der gewünschten Schaltstellung „I", „II" gewährleistet, insbesondere dann, wenn mehr als zwei Schaltstellungen „I", „II" vorgesehen sind.

Ferner kann es angezeigt sein, das Sperrelement federbelastet oder federelastisch auszubilden, wodurch eine erhöhte Bedienerfreundlichkeit realisiert ist.

Im übrigen wird durch die genannten Rastausnehmungen im Führungsschlitz und/oder durch eine federbelastete oder federelastische Ausbildung des Sperrelementes vermieden, dass sich insbesondere bei stirnseitiger Sperrung des Kolbens (Transport- und Montagesicherung) das Sperrelement, beispielsweise infolge von Erschütterungen während des Transports selbsttätig in eine Stellung bewegt, die den gegebenenfalls druckbelasteten Kolben ungewollt freigibt. Bevorzugt eignet sich dazu ein schräg angeordneter Führungsschlitz. Diese Lage erfordert beim Lösen des Kolbens zunächst eine Verstellung des Kolbens entgegen der Kraftrichtung der Feder.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Spannvorrichtung mit Blick auf die Kolben-Austrittsöffnung des Gehäuses sowie auf ein in Führungsschlitzen schwenkbeweglich geführtes und am Gehäuse gelagertes Sperrelement,
2 eine Draufsicht auf die Spannvorrichtung mit dem Sperrelement in einer ersten Funktionsstellung „I",
3 einen Schnitt A-A gemäß 2,
4 eine Draufsicht auf die Spannvorrichtung mit dem Sperrelement in einer zweiten Funktionsstellung „II", und
5 einen Schnitt B-B gemäß 4.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Gemäß 1 bestehen Spannvorrichtungen für Zugmitteltriebe herkömmlich aus einem hohlzylindrisch ausgebildeten Gehäuse 1, in welchem ein Kolben 2 axial beweglich geführt ist. Das Gehäuse 1 ist vorliegend als Gussteil ausgebildet und mittels an sich bekannter Befestigungsmittel an einem nicht näher dargestellten tragenden Bauteil, beispielsweise dem Motorblock einer Brennkraftmaschine befestigt. Das Befestigungsmittel umfasst hier eine Bohrung 3 in der Wand des Gehäuses 1 zur Aufnahme einer nicht gezeigten Befestigungsschraube.
Der Kolben 2 ist seinerseits mittels eines Antriebsmittels derart von einer Betätigungskraft beaufschlagbar, dass dieser mit seinem aus dem Gehäuse 1 herausragenden Ende bestimmungsgemäß auf ein Zugmittel eines Zugmitteltriebs wirkt und diesen verspannt.
Der Zugmitteltrieb ist beispielsweise als Riementrieb gebildet, wobei in diesem Fall üblicherweise am freien und aus der Kolben-Austrittsöffnung 4 des Gehäuses 1 herausragenden Ende des Kolbens 2 eine sogenannte Spannrolle angebracht ist, über welche dann die Spannkraft auf den Riemen aufgebracht wird (nicht näher dargestellt). Ist dagegen ein Kettentrieb zu verspannen, bietet es sich an, statt der genannten Spannrolle einen Spannschuh zur Anwendung zu bringen, welcher beispielsweise aus der DE 196 32 383 A1 bekannt ist.
Der Kolben 2 kann als sogenannter Linear- oder Drehspanner ausgebildet sein und beispielsweise mittels einer Spiral- oder Drehfeder, hydraulisch oder in einer Kombination beider und demgemäß mechanisch/hydraulisch kraftbeaufschlagt sein. Die allgemeine Funktionsweise derartiger Spannvorrichtungen ist hinlänglich bekannt und bedarf demgemäß keiner weiteren Erläuterungen.
Sowohl eine Transport- und Montagesicherung als auch eine Hubbegrenzung und Zerfallsicherung ist im Hinblick auf den Stand der Technik nunmehr vorteilhaft durch ein einziges am Gehäuse 1 angeordnetes Sperrelement 5 geschaffen, welches zumindest zwei Funktionsstellungen „I", „II" aufweist.
Wie aus 1 bis 5 ersichtlich, ist das Sperrelement 5 durch einen stabförmigen Hebel aus beispielsweise Stahldraht gebildet, der seinerseits einenends schwenkbeweglich am Gehäuse 1 gelagert und weitestgehend in einer Ebene quer zur Achsrichtung des Kolbens 2 in den Kolben-Führungsquerschnitt des Gehäuses 1 einschwenkbar ist. Anderenends reicht der stabförmige Hebel beziehungsweise das Sperrelement 5 über die Gehäusewandung hinaus und kann somit über sein freies Ende manuell betätigt werden.
Wie die Figuren weiter zeigen, ist das Sperrelement 5 vorliegend in zwei in der Gehäusewand eingearbeiteten Führungsschlitzen 6 schwenkbeweglich geführt, welches den notwenigen axialen Freigang für den Kolben 2 ermöglicht. Sicherlich ist es auch möglich, einen einzigen Führungsschlitz 6 vorzusehen, der sich seinerseits über einen bestimmten Teilumfang der Gehäusewandung erstreckt und eine Schwenkbewegung des Sperrelementes 5 in bestimmten Grenzen zulässt.
Zweckmäßigerweise ist das Sperrelement 5 in Form des stabförmigen Hebels in unmittelbarer Nähe der Kolben-Austrittsöffnung 4 des Gehäuses 1 angeord net, wodurch, wie bereits oben erläutert, eine leichte Zugänglichkeit und Handhabung des Sperrelements 5 gegeben ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese bevorzugte Anordnung des Sperrelements 5 beschränkt, sondern umfasst auch ein Sperrelement 5, welches in einem größeren Abstand von der Kolben-Austrittsöffnung 4 des Gehäuses 1 an demselben angeordnet ist.
In 2 und 3 ist eine erste Funktionsstellung „I" beziehungsweise Schaltstellung des Sperrelements 5 dargestellt, wobei der Kolben 2 axial derart weit in das Gehäuse 1 hineingedrückt und das Sperrelement 5 derart weit in den Kolben-Führungsquerschnitt des Gehäuses 1 hineingeschwenkt ist, dass der Kolben 2 stirnseitig gegen eine axiale Bewegung aus dem Gehäuse 1 heraus gesperrt ist.
Diese Funktionsstellung „I" entspricht der genannten Transport- bzw. Montagestellung. Beschädigungen des Kolbens 2 während eines Transports der Spannvorrichtung von beispielsweise einem Zulieferbetrieb zur Endmontage oder während der Befestigung der Spannvorrichtung an einem tragenden Bauteil sind dadurch weitestgehend ausgeschlossen. Dies liegt vor allem daran, dass sich der Kolben 2 im gespannten Zustand geschützt im Gehäuse 1 befindet und vorzugsweise erst nach der Befestigung der Spannvorrichtung am tragenden Bauteil lediglich durch einfaches Zurückschwenken des Sperrelementes 5 freigegeben und gegen den Zugmitteltrieb positioniert wird.
4 und 5 zeigen eine zweite Funktionsstellung „II" des Sperrelementes 5, die einer Hubbegrenzung des Kolbens 2 entspricht bzw. als Zerfallsicherung dient.
Insoweit ist der vordere Abschnitt des Kolbens 2 durchmesserverjüngt ausgebildet, so dass in einem bestimmten Abstand von der Kolbenspitze ein Stufensprung 7 im Durchmesser des Kolbens 2 realisiert ist. Dieser Stufensprung 7 ist nunmehr geeignet, sich an dem in der zweiten Funktionsstellung „II" befindlichen Sperrelement 5 abzustützen, wobei diese zweite Funktionsstellung „II" durch ein entsprechendes nach außen Schwenken des Sperrelementes 5 rea lisiert ist. Die Länge des verjüngten Abschnitts des Kolbens 2 entspricht somit einer vorbestimmten und mechanisch gesicherten, maximal aus dem Gehäuse 1 ausfahrbaren Länge des Kolbens 2.
Das vorstehende Ausführungsbeispiel stellt auf zwei Funktionsstellungen „I", „II" ab. Gegebenenfalls kann es jedoch auch angezeigt sein, statt einer einzigen Hubbegrenzung (Funktionsstellung „II") mehrere Hubbegrenzungen vorzusehen, um eine einheitliche Spannvorrichtung für verschiedene Anwendungsfälle zu schaffen, die ihrerseits verschiedene maximale axial gesicherte Hübe des Kolbens 2 erfordern. Die Mehrzahl der einstellbaren Hübe kann dabei beispielsweise durch eine Mehrzahl von axial hintereinander angeordneten Stufensprüngen 7 im Durchmesser des vorderen Abschnitts des Kolbens 2 realisiert sein, einhergehend mit einem stufenweisen Ausweichen des Sperrelementes 5 nach außen (nicht näher dargestellt).
Des Weiteren kann es auch zweckmäßig sein, eine Funktionsstellung des Sperrelements 5 vorzusehen, die eine Entnahme des Kolbens 2 aus dem Gehäuse 1, beispielsweise für Wartungszwecke, gestattet, indem das Sperrelement 5 vollständig aus dem Kolben-Führungsquerschnitt des Gehäuses 1 herausgeschwenkt wird.
Wie in 3 näher gezeigt ist, kann es sich ferner als zweckmäßig erweisen, in dem bzw. den Führungsschlitzen 6 Rastausnehmungen 8 vorzusehen, in die das Sperrelement 5 in der jeweils gewünschten Schaltstellung „I", „II" formschlüssig einrastet.
Ebenso wird es als vorteilhaft erachtet, wenn das Sperrelement 5 durch die Kraft einer Feder belastet wird oder selbst federelastisch ausgebildet ist, beispielsweise aus Federstahl gefertigt ist.

1: Gehäuse
2: Kolben
3: Bohrung
4: Kolben-Austrittsöffnung
5: Sperrelement
6: Führungsschlitze
7: Stufensprung
8: Rastausnehmung
„I": Funktionsstellung des Sperrelements 5 (Transport- und Montagesicherung)
„II": Funktionsstellung des Sperrelements 5 (Hubbegrenzung und Zerfallsicherung)

Claims

Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb an einer Antriebsmaschine, mit einem hohlzylindrisch ausgebildeten Gehäuse (1), in welchem ein mittels eines Antriebsmittels axial beweglicher Kolben (2) geführt ist, der seinerseits mit dem Zugmitteltrieb in Wirkverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (1) ein Sperrelement (5) angeordnet ist, welches eine axiale Bewegung des Kolbens (2) behindernd zumindest zwei Funktionsstellungen „I", „II" aufweist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (5) durch einen Hebel gebildet ist, der seinerseits schwenkbeweglich am Gehäuse (1) gelagert und weitestgehend in einer Ebene quer zur Achsrichtung des Kolbens (2) in den Kolben-Führungsquerschnitt des Gehäuses (1 ), den Kolben (2) stirnseitig oder einen Stufensprung (7) im Durchmesser desselben absperrend, einschwenkbar ist.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (5) in unmittelbarer Nähe der Kolben-Austrittsöffnung (4) des Gehäuses (1) angeordnet ist.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Funktionsstellung „I" des Sperrelemen tes (5) einer Transport- und/oder Montagesicherung sowie wenigstens eine Funktionsstellung „II" einer Hubbegrenzung und/oder Zerfallsicherung entspricht.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (5) in einem oder in zwei in die Gehäusewandung eingearbeiteten Führungsschlitzen (6) geführt ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem bzw. den Führungsschlitzen (6) Rastausnehmungen (8) vorgesehen sind, in die das Sperrelement (5) in der jeweiligen Schaltstellung „I", „II" formschlüssig einrastet.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (5) federbelastet oder federelastisch ausgebildet ist.