DE4426329A1 - Dämpfervorrichtung für ein automatisches Spannelement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbstspannende Dämpfervorrichtung, die an einem automatischen Spannelement angebracht ist, welches verwendet wird, um eine geeignete Spannung in einem Riemen wie beispielsweise einem Steuerriemen eines Kraftfahrzeug­ motors oder in einem Riemen zum Antreiben von Zusatzgeräten wie beispielsweise einem Generator oder einem Kompressor zu erzeugen, um Schwingungen in dem Riemen zu unterdrücken, wobei ein solcher Riemen der Einfachheit halber nachfolgend nur als Riemen bezeichnet wird.

Antriebseinheiten, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind und einen Riemen 1 verwenden, werden häufig zum Antreiben der Nockenwelle von OHC- oder DOHC-Motoren in syn­ chroner Abstimmung mit der Kurbelwelle verwendet. Die Antriebseinheit der Fig. 1 umfaßt eine von der Motorkurbelwelle angetriebene Antriebsriemenscheibe 2, eine an einem Ende der Nockenwelle befestigte angetriebene Riemenscheibe 3, Leitrollen oder angetriebene Riemenscheiben 4 zum Leiten des Riemens 1 oder zum Antreiben von Zusatzgeräten, wie beispielsweise einer Wasserpumpe, und eine Riemenscheibe 5 zum Erzeugen einer geeigneten Spannung in dem Riemen 1.

Die Riemenscheibe 5 ist an einem Schwenkteil 7, das um einen Schwenkzapfen 6 schwen­ ken kann, schwenkbar befestigt. Das Ende eines Armes 8, der an dem Schwenkteil 7 befestigt ist, ist mit einer Feder 9 versehen, die derart wirkt, daß die Riemenscheibe 5 federnd gegen den Riemen 1 gedrückt wird, so daß die Spannung des Riemens 1 konstant gehalten wird ungeachtet von Schwingungen in dem Riemen aufgrund des Motorbetriebes oder aufgrund von Maßänderungen des Riemens 1, beispielsweise wegen Temperatur­ änderungen.

Zusätzlich zur Funktion des Spannens des Riemens 1 ist jedoch bei dem automatischen Spannelement auch eine Riemenüberwachungs- oder -regulierfunktion notwendig. Bei der in Fig. 1 dargestellten Nockenwellenantriebseinheit neigt der Riemen 1 dazu an einer Stelle zwischen den Riemenscheiben 2 und 5 zu vibrieren, wobei er in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung schwingt. Falls eine solche Schwingung zugelassen wird, verstärkt sich die Schwingungsamplitude (Schwingungswachstum), so daß der Riemen anomale Schwingung in den Antriebskomponenten erzeugt. Im Fall eines Zahnriemens besteht die Möglichkeit eines Überspringens von Zähnen (das sogenannte "tooth skip­ ping").

In Anbetracht dieser Probleme ist bisher eine Dämpfervorrichtung an dem automatischen Spannelement angebracht worden, wie sie beispielsweise in den japanischen Offenlegungs­ schriften KOKAI Nr. S58-65357 und S63-18075 beschrieben ist, so daß der Riemen 1 von der Dämpfervorrichtung überwacht und reguliert wird. Die Riemenscheibe bei diesen automatischen Spannelementen verlagert sich jedoch langsam in jede Richtung, so daß sie dem Riemen nicht folgt, wenn er locker wird. Folglich kann die Spannung des Riemens zeitweilig niedriger sein.

Um auf eine verläßlichere Art das Lockerwerden des Riemens 1 zu verhindern, ist die Riemenscheibe 5 derart gestaltet, daß sie dem Riemen 1 beim Lockerwerden schnell folgen kann, und daß sie den Riemen halten kann, ohne daß sie sich zurückzieht, wenn der Riemen unter Spannung ist. Solche automatischen Spannelement zur Riemenregelung sind auch beispielsweise in den japanischen Offenlegungsschriften KOKAI Nr. S63-167163, H2-72252, H2-80839, H3-24346 und den japanischen ersten Gebrauchsmusterveröffentli­ chungen KOKAI Nr. H2-16846, H2-98243 und H4-39349 offenbart. Diese automatischen Spannelemente weisen jedoch einige nachfolgend genannte Probleme auf. So ist beispiels­ weise die Haltbarkeit einer Freilaufkupplung aufgrund von Reibverschleiß ungenügend (Nr. S63-167163) oder der Aufbau ist so kompliziert, daß schwierige und kostenaufwendi­ ge Herstellungsvorgänge notwendig sind (Nr. H2-72252, H2-80839, H3-24346, H2-16846, H2-98243).

Zusätzlich beschreibt die japanische Offenlegungsschrift Nr. S63-167163 ein automatisches Spannelement, das eine Freilaufkupplung zwischen dem Viskosedämpfer und dem schwenkbaren Teil aufweist.

Die japanische Offenlegungsschrift Nr. H2-80839 und die japanische erste Gebrauchs­ musterveröffentlichung Nr. H2-16846 beschreiben einen Sperrklinkenmechanismus in der Dämpfervorrichtung.

Die japanischen Offenlegungsschriften Nr. H2-72252 und Nr. H3-24346 und die japani­ sche Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. H2-98243 beschreiben eine Einweg Dämpfer­ vorrichtung mit einem Rückschlagventil.

Die japanische erste Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. H4-39349 beschreibt eine Dämpfervorrichtung, die eine geneigte Fläche aufweist, so daß die viskose Flüssigkeit nur in eine Richtung leicht fließen kann.

Die japanische Offenlegungsschrift KOKAI Nr. S62-274143 und die Gebrauchsmusterver­ öffentlichung KOKAI Nr. S60-52458 beschreiben eine Anordnung eines automatischen Spannelementes, die ein Schwenkteil und eine von dem Schwenkteil getrennte Dämpfervor­ richtung aufweist, wobei beide Teile an der Vorderseite des Zylinderblocks befestigt sind.

Die Eigenschaften einiger automatischer Spannelemente können jedoch säkularer Ver­ änderung aufgrund von Verschleiß in Komponenten unterliegen und die Riemenscheibe kann aufgrund von Auswirkungen des Widerstands der viskosen Flüssigkeit nicht gut folgen, sogar wenn der Riemen locker wird (Nr. H2-72252, Nr. H3-24346, Nr. H2- 98243, Nr. H4-39349).

Des weiteren benötigen einige automatische Spannelemente größeren Einbauraum und sie können einer schnellen Abnahme der Riemenspannung nur ungenügend folgen (Nr. S62- 274143 und Nr. S60-52458).

Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Demgemäß ist Gegenstand der Erfindung ein automatisches Spannelement zum Aufbringen einer Spannung auf einen sich bewegenden Riemen, enthaltend:

ein Basisteil mit einem Vorsprung, eine feste Welle, die an dem Basisteil fest angebracht ist, ein Schwenkteil, das an der festen Welle schwenkbar befestigt ist und einen Arm aufweist, einen Schwenkzapfen der an dem Schwenkteil befestigt ist, eine Riemenscheibe, die drehbar an dem Schwenkzapfen befestigt ist, zum Aufbringen der Spannung auf den sich bewegenden Riemen, wobei die feste Welle außerhalb der äußeren Umfangsfläche der Riemenscheibe angeordnet ist, um die Riemenscheibe mit einem größeren Schwenkbereich bezüglich der festen Welle zu versehen, ein erstes Federelement, das ein erstes Ende, das mit dem Schwenkteil in Eingriff ist, und ein zweites Ende, das mit dem Basisteil in Eingriff ist, aufweist, und eine Dämpfervorrichtung, die zwischen dem Vorsprung des Basisteils und dem Arm des Schwenkteils vorgesehen ist und einen ersten und einen zweiten Wirkungspunkt aufweist,
wobei die Dämpfervorrichtung enthält:
einen Zylinder mit einer oberen und einer unteren Kammer sowie einem unteren End­ abschnitt mit einem Boden, in dem der erste Wirkungspunkt der Dämpfervorrichtung angeordnet ist, einen Kolben, der in den Zylinder eingepaßt ist, so daß er sich innerhalb eines Hubes bewegen kann, und einen oberen Abschnitt aufweist, der mit einem Stoßteil ausgebildet ist, in dem der zweite Wirkungspunkt der Dämpfervorrichtung angeordnet ist, ein zweites Federelement, das zwischen dem Zylinderboden und dem Kolben vorgesehen ist und unter Vorspannung gehalten ist, um den Kolben aufwärts zu drücken, wobei die untere Kammer in dem Zylinder von dem Zylinderboden und dem Kolben festgelegt wird und die obere Kammer oberhalb des Kolbens gebildet ist, eine viskose Flüssigkeit, die in der oberen und der unteren Kammer in dem Zylinder enthalten ist, ein Leckstromweg zur Verbindung der unteren Kammer mit der oberen Kammer, um der viskosen Flüssigkeit, die von der unteren Kammer zu der oberen Kammer strömt, einen Widerstand entgegen­ zusetzen, und einen Durchlaßweg zur Verbindung der unteren Kammer mit der oberen Kammer, der ein Rückschlagventil aufweist, das geöffnet ist, wenn die viskose Flüssigkeit von der oberen Kammer zu der unteren Kammer strömt, und das geschlossen ist, wenn die viskose Flüssigkeit von der unteren Kammer zu der oberen Kammer strömt, wobei das Stoßteil einen unteren Körperteil und einen oberen Vorsprung aufweist, der untere Körper­ teil hohl ist und die obere Kammer in einen innerer Raum innerhalb des unteren Körper­ teils und einen äußeren Raum außerhalb des unteren Körperteils teilt, der von dem inneren Raum getrennt ist, der innere Raum einen oberen Lüftungsdurchlaß aufweist, der in der Nähe des oberen Vorsprungs vorgesehen ist, um mit dem äußeren Raum in Verbindung gebracht zu werden, und der Durchlaßweg durch den Kolben vorgesehen ist, um die untere Kammer mit dem inneren Raum zu verbinden, wodurch die viskose Flüssigkeit eine Flüssigkeitsoberfläche aufweist, die in dem äußeren Raum oberhalb des oberen Lüftungsdurchlasses gehalten wird, sogar wenn das Stoßteil zum obersten Ende seines Hubes angehoben ist.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand von 17 Figuren näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel einer Anwendung eines herkömmlichen automatischen Spannelementes zeigt;

Fig. 2 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel eines automatischen Spannelementes der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht eines weiteren Beispieles eines automatischen Spann­ elementes der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist ein Längsquerschnitt einer Dämpfervorrichtung des automatischen Spann­ elementes der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5(A) und Fig. 5(B) sind Längsquerschnitte, die ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Dämpfervorrichtung in einem zusammengezogenen Zustand und in einem ausgefahrenen Zustand darstellt;

Fig. 6 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel der Anwendung eines automatischen Spannelementes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 7(A) bis Fig. 7(E) sind Längsquerschnitte der Dämpfervorrichtung der Fig. 4;

Fig. 8(A) bis Fig. 8(F) sind Längsquerschnitte der Dämpfervorrichtung der Fig. 5;

Fig. 9 ist ein Querschnitt eines unteren Abschnittes einer Dämpfervorrichtung, die einen Zustand darstellt, bei dem Luft in einen Bereich unterhalb des Kolbens eingeströmt ist;

Fig. 10 ist ein Längsquerschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einem zusammengezogenen Zustand;

Fig. 11 ist ein Längsquerschnitt, der einen ausgefahrenen Zustand des Ausführungsbei­ spiels der Fig. 10 darstellt.

Fig. 12(A) bis Fig. 12(E) sind Längsquerschnitte, die aufeinanderfolgende Stufen von dem zusammengezogenen bis zu dem ausgefahrenen Zustand darstellen;

Fig. 13 ist ein Querschnitt eines oberen Abschnittes eines weiteren Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 ist ein Querschnitt, der einen Teil eines Dichtungsrings des Ausführungsbei­ spiels nach Fig. 13 zeigt;

Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht des Dichtungsringes der Fig. 13;

Fig. 16(A) und Fig. 16(B) sind Längsquerschnitte, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem zusammengezogenen Zustand und in einem ausgefahrenen Zustand darstellen; und

Fig. 17 ist ein Längsquerschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einem zusammengezogenen Zustand.

Das in Fig. 2 dargestellte automatische Spannelement der vorliegenden Erfindung weist ein Schwenkteil 12, dessen Basisende schwenkbar an einer festen Welle 11 angebracht ist, die an einem festen Teil 10 vorgesehen ist, und einen Schwenkzapfen 13 auf, der parallel zu der festen Welle 11 ausgerichtet ist und an einem oberen Ende des Schwenkteils 12 vorgesehen ist. Eine Riemenscheibe 5 ist auf dem Schwenkzapfen 13 gelagert, so daß sie sich frei um diesen drehen kann, und ein Riemen 1, auf den eine Spannung aufgebracht ist, ist um einen Abschnitt der Riemenscheibe 5 gelegt. Eine Schraubenfeder 14 weist einen Federabschnitt 15 auf zum Aufbringen einer Federkraft auf das Schwenkteil 12 in eine Richtung, so daß die Riemenscheibe 5 gegen den Riemen 1 gedrückt wird. Der Federabschnitt 15 ist um die feste Welle 11 herum angeordnet. Die Schraubenfeder 14 weist auch ein Paar Eingriffsabschnitte 16a, 16b an den Enden der Schraubenfeder 14 auf, die mit dem festen Teil 10 bzw. dem Schwenkteil 12 in Eingriff sind, so daß die Kraft in der oben erwähnten Richtung auf das Schwenkteil 12 aufgebracht wird.

Weiterhin ist eine Dämpfervorrichtung 19, die einen Zylinder 20 mit einem Basisende und einen Druckkolben 22 mit einem Kopfende aufweist, zwischen einem festen Seitenarm 17 an dem festen Teil 10 und einem schwenkbaren Seitenarm 18 an dem Schwenkteil 12 vorgesehen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Konstruktion ist das Basisende des Zylinders 20 in einem Endabschnitt des festen Seitenarmes 17 befestigt, und das Kopfende des Druckkolbens 22 stößt an eine untere Seite eines Lagerblockes 21, der an einem End­ abschnitt des schwenkbaren Seitenarmes 18 befestigt ist.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten automatischen Spannelement ist das feste Teil 10 der Konstruktion der Fig. 2 weggelassen worden. In diesem Fall wird die Dämpfervorrichtung 19 in dem Kopfende des schwenkbaren Seitenarmes 18 gehalten, wobei ein Teil an dem unteren Ende der Dämpfervorrichtung 19 von der unteren Seite des schwenkbaren Seiten­ armes 18 hervorsteht, so daß es gegen einen Vorsprung stößt (in der Figur nicht darge­ stellt), der an einem festen Abschnitt wie beispielsweise der Vorderseite des Zylinder­ blocks ausgebildet ist. Zusätzlich ist das Eingriffsende 16a der Schraubenfeder 14 mit diesem festen Abschnitt verbunden.

Die Dämpfervorrichtung 19 für eine beliebige der obigen Anordnungen eines automati­ schen Spannelementes ist wie in den Fig. 4 oder Fig. 5(A), 5(B) konstruiert. Bei diesen Konstruktionen hat ein zylindrisches Rohrteil 24 (nachfolgend als Zylinder bezeichnet), das eine viskose Flüssigkeit 23 wie beispielsweise Siliconöl enthält, ein offenes oberes Ende und ein geschlossenes unteres Ende mit einem Boden. Ein Kolben 25 ist innerhalb einer unteren Hälfte des Zylinders 24 eingepaßt, so daß er sich darin frei auf und ab bewegen kann. Oberhalb des Kolbens 25 befindet sich ein Druckkolben 22.

Ein sehr schmaler Spalt ist zwischen einer äußeren Umfangsseite des Kolbens 25 und einer inneren Umfangsseite des Zylinders 24 vorgesehen, so daß die viskose Flüssigkeit 23 zwischen den Bereichen oberhalb und unterhalb des Kolbens 25 langsam über diesen schmalen Spalt strömen kann.

Eine Druckfeder 26 ist zwischen einer Unterseite des Kolbens 25 und einer Oberseite der Basis des Zylinders 24 vorgesehen, um den Kolben 25 in eine Aufwärtsrichtung zu drücken.

Der Druckkolben 22 hat weiterhin eine Basis 28, die innerhalb einer oberen Hälfte des Zylinders 24 eingepaßt ist, um sich frei aufwärts und abwärts zu bewegen, wobei eine Dichtung 29 zwischen der inneren Umfangsseite des Zylinders 24 und einer äußeren Umfangsseite der Basis 28 vorgesehen ist, um dazwischen eine fluiddichte Abdichtung zu bilden.

Mehrere Ausschnitte 30 sind in einer oberen Endfläche des Kolbens 25 ausgebildet, wodurch ein innerer Raum 31, der innerhalb eines Stoßbereiches der Basis 28 und des Kolbens 25 vorhanden ist, mit dem vorher erwähnten schmalen Spalt in Verbindung ist.

Der Kolben 25 enthält auch eine Trennwand 32 mit einem zentralen Teil, in dem ein Durchgangsloch 33 ausgebildet ist, das einen Durchlaß darstellt, der eine Verbindung zwischen der Oberseite und der Unterseite des Kolbens 25 schafft. Ein Rückschlagventil 34 ist an einer Unterseite der Trennwand 32 zum Öffnen und Schließen des Durchgangs­ loches 33 vorgesehen. Das Rückschlagventil 34 enthält eine Kugel 39, die durch eine Feder 38 federnd gegen die Öffnung am unteren Ende des Durchgangsloches 33 gedrückt wird, und es öffnet sich nur dann, wenn der Kolben 25 durch die Federkraft der Druckfe­ der 26 aufwärts verlagert wird.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der in Fig. 4 dargestellten Dämpfervorrichtung 19 ist der Außendurchmesser eines Endabschnittes 27 des Druckkolbens 22 um ein bestimmtes Maß kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 24, und die untere Hälfte eines oberen Raumes 35, der zwischen einer Außenumfangsseite des Endabschnittes 27 und einer oberen Innenumfangsseite des Zylinders 24 ausgebildet ist, ist auch mit der viskosen Flüssigkeit 23 gefüllt. Zusätzlich sind Durchgangslöcher 36 in dem Abschnitt zwischen der Basis 28 und dem Endabschnitt 27 vorgesehen, so daß die viskose Flüssigkeit 23 frei zwischen dem oberen Raum 35 und dem inneren Luftraum 31 dort hindurch strömen kann.

Ein Dichtungsring 37 ist zwischen der oberen Innenumfangsfläche des Zylinders 24 und der Außenumfangsfläche des Endabschnittes 27 vorgesehen, um die Öffnung am oberen Ende des oberen Raumes 35 abzudecken.

Bei dem in Fig. 5(A) und Fig. 5(B) dargestellten Ausführungsbeispiel der Dämpfervor­ richtung 19, wobei Fig. 5(A) den zusammengezogenen Zustand der Dämpfervorrichtung 19 und Fig. 5(B) den ausgefahrenen Zustand darstellt, hat andererseits der Endabschnitt 27a einen relativ großen Durchmesser, so daß das Innenvolumen des Endabschnittes 27a groß ist. Die Durchgangslöcher 36 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 zur Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Druckkolbens 22 sind weggelassen.

Wenn die Dämpfervorrichtung 19 der Fig. 5(A) und 5(B) in dem automatischen Spann­ element eingebaut ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, steht der Zylinder 24 von der Unterseite des schwenkbaren Seitenarmes 18 hervor, so daß die untere Endseite des Zylinders 24 an eine obere Seite eines Vorsprungs stoßen kann, der an einem festen Abschnitt, wie bei­ spielsweise der Vorderseite des Zylinderblocks ausgebildet ist.

Das automatische Spannelement, das die wie oben beschrieben konstruierte Dämpfervor­ richtung 19 enthält und in der vorangehend beschriebenen Art zusammengebaut ist, ist an einem Motor, wie in Fig. 6 dargestellt, angebracht, so daß es eine geeignete Spannkraft in einem Nockenwellenantriebsriemen 1 erzeugt. Bei Verwendung des automatischen Spannelements, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, wird das Schwenkteil 12 durch die Feder­ kraft der Schraubenfeder 14 geschwenkt, so daß die Riemenscheibe 5, die an dem Schwenkzapfen 13 am Kopfende des Schwenkteils 12 drehbar befestigt ist, federnd gegen den Riemen 1 gedrückt wird. Das Schwenkteil 12 ist in seiner Schwenkbewegung durch den Druck der Riemenscheibe 5 gegen den Riemen 1 eingeschränkt.

In diesem Zustand liefert die Dämpfervorrichtung 19, die zwischen dem schwenkbaren Seitenarm 18 und dem festen Seitenarm 17 (für die Konstruktion der Fig. 2) oder zwischen dem schwenkbaren Seitenarm 18 und dem Vorsprung (nicht dargestellt), der an dem festen Abschnitt beispielsweise des Zylinderblocks ausgebildet ist (für die Konstruktion der Fig. 3), vorgesehen ist, einen Lager- oder Spannzustand zwischen dem schwenkbaren Seitenarm 18 und dem festen Seitenarm 17 (oder dem Vorsprung),der von der Federkraft der Druck­ feder 26 abhängt.

Wenn der Riemen 1 aus diesem Zustand nachgibt und locker wird, schwenkt das Schwenk­ teil 12 unter der Federkraft der Schraubenfeder 14, so daß die Riemenscheibe 5 der Bewegung des Riemens 1 folgt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Verlagerung des Druckkol­ bens 22 der Dämpfervorrichtung 19 geringfügig verzögert, so daß das Kopfende des Druckkolbens 22 und die Unterseite des Lagerblocks 21 (für die Konstruktion der Fig. 2) oder die Unterseite des Zylinders 24 und die Oberseite des Vorsprungs (für die Kon­ struktion der Fig. 3, nicht dargestellt) sich voneinander trennen.

Wenn der Riemen 1 nachgibt, schwenkt daher das Schwenkteil 12, so daß die Riemen­ scheibe 5 der Bewegung des Riemens 1 ohne jeglichen Widerstand von der Dampfervor­ richtung 19 folgt. Die Riemenscheibe 5 kann somit der Bewegung des Riemens 1 schnell folgen, wodurch ein Sinken der Spannung des Riemens 1 vermieden wird. In der Zwi­ schenzeit wird die Gesamtlänge der Dämpfervorrichtung 19 unter der Federkraft der Druckfeder 26 mit einer geringen Verzögerung hinter der Bewegung des Schwenkteils 12 vergrößert.

Während der Längenausdehnung der Dämpfervorrichtung 19 unter der Federkraft der Druckfeder 26 öffnet sich das Rückschlagventil 34. Das bedeutet, die Kugel 39 bewegt sich relativ abwärts gegen die Federkraft der Feder 38, wodurch sie die Öffnung am unteren Ende des in der Trennwand 32 ausgebildeten Durchgangsloches 33 öffnet. Als Ergebnis strömt die viskose Flüssigkeit 23 ungehindert von der Oberseite der Trennwand 32 zu der Unterseite, so daß der Kolben 25 und der Druckkolben 22 sich vergleichsweise schnell anheben. Somit gibt es nur eine sehr kurze Zeitverzögerung, bevor die Dampfer­ vorrichtung 19 wieder eine Lagerung oder Spannung zwischen dem schwenkbaren Seiten­ arm 18 und dem festen Seitenarm 17 (oder dem Vorsprung) bereitstellt.

Wenn die Spannung in dem Riemen 1 zunimmt, tendiert andererseits das Schwenkteil 12 dazu, gegen die Federkraft der Schraubenfeder 14 zu schwenken. In dieser Situation drückt der schwenkbare Seitenarm 18 die Dämpfervorrichtung 19 in eine Druckrichtung. In diesem Fall erfordert daher das Schwenken des Schwenkteils 12, daß der Druckkolben 22 und der Kolben 25 gegen den Widerstand der Druckfeder 26 in den Zylinder 24 gedrückt werden.

Da das Rückschlagventil 34 geschlossen bleibt, muß dann zu diesem Zeitpunkt, damit sich der Kolben 25 abwärts bewegt, die viskose Flüssigkeit 23 im Bereich unterhalb des Kolbens 25 in den Bereich oberhalb des Kolbens 25 über den schmalen Spalt zwischen der inneren Umfangsseite des Zylinders 24 und der äußeren Umfangsseite des Kolbens 25 strömen. Jedoch kann aufgrund der Begrenzung der Menge an viskose Flüssigkeit 23, die durch den schmalen Spalt strömen kann, die Verlagerung des Kolbens 25 und des Druck­ kolbens 22 nur langsam voranschreiten. Als Ergebnis kann sich die auf dem Schwenkteil 12 gehaltene Riemenscheibe 5 nur langsam bewegen, so daß der Riemen 1 von der Riemenscheibe 5 reguliert oder gehalten wird, wodurch eine Schwingungszunahme in dem Riemen 1 unterdrückt wird.

Bei der selbstspannenden Dämpfervorrichtung, die wie oben beschrieben konstruiert ist und an einem automatischen Spannelement bei den obigen Ausführungsbeispielen ange­ bracht ist, besteht die Möglichkeit, daß Luft in den Bereich unterhalb des Kolbens 25 zutritt, wenn die Spannung des Riemens 1 aus einem Zustand hoher Spannung schnell und erheblichem Umfang reduziert wird. Falls dieses auftritt, wird die Leistung der Dampfer­ vorrichtung 19 vermindert.

Diese Erscheinung einer plötzlichen Spannungsreduzierung aus einem Zustand hoher Spannung des Riemens 1 tritt oft beim Starten oder Anhalten des Motors auf. Wenn dies auftritt, wird die Gesamtlänge der Dämpfervorrichtung 19 durch die Federkraft der Druckfeder 26 aus dem zusammengedrückten Zustand schnell vergrößert.

Wenn beispielsweise die oben erwähnte Erscheinung bei einer Dämpfervorrichtung 19 mit der in Fig. 4 dargestellten Konstruktion auftritt, dann verlängert sich die anfangs, wie in Fig. 7(A) dargestellt, zusammengepreßte Dämpfervorrichtung 19 über die Zustände der Fig. 7(B) bis Fig. 7(D) in den Zustand, wie er in Fig. 7(E) dargestellt ist. Wenn sich die zusammengezogene Dämpfervorrichtung 19 (siehe Fig. 7(A)) verlängert, dann öffnet sich zuerst das Rückschlagventil 34 (siehe Fig. 7(B)) und der Druckkolben 22 und der Kolben 25 beginnen sich anzuheben.

Mit dem Anheben des Kolbens 25 strömt die viskose Flüssigkeit 23 im oberen Raum 35 über die Durchgangslöcher 36 in den inneren Raum 31. Zu diesem Zeitpunkt (siehe Fig. 7(C)) strömt jedoch auch Luft 40 aus dem oberen Raum 35 über die Durchgangslöcher 36 in den inneren Raum 31. Falls sich der Kolben 25 schnell anhebt, dann strömt (siehe Fig. 7(D)) die Luft 40, die in den inneren Raum 31 von den Durchgangslöchern 36 her ein­ strömt, durch den inneren Raum 31 und durch das Durchgangsloch 33 in der Mitte der Trennwand 32 und erreicht den Bereich unterhalb der Trennwand 32.

Nachdem der Kolben 25 seine Hubbewegung beendet hat und das Rückschlagventil 34 geschlossen ist, verbleibt dann ein Teil der Luft 40, die in den Bereich unterhalb der Trennwand 32 geströmt ist, dort unterhalb der Trennwand 32, wie in Fig. 7(E) und Fig. 9 gezeigt ist.

Die Luft 40 strömt in den Bereich unterhalb der Trennwand 32 auch bei der Dampfervor­ richtung 19, die eine in den Fig. 5(A) und 5(B) dargestellte Konstruktion aufweist, während einer Verlagerung aus dem zusammengezogenen Zustand, dargestellt in Fig. 8(A) über die Zustände der Fig. 8(B) bis Fig. 8(E) in den ausgefahrenen Zustand, dargestellt in Fig. 8(F).

Da die Luft 40, die auf diese Weise in den Bereich unterhalb der Trennwand 32 geströmt ist, ein kompressibles Fluid im Gegensatz zu der unkompressiblen viskosen Flüssigkeit 23 ist, expandiert und kontrahiert sie elastisch über die Gesamtweglänge der Dämpfervor­ richtung 19, so daß die Leistung der Dämpfervorrichtung 19 verschlechtert wird.

Die selbstspannenden Dampfer der folgenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, daß ein Luftzutritt in den Bereich unterhalb des Kolbens 25 verhindert wird, so daß die oben erwähnte resultierende Verschlechterung der Leistung verhindert wird.

Die selbstspannende Dämpfervorrichtung gemäß den folgenden Ausführungsbeispielen ist in dem automatischen Spannelement angeordnet, das ein festes Teil, eine an dem festen Teil vorgesehene feste Welle, ein Schwenkteil, das ein Basisende aufweist, welches an der festen Welle gelagert ist, so daß es sich um diese frei drehen kann, einen Schwenkzapfen, der zu der festen Welle parallel ausgerichtet ist und an einem Kopfende des Schwenkteils vorgesehen ist, eine Riemenscheibe, die auf dem Schwenkzapfen gelagert ist, so daß sie sich frei um diesen drehen kann, und eine Spannfeder enthält zum Aufbringen einer Federkraft auf das Schwenkteil in eine solche Richtung, daß die Riemenscheibe gegen den Riemen gedrückt wird. Konkret ist die Dämpfervorrichtung zwischen einem festen Ab­ schnitt und einem schwenkbaren Seitenarm, der an dem Schwenkteil vorgesehen ist, angeordnet.

Eine solche selbstspannende Dämpfervorrichtung gemäß diesen Ausführungsbeispielen sowie die Dämpfervorrichtung, die in dem automatischen Spannelement der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele eingebaut ist, umfaßt ein zylindrisches Teil oder einen Zylinder, der eine viskose Flüssigkeit enthält, einen Kolben, der innerhalb des Zylinders eingepaßt ist, so daß er sich in axialer Richtung frei bewegen kann, eine Feder, die zwischen dem Kolben und dem Zylinder zum Drücken des Kolbens in eine Richtung vorgesehen ist, eine Druckkolben, der der Verlagerung des Kolbens unter der Druckkraft der Feder folgt, so daß er aus dem Zylinder zunehmend hervorsteht, einen Durchlaß, der gegenüberliegende Seiten des Kolbens in axialer Richtung verbindet, und ein Rückschlag­ ventil zum Öffnen und Schließen des Durchlasses. Das Rückschlagventil arbeitet derart, daß es den Durchlaß nur dann öffnet, wenn der Kolben durch die Federkraft der Feder verlagert ist.

Bei der selbstspannenden Dämpfervorrichtung dieser Ausführungsbeispiele hat der Zylinder eine zylindrische Form mit einem offenen oberen Ende und einem geschlossenen unteren Ende, und die Feder ist eine Druckfeder, die zwischen der Oberseite des Bodens des Zylinders und der Unterseite des Kolbens vorgesehen ist. Die untere Hälfte des Druckkol­ bens ist mit einem zylindrischen Abschnitt ausgebildet, der innerhalb der inneren Umfangs­ fläche des Zylinders gleitet, und die obere Hälfte ist mit einem Stababschnitt ausgebildet, dessen Außendurchmesser um ein gewisses Maß kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders. Ein Durchgangsloch zur Verbindung des Inneren und des Äußeren des Zylin­ derabschnitts ist in einem Abschnitt zwischen dem Zylinderabschnitt und dem Stababschnitt vorgesehen. Bei dieser Dämpfervorrichtung wird die Menge an innerhalb des Zylinders enthaltener viskose Flüssigkeit derart geregelt, daß die Flüssigkeitsoberfläche immer oberhalb des Durchgangsloches ist, sogar in der Situation, wenn der Druckkolben unter der Federkraft der Feder bis zum Ende seines Bewegungsweges angehoben worden ist.

Wenn der selbstspannende Dämpfer in diesen Ausführungsbeispielen an und einem automa­ tischen Spannelement installiert ist, so daß er Schwingung in einem Riemen überwachen und regulieren kann, ist die Arbeitsweise zum Zeitpunkt der Regulierung der Verlagerung des Schwenkteils, das die Riemenscheibe hält, gleich jener der selbstspannenden Dämpfer der vorhergehenden Ausführungsbeispiele.

Da bei dem selbstspannenden Dämpfer dieser Ausführungsbeispiele die Menge an viskoser Flüssigkeit mehr als ausreichend ist, ist insbesondere, sogar wenn die Dämpfervorrichtung plötzlich ausgefahren bzw. verlängert wird, die Wahrscheinlichkeit gering, daß die ober­ halb der viskosen Flüssigkeit vorhandene Luft über das Durchgangsloch in das Innere des Druckkolbens strömt. Als Ergebnis kann die Luft nicht in den Bereich unterhalb des Kolbens strömen, so daß die Reduzierung der Leistung des Dämpfers aufgrund von Luft vermieden werden kann.

Ein derartiges Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt. Ein zylindrisches Teil oder ein Zylinder 24, der ein offenes oberes Ende und ein ge­ schlossenes unteres Ende aufweist und eine viskose Flüssigkeit enthält, ist mit einem Kolben 25 versehen, der in dem Zylinder 24 ungehindert aufwärts und abwärts gleitet.

Eine Druckfeder 26 ist zwischen der Unterseite des Kolbens 25 und einer Oberseite der Basis des Zylinders 24 vorgesehen, so daß sie auf den Kolben 25 eine aufwärts gerichtete Federkraft aufbringt.

Ein Druckkolben 22a ist an der Oberseite des Kolbens 25 vorgesehen, so daß das Maß, um welches der Druckkolben 22a von dem Zylinder 24 hervorsteht, zunimmt, sowie sich der Kolben 25 sich unter der Federkraft der Druckfeder 26 anhebt.

Ein Durchgangsloch 33 ist in einem Mittelteil einer Trennwand 32 des Kolbens 25 ausge­ bildet, um einen Durchlaß für eine Verbindung zwischen den Bereichen oberhalb und unterhalb des Kolbens 25 zu schaffen.

Ein Rückschlagventil 34 enthält eine Feder 38 und eine Kugel 39, die an einer Unterseite der Trennwand 32 vorgesehen ist. Dieses Rückschlagventil 34 öffnet sich nur dann, wenn der Kolben 25 durch die Druckkraft der Feder 26 angehoben wird.

Die untere Hälfte des Druckkolbens 22a ist mit einem zylindrischen Abschnitt 41 ausge­ bildet, der auf der inneren Umfangsfläche des Zylinders 24 gleitet, und die obere Hälfte ist mit einem Stababschnitt 42 ausgebildet, der einen um ein gewisses Maß kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Zylinders 24 aufweist. Der Stab­ abschnitt 42 ist ein massiver Körper im Gegensatz zu der Konstruktion der in Fig. 4 dargestellten vorangegangenen Ausführungsbeispiele.

Durchgangslöcher 36 sind in dem Abschnitt zwischen dem Zylinderabschnitt 41 und dem Stababschnitt 42 vorgesehen und verbinden somit den oberen Raum 35 mit dem inneren Raum 31.

Die obengenannte Konstruktion gleicht jener der selbstspannenden Dämpfervorrichtung 19 des in Fig. 4 dargestellten vorangegangenen Ausführungsbeispiels. Jedoch ist im Fall des selbstspannenden Dämpfers des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Menge an in dem Zylinder 24 enthaltener viskosen Flüssigkeit 23 größer. Das bedeutet, daß bei dem Dämp­ fer des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Menge an viskoser Flüssigkeit 23 so groß ist, daß die Flüssigkeitsoberfläche immer oberhalb der Durchgangslöcher 36 ist, sogar in der in Fig. 11 dargestellten Situation, in der der Druckkolben 22a unter der Federkraft der Feder 26 bis zum Ende seines Bewegungsweges angehoben worden ist.

Wenn der selbstspannende Dämpfer gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, der wie oben angegeben konstruiert ist, an ein automatisches Spannelement, wie in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt, angepaßt ist, um die Schwingung in einem Riemen 1 zu regulieren, ist die Arbeitsweise zum Zeitpunkt der Regulierung der Verlagerung des Schwenkteils 12, das die Riemenscheibe 5 trägt, gleich jener der selbstspannenden Dämpfer der vorhergehenden Ausführungsbeispiele.

Insbesondere ist, da bei dem selbstspannenden Dämpfer des vorliegenden Ausführungsbei­ spiels die Menge an viskoser Flüssigkeit 23 mehr als ausreichend ist, sogar dann, wenn die Dämpfervorrichtung plötzlich aus dem zusammengezogenen Zustand, in Fig. 10 darge­ stellt, in den verlängerten Zustand, dargestellt in Fig. 11, verlängert wird, die Wahr­ scheinlichkeit gering, daß oberhalb der viskosen Flüssigkeit 23 vorhandene Luft über das Durchgangsloch 36 in das Innere des Druckkolbens 22a strömt.

Das bedeutet, wenn sich die Riemenspannung plötzlich beim Starten und Anhalten des Motors ändert und die Gesamtlänge der Dämpfervorrichtung 19 schnell aus dem zusam­ mengezogenen Zustand durch die Federkraft der Feder 26 verlängert wird, dann verlängert sich die Dämpfervorrichtung 19, die, wie in Fig. 12 (A) dargestellt ist, ursprünglich zusammengedrückt war, über die Zustände der Fig. 12 (B) bis Fig. 12 (D) in den in Fig. 12 (E) gezeigten Zustand.

Bei der Dämpfervorrichtung 19 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Flüssigkeitsoberfläche der viskosen Flüssigkeit 23 in den anfänglichen Ausdehnungsstufen der Fig. 12 (B) und Fig. 12 (C) ausreichend oberhalb der Durchgangslöcher 36. Als Ergebnis kann die Luft 40 während dieser Stufen nicht in die Durchgangslöcher 36 strömen.

In der letzten Ausdehnungsstufe der Fig. 12 (D) ist das Flüssigkeitsniveau nahe an den Durchgangslöchern 36, so daß die Luft 40 in die Durchgangslöcher 36 strömen könnte. Da jedoch unmittelbar nach diesem Zustand das Anheben des Kolbens 25 gestoppt wird, kann die Luft 40, wenn sie auch in den inneren Raum 31 strömt, nicht bis zu dem Durchgangs­ loch 33 strömen.

Somit gibt es für die Luft 40 keine Möglichkeit, soweit abwärts wie bis zu dem Bereich unterhalb des Kolbens 25 zu strömen, so daß der Leistungsabfall der Dämpfereinrichtung aufgrund der Luft 40 vermieden wird.

Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 13 bis Fig. 15 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Luft ungehindert in einen oberen Luftraum 35 hinein und aus ihm heraus über einen Dichtungs­ ring 37 strömen, der in die Öffnung am oberen Ende des Zylinders 24 eingepaßt ist, um die Öffnung am oberen Ende des oberen Raumes 35 abzudecken. Um dieses zu erreichen, ist ein kleines Loch 44 in einem Abschnitt des Kernes 43 des Dichtungsringes 37 ausgebil­ det, und ein Schlitz 46 in dem elastischen Material 45 des Dichtungsringes 37 oberhalb des kleinen Loches 44 und ein kleines Loch 47 in dem elastischen Material 45 unterhalb des kleinen Loches 44 ausgebildet.

Wenn sich der Druck innerhalb des oberen Raumes 35 beispielsweise aufgrund von Temperaturänderungen ändert, kann folglich die Luft über die Löcher 44 und 47 und den Schlitz 46 in den oberen Raum 35 hineinströmen oder aus ihm herausströmen, so daß jegliche Druckänderung innerhalb des oberen Luftraumes 35 gemildert wird. Da die Schlitze 46 normalerweise geschlossen sind, ist die Möglichkeit gering, daß Staub und dergleichen in den oberen Raum 35 gelangen kann.

Fig. 16 (A) und Fig. 16 (B) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Abdeckteil 48, das aus einem elasti­ schen Material wie beispielsweise Gummi besteht, zwischen der äußeren Umfangsseite des oberen Endes des Zylinders 24 und der äußeren Umfangsseite des oberen Endes des Druckkolbens 22a vorgesehen. Das Abdeckteil 48 verformt sich elastisch mit dem Anhe­ ben des Druckkolbens 22a zwischen den in Fig. 16 (A) und Fig. 16 (B) dargestellten Zuständen, und verhindert auf verläßliche Art den Eintritt von Staub in die obere Luftkam­ mer 35. Des weiteren wird jegliche Druckänderung innerhalb des oberen Luftraumes 35 durch elastische Verformung des Abdeckteils 48 gemildert.

Fig. 17 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Faltenbalg 49, der aus einem elastischen Material, wie z. B. Gummi besteht, zwischen der äußeren Umfangsseite des oberen Endes des Zylinders 24 und der äußeren Umfangsseite des oberen Endes des Druckkolbens 22a vorgesehen. Der Faltenbalg 49 verhindert den Eintritt von Staub in den oberen Raum 35. Des weiteren wird jegliche Druckänderung innerhalb des oberen Raumes 35 durch elastische Verformung des Faltenbalges 49 gemildert.

Bei den selbstspannenden Dämpfern der Ausführungsbeispiele, die wie oben beschrieben konstruiert sind und betrieben werden, wird eine Verschlechterung der Dämpferleistung aufgrund von Luft vermieden, da zuverlässig verhindert werden kann, daß Luft in den Bereich unterhalb des Kolbens strömt.

Dementsprechend hat das automatische Spannelement der vorliegenden Erfindung eine Riemenscheibe, die dahingehend verbessert ist, um der schnellen Spannungsänderung in dem Riemen zu folgen.

Claims (6)

1. Automatisches Spannelement zum Aufbringen einer Spannung auf einen sich bewegenden Riemen enthaltend:

ein Basisteil (10) mit einem Vorsprung (17),
ein Schwenkteil (12), das am Basisteil (10) über eine erste Achse (11) schwenk­ bar befestigt ist und einen Arm (18) aufweist,
eine Riemenscheibe (5), die über eine zweite Achse (13) drehbar an dem Schwenkteil (12) befestigt ist, zum Aufbringen der Spannung auf den sich bewegenden Riemen (1), und
eine Dämpfervorrichtung (19), die zwischen dem Vorsprung (17) des Basisteils (10) und dem Arm (18) des Schwenkteils (12) vorgesehen ist, wobei die Dämpfervor­ richtung enthält:

einen Zylinder (24) mit einer oberen und einer unteren Kammer sowie einem unteren Endabschnitt mit einem Boden,
einen Kolben (25), der in den Zylinder (24) eingepaßt ist, so daß er sich innerhalb eines Hubes zwischen einem obersten und einem untersten Ende bewegen kann, und einen oberen Abschnitt aufweist, der mit einem Stoßteil (22) ausgebildet ist,
ein Federelement (26), das zwischen dem unteren Endabschnitt des Zylinders (24) und dem Kolben (25) vorgesehen ist und unter Vorspannung gehalten ist, um den Kolben (25) aufwärts zu drücken, wobei die untere Kammer in dem Zylinder (24) durch den Zylinderboden und den Kolben (25) begrenzt wird und die obere Kammer in dem Zylinder (24) oberhalb des Kolbens (25) gebildet ist,
eine viskose Flüssigkeit (23), die in der oberen und der unteren Kammer in dem Zylinder (24) enthalten ist,
einen Leckstromweg zur Verbindung der unteren Kammer mit der oberen Kammer, um der viskosen Flüssigkeit (23), die von der unteren Kammer zu der oberen Kammer strömt, einen Widerstand entgegenzusetzen, und
einen Durchlaßweg zur Verbindung der unteren Kammer mit der oberen Kammer, der ein Rückschlagventil (34) aufweist, das geöffnet ist, wenn die viskose Flüssigkeit (23) von der oberen Kammer zu der unteren Kammer strömt, und das ge­ schlossen ist, wenn die viskose Flüssigkeit (23) von der unteren Kammer zu der oberen Kammer strömt,
wobei das Stoßteil (22) einen unteren Körperteil (28) und einen oberen Vor­ sprung (27) aufweist,
der untere Körperteil (28) hohl ist und die obere Kammer in einen inneren Raum (31) innerhalb des unteren Körperteils (28) und einen äußeren Raum außerhalb des unteren Körperteils (28) teilt, der von dem inneren Raum (31) getrennt ist,
der innere Raum (31) einen oberen Lüftungsdurchlaß (36) aufweist, der in der Nähe des oberen Vorsprungs (27) vorgesehen ist, um mit dem äußeren Raum in Ver­ bindung gebracht zu werden, und
der Durchlaßweg durch den Kolben (25) vorgesehen ist, um die untere Kammer mit dem inneren Raum (31) zu verbinden,
wodurch die viskose Flüssigkeit (23) eine Flüssigkeitsoberfläche aufweist, die in dem äußeren Raum oberhalb des oberen Lüftungsdurchlasses (36) gehalten wird, sogar wenn das Stoßteil (22) bis zum obersten Ende seines Hubes angehoben ist.

2. Automatisches Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es ein Vorspann-Federelement (14) aufweist, das zwischen dem Schwenkteil (12) und dem Basisteil (10) so angeordnet ist, daß es die Riemenscheibe (5) elastisch gegen den Riemen (1) drückt.

3. Automatisches Spannelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der innere Raum einen unteren Abschnitt aufweist, der mit dem äußeren Raum in Verbindung ist.

4. Automatisches Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckstromweg zwischen dem äußeren Umfang des Kolbens (25) und dem inneren Umfang des Zylinders (24) vorgesehen ist.