DE102004028485A1

DE102004028485A1 - Spannvorrichtung für Riemen, Ketten und dergleichen

Info

Publication number: DE102004028485A1
Application number: DE200410028485
Authority: DE
Inventors: Johann Singer
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2005-12-29

Abstract

Spannvorrichtung für Riemen, Ketten und dergleichen, insbesondere an Brennkraftmaschinen, mit einem an einem Maschinengehäuse befestigbaren Basisteil (1), mit einem Tragarm (6), dessen Nabenteil (5) am Basisteil (1) gelagert ist und der an seinem freien Ende eine mit dem Riemen der Kette und dergleichen in Wirkverbindung stehende Spannrolle (7) trägt, mit einem Reibelement, das mit dem Basisteil (1) und dem Tragarm (6) in Wirkverbindung steht, und mit einer torsionsgewickelten Spiral- oder Schenkelfeder (9), deren Enden oder Schenkel mit dem Basisteil (1) und dem Tragarm (6) zur Erzeugung einer Drehkraft zwischen Tragarm (6) und Basisteil (1) verbunden sind, wobei an dem Basisteil (1) ein Führungskörper (2) drehfest befestigt ist, auf dem das Nabenteil (5) unter Zwischenschaltung einer Kombibüchse (4) geführt ist, wobei das Nabenteil (5) einen zum Basisteil (1) ausgerichteten Nabenzapfen (8) aufweist und wobei die Spiral- oder Schenkelfeder (9) als Multifunktionsfeder ausgebildet ist, die zu ihrer Drehfunktion als Druckfeder ausgebildet ist und mit zumindest einer, vorzugsweise mehreren Windungen, auf der Außenfläche des Nabenzapfens (8) anliegt.

Description

Gebiet der Erfindung
Spannvorrichtung für Riemen, Ketten und dergleichen, insbesondere an Brennkraftmaschinen, mit einem an dem Maschinengehäuse befestigbaren Basisteil, mit einem Tragarm, dessen Nabenteil am Basisteil gelagert ist und der an seinem freien Ende eine mit dem Riemen, der Kette und dergleichen in Wirkverbindung stehende Spannrolle trägt, mit einem Reibelement, das mit dem Basisteil und dem Tragarm in Wirkverbindung steht, und mit einer Spiralfeder oder torsionsgewickelten Schenkelfeder bzw. einer Multifunktionsfeder, deren Enden oder Schenkel mit dem Basisteil und dem Tragarm zur Erzeugung einer Drehkraft zwischen Tragarm und Basisteil verbunden sind.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige gattungsbildende Spannvorrichtung ist aus der DE 40 10 928 C2 bekannt. Diese Spannvorrichtung weist zwischen dem Nabenteil, das innerhalb des Basisteils angeordnet ist, eine Lagerbuchse auf, die mit einem Hals des Basisteils in Wirkverbindung steht. Das Nabenteil hat auf seiner der Spannrolle abgewandten Seite einen Befestigungsring, der das Nabenteil in Richtung des Basisteiles fixiert, da die Lagerbuchse konisch ausgeführt ist und sich in Richtung des Befestigungsringes verjüngt. Um den Hals des Basisteils ist eine Federbuchse und eine Schlingbuchse angeordnet, die durch die Schenkelfeder radial vorgespannt sind und die Dämpfung der Spannrolle erzeugen. Die auf den Tragarm wirkenden Reaktionskräfte der Schenkelfeder führen zu erhöhter Reibbelagbeanspruchung und eingeschränkter Funktion bzw. Lebensdauer, insbesondere bei unumgänglichen bauraumbedingten, ungünstigen Schenkeleinhängepunkten. Es ist auch keine ausreichende Sicherheit gegen Federbruch aufgrund von Schwingungsanregungen der Schenkelfeder gegeben.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spannvorrichtung zur Verfügung zu stellen, durch die eine Dämpfung der Federschwingungen und zugleich eine Stabilisierung des rotativ wirkenden Tragarmes mit Verringerung der Reibbelagbeanspruchung gegeben ist. Die Spannvorrichtung soll weiterhin einfach im Aufbau, kostengünstig und betriebssicher sein.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass an dem Basisteil ein Führungskörper drehfest befestigt ist, auf dem das Nabenteil unter Zwischenschaltung einer Kombibüchse geführt ist, dass das Nabenteil einen zum Basisteil ausgerichteten Nabenzapfen aufweist und dass die Spiral- oder Schenkelfeder als Multifunktionsfeder ausgeführt ist, die zu ihrer Drehfunktion als Druckfeder ausgebildet ist und mit zumindest einer, vorzugsweise mehreren Windungen auf der Außenfläche des Nabenzapfens anliegt. Die Spiralfeder wirkt zudem als eine Druckfeder, mit der eine Dämpfung und damit eine Stabilisierung von Stellbewegungen des Hebelarms realisierbar sind.

Durch diese Ausgestaltung der Erfindung trägt der Führungskörper, der mit Abstand zur Anschraubstelle des Basisteils am Maschinengehäuse angeordnet ist und damit so weit als möglich im Bereich des Tragarms liegt, den Tragarm, wobei die Druckkraft der Spiral- oder Schenkelfeder den Nabenteil vom Basisteil weg auf den Führungskörper hin belastet. Zur Stabilität der Führung trägt weiterhin bei, dass die Spiral- oder Schenkelfeder den Nabenzapfen umgreift und führt. Dabei werden die Radialkräfte der Schenkelfeder im Bereich des Nabenzapfen anwendungsspezifisch, z. B. in Abhängigkeit der Druckkräfte ausgelegt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Nabenzapfen und der Multifunktionsfeder ein Dämpfungsrohr eingebaut ist, das den Nabenzapfen in Richtung Basisteil überragt. Der Nabenzapfen kann daher kürzer ausgebildet sein, wobei das Dämpfungsrohr nicht nur die radiale Spannkraft der Spiral- oder Schenkelfeder auf den Nabenzapfen überträgt sondern auch weit in die Feder hinein bis über deren Mitte reichen kann, um Schwingungen der Feder zu dämpfen. Dieser Aufbau unterbindet kritische Resonanzbrüche des Federdrahtes und gewährleistet damit eine gesteigerte Lebensdauer der Spiral- oder Schenkelfeder. Dadurch trägt sie auch zur Führung des Nabenteils bei. Je nach Ausgestaltung des Dämpfungsrohres liegt die Feder, insbesondere außerhalb des Nabenzapfens, nur an dem Dämpfungsrohr an. Dies reicht aus, um die Federschwingungen zu dämpfen. Etwaige Geräusche oder Verschleiß lassen sich mit entsprechenden Werkstoffen beheben bzw. reduzieren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die der Kombibüchse zugewandten Flächen des Führungskörpers und des Nabenteils kegelförmig, in Richtung des Basisteils sich verjüngend, ausgeführt. Damit entsteht in Verbindung mit der Druckkraft der Schenkelfeder eine gute Führung des Tragarms auf dem Führungskörper, wobei eine spielfreie Lagerung entsteht. Durch geeignete Wahl des Kegelwinkels lässt sich die auf die Kombibüchse wirkende Spannkraft dosieren. Es sei darauf hingewiesen, dass die Kegelwinkel an den Flächen des Führungskörpers und des Nabenteils nicht identisch sein müssen, sondern variieren können, wobei dann auch die Kombibüchse unterschiedliche Wandstärken aufweist. Dadurch lassen sich die Reibverhältnisse zwischen Führungskörper und Kombibüchse sowie Kombibüchse und Nabenteil variieren.

Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist die Kombibüchse sowohl als Lagerbuchse für den Tragarm bzw. dessen Nabenteil am Führungskörper als auch als Reibelement zur Dämpfung der Schwenkbewegungen des Tragarmes auf dem Führungskörper ausgebildet.

Die Führungsbüchse und das Dämpfungsrohr können als geschlossene Körper, insbesondere Ringe, ausgeführt oder längsgeschlitzt sein. Wenn die Führungsbüchse und das Dämpfungsrohr als geschlossene Körper ausgeführt sind, ist es vorteilhaft, wenn Dehnfugen vorgesehen sind, damit die radialen Kräfte nicht nur zwischen der Führungsbüchse bzw. Dämpfungsrohr und einem der anliegenden Bauteile entstehen, sondern auf das Bauteil an der anderen Seite der Führungsbüchse bzw. des Dämpfungsrohres weitergeleitet werden. Sind die Führungsbüchse und das Dämpfungsrohr geschlitzt ausgeführt, dann kann an den Stirnflächen zur besseren gegenseitigen Führung eine Nut/Feder-Verbindung vorgesehen sein.

Als Werkstoff für die Führungsbüchse und das Dämpfungsrohr wird ein Thermoplast bzw. ein thermoplastisches Elastomer vorgeschlagen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine Spannvorrichtung mit daran befestigter Spannrolle und
2 einen Schnitt durch eine Spannvorrichtung ähnlich 1, ohne Spannrolle aber mit einem Dämpfungsrohr innerhalb der Schenkelfeder.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 und 2 ist, soweit im einzelnen dargestellt, mit 1 ein Basisteil bezeichnet, das nicht näher dargestellt, an einem Maschinengehäuse, insbesondere einem Gehäuse einer Brennkraftmaschine, angeschraubt werden kann. Das Basisteil 1 weist einen Hals auf, auf dem ein Führungskörper 2 angeordnet ist. Der Führungskörper 2 kann mit Hilfe einer Zahnnabenverbindung, eines Keils und dergleichen drehfest auf dem Basiskörper angeordnet sein und mit einer Spannmutter 3 befestigt sein. Es kann aber auch irgendeine andere Festlegung des Führungskörpers 2 auf dem Basisteil 1, z.B. Verstemmung, punktförmige Verschweißung und dergleichen, vorgesehen sein. Der Führungskörper 2 hat eine kegelförmige Außenfläche, auf der eine Kombibüchse 4 angeordnet ist, die mit einer entsprechenden konischen Innenfläche eines Nabenteils 5 in Wirkverbindung steht, das seinerseits Teil eines Tragarmes 6 ist, an dessen freien Ende in üblicher Weise eine mit 7 bezeichnete Spannrolle gelagert ist.
Der Nabenteil 5 weist einen Nabenzapfen 8 auf, auf dem zumindest eine Windung einer Schenkelfeder 9 aufliegt, deren Schenkel, nicht dargestellt, einerseits mit dem Nabenzapfen 8 bzw. Tragarm 6 in Drehverbindung steht und andererseits, ebenfalls nicht dargestellt, mit einem weiteren Schenkel mit dem Basisteil 1 in Wirkverbindung steht, so dass die Schenkelfeder 9 zwischen Basisteil 1 und Tragarm 6 eine Drehkraft erzeugt, die über die Spannrolle 7 eine Kraft auf einen nicht dargestellten Riemen, Ketten und dergleichen ausübt. An den Enden der Kombibüchse 4 sind zwischen dem Basisteil 1 und/oder Führungskörper 2 und dem Nabenteil 5 sowie zwischen dem Führungskörper 2 und dem Nabenteil 5 je ein Dichtring 10 eingebaut, der die Spalte zwischen Führungskörper 2 und Kombibüchse 4 bzw. Kombibüchse 4 und Nabenteil 5 gegen von außen eindringenden Schmutz, Feuchtigkeit und dergleichen schützt und zum anderen das eingebrachte Schmier-, Gleitmittel oder dergleichen gegen Austreten zurückhält.
Der Nabenzapfen 8 gemäß 2 ist länger in axialer Richtung der Schenkelfeder 9 ausgebildet als der Nabenzapfen 8 in 1. Auf dem Nabenzapfen 8 von 2 ist ein Dämpfungsrohr 11 aufgeschoben, das im Bereich des Nabenzapfens 8 von zwei kompletten Windungen der Schenkelfeder 9 umschlossen bzw. umspannt wird. Das Dämpfungsrohr 11 ist in Richtung Basisteil bis weit über die Mitte der Schenkelfeder 9 hin verlängert. Die Schenkelfeder 9 liegt am Dämpfungsrohr 11 an, so dass das Dämpfungsrohr 11 etwaige Schwingungen der Schenkelfeder dämpft bzw. eliminiert. Weiterhin wird dadurch die Führung des Nabenteils erheblich verbessert.

1: Basisteil
2: Führungskörper
3: Spannmutter
4: Kombibüchse
5: Nabenteil
6: Tragarm
7: Spannrolle
8: Nabenzapfen
9: Schenkelfeder
10: Dichtringe
11: Dämpfungsrohr

Claims

Spannvorrichtung für Riemen, Ketten und dergleichen, insbesondere an Brennkraftmaschinen, mit einem an einem Maschinengehäuse befestigbaren Basisteil (1), mit einem Tragarm (6), dessen Nabenteil (5) am Basisteil (1) gelagert ist und der an seinem freien Ende eine mit dem Riemen, der Kette und dergleichen in Wirkverbindung stehende Spannrolle (7) trägt, mit einem Reibelement, das mit dem Basisteil (1) und dem Tragarm (6) in Wirkverbindung steht, und mit einer torsionsgewickelten Schenkelfeder (9), deren Schenkel mit dem Basisteil (1) und dem Tragarm (6) zur Erzeugung einer Drehkraft zwischen Tragarm (6) und Basisteil (1) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Basisteil (1) ein Führungskörper (2) drehfest befestigt ist, auf dem das Nabenteil (5) unter Zwischenschaltung einer Kombibüchse (4) geführt ist, dass das Nabenteil (5) einen zum Basisteil (1) ausgerichteten Nabenzapfen (8) aufweist und dass die Schenkelfeder (9) als Multifunktionsfeder ausgebildet ist, die zu ihrer Drehfunktion als Druckfeder ausgebildet ist und mit zumindest einer, vorzugsweise mehreren Windungen, auf der Außenfläche des Nabenzapfens (8) anliegt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Nabenzapfen (8) und der Schenkelfeder (9) ein Dämpfungsrohr (11) eingebaut ist, das den Nabenzapfen (8) in Richtung Basisteil (1) überragt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Kombibüchse (4) zugewandten Flächen des Führungskörpers (2) und des Nabenteils (5) kegelförmig, in Richtung Basisteil (1) sich verjüngend, ausgeführt sind.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombibüchse (4) als Lagerbuchse und Reibelement ausgebildet ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombibüchse (4) und das Dämpfungsrohr (11) als geschlossene Körper ausgeführt oder längsgeschlitzt sind.
Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombibüchse (4) und das Dämpfungsrohr (11) als geschlossene Körper ausgeführt und mit zumindest je einer Dehnfuge versehen sind.
Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombibüchse (4) und das Dämpfungsrohr (11) geschlitzt ausgeführt sind und an den Stirnflächen mit einer Nut/Feder-Verbindung versehen sind.