DE102006057001A1

DE102006057001A1 - Spann- und Dämpfungsvorrichtung für Zugmitteltriebe

Info

Publication number: DE102006057001A1
Application number: DE102006057001A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing.(BA) Schmidl; Johann Singer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-12-02
Filing date: 2006-12-02
Publication date: 2008-06-05

Abstract

ng für einen Zugmitteltrieb, insbesondere für einen Riementrieb. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die sich durch einen unter fertigungs- und konstruktionstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaften Aufbau auszeichnet. Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spannvorrichtung mit einem Basisteil, einem Schwenkarm, einer Torsionsfeder zur Aufbringung eines zwischen dem Basisteil und dem Schwenkarm wirksamen, den Schwenkarm in eine Spannrichtung drängenden Schwenkmomentes, und einer Dampfungseinrichtung zur Generierung einer Dämpfungskraft, die einer der Spannrichtung entgegengerichteten Schwenkung des Schwenkarmes um eine Schwenkachse entgegenwirkt, wobei die Dämpfungseinrichtung ein Reibflächenorgan umfasst, das als solches eine der Reibkraftaufbringung dienende Reibfläche bildet, die auf einer Gegenreibfläche aufsitzt, und wobei das Reibflächenorgan als ring- oder zumindest ringsegmentartiges Bauteil ausgeführt ist, das eine zur Schwenkachse konzentrische Konusstruktur umfasst, die jene Reibfläche bildet, wobei sich diese Spannvorrichtung dadurch auszeichnet, dass eine Federeinrichtung vorgesehen ist, die mit jenem Reibflächenorgan gekoppelt ist und dieses mit radial zur Schwenkachse gerichteten Kräften beaufschlagt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung richtet sich auf eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, insbesondere für einen Riementrieb der als solcher in eine Brennkraftmaschine eingebunden ist um Komponenten derselben oder angebaute Aggregate, wie beispielsweise Einspritzpumpen, Lenkhilfepumpen, Generatoren, Wasserpumpen, Klimakompressoren oder vergleichbare Einheiten anzutreiben.
Aus DE 35 46 901 C2 ist eine Riemenspannvorrichtung bekannt, die einen Befestigungsblock und einen daran schwenkbewegbar gelagerten Schwenkarm aufweist. Diese Riemenspannvorrichtung umfasst ferner eine Torsionsfeder, durch welche ein zwischen dem Befestigungsblock und dem Schwenkarm wirksames Drehmoment erzeugt wird. Durch dieses Drehmoment wird es möglich, eine an dem Schwenkarm angebrachte Spannrolle gegen ein Riementrum, typischerweise ein Leertrum des Riementriebs, zu drängen und hierdurch eine zur Aufrechterhaltung der reibschlüssigen Kopplung der Scheiben des Riementriebs hinreichende Spannfunktion zu schaffen. Zwischen dem Befestigungsblock und dem Schwenkarm ist weiterhin eine Bremseinrichtung wirksam, durch welche die Bewegung des Schwenkarms mittels Coulomb'scher Reibung gebremst werden kann, wodurch eine Dämpfung von Riemenschwingungen erreicht wird.
Aus DE 101 31 916 A1 ist ebenfalls eine Spannvorrichtung für Zugmittel, insbesondere eine Riemenspannvorrichtung bekannt. Diese Spannvorrichtung umfasst ebenfalls eine Befestigungsstruktur und einen daran bewegbar gelagerten Schwenkarm der mit einer Spannrolle versehen ist. Die Schwenkbewegung zwischen dem Schwenkarm und der Basisstruktur wird durch ein Buchsenelement gedämpft, das in den Innenbereich einer als Rückstellfeder fungierenden Schraubenfeder eingesetzt ist und als solches Reibkontaktflächen bereitstellt.
Aus EP 0967 412 A2 , DE 100 63 638 A1 , EP 0 866 240 B1 , EP 0 450 620 B , DE 41 25 494 und DE 10 2004 047 422 A1 sind weitere Riemenspannvorrichtungen bekannt die jeweils einen federbelasteten Schwenkarm aufweisen, dessen Schwenkbewegung durch Bremseinrichtungen gedämpft wird.
Weiterhin ist aus WO 02/068841 eine Spannvorrichtung bekannt, welche ähnlich wie die vorgenannten Spannvorrichtungen einen Schwenkarm umfasst der an einer Lagerzapfenstruktur schwenkbewegbar gelagert ist. An der Lagerzapfenstruktur ist ein Deckelelement befestigt, das ein tellerförmiges Element und eine Reibscheibe umfasst, die auf einer den Lagerzapfen umsäumenden Stirnseite des Schwenkarms aufsitzt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen die sich durch einen unter fertigungs- und konstruktionstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaften Aufbau, durch ein hohes Maß an Robustheit sowie hinsichtlich der erreichten Dämpfungswirkung durch ein vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spannvorrichtung mit einem Basisteil, einem Schwenkarm, einer Torsionsfeder zur Aufbringung eines zwischen dem Basisteil und dem Schwenkarm wirksamen, den Schwenkarm in eine Spannrichtung drängenden Schwenkmomentes, und einer Dämpfungseinrichtung zur Generierung einer Dämpfungskraft die einer der Spannrichtung entgegen gerichteten Schwenkung des Schwenkarmes um eine Schwenkachse entgegenwirkt, wobei die Dämpfungseinrichtung ein Reibflächenorgan umfasst, das als solches eine der Reibkraftaufbringung dienende Reibfläche bildet die auf einer Gegenreibfläche aufsitzt, und wobei das Reibflächenorgan als ring- oder zumindest ringsegmentartiges Bauteil ausgeführt ist das eine zur Schwenkachse konzentrische Konusstuktur umfasst die jene Reibfläche bildet, wobei sich diese Spannvorrichtung dadurch auszeichnet, dass eine Federeinrichtung vorgesehen ist die mit jenem Reibflächenorgan gekoppelt ist und dieses mit radial zur Schwenkachse gerichteten Kräften beaufschlagt.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb zu schaffen, die insgesamt als relativ kompakte Baugruppe realisiert werden kann und sich durch ein zuverlässig über einen langen Betriebszeitraum gewährleistbares, vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet. Weiterhin wird es auch möglich, über die Wahl des zur Bildung des Reiborgans verwendeten Werkstoffes Einfluss auf das Brems- bzw. Dämpfungsverhalten der Spannvorrichtung zu nehmen.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung kann so realisiert werden, dass die Federeinrichtung in verbautem Zustand derart angeordnet ist, dass durch diese das Reibflächenorgan bezüglich der Schwenkachse radial einwärts, d.h. zur Schwenkachse hin gedrängt wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Dämpfungseinrichtung derart zu realisieren, dass durch die Federeinrichtung das Reibflächenorgan bezüglich der Schwenkachse radial nach außen, d.h. von der Schwenkachse weg gedrängt wird.
Das Reibflächenorgan kann als ring- oder buchsenartiges Bauteil ausgeführt sein und ist vorzugsweise derart gestaltet, dass dieses sowohl einen ersten, als auch einen zweiten Kegelflächenabschnitt umfasst. Wenigstens einer dieser Kegelflächenabschnitte fungiert als Reibfläche, die auf einer gemeinsam mit dem Schwenkarm schwenkbewegbaren Gegenreibfläche, oder einer über das Basisteil fixierten oder durch diese unmittelbar oder durch einen Einsatz bereitgestellten Gegenreibfläche aufsitzt.
Auch die Gegenreibflächen sind vorzugsweise als Konusflächen ausgeführt, wobei der entsprechende Konuswinkel vorzugsweise auf die Geometrie des Reibflächenorgans abgestimmt ist, sodass sich eine innige Anlage der durch das Reibflächenorgan bereitgestellten Reibflächen an den hiermit zusammenarbeitenden Gegenreibflächen ergibt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Generierung des Reibmomentes unter Rückgriffnahme auf zwei Gegenreibflächen, die als solche derart angeordnet sind, dass diese eine Keilnut definieren, wobei das Reibflächenorgan in diese Keilnut eingesetzt ist. Vorzugsweise wird bei dieser Ausführungsform das Reibflächenorgan durch eine dieses im wesentlichen über den gesamten Umfang umgreifende Ringfeder radial zusammengedrängt und damit keilringartig in die Keilnut hineingezwängt.
Alternativ zu der vorgenannten Ausführungsform der zur Generierung des Reibmomentes herangezogenen Mechanik ist es auch möglich, eine der Gegenreibflächen als Kegelaußenfläche zu realisieren und die andere Gegenreibfläche als Kegelinnenfläche zu realisieren. Das erfindungsgemäß mit diesen Gegenreibflächen zusammenarbeitende Reibflächenorgan kann dann insbesondere als Hohlkegelstumpf ausgeführt sein. Es ist möglich, diesen Hohlkegelstumpf mit einer Ringstufe zu versehen die sich vorzugsweise in einem axialen Mittenbereich dieses Hohlkegelstumpfes befindet. Die erfindungsgemäß vorgesehene Federeinrichtung kann so angeordnet sein, dass diese im Bereich jener Ringstufe an dem Reibflächenorgan angreift und eine durch die Ringstufe bereitgestellte Aussenwandung gegen einen komplementär hierzu ausgebildeten Gegenreibflächenabschnitt drängt.
Die Federeinrichtung kann insbesondere bei der zuletzt genannten Ausgestaltung als Flachmaterialstreifen ausgeführt sein. Es ist möglich, mit diesem Flachmaterialstreifen eine Mitnehmerstruktur zu realisieren, durch welche der Flachmaterialstreifen an sich in Umfangsrichtung mit dem Basisteil oder gegebenenfalls auch mit dem Schwenkarm gekoppelt ist und zudem auch das Reibflächenorgan in Umfangsrichtung an die entsprechende Struktur der Spannvorrichtung angebunden ist.
Es ist möglich, die Federeinrichtung so zu gestalten, dass diese ein ringklauenartiges Bauteil darstellt, das einen ersten Ringschenkel und einen zweiten Ringschenkel umfasst, wobei diese beiden Ringschenkel über die vorgenannte Mitnehmerstruktur miteinander gekoppelt sind. Diese Mitnehmerstruktur kann durch einen Ringbereich gebildet sein, der als solcher die genannten Ringschenkel miteinander verbindet.
Es ist weiterhin möglich, in die vorgenannten Ringschenkel zungenartige Federabschnitte („Hubzungen") einzuformen die als solche dazu dienen, die durch die Federeinrichtung generierten Radialkräfte zu erhöhen.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine Axialschnittansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung,
2 eine Schemadarstellung zur Erläuterung der bei der Spannvorrichtung gemäß 1 vorgesehenen Reib- und Dämpfungseinrichtung,
3a eine Axialschnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung,
3b eine Radialschnittansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus der Spannvorrichtung gemäß 3a auf Höhe einer in dem Reibflächenorgan ausgebildeten Ringstufe,
4 eine perspektivische Darstellung eines bei der Spannvorrichtung nach den 3a und 3b verwendeten Federelementes,
5 eine perspektivische Darstellung des bei der Spannvorrichtung nach den 3a und 3b verwendeten Reibflächenorgans,
6 eine perspektivische Darstellung eines bei der Spannvorrichtung nach den 3a und 3b vorgesehenen, in das Reibflächenorgan eintauchenden Konuselementes,
7 eine Skizze zur Veranschaulichung der Konfiguration des Federelementes in verspanntem bzw. unverspanntem Zustand.
Die in 1 dargestellte Spannvorrichtung dient als solche der Aufbringung einer ein Riementrum spannenden Spannkraft auf eine Spannrolle R. Die Spannvorrichtung umfasst ein Basisteil 1, einen Schwenkarm 2, eine Torsionsfeder 3, die als solche der Aufbringung eines zwischen dem Basisteil 1 und dem Schwenkarm 2 wirksamen, den Schwenkarm 2 in eine Spannrichtung drängenden Schwenkmomentes dient.
Die Torsionsfeder 3 ist bei dieser Ausführungsform als schenkellose Zylinderfeder ausgeführt. Die Torsionsfeder 3 stützt sich im Bereich eines dem Basisteil 1 zugewandten Endabschnitts 3a an einer in dem Basisteil 1 ausgebildeten Mit nehmerstruktur ab. Das dem Federschenkel 3a abgewandte zweite Federende 3b ist an dem Schwenkarm 2 verankert.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung umfasst eine Dämpfungseinrichtung die als solche der Generierung einer Dämpfungskraft dient, die insbesondere ein, einer der Spannrichtung entgegengerichteten Schwenkung des Schwenkarms um die Schwenkachse X entgegengerichtetes Reibmoment erzeugt.
Die Dämpfungseinrichtung umfasst ein Reibflächenorgan 4. Das Reibflächenorgan 4 umfasst eine der Reibkraftaufbringung dienende Reibfläche 5a, 5b die auf einer Gegenreibfläche 13a, 13b aufsitzt. Das Reibflächenorgan 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ring- oder zumindest ringsegmentartiges Bauteil ausgeführt, das eine zur Schwenkachse X konzentrische Konusstruktur beinhaltet, die jene Reibflächen 5a, 5b bildet. Die hier dargestellte Spannvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Federeinrichtung 7 vorgesehen ist, die mit dem Reibflächenorgan 4 gekoppelt ist und dieses mit radial zur Schwenkachse X gerichteten Kräften beaufschlagt.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Federeinrichtung 7 derart ausgebildet und angeordnet, dass durch diese das Reibflächenorgan bezüglich der Schwenkachse X radial einwärts, d.h. zur Schwenkachse X hin gedrängt wird. Hierdurch werden die Reibflächen 5a, 5b des Reiborgans auf die Gegenreibflächen 13a bzw. 13b gedrängt. Aufgrund der Schrägstellung der Reibflächen 5a, 5b gegenüber der Schwenkachse X ergibt sich hierbei eine in der jeweiligen Reibfläche wirkende Normalkraft die größer ist als die durch die Federeinrichtung 7 aufgebrachte, das Reibflächenorgan verengende und zur Schwenkachse X hin drängende Federkraft. Die beiden Reibflächen 5a, 5b des Reibflächenorgans 4 sind durch einen ersten und einen zweiten Konusflächenabschnitt gebildet der als solcher unmittelbar durch den das Reibflächenorgan darstellenden, vorzugsweise axial geschlitzten ggf. auch in mehrere Schalensegmente unterteilten Toruskorpus bereitgestellt sind. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sitzt der Konusflächenabschnitt 5b auf einer gemeinsam mit dem Schwenkarm schwenkbewegbaren Gegenreibfläche 13b auf. Der an dere Konusflächenabschnitt 5a sitzt auf einer über das Basisteil fixierten bzw. unmittelbar durch dieses bereitgestellten Gegenreibfläche 13a auf. Auch die beiden Gegenreibflächen 13a, 13b sind als Konusflächen ausgeführt, die insgesamt komplementär zu den durch das Reibflächenorgan 4 bereitgestellten Reibflächen 5a, 5b gestaltet sind.
Die beiden Gegenreibflächen 13a, 13b definieren bei der hier gezeigten Ausführungsform eine Keilnut, in welcher das Reibflächenorgan 4 sitzt. Das Reibflächenorgan 4 wird durch die Federeinrichtung 7 radial in diese Keilnut hinein gedrängt.
Die Federeinrichtung 7 kann so gestaltet sein, dass diese das Reibflächenorgan 4 wenigstens über einen überwiegenden Umfangsbereich umgreift. Es ist möglich, die Federeinrichtung 7 so zu gestalten, dass diese mehrere, das Reiborgan 4 umsäumende Windungen umfasst.
Die Schwenklagerung des Schwenkarms 2 an dem Basisteil 1 ist durch einen Schwenkzapfen 8 bewerkstelligt, der in dem Basisteil 1 verankert ist und eine Außenumfangsfläche definiert, auf welcher unter Einbindung einer Gleitlagerbuchse 9 der Schwenkarm 2 sitzt. An dem Schwenkzapfen 8 ist ein Abdeckring 10 fixiert. Der Abdeckring 10 sitzt in einer Senkung 11 des Schwenkarms 2 und ist zudem mit einem Haltewulst 12 versehen, durch welchen ein Dichtelement 13 geführt ist. Durch das Dichtelement 13 wird ein zwischen dem Abdeckring 10 und der Innenumfangsfläche der Senkung 11 definierter Bewegungsspalt abgedichtet.
Die Laufrolle R ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Kunststoffmaterial gefertigt und sitzt über eine Wälzlagereinrichtung 14 auf einem Schraubzapfen 15, der über einen Gewindeabschnitt 16 in dem Schwenkarm 2 verankert ist. In einem dem Verankerungsbereich des Schwenkzapfens 15 abgewandten Seitenbereich ist die Spannrolle R mit einer Abdeckkappe 17 versehen, durch welche die Wälzlagereinrichtung 14 sowie der gesamte vordere Befestigungsbereich vollständig abgedeckt sind. Die Abdeckkappe 17 ist über einen Schnappringrand 18 an der Spannrolle R verankert. Obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt, ist es möglich, auch im rückwärtigen Bereich der Spannrolle R eine Dichtungseinrichtung vorzusehen, durch welche die Wälzlagereinrichtung 14 gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Diese Abdichtungseinrichtung kann insbesondere als Kassettendichtung realisiert sein, die einen Bewegungsspalt zwischen dem Schwenkarm 2 und der Laufrolle R abdichtet.
In 2 ist in Form einer Detaildarstellung nochmals der Aufbau der erfindungsgemäß gestalteten Dämpfungseinrichtung dargestellt. Wie aus dieser Ansicht erkennbar, wird das Reibflächenorgan 4 unter Wirkung der Federeinrichtung 7 radial einwärts zur Schwenkachse X hin in den durch die Gegenreibflächen 13a, 13b definierte Keilnut gedrängt. Wie aus dem beigestellten Kräftedreieck ersichtlich, wird es hierdurch möglich, Reibkräfte FNR zu generieren, die größer sind als die durch die Federeinrichtung aufgebrachte, zur Schwenkachse X gerichtete Federkraft FS. Das Reibflächenorgan 4 zentriert sich über seine beiden Reibflächen 5a, 5b selbsttätig in der durch die Gegenreibflächen 13a, 13b definierten Keilnut.
In 3a ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung dargestellt. Auch diese Spannvorrichtung umfasst ein Basisteil 1, einen Schwenkarm 2 und eine Torsionsfeder 3, die der Aufbringung eines zwischen dem Basisteil 1 und dem Schwenkarm 2 wirksamen, den Schwenkarm in eine Spannrichtung drängenden Schwenkmomentes dient. Die Spannvorrichtung ist mit einer Dämpfungseinrichtung versehen, die der Generierung einer Dämpfungskraft dient, durch welche die Schwenkbewegung des Schwenkarms gegenüber dem Basisteil gebremst wird.
Die Dämpfungseinrichtung umfasst ein Reibflächenorgan 4, das bei diesem Ausführungsbeispiel als Hohlkegelstumpf ausgeführt ist und damit eine zur Schwenkachse X konzentrische Konusstruktur bildet. Im Bereich des Reibflächenorgans 4 ist eine Federeinrichtung 7 vorgesehen, die mit jenem Reibflächenorgan 4 gekoppelt ist und dieses mit radial zur Schwenkachse X gerichte ten, bei diesem Ausführungsbeispiel nach außen gerichteten Radialkräften beaufschlagt.
Das Reibflächenorgan 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel drehfest mit dem Basisteil 1 gekoppelt. Diese Koppelung wird unmittelbar über die Federeinrichtung 7 erreicht, die an einem Konuselement 20 verankert ist. Das Konuselement 20 sitzt auf einem Zapfenabschnitt 21, der integralen Bestandteil des Basisteils 1 bildet. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel bildet das Konuselement 20 und das darauf sitzende Reibflächenorgan 4 eine Lagerungsstruktur auf welcher der Schwenkarm 2 schwenkbewegbar geführt ist. Die Lagerungsflächen des Schwenkarms 2 dienen unmittelbar als mit dem Reibflächenorgan 4 zusammenwirkende Gegenreibflächen 13a, 13b.
Das als Hohlkegelstumpf ausgeführte Reibflächenorgan ist mit einer Ringstufe 22 versehen. Der Außenbereich dieser Ringstufe 22 bildet ebenfalls eine der Generierung eines Reibmomentes dienende Reibfläche 5c des Reibflächenorgans 5.
Die Federeinrichtung 7 ist derart angeordnet, dass diese das Reibflächenorgan 5 im Bereich der Ringstufe 22 von innen untergreift. Durch die Federeinrichtung 7 wird die Aussenwandung der Ringstufe 22 gegen eine durch eine Innenfläche des Schwenkarms 2 bereitgestellte Gegenreibfläche 13c gedrängt. Die über die Gegenreibflächen 13a und 13b herbeigeführte Bremswirkung wird im wesentlichen durch die, über die Torsionsfedereinrichtung 3 verursachte Axialkraft bestimmt. Die im Bereich der Gegenreibfläche 13c aufgebauten Bremsmomente werden durch die, über die Federeinrichtung 7 aufgebrachten Radialkräfte bestimmt.
Wie aus der Darstellung gemäß 3b ersichtlich, ist es möglich, das Reibflächenorgan 5 im Bereich der Ringstufe 22 so zu gestalten, dass die Ringstufe 22 wenigstens ein Ringsegment 22a aufweist, das einen an dem Konuselement 20 verankerten Mitnehmerabschnitt 24 und einen freien Endabschnitt 25 aufweist. Durch die derart getroffene Gestaltung der Ringstufe 22 wird es möglich, für einander entgegengerichtete Schwenkbewegungen des Schwenkarms unterschiedlich starke Bremsmomente zu generieren. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist es (bezogen auf die gezeigte Ansicht) beispielsweise möglich, für eine Schwenkbewegung des Schwenkarms 2 gegenüber dem Basisteil 1 im Gegenuhrzeigersinn größere Bremsmomente zu generieren als bei einer Schwenkbewegung des Schwenkarms 2 gegenüber dem Basisteil 1 im Uhrzeigersinn.
Bei dem in 3b dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung bildet die Ringstufe 22 ein zweites Ringsegment 22b, das ebenfalls von der Federeinrichtung 7 untergriffen und durch diese radial nach außen gegen die durch den Schwenkarm 2 bereitgestellte, zylindrische Reibfläche 13c (3a) gedrängt.
Aus 4 ist eine bevorzugte Gestaltung der Federeinrichtung, wie sie insbesondere bei der Spannvorrichtung nach den 3a und 3b Anwendung finden kann, dargestellt. Diese Federeinrichtung 7 ist als einseitig offene Ringklaue ausgeführt und umfasst einen ersten Ringschenkel 7a und einen zweiten Ringschenkel 7b. Die beiden Ringschenkel sind über eine Mitnehmerstruktur 7c miteinander verbunden. Die Mitnehmerstruktur ist durch einen Ringbereich gebildet, der integralen Bestandteil der Federeinrichtung 7 bildet. Die Mitnehmerstruktur 7c ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel so gestaltet, dass durch diese einerseits eine drehfeste Kopplung der Federeinrichtung 7 mit einer entsprechenden Komponente, insbesondere dem Konusteil 20 (3a) erreicht werden kann. Zudem bildet die Mitnehmerstruktur C einen Verankerungsabschnitt, in welchem der Mitnehmerabschnitt 24 gemäß 3b drehfest verankerbar ist.
Die Federeinrichtung 7 kann insbesondere aus einem Stahlmaterial oder auch aus einem vorzugsweise faserverstärkten, hochfesten Kunststoffmaterial gefertigt sein. Die Federeinrichtung 7 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer Hubzunge 7d versehen, durch welche die durch den Ringschenkel 7a erreichte radiale Belastung der Ringstufe 22 des Reiborgans 5 abgestimmt werden kann.
Die Hubzunge 7d ist bei diesem Ausführungsbeispiel an einem der Mitnehmerstruktur 7c abgewandten Endabschnitt des Ringschenkels 7a an diesen angebunden. Die Federeinrichtung 7 ist vorzugsweise derart unrund gekrümmt, dass durch diese bei Erreichen eines im wesentlichen runden Verspannungszustands eine günstige Verteilung der über die Außenseite der Federeinrichtung 7 generierten Radialkräfte gegeben ist. Bezüglich der Schaffung geeigneter Unrund-Konturen wird auf die bei der Gestaltung von Kobenringkonturen bekannten Gestaltungsansätze verwiesen.
In 5 ist in Form einer perspektivischen Einzelteildarstellung der Aufbau des Reibflächenorgans 5 weiter veranschaulicht. Das Reibflächenorgan 5 ist, wie bereits erläutert, als Hohlkegelstumpf ausgeführt und bildet zwei, durch die Ringstufe 22 voneinander getrennte Hohlkegelstumpf-Ringe. Durch diese beiden Hohlkegelstumpf-Ringe werden die mit den Gegenreibflächen 13a und 13b zusammenwirkenden Reibflächen 5a, 5b gebildet. Die beiden Ringschenkel 22a, 22b sind nur im Bereich des hier nur teilweise erkennbaren Mitnehmerabschnitts 24 (Ringschenkel 23b) und dem nicht erkennbaren Mitnehmerabschnitt 26 mit den beiden Hohlkegelstumpf-Ringen verbunden.
Das hier dargestellte Reibflächenorgan 5 dient einerseits der Generierung einer die Schwenkbewegung des Schwenkarms 2 gegenüber dem Basisteil 1 bremsenden Bremsmomentes, sowie andererseits auch der schwenkbewegbaren Lagerung des Schwenkarms 2 auf dem Konuselement 20 in Form einer „schwergängigen Konusbuchse".
Ein bevorzugter Aufbau des Konuselementes 20 ist in 6 veranschaulicht. Das Konuselement 20 umfasst eine Innenbohrung 30, die auf den in 3a erkennbaren Zapfenabschnitt 21 des Basisteils aufsetzbar ist. Die in dieser Darstellung erkennbaren, ebenfalls konisch ausgebildeten Außenflächenabschnitte 20a, 20b dienen der Abstützung und Zentrierung des Reibflächenorgans 5 gemäß 5. Diese Außenflächen fungieren bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel nicht als Reibflächen. Auf dem Konuselement 20 ist ein Stufenabschnitt 20c ausgebildet, auf welchem in verbautem Zustand die Feder einrichtung 7 sitzt. Auf Höhe des Stufenabschnitts 20c ist an dem Konuselement 20 weiterhin ein Abflachungsabschnitt 20d ausgebildet, der eine zur Auflage der Mitnehmerstruktur 7c der Federeinrichtung 7 vorgesehene Sitzfläche definiert. Durch die so getroffene Gestaltung des Konuselementes 20 wird eine drehfeste Verankerung der Federeinrichtung 7 auf dem Konuselement und hierdurch auch eine drehfeste Verankerung des Reibflächenorgans 5 erreicht.
Die Federeinrichtung 7 ist, wie aus 7 ersichtlich, derart gestaltet, dass diese in verbautem Zustand definiert elastisch verspannt ist. Die Ausgangsgeometrie der Federeinrichtung 7 ist vorzugsweise so abgestimmt, dass sich eine vorteilhafte Kräfteverteilung entlang des Umfangs der Federeinrichtung 7 ergibt. Die Federeinrichtung 7 kann hierbei insbesondere so gestaltet sein, dass diese in unverspanntem Zustand einen unrunden Verlauf aufweist. Die durch die Federeinrichtung 7 aufgebrachten Radialkräfte können über die Querschnittsgestaltung der Federeinrichtung 7, über das verwendete Material und insbesondere über den Verspannungsgrad abgestimmt werden.
Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes kann bei relativ geringem Bauraumbedarf eine besonders vorteilhafte Generierung eines Bremsmomentes erfolgen und damit insgesamt eine äußerst wirkungsvolle und zuverlässige Spannvorrichtung realisiert werden. Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes wird es möglich, im Rahmen der Verlagerung des Schwenkarms in Spannrichtung oder entgegen der Spannrichtung jeweils unterschiedlich große Reibmomente zu generieren.

Claims

Spannvorrichtung mit: – einem Basisteil (1), – einem Schwenkarm (2), – einer Torsionsfeder (3) zur Aufbringung eines zwischen dem Basisteil (1) und dem Schwenkarm (2) wirksamen, den Schwenkarm (2) in eine Spannrichtung (R1) drängenden Schwenkmomentes, und – einer Dämpfungseinrichtung zur Generierung einer Dämpfungskraft die einer der Spannrichtung (R1) entgegen gerichteten Schwenkung des Schwenkarmes (2) um eine Schwenkachse (X) entgegenwirkt, – wobei die Dämpfungseinrichtung ein Reibflächenorgan (4) umfasst das als solches eine der Reibkraftaufbringung dienende Reibfläche (5) bildet die auf einer Gegenreibfläche (13) aufsitzt, und – wobei das Reibflächenorgan (4) als ring- oder zumindest ringsegmentartiges Bauteil ausgeführt ist das eine zur Schwenkachse konzentrische Konusstuktur umfasst die jene Reibfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federeinrichtung vorgesehen ist die mit jenem Reibflächenorgan gekoppelt ist und dieses mit radial zur Schwenkachse (X) gerichteten Kräften beaufschlagt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung derart angeordnet ist, dass durch diese das Reibflächenorgan bezüglich der Schwenkachse (X) radial einwärts zur Schwenkachse hin gedrängt wird.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung derart angeordnet ist, dass durch diese das Reibflächenorgan bezüglich der Schwenkachse (X) radial nach außen von der Schwenkachse weg gedrängt wird.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibflächenorgan einen ersten und einen zweiten Konusflächenabschnitt umfasst.
Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Konusflächenabschnitt auf einer gemeinsam mit dem Schwenkarm schwenkbewegbaren Gegenreibfläche aufsitzt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Konusflächenabschnitt auf einer über das Basisteil fixierten Gegenreibfläche aufsitzt.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenreibflächen als Konusflächen ausgeführt sind.
Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass die beiden Gegenreibflächen eine Keilnut definieren und das Reibflächenorgan in dieser Keilnut sitzt.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gegenreibflächen als Kegelaußenfläche ausgeführt ist, und dass die andere der Gegenreibflächen als Kegelinnenfläche ausgeführt ist.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibflächenorgan als Hohlkegelstumpf ausgeführt ist.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibflächenorgan eine Ringstufe umfasst.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung im Bereich dieser Ringstufe an dem Reibflächenorgan angreift.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung als Federdrahtring ausgeführt ist.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung durch einen Flachmaterialstreifen gefertigt ist.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass über die Federeinrichtung eine Mitnehmerstruktur realisiert ist, zur Sicherung des Reibflächenorgans in Umfangsrichtung.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung als Ringklaue ausgeführt ist die einen ersten Ringschenkel und einen zweiten Ringschenkel umfasst und dass die Mitnehmerstruktur durch einen Ringbereich gebildet ist der als solcher die beiden Ringschenkel miteinander verbindet.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einen der Ringschenkel Hubzungen eingeformt sind, zur Unterstützung des Ringschenkels in radialer Richtung.