DE102007016008A1

DE102007016008A1 - Zugmittelspannvorrichtung

Info

Publication number: DE102007016008A1
Application number: DE102007016008A
Authority: DE
Inventors: Johann Singer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2008-10-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zugmittelspannvorrichtung, beispielsweise für einen Zugmitteltrieb zum Antrieb von Nebenaggregaten an einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem an einem Maschinenteil befestigbaren Basisteil (2), mit einem Spannarm (3), der an seinem freien Ende eine Spannrolle (17) zur Abstützung an einem Zugmittel trägt und der an seinem anderen Ende ein Nabenteil (5) aufweist, mit dem der Spannarm (3) an dem Basisteil (2) über ein Gleitlager (6) drehbar gelagert ist, mit einer dem Gleitlager (6) zugeordneten Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Spannarmbewegungen, die zwischen einer mit dem Basisteil (2) verbundenen Führungsbuchse (4) und einem von dem Nabenteil (5) vorstehenden, sich in Richtung zum Basisteil (2) verjüngenden Nabenzapfen (8) angeordnet ist, und mit einer als zylindrische Schraubenfeder ausgebildeten, den Nabenzapfen (8) umgreifenden Torsionsfeder (12), über die das Basisteil (2) mit dem Spannarm (3) zur Erzeugung einer auf das Zugmittel (18) wirksamen Vorspannung gekoppelt ist. Um eine stabile rechtwinklige Führung des Zugmittels bei hohen Dämpfungsraten und geringer Lagerbelastung zu gewährleisten, ist ein Radialkräfte übertragender Stabilisierungskörper (19) vorgesehen, der einen Zwischenraum (16) zwischen der Torsionsfeder (12) und dem Nabenzapfen (8) wenigstens annähernd ausfüllt, wobei sich der Stabilisierungskörper (19) unter Vorspannung nach außen an zu dem Stabilisierungskörper (19) benachbarten, freiliegenden ...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Zugmittelspannvorrichtung, beispielsweise für einen Zugmitteltrieb zum Antrieb von Nebenaggregaten an einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem an einem Maschinenteil befestigbaren Basisteil, mit einem Spannarm, der an seinem freien Ende eine Spannrolle zur Abstützung an einem Zugmittel trägt und der an seinem anderen Ende ein Nabenteil aufweist, mit dem der Spannarm an dem Basisteil über ein Gleitlager drehbar gelagert ist, mit einer dem Gleitlager zugeordneten Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Spannarmbewegungen, die zwischen einer mit dem Basisteil verbundenen Führungsbuchse und einem von dem Nabenteil vorstehenden, sich in Richtung zum Basisteil verjüngenden Nabenzapfen angeordnet ist, und mit einer als zylindrische Schraubenfeder ausgebildeten, den Nabenzapfen umgreifenden Torsionsfeder, über die das Basisteil mit dem Spannarm zur Erzeugung einer auf das Zugmittel wirksamen Vorspannung gekoppelt ist.
Hintergrund der Erfindung
Derartige automatische Spannvorrichtungen, insbesondere mechanische Riemenspanneinheiten an Riementrieben in modernen Kraftfahrzeugen mit einer Anzahl von Nebenaggregaten in einem gemeinsamen Trieb auf begrenztem Bauraum und mit hohen antreibenden Drehmomenten, sind zunehmend starken Beanspruchungen ihrer Lagerungen, Federn und Dämpfungselemente ausgesetzt.
In einer gängigen Bauweise sind die Drehachsen der an dem freien Ende des Spannarms exzentrisch zum Basisteil angeordneten kugelgelagerten Spannrolle und der Lagerung des Spannarms am Basisteil parallel ausgerichtet, so dass der Durchmesser der Spannrolle, an der das Zugmittel im Betrieb des Zugmitteltriebes angreift, rechtwinklig zur Lagerachse des Spannarms steht. Um stets eine einwandfreie Führung und Umlenkung des Zugmittels zu gewährleisten, muss diese Rechtwinkligkeit möglichst genau eingestellt und im Betrieb aufrechterhalten werden. Dem wirkt in der Praxis am Zugmitteltrieb das vorgespannte Zugmittel entgegen, dass ein Kippmoment auf den Spannarm ausübt. Dadurch kommt es zu einer Kantenbelastung der Gleitlagerung, die je nach Konstruktion der Spannvorrichtung, beispielsweise als Offset-Spanneinheit (Spannrolle steht gegenüber axial Basisteil vor) oder als Inline-Spanneinheit (Spannarm befindet sich auf der Basisteilhöhe) sowie aufgrund von Bauraumbegrenzungen, Hebelarmlänge und Designvorgaben unterschiedlich hoch ausfallen kann.
Um diesen Belastungen standzuhalten und gleichzeitig den gestiegenen Lebensdaueranforderungen Rechnung zu tragen, werden deshalb die Radiallagerungen der Spannarme mittlerweile nicht selten mit hochwertigen Lagerkomponenten, beispielsweise aus wärmebehandeltem oder beschichtetem Stahl in Wirkverbindung mit Metall-Polymer Gleitlagern ausgestattet.
Weiterhin werden zunehmend hohe und einstellbare Dämpfungsraten von automatischen Spannvorrichtungen gefordert.
Bekannte Konusspanneinheiten mit kegeligen Gleitlagerungen und dementsprechend angepassten Reibungsbuchsen zur Dämpfung von Stößen und Schwingungen sind zur Übertragung hoher Drehmomente geeignet und erzeugen eine hohe Dämpfung, also Reibarbeit, mit Hilfe einer entsprechend ausgelegten axialen Federkraftkomponente der Torsionsfeder, die die Reibungsbuchse beaufschlagt und die durch einen geeigneten Öffnungswinkel des Konus verstärkt wird. Trotz der bereits eingesetzten hohen Federaxialkräfte (typischerweise 800 N bis 1500 N) mit entsprechend hohen Reibmomenten, ist eine weitere Erhöhung der Reibmomente gewünscht, um die von Anwendern für manche, insbesondere zukünftige, Anwendungen geforderten Dämpfungsraten zu erfüllen.
Zudem können sich diese Konusspanneinheiten elastizitäts- und verschleißbedingt hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Rechtwinkligkeitsanforderungen einem zulässigen Grenzbereich annähern, so dass es schwierig ist, eine gleich bleibend exakte Riemenführung über die gesamte Lebensdauer zu gewährleisten und gleichzeitig die Dämpfungsleistung weiter zu erhöhen. Daher wird eine stetige Weiterentwicklung der Spanneinheiten angestrebt.
Die DE 10 2004 028 485 A1 zeigt eine solche Spannvorrichtung. Ein Basisteil, das an einem Verbrennungsmotor befestigt werden kann, weist einen Hals auf, auf den eine Führungsbuchse drehfest aufgesetzt und axial mittels einer verschraubten Spannscheibe gesichert ist. Auf der kegelförmig ausgebildeten Führungsbuchse ist der Spannarm mit einem Nabenteil drehbar gelagert, an das ein der Führungsbuchse entsprechend angepasster Nabenzapfen einstückig angeformt ist. Der Nabenzapfen wird von einer zylindrisch gewickelten Schenkelfeder umgriffen, die an ihren Enden einerseits mit dem Basisteil und andererseits mit dem Nabenteil wirkverbunden ist, so dass eine Verdrehung des Spannarms gegen das Basisteil ein rückstellendes Drehmoment der Schenkelfeder erzeugt, dass über den Spannarm und die Spannrolle eine Vorspannung des Zugmittels bewirkt.
Zur Lagerung und Dämpfung ist eine so genannte Kombibüchse vorgesehen, die sowohl als Lagerbuchse für den Spannarm bzw. dessen Nabenteil an der Führungsbuchse, als auch als Reibelement zur Dämpfung der Spanarmbewegungen auf der Führungsbuchse fungiert. Die Kombibüchse ist an ihren stirnseitigen Enden über O-Ring-Dichtungen gegen ein Austreten eines eingebrachten Gleitmittels bzw. gegen ein Eindringen von Kontaminationen geschützt.
Die Schenkelfeder wirkt neben ihrer Funktion als Torsionsfeder zusätzlich als Druckfeder, die das Nabenteil vom Basisteil weg über die Kombibüchse auf die Führungsbuchse hin belastet, wodurch ein dämpfendes Reibmoment realisiert wird. Zwischen der Spannarmseite und der Basisteilseite sind mehrere Federwindungen freiliegend, also ohne radialen Kontakt nach innen zum Nabenzapfen oder zur Führungsbuchse. Ein überwiegender Teil dieser freien Windungen kann auf einem zusätzlich auf den Nabenzapfen aufgeschobenen Dämpfungsrohr, das den Nabenzapfen in Richtung Basisteil überragt, aufliegen. Das Dämpfungsrohr hat die Aufgabe, gegebenenfalls auftretende Schwingungen der Schenkelfeder zu dämpfen, um die Gefahr von Resonanzbrüchen des Federdrahtes zu minimieren.
Die bekannte Spannvorrichtung weist durch die Anordnung einer konischen Führung, möglichst nahe im Bereich des Spannarms, sowie die die Führung umgreifende Schenkelfeder eine relativ hohe Stabilität auf. Nachteilig wirkt sich jedoch aus, dass die radial nach innen gerichtete Schlingkraft der Torsionsfeder in gespanntem Zustand lediglich über die letzte basisteilseitige Federwindung dem angreifenden Kippmoment, das über die resultierende Riemenkraft den Spannarm bzw. das Gleitlager beaufschlagt, entgegenwirkt. Die zwischen den endseitigen Windungen liegenden freien Windungen der Schenkelfeder tragen hingegen kaum zur Stabilisierung und Dämpfung des Spannarms bei. Auch über das gegebenenfalls vorgesehene frei überstehende Dämpfungsrohr können eher nur begrenzt Radialkräfte der Schenkelfeder in den Nabenzapfen eingeleitet werden. Das Dämpfungsrohr ist im Wesentlichen als Dämpfungselement in Querrichtung, nicht jedoch zur Kraftübertragung in radialer Richtung ausgelegt und wirksam.
Eine weitere Spannvorrichtung mit einem vergleichbaren Aufbau offenbart die DE 103 60 286 A1 . Darin ist ein Dämpfungskörper vorgesehen, der spiralförmig umlaufend zwischen die einzelnen Windungen einer Schraubenfeder greift. Der Dämpfungskörper ist vorzugsweise aus einem elastisch deformierbaren Material hergestellt und kann als Außenhülse ausgebildet sein, die die Feder umschließt oder als Innenhülse ausgebildet sein, die von der Feder umschlossen wird. Dadurch werden die Windungen unabhängig vom sich je nach Spannarmstellung ändernden Windungsabstand gegeneinander gedämpft.
Schwerpunkt dieser Druckschrift ist es, eine von der Spannarmstellung gegenüber dem Basisteil, die sich beispielsweise durch eine Längung des Riemens verändern kann, unabhängige Drehmomentübertragung zu gewährleisten. Dies soll dadurch erreicht werden, dass die Änderung der Drehkraft mit der Winkelverstellung von Spannarm und Basisteil, wobei der Windungsabstand der Feder variiert, eine entsprechend entgegengerichtete Variierung des Dämpfungsgrades des zwischen die Federwindungen greifenden elastischen Dämpfungskörpers zur Folge hat, wodurch im Mittel ein riemenlängeninvariantes übertragbares Drehmoment zur Verfügung gestellt wird.
Nachteilig daran ist, dass im Bereich der freien Windungen die Schlingwirkung der Schraubenfeder zur Führung und Dämpfung nicht nutzbar ist und lediglich die letzte Windung, die an dem Nabenteil anliegt, geeignet ist Radialkräfte zu übertragen.
Aus der EP 0 450 620 B1 ist ein automatischer Riemenspanner bekannt, bei dem eine vom Spannarm vorstehende Hülse auf einer Lagerbuchse drehbar gelagert ist. Die Hülse steht mit der dazwischen liegenden Lagerbuche in eine Reibungsbuchse des Basisteils hinein. Auf der Reibungsbuchse sitzt eine axial geschlitzte Kunststoff-Federbuchse auf, in der ein Schmiermittel eingebracht ist. Die Federbuchse ist wiederum von einer Schlingbuchse umgeben, die sich in axialer Richtung über einen Teil der Federbuchse erstreckt. Diese Lager- und Dämpfungsanordnung ist von einer Schraubenfeder umgeben, die das Basisteil mit dem Spannarm koppelt, wobei die Feder am basisteilseitigen Ende mit einer Federwindung die Federbuchse und am spannarmseitigen Ende mit beispielsweise zwei Federwindungen die Schlingbuchse umgreift und die übrigen Windungen dazwischen freiliegend sind.
Bei diesem Aufbau wird einerseits eine radial nach innen gerichtete Schlingkraft der Torsionsfeder im Bereich der Schlingbuchse gleichmäßig auf die Federbuchse übertragen und andererseits über die endseitigen Windungen eine Hebelkraft erzeugt, die ein angreifendes Kippmoment aufgrund der Riemenkraft kompensiert, wodurch das Gleitlager weitgehend frei von resultierenden Kippmomenten ist. Ein ähnliche Riemenspannvorrichtung ohne Schlingbuchse ist auch noch aus der DE 42 20 879 A1 bekannt.
Nachteilig daran ist der relativ aufwendige Aufbau, den die zusätzlichen Bauteile, wie Federbuchse und gegebenenfalls Schlingbuchse, erfordern. Zudem ist das Ausbalancieren verschiedener Bauformen, wie Offset- oder Inline – Spannarme oder beispielsweise Änderungen der Spannarmlänge, relativ kompliziert und nicht ohne weiteres übertragbar. Auch bei diesem Aufbau bleiben die freien Federwindungen zur Hebelstabilisierung eher ungenutzt. Der Fachmann findet darin insbesondere keine Hinweise zur Nutzung der freien Federwindungen bei einer Konusspanneinheit mit relativ hohen Federaxialkräften.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugmittelspannvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit aufweist, und die insbesondere dauerhaft eine stabile rechtwinklige Führung des Zugmittels bei hohen Dämpfungsraten und geringer Lagerbelastung gewährleistet.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer mechanischen Riemenspanneinheit, bei der die Torsionsfeder die Gleitlagerung des Spannarms am Basisteil umschlingt, die radiale Schlingkraft des gesamten Federkörpers als Mittel zur Stabilisierung und Dämpfung des Spannarms gegen angreifende Kippmomente sowie Stoß- und Schwingungseinwirkungen effektiv nutzbar ist.
Die Erfindung geht daher aus von einer Zugmittelspannvorrichtung, beispielsweise für einen Zugmitteltrieb zum Antrieb von Nebenaggregaten an einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem an einem Maschinenteil befestigbaren Basisteil, mit einem Spannarm, der an seinem freien Ende eine Spannrolle zur Abstützung an einem Zugmittel trägt und der an seinem anderen Ende ein Nabenteil aufweist, mit dem Spannarm an dem Basisteil über ein Gleitlager drehbar gelagert ist, mit einer dem Gleitlager zugeordneten Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Spannarmbewegungen, die zwischen einer mit dem Basisteil verbundenen Führungsbuchse und einem von dem Nabenteil vorstehenden, sich in Richtung zum Basisteil verjüngenden Nabenzapfen angeordnet ist, und mit einer als zylindrische Schraubenfeder ausgebildeten, den Nabenzapfen umgreifenden Torsionsfeder, über die das Basisteil mit dem Spannarm zur Erzeugung einer auf das Zugmittel wirksamen Vorspannung gekoppelt ist.
Zudem ist ein Radialkräfte übertragender Stabilisierungskörper vorgesehen, der einen Zwischenraum zwischen der Torsionsfeder und dem Nabenzapfen wenigstens annähernd ausfüllt, wobei sich der Stabilisierungskörper unter Vorspannung nach außen an zu dem Stabilisierungskörper benachbarten, freiliegenden Federwindungen und nach innen an einer Außenseite des Nabenzapfens abstützt.
Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass auch die in herkömmlichen Konusspannern freiliegenden Windungen der Torsionsfeder effektiv zur Stabilisierung des Spannarms genutzt werden.
In den sich konstruktionsbedingt durch die zylindrische Schraubenfeder und den sich verjüngenden Nabenzapfen ergebenden, dazwischen liegenden Leerraum, wird der Stabilisierungskörper eingesetzt. Die Elastizität der freien Federwindungen drückt den Stabilisierungskörper unter Vorspannung gegen den Nabenzapfen und somit gegen den Spannarm. Die Elastizität der freien Windungen wird somit zur Verbesserung der Stabilisierung des Spannarms und dessen Führung auf dem Gleitlager genutzt. Zweckmäßig füllt der Stabilisierungskörper den Zwischenraum dabei im Wesentlich aus, so dass eine effektive flächige Übertragung der Radialkräfte nach innen ermöglicht wird.
Besonders vorteilhaft kann dies mit einem vergleichsweise einfachen Balancierungsring realisiert werden, der zwischen der Außenseite des Nabenzapfens und der Torsionsfeder eingesetzt ist, wodurch angreifende Kippmomente besser ausbalanciert werden.
Der Balancierungsring besteht vorteilhaft aus einem thermoplastischen Material. Ein derartiger Thermoplastring ist kostengünstig herstellbar und weist ein vergleichsweise geringes Gewicht auf: Zudem legt er sich an die Oberfläche des Nabenzapfens gut an und ist besonders langlebig.
Bei einer konischen Form des Nabenzapfens kann vorgesehen sein, dass der Stabilisierungskörper ein keilförmiges Querschnittsprofil aufweist, das an seiner Außenseite im Wesentlichen gerade verlaufend an die zylindrische Innenseite der Torsionsfeder und an seiner Innenseite im Wesentlichen abgeschrägt verlaufend an die konische Außenseite des Nabenzapfens angepasst ist.
Vorzugsweise liegt der Stabilisierungskörper einerseits an der Oberfläche des Nabenzapfens formschlüssig und andererseits direkt an den Kontaktflächen der Federwindungen der zylindrischen Torsionsfeder an. Dadurch wird eine flächig gleichmäßige Übertragung der radial nach innen gerichteten Federkraft auf den Nabenzapfen in gespanntem Zustand des Spannarms erreicht. Diese Radialkraft wirkt dem Kippmoment der resultierenden Riemenkraft entgegen und gleicht dieses effektiv aus.
Der Balancierungsring kann somit die dauerhafte Aufrechterhaltung der Rechtwinkligkeit der Zugmittelführung signifikant unterstützen, insbesondere auch bei Spannvorrichtungen, die mit hohen Axialkräften der Torsionsfeder arbeiten. Dementsprechend wird eine Kantenbelastung des Gleitlagers weitgehend vermieden und der Verschleiß verringert.
Dadurch ist es einerseits möglich, eine hohe Lebensdauer bei stark beanspruchten Spannvorrichtungen sicherzustellen oder andererseits, bei vergleichsweise niedrigeren Anforderungen, besonders kostengünstige Lagerungen einzusetzen.
Weiterhin wird die Dämpfungseinrichtung, also die Reibungsbuchse, durch die Schlingkraft der freien Federwindungen über den Stabilisierungskörper zusätzlich mit einer Kraft beaufschlagt, wodurch zusätzliche Reibarbeit bereitgestellt wird, welche die Dämpfung von Spannarmbewegungen weiter verbessert.
Die Schlingwirkung, also die Kippmomentkompensation und die Reibarbeit, kann über die Elastizität der Feder eingestellt werden. Dazu kann vorgesehen sein, dass die Elastizität der Torsionsfeder über die Wahl ihres Wickelverhältnisses, also dem Verhältnis des mittleren Windungsdurchmessers zur Drahtstärke, an eine zu erzielende Schlingwirkung anpassbar ist.
Weiterhin kann auch der Windungsabstand variiert werden, wobei dieser in einem Schlingbereich, insbesondere im Bereich des Stabilisierungskörpers, vorzugsweise so eingestellt ist, dass die Windungen nahezu in Kontakt stehen.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass bei einem abgedichteten Gleitlager, in das die Reibungsbuchse vorzugsweise integriert ist, der Stabilisierungskörper auf der dem Basisteil zugewandten Seite, durch eine entsprechende form schlüssige Anpassung seiner stirnseitigen Geometrie an eine Anlagefläche des benachbarten Basisteils, gleichzeitig zur Abdichtung des Gleitlagers nach außen dient. Dadurch kann eine in diesem Bereich üblicherweise vorhandene O-Ring-Dichtung entfallen, welches sich kostengünstig und gewichtsgarend auswirkt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform näher erläutert. Darin zeigt
1 eine Zugmittelspannvorrichtung gemäß dem Stand der Technik in einer Seitenansicht im Schnitt, und
2 eine erfindungsgemäße Zugmittelspannvorrichtung mit einem Stabilisierungskörper in einer Seitenansicht im Schnitt.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 zeigt demnach eine bekannte, als mechanische Konusspanneinheit 1 ausgebildete automatische Zugmittelspannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb eines Verbrennungsmotors, zum Antrieb von Nebenaggregaten in einem Kraftfahrzeug. Der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise einer derartigen Konusspanneinheit ist dem Fachmann, beispielsweise aus den eingangs erwähnten Druckschriften DE 10 2004 028 485 A1 und DE 103 60 286 A1 an sich bekannt.
Die gezeigte Konusspanneinheit 1 ist als eine Inline-Spanneinheit ausgebildet, die ein Basisteil 2 und einen etwa auf gleicher axialer Höhe exzentrisch zu dem Basisteil 2 angeordneten Spannarm 3 in Langarmbauweise aufweist. Der Spannarm 3 trägt eine kugelgelagerte Spannrolle 17, die sich angefedert an einem beispielsweise als Riemen ausgebildeten Zugmittel abstützt.
Das Basisteil 2 ist an einem nicht dargestellten ortsfesten Maschinenteil, etwa einem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors, befestigbar, beispielsweise verschraubbar. Auf einem, an dem dem Maschinenteil abgewandten stirnseitigen Ende angeformten Hals 9 des Basisteils 2 ist eine konische, sich in Richtung des Basisteils 2 verjüngende Führungsbuchse 4 drehfest angeordnet, auf der konzentrisch ein einstückig mit dem Spannarm 3 verbundenes Nabenteil 5 über ein Gleitlager 6 drehbar gelagert ist, wobei letzteres gleichzeitig als Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist,. Die Führungsbuchse 4 ist am Basisteil 2 mittels einer Spannmutter 7 axial gesichert. Das Nabenteil 5 weist einen in Richtung Basisteil 2 sich verjüngenden Nabenzapfen 8 mit einer kegelförmigen Oberfläche auf, die sich über die Länge des Gleitlagers 6 erstreckt. Das Gleitlager 6 ist an seinen stirnseitigen Enden über jeweils eine O-Ringdichtung 10, 11 nach außen abgedichtet.
Der Nabenzapfen 8 ist von einer als zylindrisch gewickelte Schraubenfeder ausgebildeten Torsionsfeder 12 umschlungen, die sich axial zwischen dem Basisteil 2 und dem Nabenteil 5 abstützt. Die endseitigen Windungen 21, 22 der Torsionsfeder 12 liegen dabei flächig an entsprechend ausgeformten Anlageflächen 13, 14 an, in denen sich die Federenden abstützen, so dass die Torsionsfeder 12 eine Drehkraftkopplung zwischen dem Spannarm 3 und dem Basisteil 2 herstellt. Die nabenseitige letzte Windung 21 der Torsionsfeder 12 umschlingt einen zylindrischen Übergangsbereich 15 zwischen Nabenteil 5 und Nabenzapfen 8. Die übrigen Windungen 20 im Bereich eines sich zwischen dem Nabenzapfen 8 und der Torsionsfeder 12 radial erstreckenden Zwischenraums 16 liegen frei; sie berühren also kein weiteres Bauteil.
2 zeigt eine zu 1 im Wesentlichen baugleiche Konusspanneinheit 1'. Erfindungsgemäß ist jedoch in den Zwischenraum 16 ein vorteilhaft als thermoplastischer Balancierungsring ausgebildeter Stabilisierungskörper 19 eingesetzt. Der Balancierungsring 19 stützt sich mit einer über die Elastizität der Torsionsfeder 12 in gespanntem Zustand bestimmten radialen Vorspannung zwischen der Außenseite 24 des Nabenzapfens 8 und den Innenseiten der freien Windungen 20 ab. Dabei liegt der Balancierungsring 19 an dem Nabenzapfen 8 bzw. an der Torsionsfeder 12 form- bzw. kraftschlüssig an, so dass der Zwischenraum 16 zumindest weitgehend ausgefüllt ist. Stirnseitig zur Basisteilseite hin liegt der Balancierungsring 19 formschlüssig und dichtend an einer Anlagefläche 23 des Basisteils 2 an, so dass der auf dieser Seite üblicherweise vorgesehene und in 1 dargestellte O-Ring 11 entfallen kann.
Im montierten Zustand der Konusspanneinheit 1' am Riementrieb wird bei gespannter Torsionsfeder 12 ein Drehmoment auf den Spannarm 3 ausgeübt, welches die Spannrolle 17 einen Riemen überträgt, wodurch dieser vorgespannt ist. Gleichzeitig übt die Torsionsfeder 12 eine radial nach innen gerichtete Schlingkraft aus, die über die nabenteilseitige Endwindung 21 sowie erfindungsgemäß über die freien Windungen 20 und den Balancierungsring 19 auf den Nabenzapfen 8 übertragen wird, wodurch der Spannarm 3 gegen ein resultierendes Kippmoment des Riemens auf den Spannarm 3 stabilisiert wird. Bei Schwenkbewegungen des Spannarms 3 im Betrieb durch Schwingungen und/oder Stöße wird durch die Schlingkraft der freien Windungen 20 zusätzliche Reibarbeit zur Dämpfung der Spannarmbewegungen geleistet.

1, 1': Konusspanneinheit
2: Basisteil
3: Spannarm
4: Führungsbuchse
5: Nabenteil
6: Gleitlager
7: Spannmutter
8: Nabenzapfen
9: Hals
10: O-Ring-Dichtung
11: O-Ring-Dichtung
12: Torsionsfeder
13: Anlagefläche
14: Anlagefläche
15: Übergangsbereich
16: Zwischenraum
17: Spannrolle
19: Stabilisierungskörper
20: freie Windungen
21: Endwindung
22: Endwindung
23: Anlagefläche
24: Außenseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004028485 A1 [0008, 0037]
- DE 10360286 A1 [0012, 0037]
- EP 0450620 B1 [0015]
- DE 4220879 A1 [0016]

Claims

Zugmittelspannvorrichtung, beispielsweise für einen Zugmitteltrieb zum Antrieb von Nebenaggregaten an einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem an einem Maschinenteil befestigbaren Basisteil (2), mit einem Spannarm (3), der an seinem freien Ende eine Spannrolle (17) zur Abstützung an einem Zugmittel trägt und der an seinem anderen Ende ein Nabenteil (5) aufweist, mit dem der Spannarm (3) an dem Basisteil (2) über ein Gleitlager (6) drehbar gelagert ist, mit einer dem Gleitlager (6) zugeordneten Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Spannarmbewegungen, die zwischen einer mit dem Basisteil (2) verbundenen Führungsbuchse (4) und einem von dem Nabenteil (5) vorstehenden, sich in Richtung zum Basisteil (2) verjüngenden Nabenzapfen (8) angeordnet ist, und mit einer als zylindrische Schraubenfeder ausgebildeten, den Nabenzapfen (8) umgreifenden Torsionsfeder (12), über die das Basisteil (2) mit dem Spannarm (3) zur Erzeugung einer auf das Zugmittel (18) wirksamen Vorspannung gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radialkräfte übertragender Stabilisierungskörper (19) vorgesehen ist, der einen Zwischenraum (16) zwischen der Torsionsfeder (12) und dem Nabenzapfen (8) wenigstens annähernd ausfüllt, wobei sich der Stabilisierungskörper (19) unter Vorspannung nach außen an zu dem Stabilisierungskörper (19) benachbarten, freiliegenden Federwindungen (20) und nach innen an einer Außenseite (24) des Nabenzapfens (8) abstützt.
Zugmittelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisierungskörper (19) als ein den Nabenzapfen (8) umgreifender Balancierungsring ausgebildet ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisierungskörper (19) aus einem thermoplastischen Material besteht.
Zugmittelspannvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisierungskörper (19) ein keilförmiges Querschnittsprofil aufweist, das an seiner Außenseite im Wesentlichen gerade verlaufend an die zylindrische Innenseite der Torsionsfeder (12) und an seiner Innenseite im Wesentlichen abgeschrägt verlaufend an eine konische Außenseite (24) des Nabenzapfens (8) angepasst ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisierungskörper (19) wenigstens an der Oberfläche des Nabenzapfens (8) formschlüssig anliegt.
Zugmittelspannvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Stabilisierungskörpers (19) eine Abdichtung des Gleitlagers (6) nach außen auf der dem Basisteil (2) zugewandten Seite realisiert ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung als eine in das Gleitlager (6) integrierte Reibungsbuchse ausgebildet ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastizität der Torsionsfeder (12) über die Wahl ihres Wickelverhältnisses an eine zu erzielende Schlingwirkung anpassbar ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastizität der Torsionsfeder (12) über die Wahl ihres Windungsabstandes an eine zu erzielende Schlingwirkung anpassbar ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Windungsabstand der Torsionsfeder (12) in einem Schlingbereich so eingestellt ist, dass die Windungen wenigstens nahezu in Kontakt stehen.