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Die
Erfindung betrifft eine Umlauftriebspannvorrichtung zum Spannen
eines Umlauftriebs eines Motors, mit einem Basisteil und einem daran
teleskopartig verschiebbar gelagerten Spannteil, welches gegenüber
dem Basisteil durch einen Kraftspeicher auslenkungsabhängig
kraftbeaufschlagt und in seiner Bewegung durch Dämpfungsmittel
gedämpft ist.
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Solche
Umlauftriebspannvorrichtungen werden umgangssprachlich auch als
axiale Riemenspanner bezeichnet, weil der Weg zum Spannen eines
Umlauftriebs in axialer Richtung der teleskopartigen Verschiebung
erfolgt. Bei einer aus der
DE 10 2005 059 732 A1 bekannten Vorrichtung
dieser Gattung wird die Dämpfung hydraulisch bewirkt, wobei das
Basisteil hohlkammerartig ausgebildet ist, in welchem das Spannteil
kolbenartig verschiebbar ist und die Dämpfung des Öls
durch schmale Öldurchgänge durch den Kolbenboden
erreicht wird. Damit dieser Riemenspanner insbesondere beim Starten
nicht durch Schlupf vorzeitig verschleißt, wird eine Änderungsmöglichkeit
der Viskosität des Öls dadurch erreicht, dass
magnetorheologisches Öl verwendet wird, dessen Viskosität
sich unter Einfluss eines magnetischen Feldes vergrößert.
Für die Funktionsfähigkeit dieses Riemenspanners
ist der technische Aufwand jedoch relativ groß.
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Ferner
sind automatische Riemenspanner bekannt, welche anstatt teleskopisch
auszulenken einen Schwenkarm aufweisen, der federbelastet gegen
den Riemen drückt und durch eine Drehbewegung die Auslenkung
erzielt wird. Um die gewünschte Dämpfung zu erreichen
werden eine Federbuchse und eine Schlingbuchse verwendet, welche
abhängig von der Einschnürung der verwendeten
Spiralfeder zusammengedrückt werden und die Reibkraft die Dämpfung
bewirkt. Dabei ist die erzielte Dämpfung von dem Spannungszustand
der Spiralfeder abhängig.
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Andere
automatische Riemenspanner, welche auf einer Verdrehung eines Spannarms
beruhen, verwenden statt einer Spiralfeder einen Torsionsdrehstab,
wie in der
DE 103
36 505 A1 beschrieben. Dabei ist eine gegen den Riemen
drückende Spannrolle verdrehbar an einem zu der Achse des
Torsionsdrehstabes versetzten Schwenkarm angebracht. Eine Dämpfkraft
soll dadurch erzielt werden, dass ein den Schwenkarm tragendes rohrartiges
Element über zwei beabstandet zueinander vorgesehene Gleitlagerstellen
in einem Gehäuse gelagert wird. Hier beruht die Dämpfung
auf der durch den Riemen auf die Gleitlagerstel len einwirkenden
Hebelkräfte und ist über die Beabstandung der
Gleitlagerstellen bei der Montage einstellbar.
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Riemenspanner,
welche auf dem Prinzip der Verdrehung eines Schwenkarmes beruhen
haben sich grundsätzlich in der Praxis bewährt.
Abhängig von dem zur Verfügung stehenden Bauraum
können Verwendungen auftreten, bei welchen nicht genügend
Platz für den im Betrieb überstrichenen Winkelbereich
des Schwenkarmes zur Verfügung steht. Hierfür
werden in manchen Fällen axiale Riemenspanner eingesetzt,
die in ihrer Axialrichtung deutlich länger ausgebildet
sind und hinsichtlich der gewünschten Dämpfung
nicht immer optimiert sind oder die gewünschte Dämpfung
nur mit größerem technischen Aufwand zu erreichen
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umlauftriebspannvorrichtung
der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, dass mit
ihr bei einfachem technischen Aufbau eine gute Federung und Dämpfung
zu erreichen ist, die den Bauraumanforderungen gerecht wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer gattungsgemäßen
Umlauftriebspannvorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet
ist, dass als Dämpfungsmittel mindestens ein Reibdämpfungselement
zwischen dem Basisteil und dem Spannteil eingespannt ist.
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Mit
Hilfe der Einspannung wird die gewünschte Reibdämpfungskraft
erreicht, so dass mit relativ einfachen Klemmkräften eine
Verbesserung des Dämpfungsverhaltens ermöglicht
wird. Während bei teleskopartig ausfahrenden Umlauftriebspannvorrichtungen
bisher hydraulische Lösungen gewählt wurden, schlägt
die Erfindung vor, ein Reibdämpfungselement zu verwenden.
Erstaunlicherweise ist bei der Teleskopbewegung mit Hilfe des Reibdämpfungselementes
die gewünschte Dämpfung zu erreichen obgleich
bei den gattungsgemäßen Riemenspannern nur geringe
Dreh- und Kippkräfte auftreten. Mit dem Reibdämpfungselement
lässt sich die gewünschte Dämpfungswirkung
auch bei sehr geringem Bauraum verwirklichen.
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Besonders
vorteilhaft kann das Dämpfungselement separat zu dem Kraftspeicher
vorgesehen sein. Damit können der Kraftspeicher und das
Dämpfungselement für ihre Funktion hin gezielt
ausgelegt und verwendet werden.
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Als
günstige Variante der Erfindung kann sich das Dämpfungselement
im Gleitreibungskontakt mit dem Spannteil befinden. In diesem Fall
bildet das Spannteil selbst die Kontaktfläche zu dem Dämpfungselement,
was sich bei der teleskopartigen Bewegung des Spannteils besonders
gut realisieren lässt. Damit ist stets eine gute Dämpfung
gewährleistet.
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Vorzugsweise
kann das Dämpfungselement zwischen dem Basisteil und dem
Spannteil in Kraftrichtung quer zu der Richtung der Teleskopbewegung
eingespannt sein, insbesondere mit einstellbarer Klemmkraft. Über
die Spannkraft bzw. Klemmkraft des Dämpfungselements lässt
sich die Dämpfung bestimmen und die Spannkraft ist in ihrer
Ausrichtung relativ unabhängig von der Auslenkung der Teleskopbewegung.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Einspannung
zwischen Gehäuseabschnitten des Basisteils erfolgen. Damit
können die Klemmkräfte zum Aufbringen der Reibdämpfung
anhand des in der Regel zugänglichen Basisteils erfolgen,
das als Abstützung für die Klemmkräfte dient.
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In
besonderer Weise kann die Einspannung sandwichartig zwischen wenigstens
zwei Gehäuseschalen erfolgen. Mit der schalenartigen Ausführung kann
das Gehäuse das Reibdämpfungselement in gewünschter
Weise umfassen und die Spannkräfte können zum
Erzielen der Reibdämpfung daran abgestützt werden.
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Vorzugsweise
können die Gehäuseabschnitte an wenigstens zwei
Haltepunkten miteinander verbunden sein und die Einspannung an wenigstens
einem der Haltepunkte einstellbar sein. Über den Haltepunkt
lässt sich die von den Gehäuseabschnitten aufgebrachte
Spann- oder Klemmkraft einstellen, wobei der andere Haltepunkt als
Abstützung für die Klemmkräfte dient.
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Besonders
vorteilhaft kann das Dämpfungselement an dem Basisteil
und/oder dem Spannteil verdrehgesichert sein. Dies gewährleistet
die korrekte Lage des Dämpfungselements für einen
ordnungsgemäßen Betrieb und vermindert Verschleißeinwirkungen.
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Es
wird vorgeschlagen, das Spannteil an dem Basisteil verdrehzusichern.
Damit wird Verschleiß minimiert und das zwischen den beiden
Teilen eingespannte Reibdämpfungselement kann in der gewünschte
Lage zu den beiden Teilen hin ausgebildet werden.
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Möglicherweise
kann sich als Verdrehsicherung wenigstens ein etwa radialer Vorsprung
des Spannteils in Anlage gegen einen Absatz des Basisteils erstrecken.
Dies ist eine mechanisch gute Sicherung gegen ungewolltes Drehen.
Grundsätzlich kann auch an dem Basisteil der Vorsprung
angesehen sein, der sich gegen einen Absatz des Spannteils abstützt.
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In
bevorzugter Weise ist die Dämpfung im Wesentlichen unabhängig
von dem Spannzustand des Kraftspeichers. Dies ermöglicht,
die Dämpfungswirkung zu optimieren. Während vor
allen Dingen bei Drehspannern häufig der Spannzustand des
Kraftspeichers als Bestimmungsgröße für
die zu erzeugende Dämpfung gegolten hat, kann bei dieser
erfindungsgemäßen Ausführung die Dämpfung
unabhängig davon eingestellt werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachstehend erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht auf einen Verbrennungsmotor mit der erfindungsgemäßen
Umlauftriebspannvorrichtung,
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2 eine
perspektivische Ansicht auf die Unterseite der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
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3 eine
gerade Draufsicht auf die Oberseite der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
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4 einen
Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
längs der Schnittlinie IV-IV in 3 und
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5 einen
Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
längs der Schnittlinie V-V in 4.
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In 1 ist
schematisch ein Verbrennungsmotor 1 für ein nicht
dargestelltes Kraftfahrzeug angedeutet. Ein Umlauftrieb 2 ist
um ein Kurbelwellenrad 3, ein Generatorrad 4,
ein Kompressorrad 5 und eine Umlauftriebspannvorrichtung 6 geführt.
Generell kann der Umlauftrieb 2 auch um Räder
von anderen oder zusätzlichen Aggregaten geführt
sein. Als Umlauftrieb 2 sind ein Riemen als auch eine Kette
denkbar.
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Die
Spannvorrichtung 6 hat ein drehbares Rad 7, welches
in einer Richtung längs einer Achse 8 translatorisch
verschiebbar gegen den Umlauftrieb 2 drückt, so
dass der Umlauftrieb 2 gespannt wird.
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In
den 2 und 3 ist ein Basisteil 9 dargestellt,
gegenüber welchem ein Spannteil 10 teleskopartig
in Richtung der Achse 8 verschiebbar ist. Alle Figuren
zeigen den Zustand, bei welchem das Spannteil vollständig
in das Basisteil eingeschoben ist.
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Das
Basisteil 9 weist zwei Gehäuseschalen 11 auf,
an welche links und rechts von dem Spannteil 10 jeweils
ein Haltevorsprung 12 mit einem Loch 13 zum Durchstecken
einer nicht dargestellten Schraube angeformt ist. Die durchgesteckten
Schrauben können an dem Körper des Verbrennungsmotors 1 befestigt
werden, um das Basisteil daran zu fixieren. Von den Haltevorsprüngen 12 erstrecken
sich gleichwinklig zur Mitte des Basisteil angeformte Verstärkungsrippen 14.
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Die
Gehäuseschalen 11 sind an den Seiten 15 jeweils
mit Flanschen 16 versehen und dort etwa mittig über
die Seitenerstreckung mit Schrauben gegeneinander gespannt.
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Der
Flansch 16 erstreckt sich von dem Haltevorsprung 12 ausgehend
auch eine kurze Erstreckung längs einer Stirnseite des
Basisteils, durch welche das Spannteil 9 hervorragt.
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In 4 ist
das Spannteil 10 aus dem Basisteil 9 mit einem
Kopfabschnitt hervorragend gezeigt, wobei der Kopfabschnitt 19 das
Rad 7 trägt, welches über ein Kugellager 20 an
dem Spannteil gelagert ist. Das Kugellager wird über eine
Schraube 21 an dem Kopfabschnitt gehalten, wobei die Schraube 21 auch eine
Abdeckung 22 über das Lager 20 an den
Kopfabschnitt 19 presst, welche die Lagerung gegen Verschmutzung
schützt.
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Das
Rad 7 ist hier als Spannrolle für einen Riemen
ausgebildet und weist radial außenseitig eine Lauffläche 23 auf,
auf welcher der Riemen abläuft. Das Rad weist einseitig
der Lauffläche Rippen 24 zur Gewichtseinsparung
auf. Alternativ könnte das Rad als Zahnrad ausgebildet
sein
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An
den Kopfabschnitt 19 schließt sich ein Führungsabschnitt 25 an,
welcher sich bei der hier gezeigten eingeschobenen Stellung in dem
Basisteil 9 erstreckt. In dem Führungsabschnitt 25 ist
eine etwa zylindrische Hohlkammer 26 ausgebildet, in welcher
eine Spiralfeder 27 als Kraftspeicher angeordnet ist. Die
Spiralfeder 27 ist als Druckfeder ausgebildet, welche sich
an der einen Seite an dem Ende der Hohlkammer 26 gegen
das Spannteil 10 an der anderen Seite gegen einen Bodenabschnitt 28 des Basisteils
abstützt.
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An
dem inneren Ende der Hohlkammer 26 ist in einem topfartigen
Vorsprung 29 in Richtung der Achse 8 eine Gewindebohrung 30 vorgesehen,
in deren axialer Verlängerung ein Durchgang 31 in
dem Bodenabschnitt 28 des Basisteils 9 vorgesehen
ist. Durch den Durchgang 31 kann eine Montagehilfe, beispielsweise
in Form einer nicht dargestellten Gewindestange, axial eingeführt
und in der Gewindebohrung 30 verschraubt werden, sodass
das Spannteil 10 entgegen der Kraft der Druckfeder weitestmöglich
in das Basisteil eintelesko piert werden kann. In diesem Zustand
ist es leichter möglich, den Umlauftrieb 2 um
das Rad 7 zu legen. Vor der Inbetriebnahme kann die Montagehilfe
wieder entfernt werden.
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Wie
in 5 gezeigt, ist zwischen dem Spannteil 10 und
dem Basisteil 9 eine Verdrehsicherung ausgebildet. Sie
weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei sich diametral
gegenüberliegende, sich radial nach außen erstreckende
Vorsprünge des Spannteils 10 auf, die in zwei
korrespondierend ausgebildete nutartige Einbuchtungen des Basisteils 9 eingreifen,
wobei die Einbuchtungen 33 etwa an der Grenzfläche
der beiden Gehäuseschalen 11 anteilig in jede
Gehäuseschale eingeformt ist. Damit stützt sich
jeweils ein Vorsprung 32 abhängig von der Drehrichtung
um die Achse 8 an einem Absatz des Basisteils ab.
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Die
Vorsprünge 32 überragen radial die an den
Stirnseiten 18 des Basisteils angeordneten Flansche 16,
sodass die Vorsprünge 32 beim Austeleskopieren
des Spannteils 10 aus dem Basisteil 9 gegen die
Innenseiten der Flansche 16 in Achsrichtung anliegen und
eine Teleskopiergrenze bilden. Zu diesem Zweck erstrecken sich die
Vorsprünge 32 nur über einen eher dem
Bodenabschnitt 28 zugewandten Längsbereich des
Führungsabschnitts 25 und sind bei voll einteleskopierten
Zustand in Axialrichtung beabstandet zu den Flanschen 16 an
den Stirnseiten 18 des Basisteils.
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Zwischen
dem Spannteil 10 und dem Basisteil 9 sind im Bereich
des Führungsabschnitts 25 zwei Reibdämpfungselemente 34, 35 angeordnet.
Die Reibdämpfungselemente sind in sich radial im Basisteil 9 erstreckenden
taschenartigen Vertiefungen 36 des Basisteils 9 untergebracht
und durch die Ränder der Taschen gegen Verschiebung in
Achsialrichtung gesichert. Beide Reibdämpfungselemente 35 sind
direkt in Kontakt mit einer Führungsfläche 37 des
Führungsabschnitts 25 und sind wenigtens leicht
zwischen dem Basisteil 9 und dem Spannteil 10 eingespannt.
Die Einspannrichtung ist quer zu der in Richtung der Achse 8 verlaufenden
Teleskopbewegung des Spannteils. Das Klemmen erfolgt durch das Zusammenspannen
der beiden Gehäuseschalen 11 mit Hilfe der Schrauben 17.
Zwischen dem Kopf jeder Schraube 17 und dem Flansch 16 ist
als zusätzliches Spannmittel eine Tellerfeder 38 vorgesehen.
Nur mit dem freien Ende des Gewindeschafts befindet sich jede der
Schrauben in einer Gewindebohrung der Gehäuseschale 11,
während in der dem Kopf der Schraube zugewandten Gewindeschale
kein Gewinde angeordnet ist, sodass durch Anziehen der Schraube
die beiden Gehäuseschalen miteinander verspannt werden
können.
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Die
radiale Dicke eines oder beider Reibdämpfelemente 35 kann
vorzugsweise größer sein, als der lichte Abstand 42 zwischen
der Innenseite einer taschenartigen Vertiefung 36 und der
Führungsfläche 37 des Spannteils, sodass
mit einer gewünschten Spannkraft der Schrauben 17 die
Klemmkraft in der gewünschten Stärke auf die Reibdämpfelemente 35 übertragen
wird und damit der Grad der Reibdämpfung beim Teleskopieren
eingestellt werden kann.
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Beide
Reibdämpfungselemente 34, 35 haben etwa
mittig über ihre achsiale Länge einen nasenartigen
Vorsprung 39, der sich durch eine Öffnung 40 in
der jeweiligen Gehäuseschale 11 erstreckt und damit
eine Verdrehsicherung der Reibdämpfungselemente bildet.
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In 5 ist
erkennbar, dass das Reibdämpfungselement 34 etwa
teilkreisschalenförmig, vorzugsweise halbkreisförmig
ausgebildet ist und stirnseitig an den Vorsprüngen 32 des
Spannteils endet.
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Bei
dem Reibdämpfungselement 35 erstrecken sich angrenzend
an die Teilkreisform radial nach außen verlaufende Flanschstücke 41,
die in Anlage und parallel zu den Vorsprüngen 32 des
Spannteils 10 verlaufen. Die Flanschstücke 41 bilden
eine weitere Reibdämpfanlage gegen das Spannteil.
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Zum
Einstellen der Dämpfungskraft bilden die Verbindungen über
die Schrauben 17 jeweils Haltepunkte, die durch Festziehen
der Schrauben gegen die Tellerfedern 38 die beiden Gehäuseschalen
gegeneinander spannen und damit auch eine Klemmkraft der Reibdämpfelemente
zwischen dem Spannteil und dem Basisteil erzeugen. Die Einstellung
kann über nur einen oder beide der gewählten Haltepunkte erfolgen.
Damit wird eine Klemmkraft quer zur Achsialrichtung 8 der
Teleskopierbewegung erzeugt, die im wesentlichen unabhängig
von dem Spannzustand der Schraubenfeder 27 ist.
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Durch
die Wahl der Elastizität und/oder des Widerstandsmoments
gegen Biegung einer oder beider Gehäuseschalen kann Einfluss
auf die gewünschte Klemmkraft zur Erzeugung der Dämpfung genommen
werden.
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Gleiche
Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren die gleichen Bauteile, sodass
die vorhergehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels
auf jede der genannten Figuren zu lesen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005059732
A1 [0002]
- - DE 10336505 A1 [0004]