DE4328209A1

DE4328209A1 - Sich selbsttätig einstellbare Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE4328209A1
Application number: DE19934328209
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Wilhelm
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1993-08-21
Filing date: 1993-08-21
Publication date: 1995-02-23

Description

Die Erfindung betrifft eine einstellbare Spannvorrichtung für einen Riemen- oder Kettentrieb nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Hauptanspruchs.

Spannvorrichtungen dieser Bauart, die eine schwenkbare oder linearbe wegliche Spannrolle unter Vorspannung gegen beispielsweise einen Treibriemen anstellen, finden insbesondere Anwendung für einen Ag gregate- oder Steuerriemen-Riementrieb einer Brennkraftmaschine.

Aus der DE-OS 40 33 777 geht eine Spannvorrichtung hervor, die einen Doppelexzenter aufweist. Ein erster Exzenter ist dabei auf einen Bolzen schwenkbar angeordnet, der sich auf einer Grundplatte auf stützt, welche an einem Gehäuse anliegt. Ein zweiter Exzenter, der den ersten Exzenter koaxial umschließt und auf diesen schwenkbar gelagert ist, weist auf dem Außenumfang ein Radiallager auf, über das die Laufrolle der Spannvorrichtung wälzgelagert ist. Eine zwischen der Grundplatte und dem zweiten Exzenter eingesetzte Torsionsfeder be wirkt, daß nach einer Voreinstellung des ersten Exzenters die Spann vorrichtung mit Hilfe des zweiten Exzenters in der Betriebsstellung der Spannvorrichtung in eine die Riemenspannkraft erhöhende Richtung selbsttätig verschwenkt wird. Nachteilig verlangt diese Spannvorrich tung eine Voreinstellung, die in einem separaten Arbeitsgang erfolgt und wozu ein spezielles Werkzeug erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Montage des Spannelementes durch eine selbsttätige Voreinstellung zu vereinfachen.

Bei einer Spannvorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Danach ist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit einem selbsttätig arretierbar ausgelegten Einstellexzenter versehen, der vorteilhaft den Montageaufwand und die Montagezeit deutlich verringert und damit einen beachtlichen Kostenvorteil bietet. Außerdem entfällt das übliche Verstellwerkzeug zur Justierung des Einstellexzenters. Diese Spannvor richtung bietet somit ein vorteilhaft großes Sparpotential (Kostenvor teil) und eignet sich weiter für eine automatengerechte Montage, wie sie beispielsweise für eine Großserienfertigung gefordert ist.

Gemäß dem Erfindungsgedanken ist die Arretierung aus lösbar durch eine Relativbewegung in axialer Richtung zwischen der Grundplatte und dem Tragelement. Zur Erreichung der erfindungsgemäßen Arretierung ist eine Torsionsfeder zwischen dem Tragkörper und der Grundplatte eingesetzt, die in der Einbaulage der Spannvorrichtung, d. h. bei gelöster Arre tierung, den Tragkörper gegensinnig zur Grundplatte verdreht. Ein solcher Aufbau ermöglicht die vorteilhafte Selbstarretierung während der Montage der Spannvorrichtung. Außerdem ermöglicht die Erfindung, daß bei einer Wartungsmaßnahme, die einen Abbau der Spannvorrichtung erfordert, der Einstellexzenter problemlos manuell wieder in der Grundplatte und damit in der Ausgangsstelle fixierbar ist.

Nach Anspruch 2 ist die selbsttätige Arretierung beeinflußbar durch ein Verdrehen der Befestigungsschraube. Dazu sieht die Arretierung Halteelemente vor, die zwischen der Grundplatte und dem Tragkörper eingesetzt sind. Damit ist sichergestellt, daß synchron zur Bewegung der Befestigungsschraube eine selbsttätige Arretierung erfolgt oder diese gelöst wird.

Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht gemäß An spruch 3 eine Grundplatte vor, die einen topfartig gestalteten, in Richtung der Spannrolle gerichteten Bereich aufweist, der die Tor sionsfeder umschließt. Zur Erreichung einer Befestigung der federenden sind diese vorteilhaft formschlüssig an den Anlagefläche befestigt.

Der topfartige Bereich der Grundplatte ist örtlich mit einer radial nach innen gerichteten Anformung versehen, die koaxial zur Befesti gungsschraube verläuft. Die Anformung dient als Anschlag für Mitnehmer die radial nach außen zeigend an einem Bord angeordnet sind, der Bestandteil einer drehfest mit dem Tragkörper verbundenen Hülse ist. Diese Gestaltung bewirkt bei einer relativen Axialbewegung des Trag körpers zur Grundplatte, d. h. bei einer Überlappung der Mitnehmer mit der Anformung, eine Verrastung beider Bauteile und damit eine Arretie rung des Einstellexzenters. Vorteilhaft wird dadurch eine platzsparen de geschützte Anordnung der zur Arretierung eingesetzten Bauteile sowie der Torsionsfeder gewährleistet.

Das Tragelement ist gemäß Anspruch 4 aus einem weitestgehend hohl zylindrischen Mittelteil gebildet, mit einem stirnseitigen Bund, an dem sich der Arbeitsexzenter abstützt. Der Bund verfügt über eine außermittige Bohrung zur Aufnahme der Befestigungsschraube, die ge meinsam mit dem Tragelement der Spannvorrichtung den Einstellexzenter bilden.

Nach Anspruch 5 ist die für den Arbeitsexzenter bestimmte Torsions feder mit einer stärkeren axialen Vorspannkraft versehen als die zwischen der Grundplatte und dem Mitnehmer am Tragelement, d. h. die für den Einstellexzenter, bestimmte Torsionsfeder. Damit ergibt sich vorteilhaft beim Befestigen der Spannvorrichtung mittels der Befesti gungsschraube eine axiale Verlagerung der Grundplatte, d. h. eine Verschiebung entgegengesetzt zur Spannrolle. Andererseits gewährlei sten die unterschiedlichen axialen Federkräfte, daß im vormontierten Zustand der Ausgangsstellung der Spannvorrichtung der Einstellexzenter generell arretiert ist.

Als Maßnahme, den axialen Bauraum des topfförmigen Bereichs der Grund platte zu optimieren, ist gemäß dem Anspruch 6 als Torsionsfeder eine Spiralfeder vorgesehen, deren Enden an dem Tragkörper und der Grund platte befestigt sind.

Vorteilhaft ermöglicht der Erfindungsgedanke gemäß Anspruch 7 einen maximalen Einstellbereich des Einstellexzenters, der dem zweifachen Wert der Exzentrizität entspricht. Diese Möglichkeit ist gegeben, wenn z. B. bei einer Vormontage die Grundplatte zum Tragkörper entgegen der Kraft der Torsionsfeder um 180° verdreht wird und dann beide Bauteile arretiert werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist nach An spruch 8 zur Darstellung einer Positionskontrolle des Arbeitsexzenters die Nabe des Arbeitsexzenters mit einem Zeiger und die Grundplatte mit einer Markierung versehen. Vorzugsweise ist die Anordnung und Lage des Zeigers und der Markierung übereinstimmend zu einer Öffnung in der Nabe angebracht, wodurch beispielsweise durch eine optische Kontrolle die Position des Arbeitsexzenters möglich ist, nach erfolgter Montage der Spannvorrichtung. Gleichzeitig kann der für die Spannvorrichtung verfügbare Reststellweg bestimmt werden. Anstelle des Zeigers und der Markierung schließt der Erfindungsgedanke auch mögliche alternative Einrichtungen zur Positionskontrolle im Bereich zwischen der Nabe und der Grundplatte ein. Beispielsweise kann die Nabe mit einem radial über die Kontur der Spannrolle reichenden Zeiger versehen sein, der mit Markierungen an der Grundplatte oder einem Maschinenteil, an dem die Spannvorrichtung angebaut ist, eine Positionskontrolle ermöglicht.

Nach Anspruch 9 ist der Schwenkbereich der Spannrolle begrenzt durch einen von der Grundplatte, d. h. ausgehend vom topfförmigen Bereich in axialer Richtung weisenden Zapfen, der in eine Ausnehmung des Arbeits exzenters greift. Vorteilhaft ist die Ausnehmung in einem Nabenteil des Arbeitsexzenters vorgesehen, um so die erforderliche mechanische Bearbeitung begrenzen zu können.

Der erfindungsgemäße Aufbau sieht nach Anspruch 10 vor, daß der Ar beitsexzenter auf dem Tragkörper gleitgelagert ist und die Nabe ein seitig über eine Axiallagerscheibe an einem stirnseitigen Bund des Tragelementes anliegt.

Gemäß Anspruch 11 ist die Grundplatte zur Erreichung einer Verdrehsi cherung mit einem radialen Arm versehen, der endseitig eine Abwinke lung aufweist, die in eine Ausnehmung eines Maschinenteils, z. B. eine Bohrung im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine greift.

Nach Anspruch 12 ist weiter vorgesehen, daß auch der Arbeitsexzenter arretierbar ausgeführt ist. Dazu ist beispielsweise daran gedacht, den Arbeitsexzenter während der Vormontage mit der Grundplatte zu ver stiften zur Schaffung einer Ausgangsposition des Arbeitsexzenters von der aus dieser im eingebauten Zustand einen großen Verstellbereich ermöglicht.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen mit den zugehörigen Figurenbeschreibungen verwiesen, in denen ein Aus führungsbeispiel die Erfindung weiter verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung in einer Vor deransicht;

Fig. 2 die Spannvorrichtung im eingebauten Zustand gemäß Fig. 1 in einer Schnittdarstellung der Linie A-A;

Fig. 3 die mit Fig. 2 weitestgehend übereinstimmende Abbil dung, wobei der Einstellexzenter arretiert ist.

Der Aufbau der Spannvorrichtung wird nachfolgend an der Fig. 2 erläu tert. In der Spannvorrichtung 1 ist ein Einstellexzenter 2 vorgesehen, der über eine Befestigungsschraube 3 an einem Maschinenteil 4 anliegt. Koaxial um den Einstellexzenter 2 bis zu einem Zapfen 5 reichend ist ein Gleitlager 6 vorgesehen, auf dem über eine Nabe 7 ein Arbeits exzenter 8 schwenkbar angeordnet ist. Auf der Außenfläche einer Man telfläche des Arbeitsexzenters 8 in einer radial umlaufenden Sicke sind Wälzkörper 9 eines Radiallagers 10 geführt. Auf einem Außenring 11 des Wälzlagers 10 ist formschlüssig eine Spannrolle 12 befestigt, die zur Erreichung einer bestimmten Vorspannung an einem Riementrieb 31 oder Kettentrieb anliegt. Der Einstellexzenter 2 wird gebildet aus einem Tragkörper 13, das einen Hohlkörper darstellt, der vorteilhaft spanlos gefertigt ist und das auf der zur Befestigungsschraube 3 gerichteten Endseite einen Bund 14 besitzt, der mit einer außermit tigen Bohrung für die Befestigungsschraube 3 versehen ist und an dem eine Scheibe 15 anliegt. An dem vom Bund 14 gegenüberliegenden Ende des Tragkörpers 13 ist dieser mit einer form- oder kraftschlüssig angeordneten Hülse 16 versehen, die einen radial nach außen gerichte ten Mitnehmer 17 aufweist. Der Endbereich des Tragkörpers 13 ist drehbar und axial verschiebbar in einer Grundplatte 18 geführt, die einen topfartig geformten Abschnitt 19 aufweist, der den Tragkörper 13 einschließlich der Hülse 16 und dem Mitnehmer 17 radial und axial umschließend ausgebildet ist. Der Abschnitt 19 ist örtlich versehen mit einer radial nach innen gerichteten, über die gesamte axiale Länge des Abschnitts 19 angeordneten Anformung 20 versehen, die in Verbin dung eines Mitnehmers 17, der örtlich radial nach außen an der Hülse 16 befestigt ist, eine Arretierung 22 für den Einstellexzenter 2 bildet. Innerhalb des Abschnitts 19 ist außerdem eine Torsionsfeder 23 zwischen dem Mitnehmer 17 und einer Stirnseite 24 der Grundplatte 18 eingesetzt, deren Enden drehfest an den Federanlagen 21, 32 befestigt sind. Eine weitere Torsionsfeder 25 stützt sich an einem Ende an der zum Arbeitsexzenter 8 gerichteten Stirnseite 24 ab und mit dem anderen Ende innenseitig in dem als Hohlkörper ausgebildeten Arbeitsexzenter 8. Bedingt durch die Axialkraft der Torsionsfeder 25 liegt der Ar beitsexzenter 8 am Bund 14 an, wobei zwischen der Nabe 7 und dem Bund 14 als Axiallager eine Gleitscheibe 26 eingesetzt ist, die einstückig mit dem Gleitlager 6 verbunden sein kann. Zur Erreichung der Verdreh begrenzung des Arbeitsexzenters 8 dient ein örtlich an der Stirnseite 24 angeordneter, in eine Ausnehmung 27 der Nabe 7 reichender Zapfen 5. Die Grundplatte 18 ist mit einem örtlich radial nach außen gerichteten Arm 28 versehen, der endseitig eine Abwinkelung 29 aufweist, die in einer Ausnehmung 30 des Maschinenteils 4 ragt.

Zur Darstellung einer Positionsmarkierung des Arbeitsexzenters 8 ist die Nabe 7 auf der zur Grundplatte 18 gerichteten Seite mit einem Zeiger 33 versehen. Von der Einbaulage und der Anordnung stimmt der Zeiger überein mit einer Markierung 34, die an der Stirnseite 24 der Grundplatte 18 angeordnet ist. Vorteilhaft weist die Markierung 34 eine Skala auf, mit der auf einfache Weise die Lage des Arbeitsexzen ters 8 nach erfolgter Montage der Spannvorrichtung 1 optisch bestimmt werden kann, durch die Öffnung 35 in der Nabe 7. Alternativ zu der beschriebenen Positionsmarkierung kann beispielsweise auch ein radial über die Kontur der Spannrolle 12 reichender Zeiger vorgesehen werden, der in Verbindung mit dem Arm 28 der Grundplatte 18 eine Anzeige des Arbeitsexzenters 8 ermöglicht.

In Fig. 1 ist die an einem Riementrieb 31 anliegende Spannvorrichtung 1 in einer Vorderansicht abgebildet. Dabei sind die Exzentrizitäten sowohl vom Einstell- als auch vom Arbeitsexzenter angegeben. Das angegebene Maß "e₁" von der horizontalen Achse der Spannrolle 12 bis zur Mitte des Tragkörpers 13 bezieht sich auf die Verstellung des Arbeitsexzenters 8 und der Versatz der Befestigungsschraube 3 zur vertikalen Achse des Tragkörpers 13, als Maß "e₂" angegeben, ist die Exzentrizität des Einstellexzenters 2.

In Fig. 3 ist die Spannvorrichtung 1 mit arretiertem Einstellexzenter 2 abgebildet. Dieser Zustand entspricht der Ausgangsstellung vor der Montage. Das Funktionsprinzip beruht dabei auf unterschiedlichen axialen Federkräften der Torsionsfedern 23, 25. Die Axialkraft der Torsionsfeder 25 ist dabei stärker ausgelegt als die der Torsionsfeder 23, so daß im nicht montierten Zustand der Spannvorrichtung 1 die Grundplatte 18 einschließlich des topfförmigen Abschnitts 19 axial nach außen, d. h. entgegengesetzt zur Laufscheibe 12 verschoben wird. Hierbei überdeckt der Mitnehmer 17 die Anformung 20, bei der es zu einer Verrastung und damit Arretierung des Einstellexzenters 2 kommt. Vorteilhaft löst sich diese Selbstarretierung, wenn die Spannvorrich tung 1 am Maschinenteil 4 (Fig. 2) befestigt wird. Bei einer Anlage der Grundplatte 18 am Maschinenteil 4 verschiebt sich synchron zum Einschrauben der Befestigungsschraube 3 der Tragkörper 13 und damit gleichzeitig die Mitnehmer 17 in Richtung des Maschinenteils 4 bis zum Lösen der Arretierung 22 verbunden mit einer selbsttätigen Verdrehung des Einstellexzenters 2 bedingt durch die Kraft der Torsionsfeder 23, die ein Verdrehen ermöglicht. Nach Beendigung der Voreinstellung durch den Einstellexzenter 2 kann die Befestigungsschraube 3 weiter einge schraubt werden, bis der Tragkörper 13 über die Hülse 16 am Maschinen teil 4 anliegt und damit eine Lagebestimmung des Einstellexzenters 2 vorgenommen ist.

Bezugszeichenliste

1 Spannvorrichtung
2 Einstellexzenter
3 Befestigungsschraube
4 Maschinenteil
5 Zapfen
6 Gleitlager
7 Nabe
8 Arbeitsexzenter
9 Wälzkörper
10 Wälzlager
11 Außenring
12 Spannrolle
13 Tragkörper
14 Bund
15 Scheibe
16 Hülse
17 Mitnehmer
18 Grundplatte
19 Abschnitt
20 Anformung
21 Federanlage
22 Arretierung
23 Torsionsfeder
24 Stirnseite
25 Torsionsfeder
26 Gleitscheibe
27 Ausnehmung
28 Arm
29 Abwinkelung
30 Ausnehmung
31 Riementrieb
32 Federanlage
33 Zeiger
34 Markierung
35 Öffnung

Claims

1. Einstellbare Spannvorrichtung für einen Riemen- oder Kettentrieb, die über eine gegen Verdrehen gesicherte Grundplatte (18) an einem Maschinenteil (4) anliegt und die mit zwei Exzentern versehen ist, wobei ein Einstellexzenter (2) zwischen einem Tragkörper (13) und einer Befestigungsschraube (3) und ein sich selbsttätig federnd ein stellender, drehbar gelagerter Arbeitsexzenter (8) zwischen dem Trag körper (13) und einer wälzgelagerten Spannrolle (12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tragkörper (13) und der Grundplatte (18) eine Torsionsfeder eingesetzt ist und der Einstell exzenter (2) abhängig von einer Relativbewegung zwischen dem Tragkör per (13) und der Grundplatte (18) selbstarretierbar ausgelegt ist.

2. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß synchron zu einem Verdrehen der Befestigungsschraube (3) eine Arretierung (22) lösbar ist, die aus zwischen dem Tragkörper (13) und der Grundplatte (18) eingesetzten Halteelementen gebildet ist.

3. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß zur Bildung der Arretierung (22) die Grundplatte (18) einen topfartig gestalteten Abschnitt (19) aufweist, der mit einer radial nach innen gerichteten Anformung (20) versehen ist, wobei die Anfor mung (20) eine Anlage für zumindest einen Mitnehmer (17) bildet, der über eine Hülse (16) drehfest mit dem Tragkörper (13) verbunden ist.

4. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß als Tragkörper (13) ein Bauteil vorgesehen ist, welches ein weitestgehend hohlzylindrisches Mittelteil aufweist mit einem stirn seitigen, einer außermittigen Bohrung aufweisenden Bund (14).

5. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die für den Arbeitsexzenter (8) bestimmte Torsionsfeder (25) eine stärke axiale Vorspannkraft ausübt, als die zwischen der Grund platte (18) und dem Mitnehmer (17) eingesetzte Torsionsfeder (23).

6. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß zwischen der Grundplatte (18) und dem Mitnehmer (17) als Torsionsfeder eine Spiralfeder vorgesehen ist.

7. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß als maximaler Verstellweg für den Einstellexzenter (2) die doppelte Exzentrizität (e₂) erreichbar ist.

8. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zur Darstellung einer Positionskontrolle des Arbeitsexzenters (8) eine Nabe (7) mit einem Zeiger (33) und die Grundplatte (18) mit einer Markierung (34) versehen ist und zur optischen Einsichtnahme die Nabe (7) zumindest eine Öffnung (35) aufweist.

9. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß ein Schwenkbereich der Spannrolle (12) begrenzbar ist durch einen an der Grundplatte (18) in axialer Richtung weisenden Zapfen (5), der in einer Ausnehmung (27) der Nabe (7) des Arbeitsexzenters (8) geführt ist.

10. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Arbeitsexzenter (8) gleitgelagert ist und dessen Nabe (7) federkraftbeaufschlagt an einem mit dem Tragkörper (13) verbundenen Bund (14) anliegt, wobei zwischen der Nabe (7) und dem Grund (14) als Axiallager eine Gleitscheibe (26) vorgesehen ist.

11. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Grundplatte (18) an einem radialen Arm endseitig eine Abwinkelung (29) aufweist, die in eine Ausnehmung (20) des Ma schinenteils (4) ragt.

12. Einstellbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zumindest eine in der Lage und in der Dimensionierung übereinstimmende Bohrung im Bund (14) des Tragkörpers und der Habe (7) des Arbeitsexzenters (8) vorgesehen ist, durch die ein Stift einführ bar ist zur Arretierung des Arbeitsexzenters (8).