CH681910A5

CH681910A5 -

Info

Publication number: CH681910A5
Application number: CH2557/92A
Authority: CH
Inventors: Eduard-Schmidt Golovatai
Original assignee: Schaeffler Waelzlager Kg
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1993-06-15
Also published as: US5244438A; ITMI922601A0; AU2118892A; KR930020055A; ES2061372A2; DE4209914A1; CZ253592A3; JPH05280606A; ITMI922601A1; ES2061372R; BR9203823A; SE9202448L; SE9202448D0; CA2076943A1; ES2061372B1; IT1256384B

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für Riemen oder Ketten, die voreinstellbar, federkraftbeaufschlagbar ausgebildet ist, insbesondere für einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer auf einem Spannroilenträger gelagerten Laufrolle, wobei der Spannrollenträger exzentrisch ausgebildet und seinerseits auf einem exzentrischen mit dem Gehäuse verschraubbaren Innenteil geführt ist, und mit einer Feder die den Spannrollenträger mit einer Federvorspannung gegenüber dem Gehäuse abstützt.

Eine mechanische Spanneinrichtung der genannten Gattung ist aus der EP-A 0 456 142 bekannt. Eine derartige Spanneinrichtung verfügt über zwei die Laufrolle gegenüber einem Riementrum verstellende Exzenter. Einen ersten Exzenter bildet der Spannrollenträger, auf dem ein Wälzlager angeordnet ist und als zweiter Exzenter wird eine mit einer exzentrischen Innenbohrung versehene Exzenterbundbuchse verwendet, die über eine Befestigungsschraube mit dem Gehäuse verspannbar ist. Die Feder, die eine in Umfangsrichtung um den Lagerbolzen wirkende Spannkraft auf den Spannrollenträger ausübt, ist einerseits am Spannrollenträger und andererseits an einem scheibenförmigen Stellelement angelenkt. Im Rahmen eines Messvorgangs soll die Federvorspannung der Feder, die durch Verdrehen des Steilelements festlegbar ist, ermittelt werden, und in dieser Stellung wird dann das Stelleiement drehfest mit dem Lagerbolzen verbunden. Die Einstellung der Riemen- bzw. Kettenspannkraft mit einer derartigen Spannvorrichtung ist sehr umständlich und ungenau, da bei der Montageeinstellung der Spannvorrichtung, die durch ein Verdrehen des exzentrisch einer Befestigungsschraube geführten Tragbolzens erfolgt, sich die Lage beider Exzenter und auch die Lage des An-lenkpunktes der Feder verändern. Es können somit für die Einhaltung einer vorbestimmten Treibriemenspannung keine exakt definierten Positionen oder Einstellwerte vorgegeben werden. Weiterhin ist die vorbekannte Spannvorrichtung bezüglich ihres Herstellungs- und ihres Montageaufwands der zu verwendenden Einzelteile relativ aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die auf günstige Weise und sehr exakt einstellbar ist, einen bau-raumoptimierten Aufbau aufweist, wenig Einzelteile umfasst, einen grossen Einstellbereich sowohl für die Vormontage als auch im Betriebszustand aufweist, eine einfache Vormontage ermöglicht und für den Grossserieneinsatz verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Innenteil eine Exzenterbuchse aufweist, die frei drehbar in eine Grundplatte eingreift, welche über einen radialen Führungsarm am Gehäuse geführt ist. Über diesen radialen Führungsarm wird bei dem Verdrehen des exzentrischen Lagerbolzens eine pleuelstangenartige Bewegung ausgeführt, während der die Spannrolle nahezu exakt in einer senkrechten Ebene zu dem Riemen bzw. Kettentrum geführt wird. Während dieser Einstellung verändern sich die Lage des durch den Spannrollenträger geschaffenen Betriebsexzenters und die Lage der Einhängepunkte der Feder nur unwesentlich. Diese Ausbildung der EinStellvorrichtung weist bezüglich der vorzunehmenden Einstellung der Riemenspannkraft erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf.

Gemäss dem Anspruch 2 soll der Führungsarm seitlich zwischen zwei Anschlägen, die als Vorsprünge des Gehäuses ausgebildet sind, geführt sein. Damit ist es in einfacher Weise möglich, eine Längsführung des Führungsarms zu ermöglichen, indem am Gehäuse zwei vorstehende Gussvorsprünge angeordnet sind.

Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, den Führungsarm mit einem in axialer Richtung verlaufenden Stift zu versehen, welcher in ein radial verlaufendes Langloch des Gehäuses eingreift. Durch diese Anlenkung des Führungsarms im Langloch kann dieser bei einer Verdrehung des Lagerbolzens pleuelstangenartige Bewegungen ausführen. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit diese Anlenkung in kinematischer Umkehr auszugestalten, das heisst ein Langloch im Führungsarm und einen Stift im Gehäuse vorzusehen.

Zur Einhaltung einer weitestgehend konstanten Lage und Orientierung der erfindungsgemässen Spannvorrichtung zum Riemen und einer gleichgerichteten Vorspann- und Dämpfungskraft bei allen Betriebszuständen ist erfindungsgemäss die Nase im Bereich der Winkelhalbierenden zwischen dem Zug- und Lostrum des Riemens angeordnet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 5 bis 15 beschrieben. Die Betriebsschwingungen des Riemens und die thermische Ausdehnung des Motors und des Riemens werden vom Spannrollenträger aufgenommen, dessen Schwenkbereich begrenzt ist, so dass beim Abstellen des Motors die Spannrolle nicht so weit vom Riemen weggedrängt werden kann, dass ein Zahnsprung möglich wird. Die Anordnung der unmittelbar in Verbindung stehenden Bauteile durch eine axial und/oder radial ausgerichtete Anordnung unter Beibehaltung der vorgegebenen Innenkontur der Spannrolle bewirkt vorteilhaft eine kompakte Spannvorrichtung, in vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemässe Spannvorrichtung weiter durch wenige Bauteilen b erstellbar, wodurch eine kostengünstige montagefreundliche Spannvorrichtung geschaffen werden kann. Die Forderung nach einer einfachen Montage wird weiter unterstützt durch einen Exzenterbund, der mit einem Sechskant versehen ist zur vereinfachten Einstellung einer Vorspannkraft für den Riemen bei der Einstellung der Spannvorrichtung.

Die erfindungsgemässe Anordnung sieht weiter vor, dass zwischen beiden Bauteilen der Grundplatte und dem Spannrollenträger eine Torsionsfeder angeordnet ist, die in der Betriebsstellung der erfindungsgemässen Spannvorrichtung für eine gewünschte Verdrehung des Spannrollenträgers zur Grundplatte sorgt.

Dazu ist der Spannroilenträger gegenüber der Grundplatte so gestaltet, dass sich ein Freiraum zur Aufnahme einer Torsionsfeder bildet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als

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Torsionsfeder eine Flachspiralfeder vorgesehen, die eine geringe axiale Breite aufweist und somit ebenfalls die erforderliche axiale Breite günstig be-einflusst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht eine Begrenzung des Drehwinkels des Spannrollenträgers zur Grundplatte vor.

Der Spannrollenträger ist dazu mit einer Ausnehmung versehen, die durch Endanschläge begrenzt ist. Durch die Ausnehmung ist eine mit der drehfesten Grundplatte in Verbindung stehende Nase geführt, die einen Festpunkt darstellt und dadurch bei Anlage eines der Endanschläge an die Nase die Verdrehung des Spannrollenträgers begrenzt.

Der Aufbau der erfindungsgemässen Spannvorrichtung gestattet weiter eine einstückige Ausbildung der Grundplatte mit dem Lagerbolzen. Dieses zweistufig rohrförmig gestaltete Bauteil ist weiter vorteilhaft spanlos und damit kostengünstig zu fertigen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Exzenterbund in die Bohrung des Lagerbolzens eingepasst und der mit ihm einstückig verbundene Sechskant als Kragen ausgebildet, der endseitig radial sowohl den Lagerbolzen als auch den Spannroilenträger radial überdeckt und weiter örtlich den Innenring des Radialwälzlagers überdeckt zur Schaffung einer Axialsicherung des Wälzlagers. Der Kragen dient weiter zur kraftschlüssigen Anlage des Lagerbolzens bzw. der Grundplatte an ein mit der erfindungsgemässen Spannvorrichtung verbundenes Gehäuse.

Zur Erreichung einer wirkungsvollen Reibung und Dämpfung von auftretenden Resonanzschwingungen im Riemen auf die erfindungsgemässe Spannvorrichtung ist eine Gleitbuchse zwischen dem Lagerbolzen und dem Spannroilenträger vorgesehen, die sich über die gesamte axiale Breite des Lagerbolzens erstreckt und folglich vorteilhaft einen geringen radialen Bauraum beansprucht.

Ein weiterer Ausgestaitungsgedanke der Erfindung sieht eine Laufrolle vor, die spanlos gefertigt und drehfest auf dem Aussenring des Wälzlagers angeordnet ist.

Zur Montageerleichterung der Spannvorrichtung ist diese mittels eines Arretierstiftes vormontierbar, wobei der Arretierstift die Laufrolle, den Spannroilenträger und die Grundplatte miteinander lagefixiert.

Vorteilhaft wird mittels eines Arretierstiftes der Spannrollenträger in der Mitte des Arbeitsbereichs fixiert, um so nach einer erfolgten Voreinstellung der Riemenspannkraft mittels des Exzenterbundes und anschliessender Verschraubung die erfindungsgemässe Spannvorrichtung nach Entfernen des Arretierstiftes einen maximalen Verstellweg der Spannrolle sicherstellen zu können.

Die Erfindung wird nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel weiter beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Vorderansicht die erfindungsgemässe Spannvorrichtung;

Fig. 2 die erfindungsgemässe Spannvorrichtung in einer Schnittdarstellung A-A gemäss Fig. 1 ;

Fig. 3 die Schnittdarstellung B-B gemäss Fig. 2;

Fig. 4 die Darstellung der erfindungsgemässen Spannvorrichtung in einer Ansicht gemäss Z, siehe Fig. 2 und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der Spannvorrichtung.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemässe Spannvorrichtung 1 in der Vorderansicht. Die äussere Kontur wird geprägt durch die Laufrolle 2, die nahezu alle Bauteile radial überdeckt mit Ausnahme einer Nase 9, die eine Verdrehsicherung der Grundplatte 7 darstellt und die zwischen den Anschlägen 18, 19 fixiert ist. Im Bereich der Nase 9 ist weiter eine Bohrung 23 in die Laufrolle 2 eingebracht, die zur Aufnahme eines Arretierstiftes 15 dient, mit dem die Spannrolle 2 gemeinsam mit dem Spannrollenträger und der Grundplatte 7 positionierbar ist vor der Montage der Spannvorrichtung 1. Im mittleren Bereich der Laufrolle 2 ist eine Exzenterbundbuchse 5 versetzt zur Laufrollenmitte angeordnet, die als Sechskant ausgebildet ist und die ebenfalls mittenversetzt eine Bohrung aufweist, durch die die Verschraubung 6 in Form einer Innensechskantschraube eingesetzt ist.

Durch die Schnittdarstellung in Fig. 2 wird der Aufbau der erfindungsgemässen Spannvorrichtung 1 weiter verdeutlicht, bei der die Laufrolle 2 nahezu alle Bauteile auch axial überdeckt. Die Spannvorrichtung 1 liegt mit der Grundplatte 7 an einem Gehäuse 20, vorzugsweise Kurbelgehäuse oder Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine an und besitzt eine weitestgehend kreisringförmige Aussen-kontur mit Ausnahme eines örtlich angebrachten Führungsarms 9. Im Bereich der Nabe 13 ist die Grundplatte 7 mit einem ausgehend vom Gehäuse 20 rohrförmigen, axial sich erstreckenden Gehäuse versehen, das im Endbereich übergeht in den Lagerbolzen 4. Die rohrförmige Innengestaltung der Grundplatte 7 ist im Bereich der Nabe 13 oval und geht in eine Bohrung 21 über, wobei das Bauteil zwischen der Nabe 13 und der Bohrung 21 nach innen gestuft ausgebildet ist. Der Lagerbolzen 4 dient zur Aufnahme und Führung des Spannrollenträgers 3, wobei der radiale Abstand zwischen beiden Bauteilen durch die Gleitbuchse 8 ausgeglichen wird. Die Nabe 24 des Spannrollenträgers 3 ist mit einer aus-sermittigen Bohrung versehen zur Darstellung einer Exzentrizität. Der Aussenumfang der Nabe 24 dient zur Aufnahme des Wälzlagers 14, auf dessen Aussenring sich die Laufrolle 2 abstützt. Der Spannrollenträger 3 weitet sich ausgehend vom Lagerbolzen 4 radial in Richtung der Grundplatte 7 aus und bildet einen Freiraum 17, in dem die Torsionsfeder 12 eingebracht ist. In Fig. 2 ist die erfindungsgemässe Spannvorrichtung in der grösstmög-lichen Exzentrizität zwischen der Grundplatte 7 und dem Spannroilenträger 3 abgebildet, wobei diese Lage durch den Arretierstift 15 erreicht ist, der die Laufrolle 2 mit dem Spannrollenträger 3 und der Grundplatte 7 lagefixiert. Diese Lage wird vor der Montage festgelegt, um einen grösstmöglichen Ein-stell- bzw. Nachstellweg der Laufrolle 2, z.B. bei sich ändernden Riemenlängen, erreichen zu können. Die Spannvorrichtung 1 ist dabei so angeord-

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net bzw. die Torsionsfeder 12 so zwischen dem Aus-senumfang der Nabe 13 und dem Spannroilenträger 3 angebracht, dass sich die Laufrolle im Betriebszustand stets in Richtung einer Verstärkung der Riemenspannung verlagert. Zur Ausrichtung der Spannvorrichtung 1 während der Montage dient weiter der Exzenterbundbuchse 5, der in die Bohrung

21 des Lagerbolzens 4 eingepasst ist und mit einer aussermittigen Bohrung zur Aufnahme der Verschraubung 6 dient, mit der die gesamte Spannvorrichtung 1 am Gehäuse 20 kraftschlüssig verspannt wird. Über den als Sechskant ausgebildeten Kragen

22 der um 360° gedreht werden kann, ergibt sich ein vorteilhafter weiter Einstellbereich der Spannvorrichtung 1, der dem doppelten Wert der Exzentrizität «e» entspricht, der sich zwischen der Mitte der Verschraubung 6 und der Mitte der Exzenterbundbuchse 5 einstellt. Durch diese Voreinstellung ist die Spannvorrichtung 1 in Richtung des Riemens ausrichtbar ohne nennenswerte Veränderung der Kraftrichtung der Spannvorrichtung im Betriebszustand aufgrund der Verdrehsicherung der Grundplatte 7, d.h. des Führungsarms 9, der zwischen den Anschlägen 18,19 positioniert ist.

Aus der Fig. 3 geht insbesondere die Einbaulage der Torsionsfeder 12 hervor, die in ihrem Mittenbereich die ovalförmige gestaltete Nabe 13 der Grundplatte 7 weitestgehend umschliesst und deren weiteres Federende 16 im Spannrollenträger 3 arretiert ist. Die Fig. 3 verdeutlicht weiter die Stellwegbegrenzung des Spannrollenträgers 3 zur Grundplatte 7 durch die Vorsprünge 10, 11, die das Ende einer örtlichen Ausnehmung im Spannrollenträger 3 darstellen, durch den der Führungsarm 9 der Grundplatte 7 geführt ist.

Durch die in Fig. 4 dargestellte Ansicht der Spannvorrichtung 1, wird die Stellwegbegrenzung des Spannrollenträgers 3 weiter verdeutlicht. Wie in Verbindung mit Fig. 2 erkennbar wird die Grundplatte 7 sowohl radial als auch axial bis auf die Ausnehmung 25 vom Spannrollenträger 3 überdeckt. Eine Verdrehung des Spannrollenträgers 3, endet daher bei Anlage einer der Endanschläge 10, 11 am Führungsarm 9.

Ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel der erfindungsgemässen Spannvorrichtung ist in der Fig. 5 dargestellt. Diese Spannvorrichtung 1 stimmt im wesentlichen mit der Ausführung nach Fig. 1 überein. Ein Unterschied besteht aber darin, dass die Exzenterbundbuchse 5 eine grössere axiale Baulänge aufweist und mit ihrem dem Sechskant gegenüberliegenden Ende bis in das Innere eines sich kegelförmig erweiternden Abschnitts 27 des Lagerbolzens 4 erstreckt. Dieses Ende der Exzenterbundbuchse 5 weist eine Verstemmung 28 auf, so dass sämtliche Bauteile im Rahmen einer Vormontage axial zueinander fixiert sind. Weiterhin wird eine Schraubenfeder 29 verwendet, die ebenfalls in der Nabe 13 des Spannrollenträgers 3 angeordnet ist. Die Grundplatte 7 weist an ihrem Führungsarm 9 einen Stift 26 auf, der nach erfolgter Montage der Spannvorrichtung in ein nicht dargestelltes Langloch des Gehäuses 20 eingreift, so dass der Führungsarm 9 bei einem Verdrehen der Exzenterbundbuchse 5 gerichtete pleuelstangenartige Bewegungen 10 ausführt.

Claims

Patentansprüche

1. Spannvorrichtung (1) für Riemen oder Ketten, die voreinstellbar, federkraftbeaufschlagbar ausgebildet ist, insbesondere für einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer auf einem Spannroilenträger (3) gelagerten Laufrolle (2), wobei der Spannrollenträger (3) exzentrisch ausgebildet und seinerseits auf einem exzentrischen mit einem Gehäuse (20) verschraubbaren Innenteil geführt ist, und mit einer Feder (12, 29), die den Spannroilenträger (3) mit einer Federvorspannung gegenüber dem Gehäuse (20) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil eine Exzenterbundbuchse (5) aufweist, die frei drehbar in eine Grundplatte (7) eingreift, welche über einen radialen Führungsarm (9) am Gehäuse (20) geführt ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsarm (9) seitlich zwischen zwei Anschlägen (18, 19), die als Vorsprünge des Gehäuses ausgebildet sind, geführt ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsarm (9) einen in axialer Richtung verlaufenden Stift (26) aufweist, welcher in ein radial verlaufendes Langloch des Gehäuses (20) eingreift.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsarm (9) im wesentlichen auf einer Winkelhalbierenden zwischen einem Zug- und einem Lostrum des mit der Spannvorrichtung (1) verbundenen Riemens verläuft.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung einer Vorspannung im Riemen- oder Kettentrum die Exzenterbundbuchse (5) über ein Mehrkantprofil drehbar ist.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannrollenträger (3) die Grundplatte (7) und einen Lagerbolzen (4) axial und weitestgehend radial überdeckend ausgebildet ist.

7. Spannvorrichtung, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (7) mit dem rohrförmigen Lagerbolzen (4) verbunden ist, auf dessen Aussenmantel der Spannroilenträger (3) und in dessen Innenmantel die Exzenterbundbuchse (5) geführt sind.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannroilenträger (3) auf der zur Grundplatte (7) gerichteten Seite einen Freiraum (17) für eine Torsionsfeder (12) bildet.

9. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannroilenträger (3) Endanschläge (10, 11) aufweist zur Begrenzung des Drehwinkels zwischen der Grundplatte (7) und dem Spannrollenträger (3).

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (7) und der Lagerbolzen (4) als zweistufiges, rohrförmiges Bauteil hergestellt sind, wobei der rohrförmige Innenraum im Bereich einer Nabe (13) eine ovale Kontur aufweist, die in eine Bohrung (21 ) im Bereich des Lagerbolzens (4) übergeht.

11. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch

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