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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für ein Umschlingungsmittel,
mit einem rotationssymmetrischen Aufnahmeelement, mit einem im Bereich der äußeren Mantelfläche des
Aufnahmeelementes schwenkbar gelagerten und drehfederbelasteten Schwenkarm,
mit einem an dem freien Ende des Schwenkarms angeordnetem Andrückelement,
und mit einem Grundelement, welches mit seinem einem Ende an einem
tragenden Bauteil anlegbar ist und mit seinem anderen Ende das Aufnahmeelement trägt, wobei
sich das Aufnahmeelement mit seiner kleineren Stirnfläche axial
an einem Grundelement abstützt,
und bei der das Aufnahmeelement sowie das Grundelement mittels eines
gemeinsamen Befestigungsmittels an dem tragenden Bauteil befestigbar
sind.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
gattungsbildende Spannvorrichtung zur Verspannung eines flexiblen
Umschlingungsmittels ist aus der
DE 101 52 364 A1 bekannt. Diese Spannvorrich tung
verfügt über ein
konisches Aufnahmeelement, auf dessen Mantelfläche unter Zwischenlage eines
Gleitlagers ein aus Metallguss gefertigter Schwenkarm federbelastet
schwenkgelagert ist. Der Schwenkarm trägt an seinem freien Ende eine
Laufrolle, die zur Anlage an dem Umschlingungsmittel dient. Der
Schwenkarm weist eine relativ große Wandstärke auf, welches mit einem
vergleichsweise hohen Gewicht einhergeht. Diese Wandstärke ist
erforderlich, um die auf den Schwenkarm einwirkenden Kräfte aufzunehmen.
Außerdem
ist diese massive Ausbildung des Schwenkarms insbesondere in dessen
Nabenbereich notwendig, um eine Stützfläche für eine Unterlegscheibe zu schaffen,
an welcher sich ein Schraubenkopf einer Befestigungsschraube abstützt.
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Ferner
ist das bekannte Aufnahmeelement auf einem zylindrischen Abschnitt
eines Grundelements beziehungsweise Basisteils lagefixiert und schließt mit seiner
relativ schmal ausgebildeten kleineren Stirnfläche axial an diesem Grundelement
an. Mit der genannten Befestigungsschraube ist das Aufnahmeelement über das
Grundelement an einem anderen Bauteil befestigt.
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Aufgrund
der aneinander liegenden schmalen Stirnflächen von Grundelement und Aufnahmeelement
ist ein erhöhter
Aufwand zur Herstellung dieser beiden Bauteile der bekannten Spannvorrichtung notwenig.
Zudem ist ein vergleichsweise großer Montageaufwand erforderlich,
um das Aufnahmeelement derart exakt am Grundelement festzulegen, dass
eine achsparallele Anordnung der Drehachsen der Laufrolle und des
Schwenkarms gewährleistet ist.
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Aufgabe der
Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte mechanische
Spannvorrichtung für ein
Umschlingungsmittel zu schaffen, welche insbesondere eine verringerte
Bauteileanzahl sowie ein verringertes Gewicht aufweist. Zudem soll
die neu zu schaffende Spannvorrichtung derart ausgebildet sein,
dass die Drehachse der Laufrolle sowie die Drehachse des Schwenkarms
im Herstellprozess weitestgehend parallel zueinander ausgerichtet
sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Spannvorrichtung für ein Umschlingungsmittel,
mit einem rotationssymmetrischen Aufnahmeelement, mit einem im Bereich
der äußeren Mantelfläche des
Aufnahmeelementes schwenkbar gelagerten und drehfederbelasteten
Schwenkarm, mit einem an dem freien Ende des Schwenkarms angeordnetem
Andrückelement, und
mit einem Grundelement, welches mit seinem einem Ende an einem tragenden
Bauteil anlegbar ist und mit seinem anderen Ende das Aufnahmeelement trägt, wobei
sich das Aufnahmeelement mit seiner kleineren Stirnfläche axial
an einem Grundelement abstützt,
und bei der das Aufnahmeelement sowie das Grundelement über ein
gemeinsames Befestigungsmittel an dem tragenden Bauteil befestigbar sind.
Zur Lösung
der gestellten Aufgabe ist zusätzlich vorgesehen,
dass das Aufnahmeelement eine topfförmige Geometrie mit einem der
kleineren Stirnfläche
zugeordneten Boden aufweist, der an einer gegenüber liegenden Stirnfläche des
Grundelements anliegt.
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Aufgrund
des am Aufnahmeelement ausgebildeten Bodens ist vorteilhaft eine
erhöhte
Versteifung dieses Aufnahmeelementes zu verzeichnen, welches die
Möglichkeit
eröffnet,
dasselbe dünnwandiger
und demgemäss
mit einem geringeren Gewicht herzustellen. Zudem kann durch die
vorzugsweise großflächige Anlage
des Aufnahmeelements an dem Grundelement über den genannten Boden besonders
wirkungsvoll die Rechtwinkligkeit des als Laufrolle oder Andrückschuh
ausgebildeten Andrückmittels
zur Drehachse des Schwenkarms beziehungsweise die Achsparallelität der Drehachsen
von Schwenkarm und Andrückelement
gewährleistet werden.
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Gemäß einer
ersten besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass zur festen jedoch lösbaren
Befestigung der Spannvorrichtung am tragenden Bauteil koaxial zur
Drehachse des Schwenkarms am Boden des Aufnahmeelements ein in Richtung
zum Grundelement bzw. tragenden Bauteil weisendes Befestigungsmittel
ausgebildet ist, welches eine Axialbohrung in dem Grundelement durchdringt
und einen endseitigen Schraubgewin deabschnitt aufweist. Dieses Befestigungsmittel
ist bevorzugt einstückiger
Bestandteil des Aufnahmeelements.
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Durch
diese Maßnahme
ist im Vergleich zu Spannvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik eine
deutliche Verringerung von separat herzustellenden und zu montierenden
Einzelbauteilen zu verzeichnen, welches mit einer Reduzierung der
Herstell- und Montagekosten einhergeht. Des Weiteren resultieren
aus der verringerten Anzahl der zu verbauenden Bauteile reduzierte
Form- und Lageabweichungen, die sich ansonsten infolge etwaiger
Maßabweichungen
aller zu verbauenden Bauteile nachteilig addieren können.
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In
erfinderischer Weiterbildung der Spannvorrichtung wird weiter vorgeschlagen,
dass koaxial zum Befestigungsmittel am Boden des Aufnahmeelementes
ein von dessen offenen größeren Stirnfläche zugänglicher
Außen-
und/oder Innenangriffsbereich für
ein Schraubwerkzeug ausgebildet ist. Dadurch kann das Aufnahmeelement
samt Schwenkarm und Andrückelement
von einem Monteur leicht zugänglich
an dem tragenden Bauteil des Fahrzeugs befestigt werden.
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Ein
derartiges Aufnahmeelement samt angeformten Befestigungsmittel ist
besonders einfach und kostengünstig
beispielsweise durch Fließpressen und
nachfolgendes Rollieren herstellbar.
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Eine
zweite vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
koaxial zur Drehachse des Schwenkarms im Boden des Aufnahmeelements eine
Bohrung eingebracht ist, die zu einer Axialbohrung im Grundelement
koaxial ausgerichtet ist, und dass in diese Bodenbohrung von der
offenen größeren Stirnfläche des
Aufnahmeelementes her eine Befestigungsschraube einführbar ist,
die sich mit ihrem Schraubenkopf am genanten Boden abstützt.
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Zwar
kommt bei dieser Variante der Spannvorrichtung weiterhin ein separates
Befestigungsmittel in Form einer Schraube zur Anwendung, jedoch
ist im Vergleich zum Stand der Technik dennoch eine Bauteilereduzierung
zu verzeich nen, da sich der Schraubenkopf direkt am Boden des Aufnahmeelements
abstützt
und somit eine gesonderte Unterlegscheibe entbehrlich ist.
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Besonders
einfach und kostengünstig
lässt sich
dieses Aufnahmeelement ebenfalls durch Fließpressen und nachfolgendes
Rollieren, aber auch durch Tiefziehen aus einer Blechplatine herstellen.
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Um
die Formstabilität
gerade eines Tiefziehteils noch weiter zu vergrößern, wird des Weiteren vorgeschlagen,
dass in die Mantelfläche
des Aufnahmeelementes eine Mehrzahl von über dessen Umfang verteilter
und in Längsrichtung
ausgerichtete sowie in das Aufnahmeelement hineinreichender Verstärkungssicken
eingearbeitet sind.
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Wie
die Erfindung weiter vorsieht, kann dem jeweiligen Befestigungsmittel
eine Transportsicherung zum verliersicheren Zusammenhalt der Spannvorrichtung
zugeordnet sein. Hierbei kann die Transportsicherung durch einen
vorzugsweise zwischen einem Zapfenabschnitt und dem Schraubgewindeabschnitt
des Befestigungsmittels in einer Umfangsnut einsetzbaren Sicherungsring
gebildet sein, welcher den Bauteileverbund aus insbesondere Aufnahmeelement
mit drehgelagertem Schwenkarm, Grundelement und Drehfeder zusammenhält.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen
näher erläutert. Darin
zeigt
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1 eine
Schnittdarstellung durch eine Spannvorrichtung gemäß dem Stand
der Technik,
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2 eine
Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Spannvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform,
und
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3 eine
Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Spannvorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnungen
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Die
in
1 gezeigte Spannvorrichtung für ein Umschlingungsmittel in
einem Umschlingungstrieb ist ähnlich
wie die aus der
DE
101 52 364 A1 bekannte Spannvorrichtung aufgebaut. Sie
verfügt über ein
Grundelement
1, welches mit einer Anlagefläche
2 ortsfest
an einem nicht näher
gezeigten tragenden Bauteil, beispielsweise an einem Kurbelgehäuse einer
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, abgestützt ist. Zudem ist an diesem
Grundelement
1 ein zylindrischer Abschnitt
4 angeformt,
auf dem ein Aufnahmeelement
3 lagefixiert ist. Dieses Aufnahmeelement
3 weist
eine kegelstumpfförmige
Außengeometrie
auf, auf der ein Nabenteil
10 des eine Andruckrolle
15 tragenden
Schwenkarmes
11 schwenkgelagert ist.
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Gemäß diesem
Stand der Technik sind sowohl das Grundelement 1 als auch
das Aufnahmeelement 3 als Gussteile hergestellt und mittels
einer nicht näher
gezeigten sowie durch eine Axialbohrung 5 im Grundelement 1 hindurchgeführte Befestigungsschraube
am tragenden Bauteil festgelegt. Dabei stützt sich der Schraubenkopf
der Befestigungsschraube über
eine Unterlegscheibe 6 an einer innerhalb des Aufnahmeelementes 3 ausgebildeten
ringförmigen
Stützfläche 7 ab,
während
die kleinere Stirnfläche
des Aufnahmeelementes 3 an einer korrespondierenden Stirnfläche des
Grundelements 1 axial anliegt.
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Das
Aufnahmeelement 3 weist demnach eine kegelstumpfartige
beziehungsweise konische Mantelfläche auf, auf der eine mittels
Dichtringe 8 axial abgedichtete Gleitlagerbuchse 9 angeordnet
ist. Auf dieser Gleitlagerbuchse 9 stützt sich das Nabenteil 10 des
Schwenkarms 11 radial ab.
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Der
Schwenkarm 11 ist über
eine sich in Richtung der Drehachse 12 erstreckende Drehfeder 13,
die sich einenends am Grundelement 1 und anderenends am
Schwenkarm 11 abstützt,
derart mit einem Drehmoment beauf schlagt, dass die am radial äußeren Ende
des Schwenkarms 11 mittels Wälzlager 14 drehgelagerte
Laufrolle 15 gegen ein nicht näher gezeigtes flexibles Umschlingungsmittel
gedrückt wird
und dieses bestimmungsgemäß verspannt.
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Die
erfindungsgemäß ausgebildete
mechanische Spannvorrichtung zeichnet sich gemäß 2 vorteilhaft
dadurch aus, dass das Aufnahmeelement 3 eine topfförmige Gestalt
mit einem seiner kleineren Stirnfläche zugeordneten Boden 16 aufweist,
und ferner mit diesem Boden 16 an eine korrespondierende Stirnfläche 24 des
Grundelements 1 vorzugsweise großflächig angeschlossen ist.
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Hierdurch
ist eine vergrößerte Versteifung des
Aufnahmeelementes 3 zu verzeichnen, welches die Möglichkeit
eröffnet,
dasselbe dünnwandiger
und demgemäß mit einem
geringeren Gewicht auszubilden. Ferner kann durch die großflächige Anlage
des Aufnahmeelements 3 an dem Grundelement 1 über den
genannten Boden 16 besonders wirkungsvoll die Achsparallelität der Laufrolle 15 zur
Drehachse 12 des Schwenkarms 11 gewährleistet
werden.
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Wie 2 weiter
zu entnehmen ist, schließt sich
koaxial zur Drehachse 12 des Schwenkarms 11 an
den Boden 16 ein einstückig
mit demselben verbundenes und ebenfalls eine Axialbohrung 5 im Grundelement 1 durchdringendes
mechanisches Befestigungsmittel 17 mit einem endseitigen
Schraubgewindeabschnitt 18 an. Hierdurch ist ohne großen Montageaufwand
eine feste, jedoch lösbare
Befestigung der Spannvorrichtung am tragenden Bauteil gewährleistet.
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Außerdem ist
koaxial zum Befestigungsmittel 17 am bzw. im Boden 16 des
topfförmigen
Aufnahmeelementes 3 ein von der offenen größeren Stirnfläche desselben
zugänglicher
Innenangriffsbereich 19 für ein geeignetes Schraubwerkzeug
ausgebildet. Durch diese Maßnahme
kann der Bauteilverbund aus dem Aufnahmeelement 3, der
Gleitlagerbuchse 9, dem Schwenkarm 10 bzw. 11 sowie
der Laufrolle 15 leicht am Grundelement 1 bzw.
am tragenden Bauteil befestigt werden.
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Vorliegend
ist der Innenangriffsbereich 19 durch einen Innen-Torx® gebildet,
mit welchem sich vergleichsweise hohe Drehmomente übertragen
lassen und welcher besonders für
eine automatische Schraubmontage geeignet ist.
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Demgegenüber kann
es jedoch auch angezeigt sein, einen Innen-Sechskant oder einen
jeglichen anderen an sich bekannten Innenangriftsbereich 19 und/oder
Außenangriffsbereich,
beispielsweise in Form eines nicht näher dargestellten und aus dem
Boden 16 herausragenden Sechskant-Schraubenkopfes, vorzusehen (nicht näher dargestellt).
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Zur
Herstellung eines solchen Aufnahmeelementes 3 samt Befestigungsmittel 17 hat
sich als besonders geeignet das an sich bekannte und einfach sowie
kostengünstig
zu realisierende Fließpressen mit
nachfolgendem Rollieren bewährt,
an die sich als weitere Herstellschritte gegebenenfalls noch eine Warmbehandlung
sowie ein Korrosionsschutz anschließen können.
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Eine
Verliersicherung beziehungsweise Transportsicherung aller miteinander
verbundenen Bauteile der Spannvorrichtung ist in dem Ausführungsbeispiel
der 2 durch einen zwischen einem Zapfenabschnitt 20 und
dem Schraubgewindeabschnitt 18 des Befestigungsmittels 17 angeordnete Umfangsnut 21 gegeben,
in die ein nicht näher
gezeigter Sicherungsring, beispielsweise ein Sprengring eingreift.
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Durch
diese Maßnahme
ist die Spannvorrichtung vorteilhaft bereits bei einem Hersteller
vormontierbar, so dass diese beim Kraftfahrzeughersteller mit geringem
Aufwand am Fahrzeug verbaut werden kann.
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Eine
weitere mögliche
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
ist 3 zu entnehmen. Diese unterscheidet sich von der
vorbeschriebenen Spannvorrichtung dadurch, dass in den Boden 16 des
Aufnahmeelementes 3 koaxial zur Axialbohrung 5 des
Grundelementes 1 eine Bohrung 22 eingebracht ist,
durch die von der offenen größeren Stirnfläche des
Aufnahmeelementes 3 her ein mechanisches Befestigungsmittel 17' in Form einer
separaten Schraube einführbar
ist. Der Schraubenkopf 23 derselben stützt sich dabei direkt an der
Innenkontur des Bodens 16 ab und ist mit einem Innenangriffsbereich 19 für ein Schraubwerkzeug
versehen.
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Auch
diesem Befestigungsmittel 17' kann eine
Verlier- beziehungsweise Transportsicherung in Form des vorstehend
bereits beschriebenen und in eine Umfangsnut 21 eingreifenden
Sicherungsringes zugeordnet sein (nicht näher gezeigt).
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Ein
derartig ausgebildetes Aufnahmeelement 3 ist beispielsweise
ebenfalls durch Fließpressen
und nachfolgendes Rollieren herstellbar. Es bietet sich jedoch auch
an und wird durch die Erfindung mit erfasst, das Aufnahmeelement 3 äußerst effektiv und
kostengünstig
aus einer Blechplatine durch ein Tiefziehverfahren herzustellen.
Die Blechplatine kann dabei im Hinblick auf einen wirkungsvollen
Korrosionsschutz aus einer korrosionsfreien Stahllegierung, einem
Stahlblech mit nachträglich
aufgebrachten Korrosionsschutz oder aus einem entsprechend plattiertem
Stahlblech bestehen.
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Um
eine erhöhte
Steifigkeit eines solcherart hergestellten Aufnahmeelementes 3 zu
erzielen, können
des Weiteren in dessen Mantelfläche
eine Mehrzahl von gleichmäßig über den
Umfang verteilte sowie in Längsrichtung
ausgerichtete und in das Aufnahmeelement 3 hineinragende
Verstärkungssicken 25 eingearbeitet
sein, welche in einem Arbeitsschritt während der Durchführung des
genannten Tiefziehverfahrens ausformbar sind.
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- 1
- Grundelement
- 2
- Anlagefläche
- 3
- Aufnahmeelement
- 4
- Zylindrischer
Abschnitt
- 5
- Axialbohrung
- 6
- Unterlegscheibe
- 7
- Stützfläche
- 8
- Dichtringe
- 9
- Gleitlagerbuchse
- 10
- Nabenteil
- 11
- Schwenkarm
- 12
- Drehachse
- 13
- Drehfeder
- 14
- Wälzlager
- 15
- Laufrolle,
Andrückelement
- 16
- Boden
- 17
- Befestigungsmittel
- 17'
- Befestigungsmittel,
Befestigungsschraube
- 18
- Schraubgewindeabschnitt
- 19
- Innenangriffsbereich
- 20
- Zapfenabschnitt
- 21
- Umfangsnut
- 22
- Bohrung
- 23
- Schraubenkopf
- 24
- Stirnfläche des
Grundelements
- 25
- Verstärkungssicke