DE102005046068A1 - Spanneinrichtung für ein Zugmittel wie Riemen oder Kette - Google Patents

Spanneinrichtung für ein Zugmittel wie Riemen oder Kette Download PDF

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Abstract

Spanneinrichtung für ein Zugmittel wie Riemen oder Kette, insbesondere für einen Riementrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem ein Spannmittel (15), insbesondere eine Spannrolle für das Zugmittel (2), aufweisenden, an einem Drittgegenstand um eine Achse (10) drehbar anzuordnenden Spannhebel (8) und mit einem einerseits an dem oder einem Drittgegenstand und andererseits an dem Spannhebel (8) angeordneten Spann-Dämpfungs-Element (16) oder Dämpfungselement sowie mit einem gegebenenfalls unterstützend zum Spann-Dämpfungs-Element (16) wirkenden, einerseits lagefest und andererseits am Spannhebel (8) angeordneten, den Spannhebel (8) vorspannenden Federelement (13).

Description

  • Beschreibung der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für ein Zugmittel wie einen Riemen oder eine Kette, insbesondere einen Riementrieb eines Kraftfahrzeugs.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine solche Spanneinrichtung ist beispielsweise aus der DE 195 23 647 A1 bekannt. Diese Spanneinrichtung weist einen ein Spannmittel in Form einer Spannrolle aufweisenden Spannhebel auf, der an einem Drittgegenstand, hier einem Motorblock, um eine über einen Achsbolzen in Form einer Befestigungsschraube realisierte Drehachse schwenkbar gelagert angeordnet ist. Am anderen Ende des Spannhebels ist ein Spannelement mit einer integrierten Feder angeordnet, welches Spannelement linear wirkt und den Spannhebel um seine Drehachse verschwenkt, wodurch die Spannrolle gegen den Riemen gedrückt wird und diesen vorspannt. Während das aus DE 195 23 647 A1 bekannte Spannfederelement ein reines Spannelement ohne integrierter Dämpfung ist, sind darüber hinaus Spannelemente in Form von Hydraulikelementen bekannt, so beispielsweise aus DE 196 09 420 A1 , die neben dem mechanischen Spannmechanismus, realisiert über die Schraubenfeder, zusätzlich einen hydraulischen Dämpfungsmechanismus aufweisen, der eine gerichtete Dämpfung der Spannhebelbewegung ermöglicht.
  • Bedingt durch den häufig sehr geringen Bauraum für das Spannelement, sei es ein reines Spannelement oder ein Spann-Dämpfungs-Element, sind der hierüber erzeugbaren Riemenvorspannkraft Grenzen gesetzt. Anwenderseitig besteht mitunter der Wunsch, relativ hohe Vorspannkräfte erzeugen zu können, gleichzeitig soll aber die Systemdämpfung in der wie von beispielsweise dem beschriebenen Hydraulikelement bekannten linearen Wirkrichtung nach wie vor gegeben sein.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spanneinrichtung anzugeben, die die Erzeugung hoher Vorspannkräfte bei gleichzeitig gegebener linearer Dämpfung des Systems ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Spanneinrichtung vorgesehen, mit einem ein Spannmittel, insbesondere eine Spannrolle für das Zugmittel aufweisenden, an einem Drittgegenstand um eine Achse drehbar anzuordnenden Spannhebel und mit einem einerseits an dem oder einem Drittgegenstand und andererseits an dem Spannhebel angeordneten Spann-Dämpfungs-Element oder Dämpfungselement, sowie mit einem, gegebenenfalls unterstützend zum Spann-Dämpfungs-Element wirkenden, einerseits lagefest und andererseits am Spannhebel angeordneten, den Spannhebel vorspannenden Federelement.
  • Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung ist ein Federelement vorgesehen, das unmittelbar am Spannhebel angreift und mit seinem anderen Ende lagefest, bevorzugt am Drittgegenstand selbst oder einer Grundplatte der Spanneinrichtung lagefest angeordnet ist. Dieses Federelement ist bevorzugt als Dreh- oder Schenkenfeder ausgeführt und ermöglicht es, eine sehr hohe Vorspannkraft zu erzeugen.
  • Die Systemdämpfung wird über das integrierte Spann-Dämpfungs-Element oder das ausschließlich Dämpfungsfunktion aufweisende Dämpfungselement, das zwischen dem Spannhebel und dem oder einem anderen Drittgegenstand geschaltet ist, realisiert.
  • Handelt es sich um ein kombiniertes Spann-Dämpfungs-Element, beispielsweise in Form eines bekannten Hydraulikspanners, so kann eine sehr hohe Vorspannkraft erzeugt werden, nachdem die Spannfeder des Spann-Dämpfungs-Elements sowie das zusätzliche hebelseitig vorgesehene Federelement zusammenwirken, mithin also beide die Gesamtvorspannkraft erzeugen. Je nach Auslegung der jeweiligen verwendeten Federn kann die Federkraft der Spanneinrichtung variiert und dem jeweiligen zu spannenden System angepasst werden. Die ursprünglich aufgrund des limitierten Bauraums des Spannelements, wie beispielsweise in DE 195 23 647 A1 beschrieben, resultierenden Grenzen sind bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung mit besonderem Vorteil hinsichtlich der Höhe der maximal erzeugbaren Vorspannkraft nicht gegeben. Auf der anderen Seite bleibt wie ausgeführt die gerichtete Dämpfung erhalten. Dies gilt auch für den Fall, dass ein reines Dämpfungselement, beispielsweise in Form eines hydraulischen Dämpfers, der kein integriertes Federelement aufweist, mithin also noch einfacher konzipiert werden kann, eingesetzt wird. Über das hebelseitig vorgesehene Federelement kann eine hohe Vorspannkraft erzeugt werden, gleichzeitig bleibt die vorteilhafte gerichtete Systemdämpfung nach wie vor erhalten.
  • Wie ausgeführt kommt zweckmäßigerweise als Federelement eine Dreh- oder Schenkelfeder zum Einsatz, die bevorzugt von einem die Achse bildenden Achsbolzen, über den der Spannhebel am Drittgegenstand befestigbar ist, durchsetzt ist. Dabei kann der Spannhebel unmittelbar auf den Drittgegenstand aufgesetzt sein, wenn dort eine geeignete Halterung zur lagefesten Fixierung des Federendes vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist aber eine Grundplatte vorgesehen, an der das Federelement lagefest positioniert ist, welche Grundplatte ihrerseits unverdrehbar und positionsfest beispielsweise über den Achsbolzen, der am Drittgegenstand, z. B. dem Motorblock, verschraubt wird, fixiert ist.
  • Je nach Ausgestaltung des Riementriebs sind unterschiedliche Ausgestaltungen der Spanneinrichtungen denkbar. Das Spann-Dämpfungs-Element oder das Dämpfungselement kann entweder am Spannhebel im Bereich zwischen der Drehachse des Spannmittels, also der Spannrolle und der Hebeldrehachse angreifen, oder aber im Bereich des dem Spannmittel entfernten Hebelendes. Die jeweils zu wählende Konfiguration richtet sich nach der Auslegung des Riementriebs sowie dem vorhandenen Bauraum.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen:
  • 1 eine Prinzipdarstellung eines Zugmitteltriebs mit einer integrierten Spanneinrichtung einer ersten Erfindungsausgestaltung,
  • 2 die Spanneinrichtung aus 1 in einer Seitenansicht,
  • 3 die Spanneinrichtung aus 1 in einer Perspektivansicht,
  • 4 eine Prinzipdarstellung eines Zugmitteltriebs mit einer Spanneinrichtung einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
  • 5 die Spanneinrichtung aus 4 in einer Seitenansicht, und
  • 6 die Spanneinrichtung aus 4 in einer Perspektivansicht.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zugmitteltrieb 1 umfassend ein Zugmittel 2, beispielsweise einen Riemen, der im gezeigten Beispiel um eine Riemenscheibe 3, die auf der nicht näher gezeigten Kurbelwelle angeordnet ist, eine Riemenscheibe 4, die beispielsweise an einem anzutreibenden Generator angeordnet ist, sowie zwei weitere Riemenschreiben 5, 6, die Nebenaggregaten wie dem Klimakompressor oder der Wasserpumpe zugeordnet sind, geführt ist. Zum Spannen des Zugmittels 2 ist eine Spanneinrichtung 7 vorgesehen, umfassend einen Spannhebel 8, der über ein Befestigungselement 9 in Form eines Achsbolzens 10 an einem nicht näher gezeigten Drittgegenstand wie beispielsweise einem Motorblock befestigt ist. Der Achsbolzen 10 bildet gleichzeitig eine Drehachse, um die der Spannhebel 8 verschwenkt werden kann. Der Achsbolzen 10 durchsetzt eine Grundplatte 11 in einer entsprechenden Bohrung, welche Grundplatte 11 unmittelbar an dem Drittgegenstand, also beispielsweise dem Motorblock, anliegt und einen vorspringenden Zapfen 12 aufweist, über den die Grundplatte 11 drehfest am Drittgegenstand arretiert ist.
  • An der Grundplatte 11 ist im gezeigten Beispiel ein Federelement 13 in Form einer Dreh- oder Schenkelfeder 14 mit einem Ende lagefest angeordnet. Mit dem anderen Ende ist die von dem Achsbolzen 10 durchsetzte Dreh- bzw. Schenkelfeder 14 am Spannhebel 8 angeordnet. Über diese Dreh- bzw. Schenkelfeder 14 wird der Spannhebel 8 vorgespannt, sodass ein am Spannhebel angeordnetes Spannmittel 15 in Form der Spannrolle gegen die Riemeninnenseite gedrückt wird, wodurch der Riemen gespannt wird.
  • An dem dem Spannmittel 15, hier also der Spannrolle, die um eine Drehachse D dreht, gegenüberliegenden Ende ist im gezeigten Beispiel ein Spann-Dämpfungs-Element 16, bevorzugt ein Hydraulikspanner, angeordnet. Das Spann-Dämpfungs-Element 16 ist dort in einem Lagerauge 17 schwenkbar aufgenommen, mit dem anderen Ende ist es über ein Lagerauge 18 an einem ebenfalls nicht gezeigten Drittgegenstand, gegebenenfalls dem Motorblock, lagefest angeordnet.
  • Das Spann-Dämpfungs-Element umfasst eine nicht näher gezeigte integrierte Feder, die den Schwenkhebel 8 unterstützend in die Richtung vorspannt, in die auch die Dreh- oder Schenkelfeder 14 arbeitet. Hier ist also die Federwirkung des Spann-Dämpfungs-Elements 16 und die Federwirkung der Dreh- oder Schenkelfeder 14 miteinander kombiniert, sodass extrem hohe Vorspannkräfte erzeugt werden können.
  • Gleichzeitig bleiben die linearen Dämpfungseigenschaften des Spann-Dämpfungs-Elements, das wie ausgeführt bevorzugt als Hydraulikelement ausgeführt ist und einen hydraulischen Dämpfungsmechanismus aufweist, erhalten. Bei einer betriebsbedingten Expansion des Spann-Dämpfungs-Elements wird infolge dieser Dämpfungswirkung die Bewegung nur gedämpft erfolgen, es kommt also nicht zum Schlagen. Die Verwendung eines Spann-Dämpfungs-Elements ist besonders in Verbindung mit einem Zugmitteltrieb mit einem integrierten Startergenerator zweckmäßig, da ein solcher Trieb sehr hohe Vorspannkräfte erfordert, gleichermaßen jedoch infolge der betriebsbedingten Lastwechsel im Trieb die Dämpfungsfunktion vorteilhaft ist.
  • An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass – sollte die über die Dreh- oder Schenkelfeder erzeugbare Vorspannkraft im Hinblick auf die Zugauslegung etc. ausreichend sein – anstelle eines Spann-Dämpfungs-Elements auch ein reines Dämpfungselement, beispielsweise ein reines hydraulisches Dämpfungselement ohne integrierte Feder verwendet werden kann. Ein solches Dämpfungselement kann also sehr einfach konzipiert sein, nachdem auf den integrierten Federmechanismus, der hier dann zur Erzeugung der Vorspannkraftkomponente nicht benötigt wird, verzichtet werden kann.
  • 4 zeigt einen Zugmitteltrieb mit einer integrierten Spanneinrichtung, wobei soweit zweckmäßig die gleichen Bezugszeichen wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendet werden. Der Zugmitteltrieb 1 weist die gleichen Komponenten wie der zuvor beschriebene Zugmitteltrieb auf. Auch die Spanneinrichtung 7 umfasst hier einen Spannhebel 8, der das Spannmittel 15 in Form der Spannrolle trägt, und der über einen Achsbolzen 10 über eine Grundplatte 11 an einem Drittgegenstand wie dem Motorblock angeordnet ist. Auch hier ist ein Spann-Dämpfungs-Element 16 in Form eines Hydraulikspanners vorgesehen, das jedoch anders bezüglich des Spannhebels 8 positioniert ist. Mit dem Lagerauge 18 ist das Spann-Dämpfungs-Element 16 wiederum an einem Drittgegenstand, sei es dem Motorblock oder einem anderen lagefesten Drittgegenstand, angeordnet. Der Befestigungspunkt ist jedoch ein anderer als bei der Ausführungsform gemäß den 1-3. Mit dem anderen Ende ist das Spann-Dämpfungs-Element 16 an einem Lagerauge 17 im Bereich zwischen der Drehachse D des Spannmittels 15 und der über den Achsbolzen 10 realisierten Drehachse des Spannhebels angeordnet. Die Wirkrichtung des Spann-Dämpfungs-Elements hinsichtlich der erzeugten Vorspannkraft ist also eine andere als bei der Ausführungsform nach 1, der Spannhebel 8 jedoch wird bei jeder Ausführungsform letztlich in die gleiche Richtung über das Spann-Dämpfungs-Element vorgespannt. Auch hier ist also eine Kombination der im Spann-Dämpfungs-Element 16 integrierten Feder sowie der Dreh- oder Schenkelfeder 14, die auch hier zwischen Grundplatte 11 und Schwenkhebel 8 geschaltet ist, gegeben, sodass äußerst große Vorspannkräfte bei gleichzeitig gegebener linearer Dämpfung erreicht werden können.
  • Auch bei dieser Auslegung der Spanneinrichtung 7 kann selbstverständlich anstelle des kombinierten Spann-Dämpfungs-Elements 16 ein reines vorzugsweise hydraulisch arbeitendes Dämpfungselement verwendet werden, sofern die über die Dreh- oder Schenkelfeder 14 erzeugte Vorspannkraft ausreichend ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung kommen, sofern ein Spann-Dämpfungs-Element 16 verwendet wird, zwei unterschiedliche Federtypen mit unterschiedlichen Arbeitsweisen zum Einsatz. Handelt es sich bei der Dreh- bzw. Schenkelfeder um eine Biegefeder, die also vorwiegend auf Biegung beansprucht wird, kommt im Spann-Dämpfungs-Element 16 eine reine Schraubenfeder, die axial beansprucht wird, zum Einsatz. Die Verwendung zweier separater Federn, insbesondere Federn unterschiedlichen Funktionstyps, ermöglicht es, die gesamten Federeigenschaften der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung relativ breitbandig variieren zu können, sodass sich verschiedene und den Anforderungen entsprechende Federkennlinien des gesamten Systems einstellen lassen.
  • 1
    Zugmitteltrieb
    2
    Zugmittel
    3
    Riemenscheibe
    4
    Riemenscheibe
    5
    Riemenscheibe
    6
    Riemenscheibe
    7
    Spanneinrichtung
    8
    Spannhebel
    9
    Befestigungselement
    10
    Achsbolzen
    11
    Grundplatte
    12
    Zapfen
    13
    Federelement
    14
    Schenkelfeder
    15
    Spannmittel
    16
    Spann-Dämpfungs-Element
    17
    Lagerauge
    18
    Lagerauge

Claims (6)

  1. Spanneinrichtung für ein Zugmittel wie Riemen oder Kette, insbesondere für einen Riementrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem ein Spannmittel (15), insbesondere eine Spannrolle für das Zugmittel (2) aufweisenden, an einem Drittgegenstand um eine Achse (10) drehbar anzuordnenden Spannhebel (8) und mit einem einerseits an dem oder einem Drittgegenstand und andererseits an dem Spannhebel (8) angeordneten Spann-Dämpfungs-Element (16) oder Dämpfungselement, sowie mit einem, gegebenenfalls unterstützend zum Spann-Dämpfungs-Element (16) wirkenden, einerseits lagefest und andererseits am Spannhebel (8) angeordneten, den Spannhebel (8) vorspannenden Federelement (13).
  2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (13) eine Dreh- oder Schenkelfeder (14) ist.
  3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (13) an einer der Befestigung des Spannhebels (8) am Drittgegenstand dienenden Grundplatte (11) lagefest angeordnet ist.
  4. Spanneinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreh- oder Schenkelfeder (14) von einem die Drehachse bildenden Achsbolzen (10), über den der Spannhebel (8) am Drittgegenstand befestigbar ist, durchsetzt ist.
  5. Spanneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spann-Dämpfungs-Element (16) oder das Dämpfungselement am Spannhebel (8) im Bereich zwischen der Drehachse (D) des Spannmittels (15) und der Drehachse (10) des Hebels (8) oder im Bereich des dem Spannmittel (15) entfernten Hebelendes angreift.
  6. Spanneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spann-Dämpfungs-Element (16) ein Hydraulikelement mit integrierter Spannfeder und das Dämpfungselement ein Hydraulikelement ohne integrierte Spannfeder ist.
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