DE102005046107A1

DE102005046107A1 - Spannvorrichtung zum Spannen von Zugmitteln

Info

Publication number: DE102005046107A1
Application number: DE200510046107
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Bogner
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-03-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen von Zugmitteln, beispielsweise zum Spannen von Treibriemen zum Antrieb von Nebenaggregaten von Verbrennungsmotoren, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen, mit einem Hebelarm und einem Rollenträger, welche eine Baueinheit bilden, mit einer im Rollenträger gelagerten Spannrolle sowie mit einem Spannelement. DOLLAR A Um ein geringes Gewicht und geringe Bauabmessungen bei geringen Herstellungskosten zu gewährleisten, weist die Baueinheit aus Hebelarm und Rollenaufnahme der Spannvorrichtung wenigstens zwei aus Kunststoff bestehende Bauteile auf, welche form- oder kraftschlüssig miteinander verbindbar sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung zum Spannen von Zugmitteln, beispielsweise zum Spannen von Treibriemen zum Antrieb von Nebenaggregaten von Verbrennungsmotoren, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen, mit einem Hebelarm und einem Rollenträger, welche eine Baueinheit bilden, mit einer im Rollenträger gelagerten Spannrolle sowie mit einem Spannelement.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Spannvorrichtung zum Spannen von Treibriemen weisen üblicherweise einen einteiligen Hebelarm mit daran einstückig angeformten Rollenträger auf, wobei in der Regel die Baueinheit aus Hebelarm und Rollenträger aus Stabilitätsgründen aus einem metallischen Werkstoff besteht. Eine derartige Spannvorrichtungen ist beispielsweise aus der DE 197 06 313 A1 bekannt.

Die EP 0 659 249 B1 beschreibt ebenfalls eine Spannvorrichtung mit einer einstückigen Baueinheit aus Hebelarm und Rollenträger, welche alternativ aus Metall oder Kunststoff bestehen kann, wobei nähere Einzelheiten zur Ausgestaltung einer Baueinheit aus Hebelarm und Rollenträger dieser Druckschrift nicht zu entnehmen sind.

Gemeinsam ist den bekannten Lösungen, dass die Baueinheit aus Hebelarm und Rollenträger ein einstückiges Teil aus Vollmaterial ist, welches sehr stabil ist, jedoch einen relativ großen Bauraum einnimmt. Ferner sind derartige Spannvorrichtungen aus Sicherheitsgründen oftmals stärker dimensioniert, als es eigentlich nötig wäre.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zum Spannen von Zugmitteln, beispielsweise von Treibriemen zu schaffen, die einfach zu montieren und demontieren ist, die einen geringen Bauraum beansprucht, welche ein geringes Gewicht aufweist und die kostengünstig herstellbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe lösen lässt, wenn die Baueinheit zwei Bauteile umfasst, einen Hebelarm und eine Rollenaufnahme, welche form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.

Die Erfindung geht daher aus von einer Spannvorrichtung zum Spannen von Zugmitteln, beispielsweise zum Spannen von Treibriemen für einen Steuertrieb oder zum Antrieb von Nebenaggregaten von Verbrennungsmotoren, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen, mit einem Hebelarm und einem Rollenträger, welche eine Baueinheit bilden, mit einer im Rollenträger gelagerten Spannrolle sowie mit einem Spannelement.

Zudem ist bei dieser Spannvorrichtung vorgesehen, dass die Baueinheit aus Hebelarm und Rollenaufnahme wenigstens zwei aus Kunststoff bestehende Bauteile aufweist, welche form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbindbar sind. Alternativ schließt die Erfindung eine Baueinheit ein, deren Bauteile der Hebelarm und die Rollenaufnahme aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sind. Weiterhin ist eine erfindungsgemäße Baueinheit realisierbar, bei dem ein Bauteil aus Kunststoff und das weitere Bauteil beispielsweise als Blechkörper ausgebildet ist.

Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass die Gestaltungsmöglichkeiten für eine Spannvorrichtung der eingangs geschilderten Art deutlich erhöht und überraschende Effekte erzielt werden können. Einer zwei- oder mehrteiligen Ausgestaltung der Baueinheit aus Hebelarm und Rollenträger stand der Fachmann bislang mit Vorurteilen gegenüber, da mehrteilige Baueinheiten in der Regel mit höheren Kosten verbunden sind. Der Erfinder hat jedoch die Vorteile einer mehrteiligen Bauweise erkannt. Die mehrteilige Bauweise unter Verwendung wenigstens eines der Komponenten aus Kunststoff führt zu einer deutlich spürbaren Gewichtsreduzierung, einem kostengünstigen Design und einer kompakteren Bauweise. Ferner kann erreicht werden, dass der Hebelarm quasi ohne Querkraftbeanspruchung ist, da nur ein sehr geringes Biegemoment durch den Dämpfungsmechanismus erfolgt.

Ein Vorteil, der mit einer derartigen Ausgestaltung erzielbar ist, ist die leichte Austauschbarkeit von Einzelkomponenten im Verschleißfall. Bislang musste die gesamte Baueinheit aus Hebelarm und Rollenträger ausgewechselt werden. Nunmehr ist es möglich, nur den Rollenträger oder den Hebelarm auszutauschen, wobei je nach Ausgestaltung der Verbindungsart von Rollenträger und Hebelarm das Austauschen einer Einzelkomponente schnell und einfach bewerkstelligt werden kann, insbesondere, welches gemäß Weiterbildungen der Erfindung vorgesehen werden kann, wenn Schnappverbindungselemente als Befestigungsmittel vorhanden sind.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Hebelarm und der Rollenträger separate Bauteile sind, wobei zumindest der Hebelarm aus Kunststoff besteht.

Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn der Rollenträger aus metallischen Werkstoffen bestehen soll, welches bei besonders hohen Belastungen zweckdienlich ist.

In Weiterbildungen der Erfindung kann daher vorgesehen sein, dass der Rollenträger ein Blechumformteil ist, alternativ dazu aber auch, dass der Rollenträger ein Kunststoffteil ist. Zweckmäßig kann auch eine Ausgestaltung der Erfindung sein, bei welcher der Rollenträger ein Aluminium-Druckgussteil ist.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rollenträger lösbar mit dem Hebelarm verbindbar ist, wobei weiter vorgesehen sein kann, dass der Rollenträger und der Hebelarm durch eine Rastverbindung miteinander verbindbar sind, oder auch, dass der Rollenträger und der Hebelarm durch eine Niet- oder Schraubverbindung miteinander verbindbar sind.

In einer etwas anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der aus einem metallischen Werkstoff bestehende Rollenträger unlösbar mit dem aus Kunststoff bestehenden Hebelarm verbunden ist, derart, dass der Hebelarm an den Rollenträger in einem Herstellprozess angespritzt ist.

Abweichend von den zuvor geschilderten Ausgestaltungen, deren gemeinsames Merkmal eine Baueinheit mit separatem Hebelarm und an diesem befestigten Rollenträger ist, kann es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Hebelarm und der Rollenträger integral miteinander verbunden sind, wobei die Baueinheit aus Rollenträger und Hebelarm aus zwei Elementen besteht, nämlich aus einer rechten Halbschale und einer linken Halbschale, welche im verbundenen Zustand ein Lager für die Spannrolle bilden.

Diese alternative Ausgestaltung kann dadurch zweckmäßig erweitert werden, dass linke Halbschale und rechte Halbschale mittels Schnappnasen und entsprechenden Rastmulden miteinander verbindbar sind.

Alternativ ist aber auch denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, dass die linke Halbschale und die rechte Halbschale mittels Reibschweißen, Kleben, Nieten oder Schrauben miteinander verbindbar sind.

Ferner kann es praktischerweise vorgesehen sein, dass an wenigstens eine Halbschale ein Zentrierdorn zum Zentrieren der Spannrolle angeformt ist.

Bei zweckmäßigen Ergänzungen der Erfindung ist es vorgesehen, dass an den Rollenträger eine Federaufnahme zur Verbindung mit dem Spannelement angeformt ist, wobei ferner vorgesehen sein kann, dass die Federaufnahme aus wenigstens zwei Blechlaschen zur Halterung einer Feder besteht.

Ferner lässt sich die Erfindung dadurch ergänzen, dass das Spannelement als ein hydraulisches oder mechanisches Spannelement ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft wird die Erfindung noch dadurch ergänzt, dass der Hebelarm einen Bauraum aufweist, in welchen ein Dämpfungsmechanismus integrierbar ist, wobei sich im Zentrum des Bauraums die Schwenkachse des Hebelarmes befindet, wobei praktischerweise der Dämpfungsmechanismus durch Reibscheiben, durch wenigstens eine Spiralfeder oder hydraulische Elemente gebildet ist.

Schließlich kann zur Ergänzung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Hebelarm eine Gleitlagerung aufweist, wobei zweckmäßigerweise die Gleitlagerung in den Hebelarm integriert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spannvorrichtung gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht,
2 die Spannvorrichtung aus 1 in Explosionsdarstellung,
3 den Hebelarm aus den 1 und 2 in perspektivischer Darstellung,
4 den Rollenträger aus den 1 und 2 in perspektivischer Darstellung von unten,
5 den Rollenträger aus 4 in perspektivischer Darstellung schräg von hinten, und
6 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung von hinten.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die in den 1 bis 5 gezeigte Spannvorrichtung 1 verfügt über einen Hebelarm 2, welcher mit einem Rollenträger 3 verbunden ist. Der Rollenträger 3 weist zwei Gabelenden 11 und 12 auf, von denen in 1 das Gabelende 12 erkennbar ist. In Achslagern 14 und 15 des Rollenträgers 3 ist eine Spannrolle 4 drehbar gelagert. Im eingebauten Zustand der Spannvorrichtung drückt die Spannrolle 4 gegen einen nicht dargestellten Treibriemen. Eine Feder 5, wel che ein Spannelement darstellt, beaufschlagt den Rollenträger 3 mit einer Anpresskraft.
Der Hebelarm 2 weist einen Bauraum 7 auf, welcher der Integration eines in nicht dargestellten Dämpfungsmechanismus dient. Als Dämpfungsmechanismus kommen Reibscheiben in Betracht, ferner Spiralfedern oder hydraulische Dämpfungselemente. Innerhalb des Bauraums 7 befindet sich die Drehachse des Hebelarmes 2 und damit der Spannvorrichtung 1.
Der Hebelarm 2 gemäß den 1 bis 3 ist als einteiliges Kunststoffspritzgussteil ausgeführt, wobei es auch im Rahmen der Erfindung liegt, den Hebelarm als zwei- oder mehrteiliges Kunststoffteil auszuführen. Der Rollenträger 3 gemäß den 1, 2, 4 und 5 kann ebenfalls ein Kunststoffteil sein oder als Blechumformteil durch Stanzen und anschließendes Biegen hergestellt sein. Die Spannrolle 3 wird mittels Schraub- oder Nietverbindung im Rollenträger 3 fixiert. Die Feder 5 wird verliersicher am Rollenträger 3 angeclipst, wozu der Rollenträger 3 eine Federaufnahme 6 aufweist.
Wie insbesondere in 2 zu erkennen ist, weist der Rollenträger 3 einen Haltezapfen 13 mit einer Schnappnase 8 auf, durch welche der Rollenträger 3 mit dem Hebelarm 2 verbindbar ist. Beim Einführen des Haltezapfens 13 in den Rollenträger 3 schnappt die Schnappnase 8 in eine Öffnung 9 des Hebelarms 2 ein. Eine Bohrung 10 in Hebelarm 2 deutet an, dass an dem Haltezapfen 13 gegenüber der rechteckig ausgebildeten Schnappnase 8 nicht erkennbar eine runde Schnappnase ausgebildet ist, die in diese Bohrung 10 eingreift. Durch diese Konstruktion ist eine versehentliche Falschmontage im Herstellprozess vorteilhaft ausgeschlossen.
Gemäß einer anderen Variante ist durch diese Bohrung 10 angedeutet sein, dass der Rollenträger 3 und der Hebelarm 2 auch mittels einer Nietverbindung oder durch eine Schraubverbindung miteinander verbunden werden können.
In Abweichung von der dargestellten Ausführungsform liegt es aber auch im Rahmen der Erfindung, den aus Kunststoff bestehenden Hebelarm 2 an den aus einem metallischen Werkstoff bestehenden Rollenträger 3 in einem Herstellschritt anzuspritzen.
In 3 ist der Hebelarm 2 gegenüber den 1 und 2 in größerer Ansicht dargestellt. Zu erkennen sind insbesondere die Öffnung 9 für die rechteckige Schnappnase 8 des Rollenträgers 3 und die Bohrung 10 für eine nicht dargestellte Schnappnasen-, Niet- oder Schraubverbindung.
In den 4 und 5 ist der Rollenträger 3 aus den 1 und 2 im Detail dargestellt. In 4 sind insbesondere die Gabelenden 11 und 12 mit den Achslagern 14 und 15 gut zu erkennen, ebenso die rechteckige Schnappnase 8.
In 5 ist insbesondere die Federaufnahme 6 mit in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier abstehenden Blechlaschen, welche die Halterung der Feder 5 bilden, zu erkennen. Diese Federaufnahme 6 ist an der gewählten Stelle optimal, da sie so nah wie möglich an der Spannrolle 4 angeordnet ist, wodurch der Hebelarm 2 so gering wie nur möglich beansprucht wird. Anstelle der dargestellten Schraubenfeder 5 ist auch möglich, ein anderes Spannelement einzusetzen, wie beispielsweise eine Spiralfeder, ein hydraulisches oder ein mechanisches Spannsystem oder dergleichen.
Bei der in den 1 bis 5 dargestellten Spannvorrichtung besteht der Hebelarm 2 aus Kunststoff, während der Rollenträger 3 ein Blechumformteil ist. Es ist jedoch auch denkbar, den Rollenträger 3 ebenfalls aus Kunststoff zu spritzen, oder ihn als Aluminium-Druckgussteil herzustellen. Der Hebelarm 2 ist in der Ausführungsform gemäß den 1 bis 3 ein einteiliges Kunststoffteil, es ist jedoch auch möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, den Hebelarm als zweischaliges Kunststoffteil auszuführen.
In 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung dargestellt. Bei der Spannvorrichtung gemäß 6 sind der Hebelarm 2 und der Rollenträger 3 integral miteinander verbunden, wobei die Baueinheit aus Rollenträger 3 und Hebelarm 2 ebenfalls aus zwei Elementen besteht, nämlich aus einer rechten Halbschale 23 und einer linken Halbschale 24. Linke Halbschale 24 und rechte Halbschale 23 sind zueinander kongruente, verrippte Halbschalen und Kunststoff-Spritzgussteile, welche mittels Schnappnasen 17, 19, 22 und entsprechenden Rastmulden 18, 20, 21 miteinander verbindbar sind. Die Zentrierung der Spannrolle 4, welche in 6 nur angedeutet ist, erfolgt mittels eines angespritzten Zentrierdorns 16.

1: Spannvorrichtung
2: Hebelarm
3: Rollenträger
4: Spannrolle
5: Feder
6: Federaufnahme
7: Bauraum
8: Schnappnase
9: Öffnung
10: Bohrung
11: Gabelende
12: Gabelende
13: Haltezapfen
14: Achslager
15: Achslager
16: Zentrierdorn
17: Schnappnase
18: Rastmulde
19: Schnappnase
20: Rastmulde
21: Rastmulde
22: Schnappnase
23: Rechte Halbschale
24: Linke Halbschale

Claims

Spannvorrichtung (1) zum Spannen von Zugmitteln, beispielsweise zum Spannen von Treibriemen zum Antrieb von Nebenaggregaten von Verbrennungsmotoren, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen, mit einem Hebelarm (2) und einem Rollenträger (3), welche eine Baueinheit bilden, mit einer im Rollenträger (3) gelagerten Spannrolle (4) sowie mit einem Spannelement (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit zumindest zwei Bauteile, den Hebelarm (2) sowie die Rollenaufnahme (3) umfasst, welche formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (2) sowie die Rollenaufnahme (3) aus Kunststoff hergestellt sind.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Hebelarm (2) und Rollenträger (3) separate Bauteile sind, wobei zumindest der Hebelarm (2) aus Kunststoff besteht.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (3) ein Blechumformteil ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (3) ein Kunststoffteil ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (3) ein Aluminium-Druckgussteil ist.
Spannvorrichtung wenigstens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (3) lösbar mit dem Hebelarm (2) verbindbar ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dass der Rollenträger (3) und der Hebelarm (2) mittels einer Klebeverbindung verbunden sind.
Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (3) und der Hebelarm (2) durch eine Rastverbindung (8, 9) miteinander verbindbar sind.
Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (3) und der Hebelarm (2) durch eine Niet- oder Schraubverbindung miteinander verbindbar sind.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einem metallischen Werkstoff bestehende Rollenträger (3) unlösbar mit dem aus Kunststoff bestehenden Hebelarm (2) verbunden ist, derart, dass der Hebelarm (2) an den Rollenträger (3) angespritzt ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (2) und der Rollenträger (3) integral miteinander verbunden sind, wobei die Baueinheit aus Rollenträger (3) und Hebelarm (2) aus zwei Elementen (23, 24) besteht, nämlich aus einer rechten Halbschale (23) und einer linken Halbschale (24), welche im verbundenen Zustand ein Lager für die Spannrolle (4) bilden.
Spannvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass linke Halbschale (24) und rechte Halbschale (23) mittels Schnappnasen (17, 19, 22) und entsprechenden Rastmulden (18, 20,21) miteinander verbindbar sind.
Spannvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass linke Halbschale (24) und rechte Halbschale (23) mittels Reibschweißen, Kleben, Nieten oder Schrauben miteinander verbindbar sind.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens eine Halbschale (23, 24) ein Zentrierdorn (16) zum Zentrieren der Spannrolle (4) angeformt ist.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15 , dadurch gekennzeichnet, dass an den Rollenträger (3) eine Federaufnahme (6) zur Verbindung mit dem Spannelement angeformt ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 16 , dadurch gekennzeichnet, dass die Federaufnahme (6) aus wenigstens zwei Blechlaschen zur Halterung einer Feder (5) besteht.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement ein hydraulisches oder mechanisches Spannelement ist.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (2) einen Bauraum (7) aufweist, in welchen ein Dämpfungsmechanismus integrierbar ist, wobei sich im Zentrum des Bauraums (7) die Schwenkachse des Hebelarmes (2) befindet.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsmechanismus durch Reibscheiben, durch wenigstens eine Spiralfeder oder hydraulische Elemente gebildet ist.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (2) eine Gleitlagerung aufweist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerung in den Hebelarm (2) integriert ist.