DE102005052453A1 - Clamping device for a traction means, in particular a belt - Google Patents
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Abstract
Spanneinrichtung für ein Zugmittel, insbesondere einen Riemen, mit einem ortsfest anzuordnenden Basisteil und einem relativ zu diesem gegen eine Schraubenfeder verdrehbaren Spannhebel mit einem am Zugmittel angreifenden Spannelement, wobei die Drehfeder mit einem Ende am Basisteil und dem anderen Ende am Spannhebel gelagert ist, wobei an wenigstens einer Windung (16, 23) der sich bei einer Hebelbewegung öffnend angeordneten Schraubenfeder (9, 24) wenigstens ein Stützelement (14, 22) angeordnet ist, das infolge der Federvorspannung oder bei einer Hebelbewegung gegen einen die Schraubenfeder (9, 24) umgebenden gehäuseartigen Hebelabschnitt (7, 29) oder gehäuseartigen Basisteilabschnitt gedrückt wird, und das zum Lagerort der Schraubenfeder (9, 24) am Basisteil (2, 26) um einen Winkel (α) zwischen 60°-120° - gesehen in Wickelrichtung - versetzt angeordnet ist.tensioning device for a Traction means, in particular a belt, with a stationary to be arranged Base part and a relative to this against a coil spring rotatable tensioning lever with a tensioning element acting on the traction element, wherein the torsion spring with one end on the base part and the other End is mounted on the clamping lever, wherein at least one turn (16, 23) of the opening during a lever movement arranged coil spring (9, 24) at least one support element (14, 22) is arranged, due to the spring bias or at a lever movement against a coil spring (9, 24) surrounding housing-like Lever section (7, 29) or box-like Base section pressed is, and the storage location of the coil spring (9, 24) on the base part (2, 26) by an angle (α) between 60 ° -120 ° - seen in the winding direction - is arranged offset.
Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für ein Zugmittel, insbesondere einen Riemen, mit einem ortsfest anzuordnenden Basisteil und einem relativ zu diesem gegen eine Schraubenfeder verdrehbaren Spannhebel mit einem am Zugmittel angreifenden Spannelement, wobei die Drehfeder mit einem Ende am Basisteil und dem anderen Ende am Spannheben gelagert ist.The The invention relates to a tensioning device for a traction device, in particular a belt, with a stationary to be arranged base part and a relative to this against a coil spring rotatable clamping lever with a tensioning element acting on the tensioning element, wherein the torsion spring mounted with one end on the base part and the other end on the tension lifting is.
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
Eine Spanneinrichtung der beschriebenen Art dient dazu, ein Zugmittel, beispielsweise einen Riemen oder eine Kette einer Brennkraftmaschine, kontinuierlich zu spannen, um so betriebs- oder alterungsbedingte Längenvariationen auszugleichen. Hierzu ist die Spanneinrichtung über ein Basisteil beispielsweise an einem Motorblock befestigt, wobei das Basisteil ortsfest und verdrehgesichert ist. Ein Spannhebel, an dem eine Spannrolle oder ein Spannschuh angeordnet ist, über den das Zugmittel läuft, ist mit dem Basisteil über eine Schraubenfeder um eine Zentralachse verdrehbar gekoppelt. Die Schrauben feder ist vorgespannt, so dass über den Spannhebel eine Spannkraft auf das Zugmittel ausgeübt wird, wobei der Spannhebel auch über das Zugmittel, beispielsweise bei einem Wechsel des Trums, gegen die Schraubenfeder, bewegt werden kann.A Clamping device of the type described serves a traction means, For example, a belt or a chain of an internal combustion engine, continuously to tension, so as to operational or aging-related length variations compensate. For this purpose, the clamping device via a base part, for example attached to an engine block, the base part stationary and is secured against rotation. A tension lever on which a tension pulley or a tension shoe is arranged over the traction means is running, is over with the base part a coil spring rotatably coupled about a central axis. The screws spring is biased, so over the tensioning lever exerts a tensioning force on the traction means, the tension lever is also over the traction means, for example when changing the strand, against the coil spring, can be moved.
Das Spannelement, also beispielsweise die Spannrolle oder der Spannschuh, befindet sich – axial gesehen – außerhalb der Lagerebene, in der der Spannhebel am Basisteil bzw. einem zentralen, mit dem Basisteil verbundenen Bolzen dreh-, insbesondere gleitgelagert ist. Aufgrund der außermittigen Einleitung der Spannkraft über das Zugmittel wird infolge dessen die Lagerung nicht nur radial belastet, sondern zusätzlich mit einem Kippmoment. Dies führt dazu, dass die äußeren Lagerkanten überlastet werden und die Lager- oder Gleitschicht nicht in ihrer vollen Breite ausgenutzt werden kann, was zu einer verkürzten Lagerlebensdauer führt. Über den hieraus zwangsläufig resultierenden Lagerverschleiß nimmt die Verkippung stetig zu, womit der spezifizierte Grenzwert für die maximal zulässige Verkippung des Spannhebels relativ frühzeitig erreicht wird.The Clamping element, so for example, the tensioner or the tensioning shoe, is located - axially seen - outside the bearing level, in which the clamping lever on the base part or a central, Rotary, in particular slidably mounted bolt connected to the base part is. Because of the off-center introduction the clamping force over As a result, the traction means becomes not only radial burdened, but in addition with a tilting moment. This leads to, that the outer bearing edges overloaded and the bearing or sliding layer is not in its full width can be exploited, resulting in a shortened bearing life. On the inevitably from this resulting bearing wear decreases the Tilting steadily increases, bringing the specified limit for the maximum allowed Tilting of the clamping lever is achieved relatively early.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Spanneinrichtung mit einer Möglichkeit zur Verringerung bzw. Kompensation des betriebsbedingt wirkenden Kippmoments zu geben.Of the The invention is thus based on the problem, a clamping device with a possibility to Reduction or compensation of the operational tipping moment to give.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Spanneinrichtung der eingangsgenannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass an wenigstens einer Windung der sich bei einer Hebelbewegung öffnend angeordneten Schraubenfeder wenigstens ein Stützelement angeordnet ist, das infolge der Federvorspannung oder bei einer Hebelbewegung gegen einen die Schraubenfeder umgebenden gehäuseartigen Hebelabschnitt oder gehäuseartigen Basisteilabschnitt gedrückt wird, und das zum Lagerort der Schraubenfeder am Basisteil um einen Winkel zwischen 60°–120° – gesehen in Wickelrichtung – versetzt angeordnet ist.to solution This problem is with a clamping device of the aforementioned Art provided according to the invention, that arranged on at least one turn opening at a lever movement Coil spring at least one support element is arranged, due to the spring preload or at a Lever movement against a coil spring surrounding the box-like Lever section or box-like Base section pressed , and that to the storage location of the coil spring on the base part by a Angle between 60 ° -120 ° - seen in winding direction - offset is arranged.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, ein Gegenkippmoment zur Kompensation des Hebelkippmoments zu erzeugen, wozu erfindungsgemäß ein Stützelement vorgesehen ist, über das sich die Schraubenfeder an dem gehäuseartigen Hebelabschnitt abstützt, während sie selbst ein Drehmoment übertragend an dem Basisteil festgelegt ist. Während bei bekannten Spanneinrichtungen, bei der die Schraubenfeder mit einem äußeren und einem inneren Abstützpunkt am Basisteil eingehängt ist, sich das Federdrehmoment als ein Kräftepaar mit gleicher Richtung und gleicher Höhe allein auf das Basisteil auswirkt, woraus – da der Abstand dieser Kräfte zum Drehpunkt der Verkippung annähernd gleich ist – sich kein nennenswertes Gegenkippmoment ergibt, bietet die erfindungsgemäße Entkopplung der beiden Kräfte die Möglichkeit, ein gezieltes Gegenkippmoment aufzubauen. Infolge der Entkopplung wirkt die eine Kraft auf das ortsfeste Basisteil, an dem die Schraubenfeder gegengelagert ist. Eine zweite Kraftkomponente wird infolge der Abstützung der Schraubenfeder über das Stützelement auf den Hebelabschnitt und damit auf den Hebel selbst ausgeübt, wobei diese Abstützung an einer Position versetzt bezüglich zum Lagerort der Schraubenfeder am Basisteil erfolgt. Dabei kann die Abstützung grundsätzlich infolge der Federvorspannung bei sich öffnend angeordneter Feder, die sich also unter Last radial vergrößert bzw. im Radius erweitert, erfolgen, d.h., das Stützelement liegt kontinuierlich am Hebelabschnitt an. Denkbar ist aber auch, dass das Stützelement erst bei einer Hebelbewegung gegen den Hebelabschnitt gedrückt wird.Of the Invention is the consideration underlying, a Gegenkippmoment for compensating the Hebelkippmoments to produce what a support element according to the invention is provided over that the coil spring is supported on the box-like lever portion while they itself transmitting a torque is fixed to the base part. While in known tensioning devices, in which the coil spring with an outer and an inner support point hung on the base part is the spring torque as a pair of forces in the same direction and the same height affects only the base part, from which - because the distance of these forces to the fulcrum approaching the tilt is the same - no Significant Gegenkippmoment results provides the decoupling invention of the two forces the possibility, build up a targeted Gegenkippmoment. As a result of the decoupling the one force acts on the stationary base part, on which the coil spring is counter-stored. A second force component is due to the support the coil spring over the support element on the lever section and thus exerted on the lever itself, wherein this support offset at a position relative to Storage location of the coil spring on the base part is done. It can the support in principle as a result of the spring preload when the spring is arranged to open, which therefore increases radially under load or expands in radius, take place, that is, the support element lies continuously on the lever section. It is also conceivable that the support element is pressed only at a lever movement against the lever section.
Durch die Integration und Positionierung des Stützelements versetzt zum Lagerort der Schraubenfeder am Basisteil kann ein bedeutendes Gegenkippmoment erzeugt werden, das zu einer Verringerung bzw. in günstigen Fällen sogar zu einer vollständigen Kompensation des von der Riemenspannkraft verursachten Kippmoments führt. Dies bedeutet, dass die asymmetrische, verschleißfördernde Beanspruchung des Gleitlagers deutlich vermindert wird, d.h., die Lebensdauer des Lagers kann deutlich erhöht werden. Die Gleitschicht kann, nachdem nur ein reduziertes oder gar kein Kippmoment wirkt, in ihrer Fläche wesentlich umfangreicher ausgenutzt werden, auch besteht die Mög licht, die Kontaktfläche zwischen dem Hebel und der Gleitlagerbuchse zu vergrößern. Zwar nimmt infolge der Abstützung die auf das Gleitlager wirkende Radialkraft zu, jedoch wirkt diese symmetrisch auf das Lager, führt also nicht zu einem Kippmoment.The integration and positioning of the support element offset from the storage location of the coil spring on the base part, a significant Gegenkippmoment be generated, which leads to a reduction or in favorable cases, even to a complete compensation of the caused by the belt clamping force overturning moment. This means that the asymmetric, wear-promoting stress of the plain bearing is significantly reduced, ie the life of the bearing can be significantly increased. The sliding layer, after only a reduced or no tilting moment acts, can be exploited in its surface much more extensive, also there is the possi light to increase the contact area between the lever and the plain bearing bushing. Although due to the support, the force acting on the plain bearing radial force increases, but this acts symmetrically on the bearing, so does not lead to a tilting moment.
Ein weiterer beachtlicher Vorteil der Integration des Stützelements liegt darin, dass die auf das Stützelement wirkende Kraft zur Reibungserzeugung genutzt werden kann. Denn das gegen den Hebelabschnitt gedrückte Stützelement, das bevorzugt verdrehgesichert, jedoch radial bewegbar angeordnet ist, beispielsweise in einer radial verlaufenden Nut am Basisteil, reibt während der Hebelbewegung am Hebel, dämpft also folglich die Hebelbewegung. Somit wird, parallel zur mechanischen Reibung aus der üblicherweise vorgesehenen Reibscheibe und der Gleitlagerung, ein zusätzliches Reibelement geschaffen, dessen Höhe vom Verdrehwinkel der Feder und somit von der Arbeitsposition des Spanners abhängt.One Another considerable advantage of the integration of the support element lies in that on the support element acting force can be used for friction generation. Because that pressed against the lever section Support element, which is preferably secured against rotation, but is arranged to be radially movable, for example, in a radially extending groove on the base part, rubs while the lever movement on the lever dampens thus, consequently, the lever movement. Thus, parallel to the mechanical Friction from the usual provided friction disc and the sliding bearing, an additional Friction element created whose height from the twist angle of the spring and thus from the working position of the spring Tensioner depends.
Der Winkel, um den das Stützelement bezüglich des Lagerorts der Schraubenfeder am Basisteil versetzt ist, sollte in einer Weiterbildung zwischen 70°–110° liegen, auch ein kleineres Intervall von 80°–100° ist denkbar. Vorzugsweise ist das Stützelement bei ca. 90° relativ zum Lagerort angeordnet, wobei in diesem Zusammenhang zu beachten ist, dass das Stützelement selbst selbstverständlich eine bestimmte Länge hat, so dass sich die 90°-Position beispielsweise auf die Längsmitte des Stützelements bezieht. Das Stützelement selbst weist bevorzugt eine der gebogenen Form des Hebelabschnitts angepasste äußere Anlagefläche auf, die sich um einen bestimmten Winkel, beispielsweise zwischen 5°–60° erstreckt, d.h., das Stützelement hat eine in seiner Länge endliche äußere Reibfläche.Of the Angle to the the support element in terms of the storage location of the coil spring is offset on the base part, should in a further education between 70 ° -110 ° lie, also a smaller one Interval of 80 ° -100 ° is conceivable. Preferably, the support element at about 90 ° relative arranged to the storage location, taking into account in this context is that the support element itself, of course a certain length has, so the 90 ° position, for example on the longitudinal center relates to the support element. The support element itself preferably has one of the curved shape of the lever portion adapted outer contact surface, which extends at a certain angle, for example between 5 ° -60 °, that is, the support member has one in its length finite outer friction surface.
Neben der Verwendung mehrerer einzelner Stützelemente, die an einzelnen Windungen der Schraubenfeder angeordnet sein können, ist es auch denkbar, das Stützelement länglich und einteilig auszubilden, so dass es an einer oder mehreren weiteren Windungen anliegt und über seine Länge an den Hebelabschnitt andrückbar ist. Hierdurch vergrößert sich also die Gegenlagerfläche wie auch die Reibfläche. Zweckmäßig ist bei dieser Ausgestaltung ferner, dass infolge der zumindest temporären Anlage der Schraubenfederwindungen am Hebelabschnitt über das Stützelement Schwingungen senkrecht zur Federlängsachse gedämpft bzw. vermieden werden.Next the use of multiple individual support elements connected to individual Windings of the coil spring can be arranged, it is also conceivable the support element elongated and form one-piece, so that it at one or more others Turns and over his length pressed against the lever section is. This increases So the counter bearing surface as well as the friction surface. Is appropriate in this embodiment further that due to the at least temporary investment the coil spring coils on the lever section via the support element vibrations vertically to the spring longitudinal axis muted or avoided.
Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, am Stützelement einen länglichen Abschnitt vorzusehen, der zur Schwingungsdämpfung an einer oder mehreren weiteren Windungen anliegt. Das heißt, es ist ein axial bzw. parallel zur Drehachse verlaufender Abschnitt vorgesehen, an dem die eine oder mehreren weiteren Windungen anliegen, der diese also gegenlagert und so etwaige Schwingungen dämpft.alternative For this purpose, it is also conceivable on the support element an elongated Provide section for vibration damping at one or more further turns. That is, it is an axial or parallel provided to the axis of rotation extending portion at which the one or several more turns abut, so this antipodes and so dampens any vibrations.
Zur einfachen Montage wird das Stützelement bevorzugt auf die jeweilige Windung aufgeclipst oder geklebt. Eine weitere Befestigung ist infolge der Festlegung bzw. Führung in einer entsprechenden Nut oder dergleichen am Basisteil nicht erforderlich.to easy mounting becomes the support element preferably clipped or glued to the respective turn. A further attachment is due to the determination or leadership in a corresponding groove or the like on the base part is not required.
Zweckmäßigerweise besteht das Stützelement aus Kunststoff, bevorzugt einem Gleitlagerwerkstoff wie beispielsweise PA 4.6 PTFE 15.Conveniently, consists of the support element made of plastic, preferably a sliding bearing material such as PA 4.6 PTFE 15.
Hinsichtlich der Gegenlagerung der Schraubenfeder am Basisteil sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, die Schraubenfeder mit ihrer Stirnseite an dem Basisteil gegenzulagern. Es ist hier also eine stumpfe Auflagerung realisiert, die Kraft- bzw. Momenteneinleitung erfolgt direkt über die Stirnseite der Feder. In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Anordnung des Stützelements, versetzt um den eingangs beschriebenen Winkel ergibt sich somit eine optimale Momenten- bzw. Kraftverteilung und Abstützung gegenüber dem Spannhebel, so dass das zugmittelkraftbedingte Kippmoment weitgehend kompensiert werden kann.Regarding the abutment of the coil spring on the base part are different Embodiments conceivable. A particularly advantageous embodiment provides, the coil spring with its front side on the base part gegenzulagern. So here's a dull deposit realized the force or torque introduction takes place directly over the Front side of the spring. In connection with the arrangement according to the invention the support element, offset by the angle described above thus results in a optimal moment or Force distribution and support across from the tensioning lever, so that the zugmittelkraftbedingte overturning moment largely compensated can be.
Denkbar ist aber auch eine Gegenlagerung der Schraubenfeder mit einem endseitigen nach innen oder außen gebogenen oder axial abgewinkelten Abschnitt, mit dem die Feder an einem Widerlager am Basisteil gegengelagert ist.Conceivable but is also an abutment of the coil spring with an end-side inside or outside bent or axially angled section, with which the spring is abutted against an abutment on the base part.
Auch hier ergibt sich quasi eine punktuelle Federlagerung, die die Einleitung hoher Momente bzw. Kräfte ermöglicht und in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Positionierung des Stützelements die Erzeugung eines hohen Gegenkippmoments zulässt.Also This results in quasi a punctual spring bearing, the introduction high moments or forces allows and in conjunction with the inventive positioning of the support member the Generation of a high Gegenkippmoments allows.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of an embodiment and with reference the drawings. Showing:
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungendetailed Description of the drawings
Das
Stützelement
In
jedem Fall bewirkt diese Anordnung, dass bei einer hebelbewegungsbedingten Öffnung der Schraubenfeder
Ersichtlich
sind hier der Ort der Gegenlagerung der Schraubenfeder und mithin
der Kraft- bzw. Momenteneinleitung in das Basisteil und der Ort
der Gegenlagerung der Schraubenfeder an dem gehäuseartigen Hebelabschnitt
In
Für eine radiale
Bewegbarkeit des Stützelements
Eine
weitere Ausführungsform
eines verwendbaren Stützelements
Ersichtlich
ist bei dieser Ausgestaltung die Anlagefläche des Stützelements
Während die
- 11
- Spanneinrichtungtensioning device
- 22
- Basisteilbase
- 33
- Hülseshell
- 44
- Zapfenspigot
- 55
- Spannhebelclamping lever
- 66
- Lagerabschnittbearing section
- 77
- Hebelabschnittlever portion
- 88th
- Gleitlagerbearings
- 99
- Schraubenfedercoil spring
- 1010
- Gegenlagerthrust bearing
- 1111
- Reibscheibefriction
- 1212
- AbschlussplatteEnd plate
- 1313
- Ringausnehmungannular recess
- 1414
- Stützelementsupport element
- 1515
- Klemmnutclamping groove
- 1616
- Windungconvolution
- 1717
- Stirnseitefront
- 1818
- Lagerabschnittbearing section
- 1919
- Anlageflächecontact surface
- 2020
- Innenseiteinside
- 2121
- Nutgroove
- 2222
- Stützelementsupport element
- 2323
- Windungconvolution
- 2424
- Spiralfederspiral spring
- 2525
- Nutgroove
- 2626
- Basisteilbase
- 2727
- Abschnittsection
- 2828
- Windungenturns
Claims (10)
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