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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für ein Zugmittel, umfassend
ein ortsfestes Basisteil und einen relativ zu diesem gegen eine
Rückstellkraft schwenkbar
gelagerten, ein am Zugmittel angreifendes Spannelement tragenden
Spannhebel.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
Zugmitteltrieb ist beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine vorgesehen,
wobei über
das Zugmittel, das über
eine Antriebswelle wie beispielsweise die Kurbelwelle läuft, weitere
Wellen wie die Nockenwelle oder die Wellen anderer in den Trieb
integrierter Aggregate angetrieben werden. Betriebsbedingt kommt
es mit-unter beispielsweise aus Alterungsgründen oder bei kontinuierlichen
Wechseln des Trums zu einer Längenveränderung
des Zugmittels. Diese Längenveränderung
wird über
die Spanneinrichtung kompensiert, das heißt, das Zugmittel wird kontinuierlich über die
Spanneinrichtung nachgespannt, so dass eine vorgegebene Mindestspannung
gegeben ist. Hierzu ist die Spanneinrichtung, die über das
Basisteil beispielsweise an einem Motorblock angeschraubt ist, mit
einem Spannhebel versehen, der gegen die Rückstellkraft einer Feder, üblicherweise
eine Schraubenfeder, relativ zum ortsfesten Basisteil verschwenkt
werden kann. Über
die Feder wird der Spannhebel beziehungsweise ein an ihm angeordnetes
Spannelement wie beispielsweise eine Spannrolle gegen das Zugmittel
gedrückt,
worüber die
Spannung aufrecht gehalten wird. Eine Spanneinrichtung dieser Art
ist beispielsweise aus
JP 2003254399A bekannt.
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Bekannte
Spanneinrichtungen weisen zur Drehlagerung des Spannhebels relativ
zum Basisteil üblicherweise
ein radiales Gleitlager auf. Dieses Gleitlager ist üblicherweise
auf einem die Drehachse bildenden Bolzen des Basisteils angeordnet,
auf ihm läuft
ein entsprechender Lagerabschnitt des Spannhebels. Mit hohem Arbeitsaufwand
ist insbesondere die Bearbeitung der Gegenlauffläche am Lagerabschnitt des Spannhebels
verbunden, da dieses für eine
den Anforderungen gerecht werdenden Lagerung durch Drehen und Schleifen,
also eine mechanische Bearbeitung, sehr exakt und homogen sein muss.
Des Weiteren ist bei bekannten Spanneinrichtungen neben dem Gleitlager
häufig
ein Reibelement vorgesehen, das beispielsweise am Basisteil angeordnet
ist und auf dem eine entsprechende Reibfläche des Spannhebels, während der
Bewegung über die
Reibwirkung gedämpft,
läuft.
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Insgesamt
sind bisher bekannte Spanneinrichtungen insbesondere im Hinblick
auf die dort vorgesehene Gleitlagerung relativ aufwändig zu
fertigen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine einfach konzipierte,
günstig
herstellbare Spanneinrichtung anzugeben.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einer Spanneinrichtung erfindungsgemäß vorgesehen, dass
der Spannhebel über
zwei gegeneinander verspannte Reibelemente, insbesondere Reibringe,
mit jeweils wenigstens einer konischen Reibfläche gedämpft gelagert ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung
kommt kein separates Gleitlager mehr zum Einsatz, vielmehr ist über die
beiden gegeneinander verspannten konischen Reibringe eine Dämpfung mit gleichzeitiger
Lagerung des Hebelarms realisiert. Das heißt, die Funktion des Dämpfungsmechanismus über die
beiden Reibringe wird gleichzeitig zur Lagerung des Hebelarms verwandt.
Dies führt
dazu, dass zum einen kein Gleitlager mehr erforderlich ist, mithin
ist also auch keine Nachbearbeitung des auch bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung üblicherweise
vorgesehenen Bolzens mehr erforderlich. Insbesondere entfällt aber
die bis dato aufwändige mechanische
Nachbearbeitung des Spannhebels. Die Gegenlaufflächen, also die Flächen, die
auf den konischen Reibflächen
der Reibelemente, insbesondere Reibringe, laufen, und die je nach
Konfiguration entweder am Spannhebel oder am Basisteil vorgesehen
sind, bedürfen
keiner besonderen Bearbeitung, vielmehr können sie direkt in das jeweilige
Bauteil integriert werden und beispielsweise als Entformungsschräge vorgesehen
sein. Das heißt,
das üblicherweise
als Gussteil hergestellte Bauteil ist nach der Gießformung
nicht mehr im Bereich der Reibflächen nachzubearbeiten.
Weiterhin können
erhöhte
Dämpfungswerte
realisiert werden, je nachdem, wie die Reibflächen angeordnet und dimensioniert
sind.
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Im
Folgenden ist der Einfachheit halber stets von Reibringen die Rede,
wenngleich es sich nicht zwingend um einen Ring handeln muss.
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Nach
einer ersten Erfindungsalternative ist bei einer Spanneinrichtung
vorgesehen, dass ein Reibbelag zwei im Wesentlichen parallele Seitenflächen, von
denen eine die Reibfläche
ist, aufweist und an entsprechenden Konusflächen am Basisteil und am Spannhebel
anliegt. Der jeweilige Reibring ist entweder am Basisteil fest angeordnet,
die Reibfläche
weist dann zum Spannhebel und der dortigen konischen Reibfläche hin,
die auf der Reibringfläche
abläuft.
Denkbar ist aber auch, die Reibringe am Spannhebel an entsprechenden
Konusflächen
zu befestigen, die Reibfläche
weist dann zur jeweiligen konischen Reibfläche am Basisteil. Bei dieser
Ausgestaltung kommen also relativ dünne Reibringe zum Einsatz.
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Dabei
kann das Basisteil eine Grundplatte und einen bezüglich der
Hebelachse axial über
ein Spannmittel, insbesondere eine Teller- oder Wellfeder verspannten
Spannring aufweisen, wobei an der Grundplatte und am Spannring jeweils
eine Konusfläche
vorgesehen ist. Bei einer Festlegung der Reibringe am Basisteil
wäre bei
dieser Ausgestaltung also ein Reibring an der Grundplatte, der andere
an dem Spannring angeordnet. Die Reibflächen wären in diesem Fall am Spannhebel
vorgesehen. Auch eine umgekehrte Konfiguration ist hier natürlich denkbar.
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Eine
Erfindungsalternative hinsichtlich der Gestaltung der Reibringe
sieht vor, dass ein Reibring einen viereckigen oder trapezförmigen Querschnitt mit
einer oder zwei einander gegenüberliegenden
konischen Reibflächen
aufweist, über
die der Reibring an einer entsprechenden Konusfläche am Spannhebel oder am Basisteil
anliegt. Auch hier ist es grundsätzlich
denkbar, den Reibring entweder am Basisteil oder am Spannhebel zu
befestigen, bevorzugt wird er jedoch am Basisteil fixiert, so dass
der Hebel relativ dazu bewegt wird.
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Bei
dieser Erfindungsalternative weist das Basisteil zweckmäßigerweise
eine Grundplatte und eine dieser gegenüberliegende, die Spanneinrichtung
abschließende
und verspannende Spannscheibe auf, wobei an der Grundplatte und
der Spannscheibe jeweils ein Reibring angeordnet ist, und wobei
am Spannhebel zur Aufnahme je eines Reibrings eine ringförmige Ausnehmung
mit wenigstens einer Konusfläche
vorgesehen ist. Die Spannscheibe kann dabei selbstspannend sein,
sie wird hierzu zweckmäßigerweise
auf den Bolzen aufgepresst. Es ist aber auch denkbar, sie über ein
separates Spannmittel wie eine Teller- oder Wellfeder zu verspannen.
Bei dieser Erfindungsausgestaltung mit trapezförmigem Reibringquerschnitt
kann bei Verwendung zweier Konusflächen die Flächenpressung deutlich erhöht werden,
das heißt,
der Spannhebel wäre
an zwei Konusflächen
abgestützt,
auch die Dämpfung
kann hierüber
deutlich erhöht
werden. Gleichermaßen
zweckmäßig ist
aber die Ausgestaltung mit nur einer Konusfläche pro Reibring.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Dabei zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung einer
ersten Ausführungsform,
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2 eine
erfindungsgemäße Spanneinrichtung
einer zweiten Ausführungsform
in einer Schnittdarstellung, und
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3 eine
dritte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung 1 bestehend
aus einem Basisteil 2 umfassend eine Grundplatte 3 mit
angeformtem Bolzen oder Hülse 4 sowie
einen Spannring 5. Vorgesehen ist ferner ein Spannhebel 6,
der im gezeigten Beispiel nur angedeutet ein Spannelement in Form
einer Spannrolle 7 trägt, über die
das zu spannende Zugmittel läuft.
Das Basisteil 2 wird über
eine nicht näher gezeigte,
den Bolzen oder die Hülse 4 durchsetzende Befestigungsschraube
beispielsweise an einem Motorblock festgeschraubt, ist also ortsfest.
Demgegenüber
ist in üblicher
Weise der Spannhebel 6 gegen die Rückstellkraft einer hier nicht
näher gezeigten Spannfeder, üblicherweise
eine Schraubenfeder, verdrehbar. Die Schraubenfeder ist mit einem
Ende am Basisteil festgelegt, mit dem anderen Ende am Spannhebel. Über die
Spannfeder wird der Spannhebel angefedert, so dass er das Zugmittel
bei Bedarf spannen kann. Selbstverständlich sind hier unterschiedlichste
Federausgestaltungen beziehungsweise Anordnungsmöglichkeiten gegeben, auf die
hier jedoch nicht näher
eingegangen werden braucht.
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Die
Lagerung mit kombinierter Dämpfung des
Spannhebels 6 relativ zum Basisteil 2 erfolgt
im gezeigten Beispiel über
zwei Reibringe 8, 9. Die Reibringe sind – querschnittlich
gesehen – im
Wesentlichen rechteckig, weisen also zwei parallele Flächen auf
und sind insgesamt konisch ausgeführt. Der Reibring 8 ist
an einer Schrägfläche 10 des
Basisteils 2 beziehungsweise der Grundplatte 3 befestigt,
während
der Reibring 9 an einer Schrägfläche 11 des Spannrings 5 befestigt
ist. An dem Spannhebel 6 beziehungsweise dem im Wesentlichen
axial verlaufenden Hebellagerabschnitt 12 sind ebenfalls
zwei konische Reibflächen 13, 14 vorgesehen,
die auf den Reibflächen 15, 16 der
beiden Reibringe 8, 9 laufen. Hierüber wird
der Spannhebel 6 sowohl gelagert als auch gleichzeitig
seine Bewegung gedämpft.
Zur Fixierung und zur Erzeugung der axialen Vorspannkraft ist eine
obere Abschlussscheibe 17 vorgesehen unterhalb welcher
ein Spannmittel 18, beispielsweise eine Teller- oder Wellfeder
angeordnet ist, über
die der Spannring 11 axial nach unten gespannt wird. Hierdurch
wird zwangsläufig
auch der Reibring 9 in Richtung des Reibrings 8 axial
verspannt. Die Anordnung ist infolge der Stellung der Konusflächen der Reibringe 8, 9 beziehungsweise
der entsprechenden Reibflächen
am Spannhebel 6 selbst zentrierend.
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Nachdem
bei dieser Ausgestaltung ersichtlich kein Gleitlager zum Einsatz
kommt, sind alle diesbezüglich üblicherweise
vorzunehmenden Bearbeitungsschritte nicht erforderlich, die Reibflächen 13, 14 am
Spannhebel 6 bedürfen
keiner Bearbeitung, da sie nicht der Gleitlagerung dienen, sondern einer
kombinierten Dämpfungs-Reiblagerung.
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2 zeigt
eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung 19,
umfassend ein Basisteil 20 mit einer Grundplatte 21,
einem eingepressten Lagerbolzen 22 sowie einer oberen elastischen
Mitnehmerscheibe 23. Vorgesehen ist weiterhin ein Spannhebel 24 mit einem
axialen Lagerabschnitt 25. Bei dieser Ausgestaltung sind
an der Grundplatte 21 wie auch an der Mitnehmerscheibe 23,
die hier die Konfiguration axial verspannt, zwei Reibringe 26, 27 vorgesehen,
die im Querschnitt trapezförmig
ausgestaltet sind und zwei konische Reibflächen 28, 29 aufweisen.
Am Lagerabschnitt 25 des Spannhebels 24 sind zwei
ringförmige
Ausnehmungen 30, 31 vorgesehen, die im Wesentlichen
der Trapezform der Reibringe 26, 27 entsprechen
und jeweils zwei konische Reibflächen 32, 33 aufweisen,
die auf den jeweiligen Reibflächen 28, 29 der
Reibringe 26, 27 laufen. Auch hier ist eine gleitlagerlose
kombinierte Dämpfungs-Reiblagerung realisiert,
die Konfiguration ist auch hier selbst zentrierend. Die Anordnung
ist über
die Mitnehmerscheibe 23, die auf den Bolzen 22 aufgepresst
ist, axial fixiert und verdrehgesichert. Die Reibringe 26, 27 sind formschlüssig und
somit verdrehgesichert mit der Grundplatte 21 beziehungsweise
der Mitnehmerscheibe 23 verbunden. Der Spannhebel 24 wird durch
die beiden Reibringe 26, 27 zentriert und sowohl
radial als auch axial gelagert.
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Alternativ
zur Ausgestaltung mit zwei konischen Reibflächen, also der in 2 gezeigten
symmetrischen Trapezform, wäre
es auch denkbar, am jeweiligen Reibring lediglich eine Konus-Reibfläche vorzusehen,
wobei in diesem Fall die Trapezform nach wie vor gegeben wäre. In diesem
Fall wäre auch
in der jeweiligen Aufnahme am Spannhebel 24 nur eine Reibfläche vorgesehen.
Jedoch wäre
bei dieser Ausgestaltung die gesamt erzielbare Dämpfung geringer, nachdem anstelle
der in 2 gezeigten vier Reibflächen nur zwei vorgesehen wären, die Flächenpressung
wäre etwas
geringer.
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Schließlich zeigt 3 eine
dritte erfindungsgemäße Spanneinrichtung 34,
die hier nur ausschnittsweise dargestellt ist. Auch sie weist ein
Basisteil 35 umfassend eine Grundplatte 36, einen
an dieser eingepressten Bolzen 37 sowie eine auf diesen aufgepresste
elastische und die axiale Vorspannkraft erwirkende Mitnehmer- oder
Spannscheibe 38 auf. Am Spannhebel 39 ist auch
hier ein Lagerabschnitt 40 vorgesehen. Auch hier sind die
beiden querschnittlich viereckigen Reibringe 41, 42 an
der Grundplatte 36 beziehungsweise der Spannscheibe 38 formschlüssig und
verdrehgesichert angeordnet. Sie weisen ebenfalls jeweils eine konische
Reibfläche 43, 44 auf.
Entsprechend sind an dem Lagerabschnitt 40 des Spannhebels 39 zwei
konische Reibflächen 45, 46 vorgesehen,
die auf den Reibflächen 43, 44 der
Reibringe 41, 42 ablaufen. Die beiden Reibringe 41, 42 sind
auch hier über
die Spannscheibe 38 axial gegen einander verspannt. Auch
hier ist eine kombinierte Dämpfungs-Reiblagerung
realisiert. Ein separates Gleitlager und die daraus resultierenden mechanischen
Bearbeitungen entfallen. Der Querschnitt der Reibringe ist hier
unregelmäßig viereckig, er ähnelt dem
der Reibringe aus 1, weist jedoch keine parallelen
Konusflächen
auf.
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- 1
- Spanneinrichtung
- 2
- Basisteil
- 3
- Grundplatte
- 4
- Hülse
- 5
- Spannring
- 6
- Spannhebel
- 7
- Spannrolle
- 8
- Reibring
- 9
- Reibring
- 10
- Schrägfläche
- 11
- Schrägfläche
- 12
- Hebellagerabschnitt
- 13
- Reibfläche
- 14
- Reibfläche
- 15
- Reibfläche
- 16
- Reibfläche
- 17
- Abschlussscheibe
- 18
- Spannmittel
- 19
- Spanneinrichtung
- 20
- Basisteil
- 21
- Grundplatte
- 22
- Lagerbolzen
- 23
- Mitnehmerscheibe
- 24
- Spannhebel
- 25
- Lagerabschnitt
- 26
- Reibring
- 27
- Reibring
- 28
- konische
Reibfläche
- 29
- konische
Reibfläche
- 30
- Ausnehmung
- 31
- Ausnehmung
- 32
- Reibfläche
- 33
- Reibfläche
- 34
- Spanneinrichtung
- 35
- Basisteil
- 36
- Grundplatte
- 37
- Bolzen
- 38
- Mitnehmer-
oder Spannscheibe
- 39
- Spannhebel
- 40
- Lagerabschnitt
- 41
- Reibring
- 42
- Reibring
- 43
- Reibfläche
- 44
- Reibfläche
- 45
- konische
Reibfläche
- 46
- konische
Reibfläche