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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Spannsystem für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes,
mit einem um eine ortsfeste Welle schwenkbar gelagerten Hebelarm,
der zumindest eine drehgelagerte Spannrolle trägt, sowie mit einem Spannelement,
welches auf den Hebelarm wirkt und zur Vorspannung des Zugmittels
die Spannrolle gegen dasselbe drückt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Spannsysteme
für ein
Zugmittel eines Zugmitteltriebes sind seit langem in den unterschiedlichsten
Ausführungsformen
bekannt.
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So
beschreibt beispielsweise die
DE 44 30 924 A1 einen von einer Feder beaufschlagten Schwenkhebel,
der an seinem einen Ende um eine ortsfeste Welle verschwenkbar gelagert
ist und an seinem anderen Ende eine auf einen Riemen oder eine Kette
einwirkende, drehbar gelagerte Druckrolle aufweist. Die Feder kann
durch eine zylindrische Schraubendruckfeder gebildet sein, die sich
einenends an einem Maschinengestell und anderenends an einer Anlagefläche des
Schwenkhebels abstützt sowie
von einem am Schwenkhebel abstehenden Zapfen in ihrer Lage gehalten
wird.
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In
der
DE 195 01 685
C1 wird des Weiteren ein Riemenspanner mit einem durch
eine Schraubenfeder beaufschlagten, um eine ortsfeste Achse verschwenkbaren
Spannhebel vorgeschlagen, auf dem eine Riemenscheibe zur Anlage
gegen einen zu spannenden Riemen drehbar gelagert ist. Die Schraubenfeder
ist mit ihrem einen Ende an dem Spannhebel und mit ihrem anderen
Ende an einem Stützelement
zur Gewährleistung
von Schwenkbewegungen des Spannhebels in Richtung sowohl längs als
auch quer zur Schraubenfederlängsachse deformierbar
gehalten.
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Zur
Dämpfung
von hochfrequenten Stellbewegungen der Spannrolle beziehungsweise
des Hebelarms, die vom Zugmitteltrieb in Form von Stoßbelastungen
in das Spannsystem eingeleitet werden, wird mit der WO 02/29281
A1 ein vergleichsweise aufwendiger und komplizierter Spanner mit
Reibungsdämpfung
vorgeschlagen, welcher einen an einem festen Teil schwenkgelagerten
Spannerrahmen mit darauf drehgelagerter Spannrolle aufweist. Weiter
ist ein ebenfalls am festen Teil schwenkgelagerter Dämpferarm
vorgesehen, welcher einen so genannten Dämpferschuh aufweist, der seinerseits
mit einer Dämpferlaufbahn
des Spannerrahmens in Wirkverbindung steht. Schließlich ist
eine Vorspannfeder vorgesehen, die sich einenends am schwenkbaren Spannerrahmen
und anderenends am Dämpferarm abstützt.
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Sind
hochfrequente Stellbewegungen der Spannrolle zu verzeichnen, so
führt dies
zu Relativbewegungen zwischen dem Dämpferschuh und der Dämpferlaufbahn,
welches zu einer Dämpfung
der Stellbewegungen der Spannrolle bzw. des Spannerrahmens führen soll.
Aufgrund des Umstandes, dass sich die Vorspannfeder direkt am schwenkgelagerten Spannerrahmen
und am schwenkgelagerten Dämpferarm
abstützt,
werden die erzielbaren Dämpfungswerte
infolge minimaler Relativbewegungen zwischen den Reibpartnern als
gering eingeschätzt.
Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
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Aufgabe
der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres und kostengünstigeres
Spannsystem der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welchem
im Hinblick auf herkömmliche
Spannsysteme höhere
Dämpfungswerte
infolge Reibungsdämpfung erzielbar
sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß den Merkmalen
des Hauptanspruchs wird von einem Spannsystem für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes
ausgegangen, mit einem um eine ortsfeste Welle bzw. Achse schwenkbar
gelagerten Hebelarm, der zumindest eine drehgelagerte Spannrolle
trägt,
sowie mit einem Spannelement, welches auf den Hebelarm wirkt und
zur Vorspannung des Zugmittels die Spannrolle gegen dasselbe drückt. Die
gestellte Aufgabe dadurch nun dadurch gelöst, dass das Spannelement sich
einenends an einem festen Teil und anderenends über ein Kontaktelement mit
einer ersten Kontaktfläche
an einer zu demselben korrespondierenden zweiten Kontaktfläche des
Hebelarms derart abstützt,
dass eine Relativbewegung zwischen genannten beiden Kontaktflächen und
demgemäß Reibungsdämpfung stattfindet.
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In
Untersuchungen wurde gefunden, dass durch diese besondere Ausbildung
des Spannsystems vergleichsweise ausgeprägte Relativbewegungen zwischen
den Kontaktflächen
infolge der genannten hochfrequenten Stellbewegungen der Spannrolle
bzw. des dieselbe tragenden Hebelarms zu verzeichnen sind, die ihrerseits
wiederum zu einer erhöhten
beziehungsweise verbesserten Dämpfung des
Spannsystems führen.
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Die
Unteransprüche
beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der
Erfindung.
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Danach
ist gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
des Spannsys tem das Spannelement durch eine Kolben-Zylinder-Einheit
gebildet, die sich einenends am festen Teil abstützt und anderenends einen federkraftbeaufschlagten
Kolben aufweist, dessen freies Ende als Kontaktelement eine Kontaktfläche ausbildet,
die an der korrespondierenden Kontaktfläche des Hebelarms, sich an
demselben abstützend,
angedrückt
ist.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann das Spannelement durch einen federkraftbeaufschlagten
Schwenkhebel gebildet sein, der einenends am festen Teil schwenkgelagert
ist und anderenends ein Kontaktelement mit Kontaktfläche ausbildet,
die ihrerseits an der korrespondierenden Kontaktfläche des
Hebelarms, sich an demselben abstützend, angedrückt ist,
wobei zumindest eine die besagte Federkraft realisierende Feder sich
einenends am Schwenkhebel und anderenends am festen Teil abstützt.
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In
Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grad der Reibungsdämpfung über die
Ausbildung der Kontaktflächen
und demgemäß die realisierte
Kontaktzone zwischen denselben sowie über die gewählte Materialpaarung derselben
einstellbar ist.
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So
können
die Kontaktflächen
konkav oder konvex ausgebildet sein, wodurch sowohl eine flächen- als
auch eine weitestgehend linien- oder punktförmige Kontaktzone der Kontaktflächen realisierbar ist.
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Weiter
ist vorgesehen, dass die Richtung der Reibungsdämpfung über den Anstellwinkel der Wirkungslinie
des Spannelementes zur gebildeten Kontaktzone der Kontaktflächen einstellbar
ist
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Wie
die Erfindung außerdem
vorsieht, können
zum Schutz vor Verschmutzung den Kontaktflächen am Spannelement und/oder
am Schwenkhebel befestigte Abdeckmittel zugeordnet sein.
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Als
festes Teil bietet sich insbesondere ein Maschinenteil, wie ein
Motor- oder Getriebeblock und/oder ein tragendes Bauteil, wie ein
Grundrahmen oder ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs und/oder
eine an denselben festlegbare Montageplatte an.
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Schließlich wird
vorgeschlagen, zur Realisierung einer vormontierten und vorgespannten
Baugruppe das feste Teil durch die eine Montageplatte auszubilden,
an welcher der schwenkbare Hebelarm mit Spannrolle schwenkgelagert
und das Spannelement abgestützt
sind.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an
einigen Ausführungsformen
näher erläutert. Darin
zeigen
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1 eine
erste mögliche
Ausführungsform eines
erfindungsgemäß ausgebildeten
Spannsystems, und
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2 eine
zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäß ausgebildeten
Spannsystems.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
demnach schematisch eine erste Ausführungsform eines Spannsystems
für ein
Zugmittel eines Zugmitteltriebes, wie eines Riemen- oder Kettentriebes.
Dieses Spannsystem umfasst zunächst
einen einenends an einem nicht näher
dargestellten feststehenden Teil um eine ortsfeste Welle 1 schwenkbar
gelagerten Hebelarm 2, der eine drehgelagerte Spannrolle 3 trägt. Vorliegend
stellt der Drehpunkt des Hebelarms 2 gleichzeitig den Anschraubpunkt
des Spannsystems am besagten feststehenden Teil dar.
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Anderenends
weist besagter Hebelarm 2 ein an sich bekanntes und demgemäß nicht
näher zu
beschreibendes Montagemittel 4 in Form eines Außen sechskantes
auf, welcher zur Aufnahme eines Montagewerkzeugs, beispielsweise
eines Schraubenschlüssels,
sowie zur Überführung des
Spannsystems von einer Montage- in eine Demontageposition und zurück dient.
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Handelt
es sich hier beispielsweise um einen Zugmitteltrieb an einer Verbrennungskraftmaschine, kann
besagtes festes Teil vorzugsweise durch einen Motor- oder Getriebeblock
oder aber auch durch ein tragendes Karosseriebauteil gebildet sein
(nicht näher
dargestellt).
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In
einem Bereich zwischen dem Drehpunkt des Hebelarms 2 und
der Spannrolle 3 wirkt auf den Hebelarm 2 ein
Spannelement 5, welches zunächst über die Spannrolle 3 eine
bestimmte Vorspannung auf das Zugmittel aufbringt.
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Das
Spannelement 5 ist gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
durch eine Kolben-Zylinder-Einheit 6 gebildet, die sich
einenends am nicht näher
gezeigten feststehenden Teil abstützt, und anderenends einen
federkraftbeaufschlagten Kolben 7 aufweist, dessen freies
Ende als Kontaktelement 8 eine Kontaktfläche 9 ausbildet,
die an einer korrespondierenden Kontaktfläche 10 des Hebelarms 2 angedrückt ist.
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Die
Federkraft wird vorliegend mittels einer Schraubendruckfeder 11 auf
den Kolben 7 aufgebracht. Sicherlich ist es auch möglich, stattdessen andere
an sich bekannte äquivalente
Federelemente, die geeignet sind, entsprechende Hübe des Kolbens 7 zu
ermöglichen
bzw. zurückzustellen
(nicht näher
gezeigt).
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Das
Kontaktelement 8, vorliegend in Form des freien Endes des
Kolbens 7, stützt
sich an der zu demselben korrespondierenden Kontaktfläche 10 des
Hebelarms 2 derart ab, dass eine Relativbewegung zwischen
den beiden Kontaktflächen 9, 10 stattfinden
kann, wenn der Hebelarm 2 ausgelenkt wird.
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Gesetzt
den Fall, es findet eine Stellbewegung des Hebelarms 2 und
demge mäß eine Relativbewegung
zwischen Hebelarm 2 und Spannelement 5 bzw. deren
Kontaktflächen 9, 10 statt,
so wird infolge der Flächenpressung
zwischen den beiden Kontaktflächen 9, 10 Reibungsarbeit
verrichtet, die zur Dämpfung
des Spannsystems mit Vorteil benötigt wird.
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Der
Grad der Reibungsdämpfung
ist dabei über
die Ausbildung der Kontaktflächen 9 und 10 zwischen
denselben sowie über
die gewählte
Materialpaarung derselben in weiten Grenzen einstellbar.
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1 zeigt
insoweit eine konvex ausgebildete Kontaktfläche 9 des Schwenkhebels 2,
an welcher eine konkav ausgebildete Kontaktfläche 10 des freien
Endes des Kolbens 7 des Spannelementes 5 anliegt.
Hierdurch ist eine verhältnismäßig großflächige Kontaktzone
zwischen den beiden Kontaktflächen 9, 10 ausgebildet,
die ihrerseits erhöhte
Reibwerte ermöglicht.
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Wie
die 1 weiter zeigt, ist die Wirkungslinie 12 des
Spannelementes 5 nahezu senkrecht auf die gebildete Kontaktzone
der Kontaktflächen 9, 10 gerichtet.
Um eine zumindest teilweise gerichtete Reibungsdämpfung realisieren zu können, kann
ein Anstellwinkel der Wirkungslinie 12 des Spannelementes 5 auch
von dieser senkrechten Stellung abweichen und unter Bezugnahme auf
die Zeichnung um einen bestimmten Winkel, beispielsweise nach links
oder rechts, geneigt sein (nicht näher dargestellt).
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Das
in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich zu dem zuvor beschriebenen zunächst dadurch, dass der schwenkbare
Hebelarm 2 auf einem als Montageplatte 13 ausgebildeten
Teil schwenkgelagert ist, die ihrerseits an einem der bereits oben
erwähnten
feststehenden Teile, wie beispielsweise einem Motor- oder Getriebeblock,
festgelegt werden kann. Vorliegend sind zwei Durchgangsbohrungen 14 in
der Montageplatte 13 dargestellt, durch welche nicht näher gezeigte
Befestigungsschrauben hindurchgeführt und mit dem feststehenden
Teil (beispielsweise Motor- oder Getriebeblock) verbunden werden
können.
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Dem
Hebelarm 2 ist ebenfalls ein Spannelement 5 zugeordnet,
wobei sich dieses im Wesentlichen durch einen federkraftbeaufschlagten Schwenkhebel 15 auszeichnet,
der vorliegend einenends am feststehenden Teil in Form der Montageplatte 13 schwenkgelagert
ist. Anderenends ist ein Kontaktelement 8 mit Kontaktfläche 9 ausgebildet, die
an der korrespondierenden Kontaktfläche 10 des Hebelarms 2,
sich an demselben abstützend,
angedrückt
ist.
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Die
Federkraft wird vorliegend mittels einer Schraubendruck-Feder 16 aufgebracht,
die sich mit ihren einen Ende am Schwenkhebel 15 und ihrem anderen
Ende am nicht näher
gezeigten feststehenden Teil, an welchem auch die Montageplatte 13 festgelegt
ist, abstützt.
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Für den Fachmann
ist in Kenntnis der Erfindung sicherlich leicht nachvollziehbar,
dass die Feder 16 sich anderenends auch direkt an der Montageplatte 13 abstützen kann,
wodurch eine vormontierte bzw. vorgespannte Baugruppe ausbildbar
ist, die einem Endmontageprozess zugeführt werden kann.
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Wie
der 2 weiter zu entnehmen ist, sind die beiden zueinander
korrespondierenden Kontaktflächen 9, 10 konvex
ausgebildet, wodurch eine weitestgehend linienförmige Kontaktzone ausgebildet werden
kann. Demgegenüber
kann es auch angezeigt sein und wird durch die Erfindung mit erfasst, dass
zumindest eine der beiden Kontaktflächen 9, 10 zusätzlich auch
im Querschnitt gesehen konvex auszubilden, wodurch eine weitestgehend
punktförmige Kontaktzone
ausbildbar ist (nicht näher
dargestellt).
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Somit
ist auch gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
durch die Wahl der Ausbildung der Kontaktflächen 9, 10 sowie
durch die Wahl der Materialpaarungen der Kontaktflächen 9, 10 in
weiten Grenzen eine Einstellung des gewünschten Reibwertes möglich.
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Unter
Bezugnahme auf 1 wird es weiter als zweckmäßig erachtet,
die be sagten Kontaktflächen 9, 10 vor
Verschmutzung zu schützen,
um die gewünschten
Dämpfungswerte über einen
längeren Zeitraum
gewährleisten
zu können.
Insofern bieten sich entsprechende Abdeckmittel 17 in Form
von beispielsweise Schutzblechen an, die wie vorliegend gezeigt,
am Spannelement 5 und/oder am Hebelarm 2 befestigt
oder durch dieselben ausgebildet sind und über die Kontaktflächen 9, 10 bzw.
die gebildete Kontaktzone greifen, ohne die Funktionalität nachteilig
zu beeinflussen.
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- 1
- Welle
bzw. Achse
- 2
- Hebelarm
- 3
- Spannrolle
- 4
- Montagemittel
- 5
- Spannelement
- 6
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 7
- Kolben
- 8
- Kontaktelement
- 9
- Kontaktfläche (Kontaktelement 8)
- 10
- Kontaktfläche (Hebelarm 2)
- 11
- Schraubendruckfeder
(Kolben-Zylinder-Einheit)
- 12
- Wirkungslinie
(Spannelement 5)
- 13
- Montageplatte
- 14
- Durchgangsbohrungen
- 15
- Schwenkhebel
- 16
- Feder
(Schwenkhebel 15)
- 17
- Abdeckmittel