DE102006033125A1

DE102006033125A1 - Spanneinrichtung für ein Zugmittel, insbesondere einen Riemen oder eine Kette

Info

Publication number: DE102006033125A1
Application number: DE200610033125
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Bogner (FH); Roman Dipl.-Ing. Kern (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2008-01-24

Abstract

Spanneinrichtung für ein Zugmittel, insbesondere einen Riemen oder eine Kette, umfassend einen am Zugmittel angreifenden, über ein Stellelement relativ zum Zugmittel bewegbaren Spannkörper, wobei das mit dem schwenkbar gelagerten Spannkörper (5, 5a) direkt bewegungsgekoppelte Stellelement (2, 2a) gegen eine Rückstellkraft um eine Drehachse (4, 4a) drehbar gelagert ist.

Description

Beschreibung der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für ein Zugmittel, insbesondere einen Riemen oder eine Kette, umfassend einen am Zugmittel angreifenden, über ein Stellelement relativ zum Zugmittel bewegbaren Spannkörper.
Hintergrund der Erfindung
Solche Spanneinrichtungen sind in unterschiedlichster Ausgestaltung bekannt und dienen dazu, ein Zugmittel, beispielsweise einen Riemen oder eine Kette einer Brennkraftmaschine, zu spannen, so dass stets eine Mindestspannung gegeben ist beziehungsweise etwaige Längenänderungen, die aus dem Betrieb beispielsweise der zugeordneten Brennkraftmaschine resultieren, kompensiert werden können. Hierzu ist ein Spannkörper vorgesehen, an dem das Zugmittel anliegt beziehungsweise über den dieses läuft. Ein solcher Spannkörper kann beispielsweise eine Rolle oder eine Schiene, also ein längliches Führungsteil sein. Dieser Spannkörper ist gegen ein Stellelement, das eine Rückstellkraft zur Verfügung stellt, bewegbar, wird also kontinuierlich über das Stellelement gegen das Zugmittel gedrängt. Bei einer Verkürzung des Zugmittels drückt dieses den Spannkörper gegen das Stellelement und gegen die Rückstellkraft, bei ei ner Längung desselben wird der Spannkörper über das expandierende Stellelement nachgeführt.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfach aufgebaute und damit kostengünstig herstellbare Spanneinrichtung für ein Zugmittel anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Spanneinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das mit dem schwenkbar gelagerten Spannkörper direkt bewegungsgekoppelte Stellelement gegen eine Rückstellkraft um eine Drehachse drehbar gelagert ist.
Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung sind sowohl der Spannkörper als auch das Stellelement zum einen um jeweils separate Dreh- oder Schwenkachsen dreh- oder schwenkbar gelagert. Das schwenkbare Stellelement selbst ist gegen eine Rückstellkraft bewegbar und wird über diese gegen den schwenkbaren Spannkörper, der nach Art einer Schiene ausgeführt ist, gedrängt. Beide Elemente gleiten also aufeinander, wenn sie relativ zueinander bewegt werden. Damit lässt sich eine äußerst einfach konzipierte Spanneinrichtung aufbauen, nachdem lediglich der im Wesentlichen schienenartige Spannkörper sowie das Stellelement, das – worauf nachfolgend noch eingegangen wird – ebenfalls äußerst einfach ausgestaltet sein kann, sowie ein die Rückstellkraft bildendes Element, beispielsweise eine Schrauben- oder Schenkelfeder, benötigt werden.
Nach einer ersten Erfindungsausgestaltung kann das Stellelement ein Schwenkhebel sein. Dieser liegt mit einer Seite an dem Spannkörper an, an der anderen Seite greift das Rückstellelement, also die Feder, die an einem Drittgegenstand aufgelagert ist, an. Das Stellelement und der Spannkörper selbst sind beispielsweise am Motorblock schwenkbar gelagert. Der Schwenkhebel selbst kann einen gerundet ausgeführten Anlageabschnitt aufweisen, mit dem er am Spannkörper angreift.
Alternativ zur Verwendung eines Schwenkhebels ist es auch denkbar, das Stellelement in Form eines Nockens mit einem gerundeten Anlageabschnitt, mit dem er am Spannkörper angreift, auszugestalten. Die Form des Nockens ist dabei derart, dass sich je nach Relativstellung des Nockens im Spannkörper eine Relativbewegung desselben ergibt.
Am Stellelement und/oder am Spannkörper selbst kann in dem Bereich, in dem beide aufeinander laufen, eine Gleitbeschichtung vorgesehen sein, die einer reibungsarmen Bewegung beider Teile relativ zueinander förderlich ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, am Stellelement und am Spannkörper in dem Bereich, in dem beide aufeinander laufen, ein Zahnprofil zur Ausbildung eines Rastmechanismus vorzusehen. Dies ermöglicht es, eine automatische Nachstellung vorzunehmen. Wird der Spannkörper, also beispielsweise die schwenkgelagerte Schiene, um ein hinreichendes Maß ausgelenkt, beispielsweise bei einer sich im Laufe der Zeit einstellenden alterungsbedingten Längung des Riemens oder der Kette, so wandert der Rastmechanismus eine Zahnrastung weiter, eine Rückbewegung ist hierüber begrenzt. Die aus den oszillierenden Längenänderungen im Betrieb resultierende Bewegung des Spannkörpers und des Spannelements ist deutlich geringer als der Weg zwischen zwei Rastzähnen, so dass nach wie vor die Spannfunktion im Betrieb gegeben ist, während gleichzeitig eine automatische Nachstellung realisiert ist.
Weiterhin kann das Stellelement und/oder der Spannkörper gedämpft bewegbar sein. Durch diese gedämpfte Bewegung wird ein Schlagen des Zugmittels vermieden. Hierzu kann im Bereich der Drehlagerung des Stellelements und/oder der Drehlagerung des Spannkörpers ein Dämpfungselement, beispielsweise eine Reibscheibe oder ein Reibkonus, gegen den das Stellelement und/oder der Spannkörper angefedert ist, vorgesehen sein.
Schließlich kann eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung auch zwei Spannkörper umfassen, die in verschiedene Richtungen wirken, und die mit jeweils einem Stellelement zusammenwirken, wobei beide Stellelemente mit einem gemeinsamen die Rückstellkraft erzeugenden Element, insbesondere einer Feder zusammenwirken. Bei dieser Erfindungsausgestaltung kann also über eine Spanneinrichtung sowohl das Zugtrum als auch das Lostrum gespannt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Dabei zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung einer Spanneinrichtung einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
2 eine Prinzipdarstellung einer Spanneinrichtung einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
3 eine Schnittansicht durch eine reibungsgedämpfte Lagerung des Stellelements und/oder des Spannkörpers nach einer ersten Ausführungsform,
4 eine Schnittansicht durch eine reibungsgedämpfte Lagerung des Stellelements und/oder des Spannkörpers nach einer zweiten Ausführungsform, und
5 eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung nach eine dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung 1 einer ersten Ausführungsform. Sie umfasst einen Spannkörper 2 in Form eines Schwenkhebels 3, der um eine Drehachse 4 beispielsweise an einem Motorblock dreh- oder schwenkbar gelagert ist. Die Spanneinrichtung 1 umfasst ferner einen Spann körper 5 in Form einer Spannschiene 6, die am Motorblock ebenfalls um eine Drehachse 7 drehbar gelagert ist. Die Spannschiene 6 weist eine Lauffläche 8 für ein hier nicht näher gezeigtes Zugmittel 9, beispielsweise einen Riemen oder eine Kette auf.
Der Schwenkhebel 3 ist über ein eine Rückstellkraft erzeugendes Element 10, hier eine Feder 11 (beispielsweise eine Schrauben- oder Schenkelfeder), die mit dem anderen Ende an einem Drittgegenstand, beispielsweise ebenfalls dem Motorblock, lagefest angeordnet ist, verbunden. Über diese Feder 11 wird der Schwenkhebel 3 kontinuierlich gegen die Spannschiene 6 und damit gegen das Zugmittel 9 gedrückt. Der Schwenkhebel 3 ist am der Spannschiene 6 zugewandten Ende gerundet ausgebildet. In diesem Bereich ist, wie in der vergrößerten Detailansicht I dargestellt ist, ein eine automatische Nachstellung ermöglichender Rastmechanismus vorgesehen. Zu diesem Zweck ist die Fläche des Spannhebels 3 abschnittsweise mit einer Verzahnung 12 und die Gegenfläche der Spannschiene 6 mit einer Verzahnung 13 versehen. Hierüber kann eine alterungsbedingte Längung des Zugmittels 9 nachgestellt werden. Dieser Rastmechanismus ist jedoch optional und muss nicht zwangsläufig vorgesehen sein.
Weiterhin ist im Bereich der aufeinander gleitenden Flächen 14, 15 des Schwenkhebels 3 beziehungsweise der Spannschiene 6 eine Gleitbeschichtung, die hier nicht im Detail gezeigt ist, vorgesehen, die einen verbesserten Lauf beider Elemente aufeinander ermöglicht.
In der Montagestellung drückt nun das Zugmittel 9 gegen die Spannschiene 6, die wiederum gegen den Schwenkhebel 3 drückt, der wiederum von der Feder 11 gegengelagert ist. Bei einer Längung des Zugmittels 9 wird der Schwenkhebel 3 um die Drehachse 4 über die sich entspannende Feder 11 geschwenkt, diese Drehbewegung überträgt sich über den Gleitkontakt auf die Spannschiene 6, die ihrerseits um die Drehachse 7 gedreht wird, wodurch das Zugmittel 9 gespannt wird. Die Arbeitsweise ist umgekehrt, wenn das Zugmittel durch die oszillierende Bewegung verkürzt wird.
2 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Spanneinrichtung 1. Auch hier ist ein Spannelement 2 vorgesehen, hier jedoch in Form eines Nockens 16. Der Nocken 16 ist um eine Drehachse 4 drehbar gelagert. Ferner ist ein Spannkörper 5 in Form einer Spannschiene 6 vorgesehen, die um eine Drehachse 7 drehbar ist. Weiterhin ist auch hier der Nocken 16 über eine Rückstellkraft zur Erzeugung des Elements 10, auch hier in Form einer Feder 11, aufgelagert.
Der Betrieb ist dem der Ausführungsform nach 1 ähnlich. Entspannt sich die Feder 11, wird der Nocken 16 um die Drehachse 4 gedreht. Aufgrund der Nockenform gleitet dieser auf der Spannschiene 6, die infolge der Nockenform um die Achse 7 geschwenkt wird. Auch hier kann, wenngleich nicht im Detail gezeigt ist, ein Rastsystem vorgesehen sein, wie auch eine Gleitbeschichtung auf den aufeinander laufenden Flächen vorgesehen sein kann.
3 zeigt eine Möglichkeit einer Bewegungsdämpfung des Spannelements 2 und/oder des Spannkörpers 5. Der Einfachheit halber sei hier die Dämpfung des Spannelements 2 beschrieben, die Ausführungen gelten jedoch gleichermaßen bezüglich einer alternativen oder zusätzlichen Dämpfungslagerung des Spannkörpers 5.
Zur Bildung der Drehachse 4 ist hier ein Bolzen 17 vorgesehen, der gleichzeitig der Befestigung am Drittgegenstand, also beispielsweise dem Motorblock dient. Dieser ist in eine Hülse 18 eingesetzt, die wiederum durch eine Durchbrechung 19 in dem Spannelement 2 durchgreift. Zwischen dem Hülsenflansch 20 und dem Spannelement 2 ist eine Reibscheibe 21 angeordnet, die auch eine rampenförmige Struktur aufweisen kann (bei einer entsprechenden Profilierung des Hülsenflansches 20), wobei hier die Reibscheibe 21 am Spannelement 2 angeordnet ist. An der anderen Seite ist ein Federelement 22, hier eine Tellerfeder vorgesehen, die sich an einer Widerlagerplatte 23, die am Bolzen 17 lagefest angeordnet ist, abstützt und das Spannelement 2 gegen die Reibscheibe 21 drückt.
Bei einer Bewegung des Spannelements 2, hervorgerufen durch die hier nicht näher gezeigte Feder 11, wird nun die Reibscheibe 21 relativ zur Feststellung im Hülsenflansch 20 bewegt, wodurch eine Reibungsdämpfung realisiert ist.
4 zeigt eine Alternativausgestaltung. Hier ist eine Konusdämpfung vorgesehen. Der Bolzen 17 durchgreift auch hier eine Hülse 18, die hier jedoch einen Konus 24 aufweist. Die Durchbrechung 19 des Spannelements 2 weist eine ebenfalls konische Form auf. Das Federelement 22 in Form der Tellerfeder drückt hier die beiden Konusflächen 24 und 19 aufeinander, so dass sich auch hier eine Reibungsdämpfung ergibt.
5 zeigt schließlich eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Spanneinrichtung 1a. Hier sind zwei Spannkörper 5a in Form zweier Spannschienen 6a vorgesehen, von denen die eine dem Lostrum 25 und die andere dem Zugtrum 26 des Zugmittels zugeordnet ist. Die beiden Spannelemente 2a, auch hier jeweils in Form von Spannschienen 3a, sind um eine gemeinsame Schwenkachse 4a verschwenkbar. Sie sind über ein gemeinsames die Rückstellkraft erzeugendes Element 10a gekoppelt, das im gezeigten Beispiel beide zueinander hinzieht. Hierüber werden die Spannschienen 6a zueinander bewegt und mithin gegen das Lostrum 25 beziehungsweise das Zugtrum 26 bewegt. Die Spannhebel 3a greifen hier über entsprechende Koppelelemente 27 an der Außenseite der jeweiligen Spannschiene 6a an. Bei der links gezeigten Spannschiene 6a ist eine reine Gleitbewegung realisiert, das heißt das Koppelelement 26 gleitet, gegebenenfalls über eine entsprechende Gleitbeschichtung, auf der Außenseite der Spannschiene 6a. Bei der im Teilschnitt gezeigten rechten Spannschiene 6a ist ein Kraftmechanismus für eine automatische Nachstellung realisiert, wie er bereits in 1 gezeigt und diesbezüglich beschrieben wurde.

1: Spanneinrichtung
1a: Spanneinrichtung
2: Spannkörper
2a: Spannelement
3: Schwenkhebel
3a: Spannschiene
4: Drehachse
4a: Schwenkachse
5: Spannkörper
5a: Spannkörper
6: Spannschiene
6a: Spannschiene
7: Drehachse
8: Lauffläche
9: Zugmittel
10: Element
10a: Element
11: Feder
12: Verzahnung
13: Verzahnung
14: Fläche
15: Fläche
16: Nocken
17: Bolzen
18: Hülse
19: Durchbrechung
20: Hülsenflansch
21: Reibscheibe
22: Federelement
23: Widerlagerplatte
24: Konus
25: Lostrum
26: Zugtrum
27: Koppelelement

Claims

Spanneinrichtung für ein Zugmittel, insbesondere einen Riemen oder eine Kette, umfassend einen am Zugmittel angreifenden, über ein Stellelement relativ zum Zugmittel bewegbaren Spannkörper, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem schwenkbar gelagerten Spannkörper (5, 5a) direkt bewegungsgekoppelte Stellelement (2, 2a) gegen eine Rückstellkraft um eine Drehachse (4, 4a) drehbar gelagert ist.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (5, 5a) ein Schwenkhebel (6, 6a) ist.
Spanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (2, 2a) einen gerundet ausgeführten Anlageabschnitt aufweist, mit dem er am Spannkörper (5, 5a) angreift.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (5) ein Nocken (16) mit einem gerundeten Anlageabschnitt, mit dem er am Spannkörper (5) angreift, ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Stellelement (2, 2a) und/oder am Spannkörper (5, 5a) in dem Bereich, in dem beide aufeinander laufen, eine Gleitbeschichtung vorgesehen ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Stellelement (2, 2a) und am Spannkörper (5, 5a) in dem Bereich, in dem beide aufeinander laufen, ein Zahnprofil (12, 13) zur Ausbildung eines Rastmechanismus vorgesehen ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (2, 2a) und/oder der Spannkörper (5, 5a) gedämpft bewegbar sind.
Spanneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Drehlagerung des Stellelements (2, 2a) und/oder der Drehlagerung des Spannkörpers (5, 5a) ein Dämpfungselement vorgesehen ist.
Spanneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement eine Reibscheibe (21) oder ein Reibkonus (24), gegen die oder den das Stellelement (2, 2a) und/oder der Spannkörper (5, 5a) angefedert ist, ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Spannkörper (5a) vorgesehen sind, die in verschiedene Richtungen wirken, und die mit jeweils einem Stellelement (2a) zusammenwirken, wobei beide Stellelemente (2a) mit einem gemeinsamen die Rückstellkraft erzeugenden Element (10a), insbesondere einer Feder zusammenwirken.
Spanneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beide Spannelemente (2a) um eine gemeinsame Achse (4a) drehbar gelagert sind.