DE102006039737A1

DE102006039737A1 - Spannvorrichtung sowie Federteller hierfür

Info

Publication number: DE102006039737A1
Application number: DE200610039737
Authority: DE
Inventors: Jörg Kaiser
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2008-02-28

Abstract

ng, insbesondere zur Anwendung bei einem Riemenspanner, um eine Spannrolle gegen einen Riemen zu drängen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die als solche eine Zylindereinrichtung und eine Druckfeder umfasst und die sich insgesamt durch eine hohe Strukturfestigkeit auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spannvorrichtung zur Generierung einer zwischen einem ersten Anbindungsgelenkabschnitt und einem zweiten Anbindungsgelenkabschnitt wirksamen Spannkraft, mit einer Druckfeder, die einen ersten Stirnabschnitt und einen zweiten Stirnabschnitt sowie eine zwischen diesen beiden Stirnabschnitten verlaufende und in axialer Richtung stauchbare Federwicklung umfasst, einer ersten Federtellerstruktur zur Abstützung des ersten Stirnabschnittes der Druckfeder, einer zweiten Federtellerstruktur zur Abstützung des zweiten Stirnabschnittes der Druckfeder, einer Zylindereinrichtung, die als solche in einem von der Federeinrichtung umgriffenen Federinnenbereich aufgenommen ist und ein Zylindergehäuse und ein darin aufgenommenes Kolbenelement umfasst, wobei der erste Anbindungsgelenkabschnitt ein Kolbenstangenanbindungsgelenk umfasst, das über eine Kolbenstange mit dem Kolbenelement gekoppelt ist und wobei der zweite Anbindungsgelenkabschnitt ein Zylindergehäuseanbindungsgelenk umfasst, das an ein dem Kolbenstangenanbindungsgelenk abgewandtes Stirnende des ...

Description

Bezeichnung der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung, insbesondere zur Anwendung bei einem Riemenspanner um eine Spannrolle gegen einen Riemen zu drängen. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf einen Federteller für eine derartige Spannvorrichtung.
Aus DE 42 03 449 A1 ist eine Spannvorrichtung der vorgenannten Art bekannt. Diese Spannvorrichtung umfasst einen ersten und einen zweiten Anbindungsgelenkabschnitt, der jeweils eine von einem Elastomermaterial ummantelte Gelenkbuchse umfasst. Die Spannvorrichtung umfasst weiterhin eine zylindrische Druckfeder, die als solche einen ersten Stirnabschnitt und einen zweiten Stirnabschnitt sowie eine zwischen diesen beiden Stirnabschnitten verlaufende Federwicklung umfasst. Innerhalb dieser Federwicklung ist eine Zylindereinrichtung aufgenommen, die ein Zylindergehäuse und ein darin axial verschiebbar geführtes Kolbenelement umfasst. Das Kolbenelement ist über eine Kolbenstange mit einem der beiden Anbindungsgelenkabschnitte gekoppelt. An einem Endbereich der Kolbenstange sowie an einem diesem Endbereich abgewandten Endbereich des Zylindergehäuses ist eine Federtellereinrichtung vorgesehen, die als solche jeweils einen zur Abstützung des entsprechenden Stirnendabschnittes der Druckfeder vorgesehenen Ringrand bildet. Bei dieser bekannten Spannvorrichtung werden die gesamten durch die Zylindereinrichtung sowie die Druckfeder generierten Druckkräfte in den an das Zylindergehäuse bzw. an die Kolbenstange jeweils angebundenen Anbindungsgelenkabschnitt eingeleitet.
Aus DE 27 05 690 A1 ist eine als Feder/Dämpfersystem ausgeführte Spannvorrichtung bekannt, welche ebenfalls eine von einer zylindrischen Feder umsäumte Zylindereinrichtung umfasst. An dieser Zylindereinrichtung ist ein Anbindungsgelenk sowie auch ein zur Abstützung eines Stirnen der zylindrischen Feder vorgesehener Federteller befestigt.
Aus DE 37 30 177 A1 ist ein Federbein für ein Kraftfahrzeug bekannt, das ebenfalls eine durch eine Zylindereinrichtung und eine Druckfeder gebildete Spannvorrichtung umfasst. Auch bei dieser herkömmlichen Spannvorrichtung ist eine zylindrische Feder vorgesehen, die als solche eine Zylindereinrichtung umgibt. Auch diese auf Druck belastete Feder ist im Bereich ihrer stirnseitigen Enden durch Federteller abgestützt, die an einem Zylindergehäuse der Zylindereinrichtung bzw. am Ende der Kolbenstange befestigt sind.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die als solche eine Zylindereinrichtung und eine Druckfeder umfasst und die sich insgesamt durch eine hohe Strukturfestigkeit auszeichnet.
Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Spannvorrichtung gemäß der in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalskombination gelöst.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Belastung der Anbindungsgelenkabschnitte der Zylindereinrichtung durch die seitens der Druckfeder generierten Kräfte zu vermeiden und die Einleitung der durch die Druckfeder generierten Druckkräfte in einen entsprechenden Gelenkbolzen parallel zur Einleitung der durch die Zylindereinrichtung aufgebrachten Druckkräfte vorzunehmen.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung kann auch im Wege der Nachrüstung einer konventionellen Zylindereinrichtung realisiert werden indem die Druckfeder auf die Zylindereinrichtung aufgeschoben wird und die erfindungsgemäß ausgestalteten Federteller auf die Anbindungsgelenkabschnitte der Zylindereinrichtung aufgesetzt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist sowohl die erste als auch die zweite Federtellerstruktur jeweils mit einem erfindungsgemäßen Federtelleranbindungsgelenk versehen.
Weiterhin ist es möglich, die Spannvorrichtung derart auszubilden, dass wenigstens eines der Federtelleranbindungsgelenke zwei Gelenkbohrungen definiert, wobei in verbautem Zustand das entsprechende Gelenkauge der Zylindereinrichtung sich zwischen diesen Gelenkbohrungen des Federtellers befindet.
Weiterhin ist es möglich, die Spannvorrichtung derart auszubilden, dass diese ein Gelenkbuchsenelement umfasst, welches die durch das Federtelleranbindungsgelenk definierte Gelenkbohrung und eine durch das Kolbenstangenanbindungsgelenk oder das Zylindergehäuseanbindungsgelenk definierte Gelenkbohrung durchsetzt.
Die Federtellerstruktur kann insbesondere als Guss- oder Fliespressbauteil, oder insbesondere auch als Kunststoffspritzteil gefertigt sein. Es ist auch möglich, die Federtellerstruktur aus einem Blechmaterial, insbesondere als Blech- Tiefziehbauteil zu fertigen. Die Zylindereinrichtung kann als reine Dämpfereinrichtung fungieren oder auch als Gasdruckfeder ausgeführt sein, oder eine mit einem Druckölsystem kommunizierende Zylinderkammer umfassen, sodass die durch die Zylindereinrichtung generierten Axialkräfte durch den angelegten Öldruck abstimmbar sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich diese auch auf einen Federteller für eine Spannvorrichtung an sich. Der erfindungsgemäße Federteller umfasst einen Aufstandsringbereich zur Abstützung eines Stirnbereiches einer in axialer Richtung stauchbaren Druckfeder, wobei der Aufstandsringbereich eine Einsatzöffnung definiert, in welche ein Gelenk-Endabschnitt einer Zylindereinrichtung einsetzbar ist, wobei sich dieser Federteller dadurch auszeichnet, dass der Federteller auf seiner der Druckfeder abgewandten Seite mit einem Federtelleranbindungsgelenk versehen ist, wobei das Federtelleranbindungsgelenk ein Gelenkauge definiert dessen Gelenkachse quer zur Längsachse der Druckfeder verläuft.
Der erfindungsgemäße Federteller kann so ausgebildet sein, dass dieser entweder lediglich eine, oder vorzugsweise zwei Stützflanken umfasst. Diese beiden Stützflanken sind vorzugsweise in Richtung der Gelenkachse derart weit voneinander beabstandet, dass in den zwischen diesen beiden Stützflanken verbleibenden Zwischenraum ein Gelenkanbindungsabschnitt der Zylindereinrichtung einsetzbar ist. Es ist möglich, einen Gelenkbolzen vorzusehen der als solcher in sämtliche miteinander fluchtenden Gelenkaugen einsetzbar ist und damit die Federteller und die Zylindereinrichtung zu einer Baueinheit zusammenfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1a eine vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Druckfederspannvorrichtung, die in der hier dargestellten Ausführungsform als Spannvorrichtung für einen Riemenspanner vorgesehen ist,
1b eine Detail-Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Anbindungsgelenkabschnittes der Spannvorrichtung nach 1a,
2a ebenfalls eine vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung, hier in einer Ausführungsform mit beidseitiger Federtellerabstützung,
2b eine Detail-Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des Anbindungsgelenkabschnittes bei der Federspannvorrichtung nach 2a;
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in 1a dargestellte Spannvorrichtung dient als solche der Generierung einer zwischen einem ersten Anbindungsgelenkabschnitt 1 und einem zweiten Anbindungsgelenkabschnitt 2 wirksamen Spannkraft. Die Spannvorrichtung umfasst eine Druckfeder 3, die einen ersten Stirnabschnitt 3a und einen zweiten Stirnabschnitt 3b sowie eine zwischen diesen Stirnabschnitten 3a, 3b verlaufende und sich hierbei entlang einer Stauchachse X erstreckende Federwicklung umfasst.
Der erste Stirnabschnitt 3a der Druckfeder 3 stützt sich in einer ersten Federtellerstruktur 4a ab. Der zweite Stirnabschnitt 3b der Druckfeder 3 stützt sich in einer zweiten Federtellerstruktur 4b ab. Die Spannvorrichtung umfasst weiterhin eine Zylindereinrichtung 5, die als solche ein Zylindergehäuse 5a mit einem darin aufgenommenen, in dieser Darstellung nicht näher erkennbaren Kolbenelement umfasst. Das Kolbenelement ist über eine Kolbenstange 5b mit einem Kolbenstangeanbindungsgelenk 5c gekoppelt. Das Zylindergehäuse 5a der Zylindereinrichtung 5 ist mit einem Zylindergehäuseanbindungsgelenk 5d gekoppelt.
Die hier dargestellte Spannvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine, vorzugsweise jedoch beide Federtellerstrukturen 4a, 4b mit einem Federtelleranbindungsgelenk 6a, 6b versehen sind, wobei jedes Federtelleranbindungsgelenk 6a, 6b derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sich dieses in Nachbarschaft zu einem der Anbindungsgelenkabschnitte 5c, 5d der Zylindereinrichtung 5 befindet, und die Gelenkachsen Y1, Y2, die durch den jeweiligen Federtelleranbindungsgelenkabschnitt 6a, 6b definiert werden, mit der jeweiligen Gelenkachse übereinkommen, die durch den entsprechenden Anbindungsgelenkabschnitt 5c, 5d der Zylindereinrichtung 5 definiert werden.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Federtelleranbindungsgelenke 6a, 6b derart ausgebildet, dass diese in radialer Richtung nicht über eine durch die Federtellerstrukturen 4a, 4b jeweils definierte zylindrische Hüllfläche radial hervorkragen sondern innerhalb dieser Zylindermantelfläche zu liegen kommen.
Wie aus 1b ersichtlich, sitzt die Druckfeder 3 mit einem stirnseitigen Endabschnitt auf der Federtellerstruktur 4b auf. Die Federtellerstruktur 4b bildet eine Federaufstandsfläche 7. Die Federtellerstruktur 4b ist derart ausgebildet, dass diese in radialer Richtung den Außenmantel der Zylinderfeder 3 überkragt. An der Federtellerstruktur 4b kann, wie angedeutet, ein Ringrand 8 ausgebildet sein, durch welchen eine seitliche Führung der Feder 3 unterstützt wird. Bei der hier dargestellten Spannvorrichtung ist an der Federtellerstruktur 4b auf einer der Druckfeder 3 abgewandten Außenseite eine Stützflanke 9 ausgebildet. Diese Stützflanke 9 erstreckt sich in Nachbarschaft zu dem zylindergehäuseseitigen Anbindungsgelenkabschnitt 5d der Zylindereinrichtung 5. Die Stützflanke 9 bildet als solche das Federtelleranbindungsgelenk und umfasst hierbei eine Gelenkbohrung 10, die konzentrisch zur Anbindungsgelenkachse Y2 verläuft. In die Gelenkbohrung 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Gelenkbuchse 11 eingesetzt. Diese Gelenkbuchse 11 ist derart bemessen, dass diese sowohl in der Gelenkbohrung 10 der Stützflanke 9 als auch in einer Gelenkbohrung 12 des Anbindungsgelenkabschnittes 5d sitzt. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sitzt die Gelenkbuchse 11 unter Einbindung einer aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Zwischenbuchse 13 in dem durch den Anbindungsabschnitt 5d gebildeten Gelenkauge.
Die Stützflanke 9 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine um die Zylinderachse X herum gekrümmte Wandung gebildet. Die Gelenkbuchse 11 ist derart in die Stützflanke 9 derart eingepresst, dass infolge des Presssitzes eine hinreichende Positionssicherung erreicht wird. Weiterhin ist auch an der Zwischenbuchse 13 ein Innenvorsprung 13a ausgebildet, durch welchen eine weitere axiale Sicherung der Gelenkbuchse 11 erreicht wird. Bei der in 2a dargestellten Variante einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung sind die Federtellerstrukturen 4a, 4b jeweils auf beiden Seiten des Kolbenstangenanbindungsgelenks 5c bzw. Zylindergehäuseanbindungsgelenks 5d mit Stützflanken 9 versehen. Durch die derart getroffene Anordnung der Stützflanken wird eine beidseitige Einleitung der auf die jeweiligen Federtellerstrukturen 4a, 4b wirkenden Federkräfte in ein Gelenkbolzenelement 11 erreicht das als solches in die entsprechenden Anbindungsabschnitte jeweils eingesetzt ist. Der spezielle Aufbau dieser Federtellerstrukturen 4a, 4b, insbesondere der Federtellerstruktur 4b ist aus 2b noch näher ersichtlich.
Wie aus 2b hervorgeht, bilden die beiden an der Federtellerstruktur 4b ausgebildeten Flanken 9 zwei miteinander fluchtende Gelenkbohrungen 10. In diese beiden miteinander fluchtenden Gelenkbohrungen 10 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein Gelenkbolzen 11 eingesetzt. Der Gelenkbolzen 11 ist als Buchse ausgeführt. In diese Buchse kann eine Befestigungsschraube eingeführt werden.
Die Federtellerstruktur 4b ist derart dimensioniert, dass diese eine Innenöffnung 14 bildet, die derart groß bemessen ist, dass der hier erkennbare Endabschnitt der Zylindereinrichtung so weit in die Federtellerstruktur 4b einsetzbar ist, dass die Achsen der entsprechenden Gelenkaugen übereinander kommen und insbesondere die Gelenkbuchse 11, wie dargestellt, einführbar ist. Die hier gezeigte Federtellerstruktur kann auch als Nachrüstteil in Verbindung mit einer entsprechenden Druckfeder über einen herkömmlichen Zylinder übergeschoben und gemeinsam mit diesem verbaut werden.
Die hier gezeigte Federtellerstruktur 4b ist als relativ dickwandiges Gussbauteil ausgeführt. Es ist auch möglich, diesen Federteller als Fliespress- oder insbesondere als Blechumformteil, oder als Kunststoffbauteil zu fertigen.
Durch den erfindungsgemäß außen liegenden Federteller der sowohl am oberen, als auch am unten liegenden Spannerauge angebracht wird, kann eine außenliegende Druckfeder montiert werden, welche eine zusätzliche Federkraft erzeugt. Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes können Standardkomponenten ohne weiteren Modifikationsbedarf verwendet werden. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird die Radiallast in den Gelenkaugen der Zylindereinrichtung nicht erhöht. Die Einbringung des zusätzlichen Federtellers und der außenliegenden Druckfeder kann innerhalb eines standardisierten Montageablaufs erfolgen. In der Montagereihenfolge werden die zusätzlichen Federtellerstrukturen zwischen der Montage des Kunststoffringes und dem Einbau des Lageringes montiert.

1: Anbindungsgelenkabschnitt
2: Anbindungsgelenkabschnitt
3: Druckfeder
3a: Stirnabschnitt
3b: Stirnabschnitt
4a: erste Federtellerstruktur
4b: zweite Federtellerstruktur
5: Zylindereinrichtung
5a: Zylindergehäuse
5c: Kolbenstangeanbindungsgelenk
5d: Zylindergehäuseanbindungsgelenk
6a: Federtelleranbindungsgelenk
6b: Federtelleranbindungsgelenk
7: Federaufstandsfläche
8: Ringrand
9: Stützflanke
10: Gelenkbohrung
11: Gelenkbuchse
13: Zwischenbuchse
13a: Innenvorsprung
X: Zylinderachse
Y1: Gelenkachse
Y2: Gelenkachse

Claims

Spannvorrichtung zur Generierung einer zwischen einem ersten Anbindungsgelenkabschnitt (1) und einem zweiten Anbindungsgelenkabschnitt (2) wirksamen Spannkraft, mit: – einer Druckfeder (3), die einen ersten Stirnabschnitt (3a) und einen zweiten Stirnabschnitt (3b), sowie eine zwischen diesen beiden Stirnabschnitten (3a, 3b) verlaufende und in axialer Richtung stauchbare Federwicklung umfasst, – einer ersten Federtellerstruktur (4a) zur Abstützung des ersten Stirnabschnittes (3a) der Druckfeder (3), – einer zweiten Federtellerstruktur (4b) zur Abstützung des zweiten Stirnabschnittes (3b) der Druckfeder (3), – einer Zylindereinrichtung (5) die als solche in einem von der Federeinrichtung (3) umgriffenen Federinnenbereich aufgenommen ist und ein Zylindergehäuse (5a) und ein darin aufgenommenes Kolbenelement umfasst, – wobei der erste Anbindungsgelenkabschnitt (1) ein Kolbenstangenanbindungsgelenk (5c) umfasst, das über eine Kolbenstange (5b) mit dem Kolbenelement gekoppelt ist, und – wobei der zweite Anbindungsgelenkabschnitt (5d) ein Zylindergehäuseanbindungsgelenk (5d) umfasst, das an ein dem Kolbenstangenanbindungsgelenk (5c) abgewandtes Stirnende des Zylindergehäuses (5a) angebunden ist, – dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Federteller mit einem Federtelleranbindungsgelenk (6a, 6b) versehen ist, wobei das Federtel leranbindungsgelenk (6a, 6b) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sich dieses in Nachbarschaft zu einem Anbindungsgelenk (5c, 5d) befindet und die durch die Federtelleranbindungsgelenke (6a, 6b) definierte Gelenkachse (Y2) mit einer durch das entsprechenden Anbindungsgelenk (5c, 5d) definierten Anbindungsachse übereinkommt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Federtellerstruktur (4a, 4b) jeweils mit einem Federtelleranbindungsgelenk versehen sind.
Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Federtelleranbindungsgelenke eine erste Gelenkbohrung (10) definiert, die sich seitlich neben einer Gelenkbohrung befindet, die durch den entsprechenden Anbindungsabschnitt (5c, 5d) definiert ist.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstes eines der Federtelleranbindungsgelenke (6a, 6b) eine erste und eine zweite Gelenkbohrung (10, 10) definiert und die durch die entsprechenden Anbindungsgelenkabschnitte der Zylindereinrichtung definierte Gelenkbohrung sich zwischen diesen ersten und zweiten Gelenkbohrungen (10, 10) befindet.
Spannvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gelenkbuchsenelement (11) vorgesehen ist, das in eine durch den jeweiligen Federtelleranbindungsgelenkabschnitt definierte Gelenkbohrung und das Kolbenstangenanbindungsgelenk oder das Zylindergehäuseanbindungsgelenk definierte Gelenkbohrung eingesetzt ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federtellerstruktur als Guss-, oder Fliespressbauteil gefertigt ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federtellerstruktur aus einem Blechmaterial gefertigt ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindereinrichtung (5) als Drucköl beaufschlagter Spannzylinder fungiert.
Federteller für eine Spannvorrichtung mit: – einem Aufstandsringsbereich zur Abstützung eines Stirnbereiches (3a, 3b) einer in axialer Richtung stauchbaren Druckfeder (3), – wobei der Aufstandsringbereich eine Einsatzöffnung definiert in welche ein Gelenk-Endabschnitt (5c, 5d) einer Zylindereinrichtung (5) einsetzbar ist, – dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller auf seiner der Druckfeder (3) abgewandten Seite mit einem Federtelleranbindungsgelenk (6a; 6b) versehen ist, wobei das Federtelleranbindungsgelenk (6a; 6b) ein Gelenkauge definiert dessen Gelenkaugenachse (Y1; Y2) quer zur Längsachse der Druckfeder (3) verläuft.
Federteller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federtelleranbindungsgelenk (6a; 6b) zwei Stützflanken (9) umfasst.
Federteller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stützflanken (9) in Richtung der Gelenkachsen (Y1, Y2) voneinander beabstandet sind.
Federteller nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in das durch die beiden Stützflanken (9) definierte Gelenkauge eine Gelenkbuchse (11) eingesetzt ist.