DE102007001910A1

DE102007001910A1 - Spann- und Dämpfungselement eines Riemenspanners eines Riementriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102007001910A1
Application number: DE200710001910
Authority: DE
Inventors: Johann Singer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spann- und Dämpfungselement (1; 16) eines Riemenspanners (2; 17) eines Riementriebs einer Brennkraftmaschine, wobei das Spann- und Dämpfungselement (1; 16) in einem ringförmigen Gehäuse (3; 18) mit einer Achse (4; 19) angeordnet ist und aus einer Anordnung von Blattfedern (6; 23) besteht und wobei das Gehäuse (3; 18) einen Hebelarm (21) aufweist, an dessem Ende eine Spannrolle (22) drehbar gelagert ist. Um das Spann- und Dämpfungselement einfacher und wirksamer zu gestalten, ist vorgesehen, dass Schenkelenden (7, 8; 24, 25) wenigstens einer Blattfeder (6; 23) tangential an einer inneren Mantelfläche (9; 26) des Gehäuses (3; 18) befestigt sind, wobei sich ein mittlerer Abschnitt (10; 27) der Blattfeder (6; 23) gleitend an einem mit der Achse (4; 19) drehfest verbundenen Polygon (11; 28) abstützt und durch wenigstens einen an das Polygon (11; 28) angeformten Nocken (12; 29) spannbar ist und wobei die Anzahl der Nocken (12; 29) des Polygons (11; 28) der Anzahl der Blattfedern (6; 23) entspricht.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Spann- und Dämpfungselement eines Riemenspanners eines Riementriebs einer Brennkraftmaschine, wobei das Spann- und Dämpfungselement in einem ringförmigen Gehäuse mit einer Achse angeordnet ist und aus einer Anordnung von Blattfedern besteht, wobei das Gehäuse einen Hebelarm aufweist, an dessen Ende eine Spannrolle drehbar gelagert ist.
Hintergrund der Erfindung
Durch die diskontinuierliche Arbeitsweise einer Brennkraftmaschine und wegen der dabei auftretenden Massenkräfte ist die am Kurbelzapfen der Kurbelwelle wirksame Tangentialkraft ungleichförmig, welches bedeutet, dass das Drehmoment der Brennkraftmaschine bei einer Drehung der Kurbelwelle infolge der periodisch veränderlichen Kräfte schwankt. Diese Arbeitsweise der Brennkraftmaschine ruft Drehzahlschwankungen, insbesondere Veränderungen der Winkelgeschwindigkeit hervor, die sich über einen der Brennkraftmaschine zugeordneten Zugmitteltrieb auf von diesem anzutreibende Nebenaggregate überträgt.
Die Drehzahlschwankungen führen unter anderem zu einer starken mechanischen Belastung des Zugmitteltriebes, der entsprechend der im Betrieb maximal auftretenden Belastung dimensioniert sein muss. Außerdem bewirkt die Ungleichförmigkeit in dem Zugmitteltrieb zu einer Geräuschanregung, die sich nachteilig auf den Komfort des Fahrzeugs sowie auf den Verschleiß auswirkt. Der Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine besteht dabei bekanntermaßen neben dem Zugmittel aus einer Vielzahl von drehbaren Bauteilen, beispielsweise in Form von Kurbelwellenscheibe, Umlenkrollen, Antriebsscheiben an den Nebenaggregaten, sowie aus wenigstens einem mit einer Spann- und Dämpfungsvorrichtung versehenen Riemenspanner, welcher einen von der Spann- und Dämpfungsvorrichtung drehmomentbeaufschlagten Spannarm aufweist, an dessen Ende eine Spannrolle drehbar gelagert ist.
Um systembedingte Drehungleichmäßigkeiten zumindest abzudämpfen, und um Längenänderungen des Zugmittels, wie beispielsweise eines Treibriemens im Betrieb auszugleichen, werden Riemenspanner mit Dämpfungs- und Spannmechanismen versehen, welche in einem eine Achse aufweisenden Gehäuse des Riemenspanners angeordnet sind, wobei das Gehäuse entweder durch die Spannrolle selbst oder durch einen Topf oder ein ähnliches Behältnis gebildet wird, welches kinematisch zwischen einem Spannhebel mit der Spannrolle und einem ortsfesten Bauteil, etwa das Gehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Die Spann- und Dämpfungselemente von Spannrollen bzw. von Riemenspannern werden üblicherweise mittels Schraubenfedern gebildet, welches unter anderem aus der DE 37 16 570 A1 bekannt ist, oder durch Spiralfedern realisiert ( DE 197 06 313 A1 ). Die Federn sind dabei in einem topfartigen Gehäuse angeordnet, welches ortsfest am Motorblock befestigt ist, und wirken auf einen Hebelarm ein, an dessen Ende die eigentliche Spannrolle befestigt ist, welche in Wirkverbindung mit dem Treibriemen des Riementriebes steht.
Derartige Spann- und Dämpfungselemente bedingen in der betrieblichen Pra xis ein komplexes Spanner- bzw. Einzelteiledesign mit einhergehendem aufwendigem Engineering durch langwierige Zeichnungserstellung, Musterbereitstellung, Erprobung und dergleichen. Solche Riemenspanner erfordern relativ viele Bauteile und eine spanende Bearbeitung, einen hohen Bauraumbedarf und einen vergleichsweise großen Materialeinsatz. Ebenso lassen derartige Konzepte keine Variierbarkeit hinsichtlich Mittelkraft und Dämpfung während der Motorabstimmung und keine Demontagemöglichkeit zu. Festgestellt werden konnte ebenfalls, dass bei derartigen bekannten Systemen unnütze Reibarbeit während der Slack-Phase (Spannrichtung) verrichtet wird. Bezüglich der Dämpfungsaufgabe, welche solche Riemenspanner neben dem Spannen zu erfüllen haben, sind die bislang erreichbaren Dämpfungsmomente oft zu gering. Ferner ist das Einlaufverhalten zu hoch; es findet also eine signifikante Änderung der Dämpfungseigenschaft in den ersten Betriebsstunden, die bis zu 50% betragen kann.
Es sind auch bereits gattungsgemäße Systeme vorgeschlagen worden, bei welchen Blattfedern als Spann- und Dämpfungselemente für Spannrollen genutzt werden.
So ist aus der DE 100 28 220 A1 ein Riementrieb mit Spannrolle zum Aufbringen und Aufrechterhalten einer Vorspannung eines um Riemenscheiben geschlungenen Riemens bekannt, bei welchem die Spannrolle auf einem elastischen Federarm in Form einer einzigen Blattfeder gelagert ist, der vorgespannt an einem ortsfesten Platz eines Maschinengehäuses angeordnet ist. Durch diese Bauweise werden die Funktionen eines Hebelarms und einer Vorspannfeder in einem Bauteil zusammengefasst, wobei auf eine Drehlagerung des Federarms bauartbedingt vollständig verzichtet werden kann. Der benötigte Platzbedarf für eine solche Spannvorrichtung ist gegenüber den anderen Spannvorrichtungen gemäß dem übrigen Stand der Technik deutlich reduziert, da nur eine ortsfeste Lagerung des Federarms an einem fast beliebigen Platz des Maschinengehäuses erforderlich ist.
Aus der DE 84 17 466 U1 ist eine Spannvorrichtung für Treibriemen bekannt, welche aus einem auf einem Spannbolzen diametral gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren, topfförmigen Tragkörper und einem über ein Lager darauf drehbar angeordneten Rollenmantel besteht, wobei die Feder als auf Biegung beanspruchte Blattfeder ausgebildet ist. Die Blattfeder ist dabei so angeordnet, dass der Verstellweg der Spannrolle lediglich durch die Stärke des Blattfedermaterials reduziert wird. Da die Stärke einer Blattfeder für diese Ausführung allenfalls im Millimeterbereich liegt, ist gegenüber Schraubenfedern eine deutliche Vergrößerung des Verstellweges gegeben.
Aus der DE 90 03 972 U1 ist eine Spanneinrichtung für Treibriemen mit einem Feder-Dämpfungselement bekannt, das auf einem die Spannrolle aufweisenden Hebel einwirkt, wobei das Feder-Dämpfungselement aus einem Radialdämpfer gebildet ist, dessen innerhalb einer ölgefüllten Dämpfungskammer drehbar angeordnete Nabe mit einem Zapfenansatz aus dem Element herausragt und mit dem Hebel verbunden ist sowie innerhalb der Dämpfungskammer mit Blattfedern versehen ist, welche in Zackenkammern hineinragen und dort in Schlitze aufgenommen sind, sowie innerhalb der durch die Nabe gegeneinander abgedichteten ölgefüllten Zackenkammern als Flügelverdränger wirken.
Schließlich ist aus der DE 36 43 814 A1 ein gattungsgemäßes Spann- und Dämpfungselement einer Spannvorrichtung für Treibriemen oder dergleichen mit temperaturabhängiger Verstellung in Spannrichtung bekannt, bestehend aus einer auf einem Tragkörper drehbar gelagerten Spannrolle und einem von der eigenen Temperatur der Spannvorrichtung gesteuerten Stellglied, wobei das Stellglied als durch die Temperatur im Wesentlichen biegeverformbares Bimetall-Element ausgeführt ist. Hierbei sind zwischen freien Enden der Bimetall-Elemente halbschalenförmige, die Bimetall-Elemente in Position haltende Blattfedern eingesetzt, welche mit ihren in Umfangsrichtung weisenden Enden an der radial äußeren Begrenzungsfläche und mit dem Mittelabschnitt an der radial inneren Begrenzungsfläche des ringförmigen Freiraumes unter Vorspannung anliegen.
Die bislang bekannten Lösungen, welche Blattfedern als Spann- und Dämpfungselement verwenden, bieten gegenüber Lösungen mit Schrauben-, Spiral- oder Torsionsfedern gewisse Vorteile, insbesondere was einen kompakten Aufbau betrifft. Dennoch bieten die bislang bekannten Lösungen, welche bereits Blattfedern verwenden, noch Raum für Verbesserungen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spann- und Dämpfungselement eines Riemenspanners zu schaffen, das besonders einfach aufgebaut ist und sich flexibel an bestehende Komponenten von Riementrieben anpassen lässt.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe dadurch lösen lässt, dass wenigstens eine mit ihren Schenkelenden tangential am Gehäuse festgelegte Blattfeder mit einem mit der Achse des Gehäuses verbundenen Polygon mit daran angeformten Nocken zusammenwirkt.
Die Erfindung geht daher aus von einem Spann- und Dämpfungselement eines Riemenspanners eines Riementriebs einer Brennkraftmaschine, wobei das Spann- und Dämpfungselement in einem ringförmigen Gehäuse mit einer Achse angeordnet ist und aus einer Anordnung von Blattfedern besteht, wobei das Gehäuse einen Hebelarm aufweist, an dessen Ende eine Spannrolle drehbar gelagert ist. Zudem ist vorgesehen, dass Schenkelenden wenigstens einer Blattfeder tangential an einer inneren Mantelfläche des Gehäuses befestigt sind, wobei sich ein mittlerer Abschnitt der Blattfeder gleitend an einem mit der Achse drehfest verbundenen Polygon abstützt und durch wenigstens einen an das Polygon angeformten Nocken spannbar ist, und wobei die Anzahl der Nocken des Polygons der Anzahl der Blattfedern entspricht.
Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft ein einfach aufgebautes Spann- und Dämpfungselement eines Riemenspanners geschaffen, welches aus einer geringen Anzahl von Bauraum sparenden Einzelteilen besteht. Das erfindungsgemäße Spann- und Dämpfungselement lässt sich auf einfachste Weise in bestehende Riemenspanner-Systeme integrieren, da die üblichen Riemenspanner stets ein als Gehäuse dienendes oder zumindest als Gehäuse nutzbares rotationssymmetrisches Einzelteil aufweisen. Durch die geringe Dicke der Blattfedern lassen sich diese auch in enge Räume integrieren.
Das erfindungsgemäße Spann- und Dämpfungselement zeichnet sich aus durch ein besonders einfaches Design, durch niedrige Herstellkosten, durch einen geringen axialen Bauraumbedarf und vor allem durch eine Mehrfachverwendbarkeit von einzelnen Bauteilen.
In Untersuchungen hat sich überraschend herausgestellt, dass erfindungsgemäße Spann- und Dämpfungselemente gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art eine gesteigerte Funktion und Lebensdauer aufweisen sowie einen zuverlässigeren Betrieb ermöglichen.
Während beispielsweise Spiralfedern den Nachteil aufweisen, dass sie quasi zentrisch um die Rotationsachse anzuordnen sind, können Blattfedern dagegen beliebig positioniert werden. Somit lassen sich auch Exzentersysteme verwirklichen, bei denen eine Achse der Vorrichtung über den Betriebsbereich zur Einstellung eines idealen Spann- und Dämpfungskennfeldes verlagert werden kann.
Ein weiterer Vorteil des Spann- und Dämpfungselements gemäß der Erfindung ist, dass separate Gleitlager entfallen können, da die Blattfeder Stützfunktionen übernimmt, die bislang von separaten Bauteilen übernommen wurden.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Schenkelenden wenigstens einer Blattfeder an der inneren Mantelfläche des Gehäuses kraftschlüssig befestigt sind. In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass die Schenkelenden wenigstens einer Blattfeder an einem Klemmkörper kraft- oder formschlüssig befestigt sind, wobei der Klemmkörper am Gehäuse befestigt ist.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei Blattfedern jeweils ein gabelförmiges Schenkelende und ein zungenförmiges Schenkelende aufweisen, wobei eine Zunge einer Blattfeder durch die Gabel der jeweils anderen Blattfeder hindurchführbar ist.
Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass Hohlräume im Gehäuse zumindest teilweise mit Dämpfungskissen ausgefüllt sind. Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass die Dämpfungskissen zumindest teilweise an wenigstens einer Blattfeder anliegen.
In einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzahl der Blattfedern zwischen eins und zwanzig, vorzugsweise zwischen drei und neun beträgt.
Besonders vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Blattfedern aus nicht rostendem Federstahl mit einer Festigkeit bis über 2000 N/mm² bestehen. Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass durch Verdrehen des Gehäuses des Riemenspanners das Polygon mit daran angeformten Nocken verdreht und wenigstens eine Blattfeder gespannt oder entspannt ist.
Besonders vorteilhaft ist schließlich eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Achse des Spann- und Dämpfungselements zentrisch oder exzentrisch zum Gehäuse angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt
1 eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Spann- und Dämpfungselements eines Riemenspanners gemäß der Erfindung,
2 eine Blattfeder aus 1 in Draufsicht,
3 eine Teilschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Spann- und Dämpfungselements eines Riemenspanners gemäß der Erfindung, und
4 eine Schnittansicht des Spann- und Dämpfungselements gemäß 3.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Spann- und Dämpfungselements 1 eines nur teilweise dargestellten Riemenspanners 2 in Teilschnittansicht dargestellt. Der Riemenspanner 2 weist ein ringförmiges Gehäuse 3 für das Spann- und Dämpfungselement 1 auf. Eine zentrale Achse 4 des Riemenspanners 2 ist drehfest mit einem Schraubbolzen 5 verbunden und am Gehäuse 3 festgelegt. An das Gehäuse 3 ist ein in 1 nicht dargestellter Hebelarm angeformt, an dessen Ende eine ebenfalls in 1 nicht dargestellte Spannrolle drehbar gelagert ist.
Das Spann- und Dämpfungselement 1 besteht aus einer Anordnung von Blattfedern 6, im Ausführungsbeispiel gemäß 1 aus drei Blattfedern 6. Die Schenkelenden 7 und 8 der Blattfedern 6 sind tangential, also axial gegeneinander versetzt, an einer inneren Mantelfläche 9 des Gehäuses 3 befestigt. Ein mittlerer Abschnitt 10 jeder Blattfeder 6 stützt sich gleitend und damit dämpfend an einem mit der Achse 4 bzw. der Nabe drehfest verbundenen Polygon 11 ab. An das Polygon 11 angeformte Erhebungen bzw. Abschnitte größerer radialer Erstreckung wirken als Nocken 12, durch welche die Blattfedern 6 spannbar bzw. entspannbar sind. Die Anzahl der Nocken 12 des Polygons 11 entspricht der Anzahl der Blattfedern 6, im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Polygon 11 daher drei Nocken 12 auf. Das Polygon 11 kann auf übliche Weise drehfest mit dem Schraubbolzen 5 versehen sein, beispielsweise durch eine in 1 nur angedeutete axiale Wellenverzahnung 13.
Die Blattfedern 6 sind lose in das Gehäuse 3 eingelegt und stützen sich kraftschlüssig an zwei äußeren Punkten mit ihren Schenkelenden 7, 8 an der inneren Mantelfläche 9 des Gehäuses 3 ab. Die Drehmomentübertragung erfolgt über die formschlüssige Verbindung zwischen den Nocken 12 des Polygons 11 und des Riemenspanners 2 mit den Blattfedern 6.
In 2 ist eine einzelne Blattfeder 6 in einer Draufsicht dargestellt. Zu erkennen ist dort insbesondere, dass das eine Schenkelende 7 als Gabel 14 und das andere Schenkelende 8 als Zunge 15 ausgebildet ist. Werden zwei Blattfedern 6 in das Gehäuse 3 eingesetzt, so umgreift die Gabel 14 einer Blattfeder 6 die Zunge 15 der benachbarten anderen Blattfeder 6.
In den 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Spann- und Dämpfungselements 16 in einer Draufsicht bzw. im Längsschnitt dargestellt. Das Spann- und Dämpfungselement 16 ist in einem Riemenspanner 17 eines nicht näher dargestellten Riementriebs einer Brennkraftmaschine angeordnet. Der in 3 und 4 dargstellte Riemenspanner 17 weist ein ringförmiges Gehäuse 18 für das Spann- und Dämpfungselement 16 auf. Eine zentrale Achse 19 des Riemenspanners 17 ist drehfest mit einem Schraubbolzen 20 verbunden und am Gehäuse 18 festgelegt. An das Gehäuse 18 ist einstückig ein Hebelarm 21 befestigt, an dessen Ende eine nur angedeutete Spannrolle 22 drehbar gelagert ist.
Das Spann- und Dämpfungselement 16 besteht wie das Spann- und Dämpfungselement 1 aus den 1 und 2 aus einer Anordnung von Blattfedern 23, im Ausführungsbeispiel gemäß 3 aus drei Blattfedern 23, von denen nur eine mit Bezugsziffern versehen ist. Die Schenkelenden 24 und 25 der Blattfedern 23 sind tangential, also axial zueinander versetzt, an einer inneren Mantelfläche 26 des Gehäuses 18 befestigt. Ein mittlerer Abschnitt 27 jeder Blattfeder 23 stützt sich gleitend und damit dämpfend an einem mit der Achse 19 drehfest verbundenen Polygon 28 ab. An das Polygon 28 angeformte Erhebungen wirken als Nocken 29, durch welche die Blattfedern 23 spannbar bzw. entspannbar sind. Die Anzahl der Nocken 29 des Polygons 28 entspricht der Anzahl der Blattfedern 23. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Polygon 28 daher drei Nocken 29 auf, wobei in 3 nur ein Nocken 29 mit einer Bezugsziffer versehen ist. Das Polygon 28 kann auf übliche Weise drehfest mit der Achse 19 verbunden sein, beispielsweise durch eine in 3 nur angedeutete axiale Wellenverzahnung 30.
Die Blattfedern 23 sind lose in das Gehäuse 18 eingelegt und stützen sich an den zwei äußeren Punkten mit ihren Schenkelenden 24, 25 an der inneren Mantelfläche 26 des Gehäuses 18 ab. Ansonsten entsprechen die Blattfedern 23 den Blattfedern 6 der 1 und 2 und weisen ebenfalls zu Gabeln bzw. Zungen geformte Schenkelenden 25, 26 auf, welche jedoch in den 3 und 4 nicht näher dargestellt sind.
Zusätzlich zur Abstützung der Schenkelenden 24, 25 sind zwischen diesen jeweils Klemmkörper 31 in das Gehäuse 18 eingesetzt und an diesem befestigt. Die Klemmkörper 31 bewirken nicht nur ein Verklemmen der jeweiligen Schenkelenden 24 und 25, sondern erhöhen auch noch die durch das Polygon 28 auf die Blattfedern 23 ausgeübte Federkraft. Ferner wirken die Klemmkörper 31 als Gleitelemente, an den die Schenkelenden 24, 25 gleiten können.
Um gleichzeitig die Dämpfungswirkung des Spann- und Dämpfungselements 16 zu erhöhen, sind Hohlräume des Gehäuses 18 mit Dämpfungskissen 32 aus einem elastomeren Material so ausgefüllt, dass bei Spannung des mittleren Abschnitts 27 der Blattfedern 23 diese radial an den Dämpfungskissen 32 anliegen. Im Bedarfsfalle kann aber sowohl auf die Klemmkörper 31 als auch auf die Dämpfungskissen 32 verzichtet werden.
Das Gehäuse 18 des Riemenspanners 17 ist durch den Schraubbolzen 20, der in 4 nur teilweise dargestellt ist, mit einer Grundplatte 33 verbunden, welche Bohrungen 40 aufweist, mittels derer die Grundplatte 33 beispielsweise an einen Motorblock angeschraubt werden kann.
Zur Inbetriebnahme des Riemenspanners wird beispielhaft die Spannrolle 22 unter Verschwenkung des Hebelarms 21 zunächst ungespannt an einen in 3 nur angedeuteten Treibriemen 35 angelegt. Anschließend wird das Gehäuse 18 verdreht, wodurch das mit dem Gehäuse 18 verbundene Polygon 28 ebenfalls verdreht wird, wodurch die Erhebungen 29 die Blattfedern 23 spannen. Dieser Zustand ist in 3 dargestellt. Anschließend wird das Gehäuse 18 in gespannter Stellung arretiert. Drehschwingungen, die über den Treibriemen 35 und die Spannrolle 22 in den Riemenspanner 17 übertragen werden, werden durch die Blattfedern 23 im Zusammenwirken mit den anderen genanten Bauteilen gedämpft. Üblicherweise werden die Spannsysteme zuerst an den Motorblock befestigt und anschließend der Riemen aufgelegt. Das in der sogenannten Transport- oder Montageposition befindliche Spannsystem wird nach erfolgter Riemenmontage durch Entfernen der Transportsicherung-Verriegelung (meist Sicherungsstift) in Betrieb gesetzt. Der Arbeitsbereich (Winkel) wird in der Regel durch mechanische Endstopps begrenzt, welche hier nicht näher ausgeführt sind.
Bei praktischen Untersuchungen hinsichtlich eines derart ausgeführten Riemenspanners 17 wurden Spannmomente von 12 Nm bis 72 Nm bei einer Spannkraft von 300 N bis 800 N gemessen. Die dort zu Versuchszwecken verwendeten Hebelarme 21 hatten eine Länge von 20 mm bis 120 mm, eine Amplitude von ±0,01 bis ±5 mm, einen Gesamtarbeitswinkel von 20° bis 50° und eine Dämpfungswirkung von 20% bis 60%.
Die Anzahl, Geometrie und Positionierung der Blattfedern 23 kann beliebig gewählt werden. Ebenso die Anzahl, Form und Lage der Nocken 29, die aber bezüglich ihrer Anzahl gleich der Anzahl der Blattfedern 23 ist. Fallweise kön nen auch noch zusätzliche Elemente wie Wälz-, Gleit- oder Klemmkörper in den Aufbau eingebunden werden, um ein gewünschtes Betriebsverhalten des Spann- und Dämpfungselementes hinsichtlich Spannkraft und Dämpfungsvermögen von Drehschwingungen zu erreichen.
Mit den erfindungsgemäßen Spann- und Dämpfungselementen 1 oder 16 lassen sich auch Exzentersysteme verwirklichen, bei denen eine Achse über einen Betriebsbereich zur Einstellung eines idealen Kennfeldes verlagert werden kann. Zur Erzielung der Dämpfung (Coulomb'sche Reibung) können Gleitstücke aus Kunststoff, Metall/Polymer aber auch aus Elastomerwerkstoffen eingesetzt werden. Eine Verkippung des Spannhebels, insbesondere bei so genannten Offsetspanneinheiten, kann durch gezielte Konstruktion und Anordnung der Blattfedern egalisiert werden.
Der Aufbau und die Anzahl der jeweils verwendeten Blattfedern 6 bzw. 23 kann beliebig gewählt werden, wobei sich eine Anzahl von drei bis neun als besonders vorteilhaft herausgestellt hat. Entsprechend der Anzahl der Blattfedern 6 bzw. 23 ist dann auch die Form des Polygons 11 bzw. 28 ausgebildet, welches aus Kunststoff oder als Metall-Polymer-Bauteil gefertigt sein kann. Bei fünf Blattfedern 6 bzw. 23 ist das Polygon 11 bzw. 28 daher fünfeckig mit fünf Nocken 12 bzw. 29.
Durch eine gezielte Kombination von unterschiedlichen Blattfeder- und Polygon-Charakteristiken können eine Vielzahl von Kennfeldern für erfindungsgemäße Spannvorrichtungen eingestellt werden. Je nach einzustellender Charakteristik können die Blattfedern 6 bzw. 23 aus bestimmten Werkstoffen mit entsprechenden Dicken und Breiten hergestellt sein, beispielsweise aus nicht rostendem Federstahl, der auch in Festigkeiten über 2000 N/mm² verfügbar ist.

1: Spann- und Dämpfungselement
2: Riemenspanner
3: Gehäuse
4: Achse
5: Schraubbolzen
6: Blattfeder
7: Schenkelende
8: Schenkelende
9: Innere Mantelfläche
10: Mittlerer Abschnitt der Blattfeder 6
11: Polygon
12: Nocken
13: Wellenverzahnung
14: Gabel
15: Zunge
16: Spann- und Dämpfungselement
17: Riemenspanner
18: Gehäuse
19: Achse
20: Schraubbolzen
21: Hebelarm
22: Spannrolle
23: Blattfeder
24: Schenkelende
25: Schenkelende
26: Innere Mantelfläche
27: Mittlerer Abschnitt der Blattfeder 23
28: Polygon
29: Nocken
30: Wellenverzahnung
31: Klemmkörper
32: Dämpfungskissen
33: Grundplatte
34: Bohrung
35: Treibriemen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3716570 A1 [0005]
- DE 19706313 A1 [0005]
- DE 10028220 A1 [0008]
- DE 8417466 U1 [0009]
- DE 9003972 U1 [0010]
- DE 3643814 A1 [0011]

Claims

Spann- und Dämpfungselement (1; 16) eines Riemenspanners (2; 17) eines Riementriebs einer Brennkraftmaschine, wobei das Spann- und Dämpfungselement (1; 16) in einem ringförmigen Gehäuse (3; 18) mit einer Achse (4; 19) angeordnet ist und aus einer Anordnung von Blattfedern (6; 23) besteht, und wobei das Gehäuse (3; 18) einen Hebelarm (21) aufweist, an dessen Ende eine Spannrolle (22) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass Schenkelenden (7, 8; 24, 25) wenigstens einer Blattfeder (6; 23) tangential an einer inneren Mantelfläche (9; 26) des Gehäuses (3; 18) befestigt sind, wobei sich ein mittlerer Abschnitt (10; 27) der Blattfeder (6; 23) gleitend an einem mit der Achse (4; 19) drehfest verbundenen Polygon (11; 28) abstützt und durch wenigstens einen an das Polygon (11; 28) angeformten Nocken (12; 29) spannbar ist, und wobei die Anzahl der Nocken (12; 29) des Polygons (11; 28) der Anzahl der Blattfedern (6; 23) entspricht.
Spann- und Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelenden (7, 8; 24, 25) wenigstens einer Blattfeder (6; 23) an der inneren Mantelfläche (9; 26) des Gehäuses (3; 18) kraftschlüssig befestigt sind.
Spann- und Dämpfungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelenden (7, 8; 24, 25) wenigstens einer Blattfeder (6; 23) an einem Klemmkörper (31) kraft- oder formschlüssig befestigt sind, wobei der Klemmkörper (31) am Gehäuse (3; 18) befestigt ist.
Spann- und Dämpfungselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Blattfedern (6; 23) jeweils ein Schenkelende (7; 24) mit einer Gabel (14) und ein Schenkelende (8; 25) mit einer Zunge (15) aufweisen, wobei eine Zunge (15) einer Blattfeder (6; 23) durch die Gabel (14) der jeweils anderen Blattfeder (6; 23) hindurch führbar ist.
Spann- und Dämpfungselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Hohlräume im Gehäuse (3; 18) zumindest teilweise mit Dämpfungskissen (32) ausgefüllt sind.
Spann- und Dämpfungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungskissen (32) zumindest teilweise an wenigstens einer Blattfeder (6; 23) anliegen.
Spann- und Dämpfungselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Blattfedern (6; 23) zwischen eins und zwanzig, vorzugsweise zwischen drei und neun beträgt.
Spann- und Dämpfungselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfedern (6; 23) aus nicht rostendem Federstahl mit einer Festigkeit von bis über 2000 N/mm² bestehen.
Spann- und Dämpfungselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verdrehen des Gehäuses (3; 18) des Riemenspanners (23) das Polygon (11; 28) mit daran angeformten Nocken (12; 29) verdreht und wenigstens eine Blattfeder (6; 23) gespannt oder entspannt ist.
Spann- und Dämpfungselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (4; 19) des Spann- und Dämpfungselements (1; 16) zentrisch oder exzentrisch zum Gehäuse (3; 18) angeordnet ist.