DE102007015989A1 - Mechanisch gedämpftes Spannsystem - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein mechanisch gedämpftes Spannsystem, insbesondere nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 und 5.
- Gebiet der Erfindung
- In der
DE 102 48 35 2 A1 2004.04.29 ist ein mechanisch gedämpftes Spannsystem zum Spannen von Zugmitteln wie Ketten oder Riemen eines Zugmitteltriebs beschrieben, der insbesondere zum Antrieb von Steuerwellen und Nebenaggregaten eines Verbrennungsmotors dient und er eine Spannfeder und einen motorfesten Halter aufweist. - Diese Spannvorrichtung ist wegen ihrer zahlreichen Komponenten in Herstellung und Montage aufwändig.
- Aufgabe der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Spannsystem zu schaffen, das eine kostengünstige Herstellung und Montage ermöglicht.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die Aufgabe wird gelöst, durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 5.
- Da die Bogenfedern einfach in Aufbau, Herstellung und Montage sind und eine geringe Bauteilzahl aufweisen, führt deren ausschließliche Verwendung bei den erfindungsgemäßen Spannsystemen zu geringem baulichen Aufwand und ermöglicht einen zuverlässigen Betrieb.
- Eine funktionsgerechte Anordnung des erfindungsgemäßen Spannsystems wird dadurch erreicht, dass an einem halterfernen Befestigungspunkt der Innenseite der geschlossenen Bogenspannfeder zwei offene Bogendämpfungsfedern in der Ebene der geschlossenen Bogenspannfeder vorzugsweise lösbar befestigt sind. Die lösbare Befestigung der beiden offenen Bogendämpfungsfedern bietet den Vorteil, diese auswechseln zu können und so die Dämpfungskraft unabhängig von der Vorspannkraft variierbar zu machen.
- Eine in Fertigung und Montage einfache Vorrichtung zur Befestigung der geschlossenen Bogenspannfeder an dem motorfesten Halter besteht aus einer Klemmrinne desselben, die auch zum Führen der geschlossenen Bogenspannfeder dient und die eine Engstelle zum Festklemmen derselben aufweist und die durch Schließen eines halterfesten Deckels sicherbar ist.
- Eine vorteilhafte Ausbildung der offenen Bogendämpfungsfedern besteht darin, dass diese stärker als die geschlossenen Bogenspannfedern gekrümmt sind. Dadurch ist Freiraum für die an den freien Enden der offenen Bogendämpfungsfedern befestigten Gleitschuhen geschaffen, die mit den dazu gehörenden beiden Reibflächen des motorfesten Halters in Druckkontakt stehen und dadurch der Dämpfung und Lagestabilisierung der geschlossenen Bogenspannfeder dienen.
- Es hat Vorteile, dass die beiden Reibflächen einander zugewandt und rechtwinklig zur Ebene der geschlossenen Bogenspannfeder und in deren Spannrichtung parallel oder konvergierend angeordnet sind. Bei den in Spannrichtung parallel verlaufenden Reibflächen bleibt die Reib- bzw. Dämpfungskraft beim Einfedern konstant und dient der Lagestabilisierung der geschlossenen Bogenspannfeder.
- Dem gegenüber haben konvergierende Reibflächen eine mit dem Spannweg ansteigende Dämpfungskraft zur Folge, die zu einer raschen Beruhigung des Zugmittels führt.
- Eine alternative Methode zur Senkung des Fertigungsaufwands beruht auf einem Spannsystem mit einer offenen Bogenspannfeder. Hierbei ist von Vorteil, wenn beide Enden der offenen Bogenspannfeder mit zwei als deren Verlängerung ausgebildeten offenen Bogendämpfungsfedern einstückig ausgebildet sind, welche zwei halterfeste Fixierstifte gegenläufig umgreifen sowie innerhalb der offenen Bogenspannfeder bis zu deren halterfernen Innenseite reichen und mit dieser über je einen Gleitschuh in Reibkontakt stehen. Die kostengünstige Fertigung wird durch die einstückige Ausbildung der offenen Bogenspann- und Bogendämpfungsfedern und durch deren Befestigung am motorfesten Halter mittels Fixierstiften erreicht.
- Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die offenen Bogendämpfungsfedern eines anderen Spannsystems vorzugsweise je eine Krümmung aufweisen, wobei die konvexen Seiten der offenen Bogendämpfungsfedern einander zugewandt und von der Innenseite der offenen Bogenspannfeder abgewandt sind, während die konvexen Seiten von andern offenen Bogendämpfungsfedern voneinander abgewandt und der Innenseite der offenen Bogenspannfeder zugewandt sind und in Druckkontakt mit vorzugsweise je einem halterfestem Stützstift stehen. Durch die Lage der Stützstifte ist die Federsteifigkeit der offenen Bogendämpfungsfedern beeinflussbar.
- Eine vorteilhafte Weiterbildung des motorfesten Halters besteht darin, dass dieser eine Stufe mit einer oberen Stufenfläche und einer dazu parallelen unteren Stufenfläche aufweist und dass die Fixierstifte und die Stützstifte rechtwinklig zur unteren Stufenfläche angeordnet sowie mit dieser fest verbunden und durch einen halterfesten Deckel gesichert sind.
- Bei der gegenseitigen Befestigung der Bogenfedern und bei deren Befestigung am motorfesten Halter ist es vorteilhaft, wenn die Bogenfedern einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.
- Ein einfacher Aufbau und ein geringer Verschleiß des Spannsystems werden auch dadurch erreicht, dass die Bogenspannfedern mit dem motorfesten Halter in direktem und mit dem jeweiligen Zugmittel über eine schwenkbare Spannschiene oder einen schwenkbaren, mit einer Spannrolle bestückten Spannarm in indirektem Druckkontakt stehen und auch dadurch, dass die Vorspannkraft für das Zugmittel durch ovalisieren der Bogenspannfeder variierbar ist.
- Eine vereinfachte Fertigung der erfindungsgemäßen Spannsysteme wird auch dadurch erreicht, dass deren Bogenfedern, Gleitschuhe und motorfeste Halter spiegelsymmetrisch ausgebildet und angeordnet sind.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind.
- Es zeigen:
-
1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannsystem, mit einer geschlossenen Bogenspannfeder, zwei offenen Bogendämpfungsfedern und einem motorfesten Halter, der zwei divergierende Reibflächen aufweist; -
1a einen Schnitt A:A durch das Spannsystem der1 , mit einer durch einen Deckel verschlossenen Klemmrinne; -
2 einen Querschnitt durch ein Spannsystem wie in1 , jedoch mit zwei parallelen Reibflächen; -
3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannsystem, mit einer offenen Bogenspannfeder und zwei offenen Bogendämpfungsfedern, die einstückig mit den Enden der offenen Bogenspannfeder verbunden und durch zwei halterfeste Fixierstifte lagefixiert sind; -
3a einen Schnitt B:B durch das Spannsystem von3 , mit einem Deckel zur Lagefixierung der drei Bogenfedern: -
4 einen Querschnitt durch ein Spannsystem gemäß3 , jedoch mit um 180° gedreht angeordneten, offenen Bogendämpfungsfedern, die je einen zusätzlichen, halterfesten Stützstift aufweisen; -
5 einen Querschnitt eines Spannsystems nach1m mit einer schwenkbaren Spannschiene zur indirekten Druckbeaufschlagung eines Zugmittels. -
6 einen Querschnitt eines Spannsystems nach1 , mit einem schwenkbaren, spannrollenbestückten Spannarm zur indirekten Druckbeaufschlagung eines Zugmittels; Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen In1 ist ein erfindungsgemäßes, mechanisch gedämpftes Spannsystem1 im Querschnitt dargestellt. Es dient zum Spannen von Zugmitteln wie Ketten oder Riemen eines Zugmitteltriebs, insbesondere zum Antrieb von Steuerwellen und Nebenaggregaten eines Verbrennungsmotors. - Das Spannsystem
1 weist eine geschlossene Bogenspannfeder2 , zwei offene Bogendämpfungsfedern3 ,3' und einen motorfesten Halter4 auf. Diese Bauteile sind miteinander lösbar verbunden. - Die geschlossene Bogenspannfeder
2 ist als ebene, geschlossene Biegefeder ausgebildet, deren Federdraht einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Sie besitzt eine ovale Form, deren Ovalität die Vorspannkraft für das Zugmittel bestimmt. - Die Richtung der Vorspannkraft und der Spannbewegung der geschlossenen Bogenspannfeder
2 sind durch einen Pfeil5 dargestellt. Dessen Spitze weist auf den Angriffspunkt6 der Spannkraft der geschlossenen Bogenspannfeder2 und auf einen Befestigungspunkt10 der beiden offenen Bogendämpfungsfedern3 ,3' hin. Deren Befestigung erfolgt symmetrisch zu dem Befestigungspunkt10 durch beispielsweise Nieten oder Löten an der Innenseite9 der geschlossenen Bogenspannfeder2 . - Die Verbindung der geschlossenen Bogenspannfeder
2 mit dem motorfesten Halter4 geschieht über eine rechteckige Klemmrinne7 desselben. Diese weist in ihrem Mittenbereich eine Engstelle8 auf, die zum Festklemmen der geschlossenen Bogenspannfeder2 dient. - Die Klemmrine
7 ist zu ihren Enden hin aufgeweitet. Dadurch ergibt sich eine zwangsfreie Biegebewegung der geschlossenen Bogenspannfeder2 in Art eines Biegelagers. - Im Bereich des Befestigungspunktes
10 sind die beiden offenen Bogendämpfungsfedern3 ,3' stärker als die geschlossene Bogenspannfeder2 gekrümmt. Dadurch ergibt sich innerhalb der geschlossenen Bogenspannfeder2 der für die Anordnung von Reibflächen12 ,12' des motorfesten Halters4 erforderliche Freiraum. - Die Reibflächen
12 ,12' dienen der Dämpfung von Schwingungen des Zugmittels und der geschlossenen Bogenspannfeder2 . Die Reibflächen12 ,12' sind symmetrisch zur Mittelebene28 des Spannsystems1 ausgebildet und rechtwinklig zur Ebene der geschlossenen Bogenspannfeder2 angeordnet. An den freien Enden der offenen Bogendämpfungsfedern3 ,3' sind Gleitschuhe11 ,11' aus Kunststoff befestigt. Sie gleiten auf den Reibflächen12 ,12' und entwickeln unter der Federkraft der offenen Bogendämpfungsfedern3 ,3' eine Reib- bzw. Dämpfungskraft. Da die Reibflächen12 ,12' in Einfederungsrichtung konvergieren, steigt die Dämpfungskraft proportional zur Einfederung der geschlossenen Bogenspannfeder2 an. -
1a zeigt im Schnitt A:A der1 einen Deckel13 , der die Klemmrinne7 und deren Engstelle8 verschließt und dadurch die Lage der Bogenfedern2 ,3 ,3' zusätzlich sichert. - In
2 ist ein Spannsystem14 dargestellt, das sich von dem Spannsystem1 der1 durch parallele Reibflächen15 ,15' eines Halters16 unterscheidet. Diese bewirken eine konstante Dämpfung über dem Federweg einer geschlossenen Bogenspannfeder17 . - An Stelle einer Führung durch eine Klemmrinne übernehmen in diesem Fall zwei mit Gleitschuhen
18 ,18' bestückte, offene Bogendämpfungsfedern19 ,19' die Seitenführung der geschlossenen Bogenspannfeder17 , die auf dem Halter16 aufliegt. Die offenen Bogendämpfungsfedern19 ,19' sind auf der Innenseite37 der geschlossenen Bogenspannfeder17 im Befestigungspunkt10a durch Nieten oder Löten befestigt. -
3 zeigt einen Querschnitt durch ein Spannsystem20 . Dieses weist einen motorfesten Halter21 , eine offene Bogenspannfeder22 sowie zwei offene Bogendämpfungsfedern23 ,23' auf. Letztere sind mit je einem Ende der offenen Bogenspannfeder22 einstückig verbunden. - Der motorfeste Halter
21 besitzt eine Stufe24 mit einer oberen Stufenfläche25 und einer unteren Stufenfläche26 . Auf letzterer sind zwei Fixierstifte27 ,27' rechtwinklig und symmetrisch zu einer Mittelebene28a des Halters21 befestigt. Die offenen Bogendämpfungsfedern23 ,23' umgreifen die Fixierstifte27 ,27' gegensinnig und dienen der Lagefixierung der offenen Bogenspannfeder22 und der offenen Bogendämpfungsfedern23 ,23' . Diese reichen innerhalb der offenen Bogenspannfeder22 bis zu deren halterfernen Innenseite30 und stehen mit dieser über je einen Gleitschuh47 ,47' in dämpfendem Reibkontakt. - In
3a ist ein Schnitt B:B der3 dargestellt. Die Stufe24 zwischen der unteren Stufenfläche26 und der oberen Stufenfläche25 schafft den Freiraum für die offene Bogenspannfeder22 und die offenen Bogendämpfungsfedern23 ,23' , die die Fixierstifte27 ,27' umgreifen. Mit einem Deckel31 wird die axiale Lage der Bogenfedern22 ,23 ,23' gesichert. - In
4 ist ein Spannsystem32 im Querschnitt dargestellt, das dem Spannsystem20 der3 ähnlich ist. Es besitzt einen motorfesten Halter33 mit einer Stufe34 , an deren unterer Stufenfläche35 zwei Fixierstifte36 ,36' befestigt sind. Diese werden von zwei offenen Bogendämpfungsfedern39 ,39' gegensinnig umgriffen, die einstückig mit den Enden einer offenen Bogenspannfeder38 verbunden sind. Sie reichen innerhalb derselben bis zu deren halterfernen Innenseite40 und stehen mit dieser über je einen Gleitschuh41 ,41' in dämpfendem Reibkontakt. - Die offenen Bogendämpfungsfedern
39 ,39' sind gegenüber den offenen Bogendämpfungsfedern23 ,23' von3 um ca. 180° gedreht angeordnet, so dass deren konvexe Seiten42 ,42' im Gegensatz zu den konvexen Seiten29 ,29' der offenen Bogendämpfungsfedern23 ,23' zur Innenseite40 der offenen Bogenspannfeder38 gerichtet sind und in Druckkontakt mit je einem halterfesten Stützstift43 ,43' stehen. Diese stehen wie die Fixierstifte36 ,36' rechtwinklig zur unteren Stufenfläche35 und sind mit dieser fest verbunden. - Die
5 und6 zeigen das Spannsystem1 mit geschlossener Bogenspannfeder2 und motorfestem Halter4 in Druckkontakt mit einer schwenkbaren Spannschiene44 oder mit einem eine Spannrolle45 tragendem, schwenkbarem Spannarm46 . Aus beiden Figuren ist die geringe Anzahl und einfache Ausbildung der Bauelemente und der dadurch bedingte geringe Bauaufwand der erfindungsgemäßen Spannsysteme ersichtlich. -
- 1
- Spannsystem
- 2
- geschlossene Bogenspannfeder
- 3
- offene Bogendämpfungsfeder
- 3'
- offene Bogendämpfungsfeder
- 4
- motorfester Halter
- 5
- Pfeil
- 6
- Kraftangriffspunkt
- 7
- Klemmrinne
- 8
- Engstelle
- 9
- Innenseite
der geschlossenen Bogenspannfeder
2 - 10
- Befestigungspunkt
- 10a
- Befestigungspunkt
- 11
- Gleitschuh
- 11'
- Gleitschuh
- 12
- Reibfläche
- 12'
- Reibfläche
- 13
- Deckel
- 14
- Spannsystem
- 15
- Reibfläche
- 15'
- Reibfläche
- 16
- Halter
- 17
- geschlossene Bogenspannfeder
- 18
- Gleitschuh
- 18'
- Gleitschuh
- 19
- offene Bogendämpfungsfeder
- 19'
- offene Bogendämpfungsfeder
- 20
- Spannsystem
- 21
- Halter
- 22
- offene Bogenspannfeder
- 23
- offene Bogendämpfungsfeder
- 23'
- offene Bogendämpfungsfeder
- 24
- Stufe
- 25
- obere Stufenfläche
- 25a
- obere Stufenfläche
- 26
- untere Stufenfläche
- 27
- Fixierstift
- 27'
- Fixierstift
- 28
- Mittelebene
- 28a
- Mittelebene
- 29
- konvexe Seite
- 29'
- konvexe Seite
- 30
- Innenseite
der offenen Bogenspannfeder
22 - 31
- Deckel
- 32
- Spannsystem
- 33
- Halter
- 34
- Stufe
- 35
- untere Stufenfläche
- 36
- Fixierstift
- 36'
- Fixierstift
- 37
- Innenseite der geschlossenen Bogenspannfeder
- 38
- offene Bogenspannfeder
- 39
- offene Bogendämpfungsfeder
- 39'
- offene Bogendämpfungsfeder
- 40
- Innenseite
der offenen Bogenspannfeder
38 - 41
- Gleitschuh
- 41'
- Gleitschuh
- 42
- konvexe Seite
- 42'
- konvexe Seite
- 43
- Stützstift
- 43'
- Stützstift
- 44
- schwenkbare Spannschiene
- 45
- Spannrolle
- 46
- Schwenkbarer Spannarm
- 47
- Gleitschuh
- 47'
- Gleitschuh
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10248352 A1 [0002]
Claims (10)
- Mechanisch gedämpftes Spannsystem zum Spannen von Zugmitteln wie Ketten oder Riemen eines Zugmitteltriebs, der insbesondere zum Antrieb von Steuerwellen und Nebenaggregaten eines Verbrennungsmotors dient und der eine Spannfeder und einen motorfesten Halter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannsystem (
1 ,14 ) eine als geschlossene Bogenspannfeder (2 ,17 ) ausgebildete Spannfeder und zwei als offene Bogendämpfungsfedern (3 ,3' ;19 ,19' ) ausgebildete Dämpfungsfedern aufweist, wobei die Letzteren mit der geschlossenen Bogenspannfeder (2 ,17 ) und einem motorfesten Halter (4 ,16 ) lösbar verbunden sind. - Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Spannsystem (
1 ,14 ) die beiden offenen Bogendämpfungsfedern (3 ,3' ;19 ,19' ) an einem halterfernen Befestigungspunkt (10 ,10a ) der Innenseite (9 ,37 ) der geschlossenen Bogenspannfeder (2 ,17 ) lösbar befestigt sind. - Spannsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der motorfeste Halter (
4 ) des Spannsystems (1 ) zur Führung und Lagerfixierung der geschlossenen Bogenspannfeder (2 ) eine mit einer Engstelle (8 ) versehene Klemmrinne (7 ) aufweist, die durch einen halterfesten Deckel (13 ) schließbar ist. - Spannsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die offenen Bogendämpfungsfedern (
3 ,3' ;19 ,19' ) des Spannsystems (1 ,14 ) im Bereich des Befestigungspunktes (10 ,10a ) stärker gekrümmt sind, als die geschlossene Bogenspannfeder (2 ,17 ) und dass an den freien Enden der offenen Bogendämpfungsfedern (3 ,3' ;19 ,19' ) Gleitschuhe (11 ,11' ;18 ,18' ) befestigt sind, die in Druckkontakt mit zwei Reibflächen (12 ,12' ;15 ,15' ) des motorfesten Halters (4 ,16 ) stehen, wobei die beiden Reibflächen (12 ,12' ;15 ,15' ) einander zugewandt und rechtwinklig zur Ebene der geschlossenen Bogendämpfungsfeder (2 ,17 ) sowie in deren Spannrichtung parallel oder konvergierend angeordnet sind. - Spannsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erfindungsgemäßen Spannsystem (
20 ,32 ) beide Enden einer offenen Bogenspannfeder (22 ,38 ) mit dem als deren Verlängerung ausgebildeten, offenen Bogendämpfungsfedern (23 ,23' ;39 ,39' ) einstückig ausgebildet sind, die zwei halterfeste Fixierstifte (27 ,27' ;36 ,36' ) zur Fixierung der Bogenfedern (22 ,38 ;23 ,23' ;39 ,39' ) gegenläufig umgreifen sowie innerhalb der offenen Bogenspannfeder (22 ,38 ) bis zu deren halterfernen Innenseite (30 ,40 ) reichen und mit dieser über je einen Gleitschuh (47 ,47' ;41 ,41' ) in Reibkontakt stehen. - Spannsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die offenen Bogendämpfungsfedern (
23 ,23' ;39 ,39' ) des Spannsystems (20 ,32 ) vorzugsweise je eine Krümmung aufweisen, wobei die konvexen Seiten (29 ,29' ) der offenen Bogendämpfungsfedern (23 ,23' ) einander zugewandt und von der Innenseite (30 ) der offenen Bogenspannfeder (22 ) angewandt sind, während die konvexe Seite (42 ,42' ) der offenen Bogendämpfungsfedern (39 ,39' ) voneinander abgewandt und der Innenseite (40 ) der offenen Bogenspannfeder (38 ) zugewandt sind und in Druckkontakt mit vorzugsweise je einem halterfesten Stützstift (43 ,43' ) stehen. - Spannsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein motorfester Halter (
21 ,33 ) des Spannsystems (20 ,32 ) eine Stufe (24 ,34 ) mit einer oberen Stufenfläche (25 ,25a ) und einer dazu parallelen, unteren Stufenfläche (26 ,35 ) aufweist und dass die Fixierstifte (27 ,27' ;36 ,36' ) und die Stützstifte (43 ,43' ) rechtwinklig zur unteren Stufenfläche (26 ,35 ) angeordnet sowie mit dieser fest verbunden und durch einen halterfesten Deckel (31 ) gesichert sind. - Spannsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenfedern einen Federdraht mit vorzugsweise rechteckigem oder quadratischem Querschnitt aufweisen.
- Spannsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenspannfedern (
2 ,17 :22 ,38 ) mit dem motorfesten Halter (4 ,16 ,21 ,33 ) in direktem und mit dem jeweiligen Zugmittel über eine schwenkbare Spannschiene (44 ) oder einen schwenkbaren, mit einer Spannrolle (45 ) bestückten Spannarm (46 ) in indirektem Druckkontakt stehen und dadurch, dass die Vorspannkraft für das Zugmittel durch Ovalisieren der Bogenspannfeder (2 ,17 ;22 ,38 ) variierbar ist. - Spannsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenfedern (
2 ,17 ;22 ,38 ;3 ,3' ;19 ,19' ;23 ,23' ;39 ,39' ) und die Gleitschuhe (11 ,11' ;18 ,18' ;47 ,47' ;41 ,41' ) sowie die motorfesten Halter (4 ,16 ,21 ,33 ) spiegelsymmetrisch ausgebildet und angeordnet sind.
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