DE102007016008A1

DE102007016008A1 - Traction unit clamping device for motor vehicle, has stabilizing body transferring radial forces, where body is supported outward at exposed spring coils adjacent to body and inward at outer side of hub pivot under pre-loading

Info

Publication number: DE102007016008A1
Application number: DE102007016008A
Authority: DE
Inventors: Johann Singer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2008-10-09

Abstract

The clamping device has a hub pivot (8) projecting from a hub part (5) and tapering toward a base part (2). A torsion spring (12) encompasses the hub pivot and designed as a cylindrical coil spring. The base part is coupled with a clamping arm (3) for production of an initial load acting on a traction unit. A stabilizing body (19) transfers radial forces and fills a gap between the torsion spring and the hub pivot approximately, where the body is supported outward at exposed spring coils (20) adjacent to the body and inward at an outer side (24) of the hub pivot under pre-loading.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Zugmittelspannvorrichtung, beispielsweise für einen Zugmitteltrieb zum Antrieb von Nebenaggregaten an einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem an einem Maschinenteil befestigbaren Basisteil, mit einem Spannarm, der an seinem freien Ende eine Spannrolle zur Abstützung an einem Zugmittel trägt und der an seinem anderen Ende ein Nabenteil aufweist, mit dem der Spannarm an dem Basisteil über ein Gleitlager drehbar gelagert ist, mit einer dem Gleitlager zugeordneten Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Spannarmbewegungen, die zwischen einer mit dem Basisteil verbundenen Führungsbuchse und einem von dem Nabenteil vorstehenden, sich in Richtung zum Basisteil verjüngenden Nabenzapfen angeordnet ist, und mit einer als zylindrische Schraubenfeder ausgebildeten, den Nabenzapfen umgreifenden Torsionsfeder, über die das Basisteil mit dem Spannarm zur Erzeugung einer auf das Zugmittel wirksamen Vorspannung gekoppelt ist.The The invention relates to a traction device, for example for a traction drive for the drive of ancillaries on an internal combustion engine of a motor vehicle, with one on one Machine part attachable base part, with a clamping arm, the its free end a tension pulley for support on one Traction carries and at the other end a hub part having, with the clamping arm on the base part over a Sliding bearing is rotatably mounted, with a sliding bearing associated Damping device for damping tensioning arm movements, between a guide bush connected to the base part and one protruding from the hub portion, toward the base portion tapered hub pivot is arranged, and with a formed as a cylindrical coil spring, embracing the hub journal Torsion spring, over which the base part with the clamping arm coupled to generate an effective on the traction means bias is.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Derartige automatische Spannvorrichtungen, insbesondere mechanische Riemenspanneinheiten an Riementrieben in modernen Kraftfahrzeugen mit einer Anzahl von Nebenaggregaten in einem gemeinsamen Trieb auf begrenztem Bauraum und mit hohen antreibenden Drehmomenten, sind zunehmend starken Beanspruchungen ihrer Lagerungen, Federn und Dämpfungselemente ausgesetzt.such automatic tensioning devices, in particular mechanical belt tensioning units on belt drives in modern motor vehicles with a number of Auxiliary units in a common drive in a limited space and with high driving torques, are increasingly strong Stresses on their bearings, springs and damping elements exposed.

In einer gängigen Bauweise sind die Drehachsen der an dem freien Ende des Spannarms exzentrisch zum Basisteil angeordneten kugelgelagerten Spannrolle und der Lagerung des Spannarms am Basisteil parallel ausgerichtet, so dass der Durchmesser der Spannrolle, an der das Zugmittel im Betrieb des Zugmitteltriebes angreift, rechtwinklig zur Lagerachse des Spannarms steht. Um stets eine einwandfreie Führung und Umlenkung des Zugmittels zu gewährleisten, muss diese Rechtwinkligkeit möglichst genau eingestellt und im Betrieb aufrechterhalten werden. Dem wirkt in der Praxis am Zugmitteltrieb das vorgespannte Zugmittel entgegen, dass ein Kippmoment auf den Spannarm ausübt. Dadurch kommt es zu einer Kantenbelastung der Gleitlagerung, die je nach Konstruktion der Spannvorrichtung, beispielsweise als Offset-Spanneinheit (Spannrolle steht gegenüber axial Basisteil vor) oder als Inline-Spanneinheit (Spannarm befindet sich auf der Basisteilhöhe) sowie aufgrund von Bauraumbegrenzungen, Hebelarmlänge und Designvorgaben unterschiedlich hoch ausfallen kann.In a common design are the axes of rotation of the free end of the clamping arm arranged eccentrically to the base part ball-bearing tensioner and the bearing of the clamping arm on the base part aligned in parallel so that the diameter of the tension pulley, on which engages the traction means during operation of the traction mechanism, at right angles stands to the bearing axis of the clamping arm. To always have a perfect guide and to ensure deflection of the traction device, this must Squareness adjusted as accurately as possible and in operation be maintained. This works in practice on the traction drive the prestressed traction means counteract that a tilting moment on the tensioning arm exercises. This leads to an edge load of the plain bearing, depending on the design of the clamping device, for example as Offset clamping unit (tensioning roller is opposite axial base part before) or as an inline clamping unit (clamping arm is located on the Base part height) as well as due to installation space limitations, Lever arm length and design specifications vary high can.

Um diesen Belastungen standzuhalten und gleichzeitig den gestiegenen Lebensdaueranforderungen Rechnung zu tragen, werden deshalb die Radiallagerungen der Spannarme mittlerweile nicht selten mit hochwertigen Lagerkomponenten, beispielsweise aus wärmebehandeltem oder beschichtetem Stahl in Wirkverbindung mit Metall-Polymer Gleitlagern ausgestattet.Around to withstand these burdens and at the same time the increased Life expectancy requirements are therefore taken into account Radial bearings of the clamping arms meanwhile often with high quality Bearing components, such as heat treated or coated steel in operative connection with metal-polymer plain bearings fitted.

Weiterhin werden zunehmend hohe und einstellbare Dämpfungsraten von automatischen Spannvorrichtungen gefordert.Farther increasingly high and adjustable damping rates of automatic tensioning devices required.

Bekannte Konusspanneinheiten mit kegeligen Gleitlagerungen und dementsprechend angepassten Reibungsbuchsen zur Dämpfung von Stößen und Schwingungen sind zur Übertragung hoher Drehmomente geeignet und erzeugen eine hohe Dämpfung, also Reibarbeit, mit Hilfe einer entsprechend ausgelegten axialen Federkraftkomponente der Torsionsfeder, die die Reibungsbuchse beaufschlagt und die durch einen geeigneten Öffnungswinkel des Konus verstärkt wird. Trotz der bereits eingesetzten hohen Federaxialkräfte (typischerweise 800 N bis 1500 N) mit entsprechend hohen Reibmomenten, ist eine weitere Erhöhung der Reibmomente gewünscht, um die von Anwendern für manche, insbesondere zukünftige, Anwendungen geforderten Dämpfungsraten zu erfüllen.Known Cone clamping units with tapered plain bearings and accordingly adapted friction bushes for damping shocks and vibrations are for transmitting high torques suitable and produce a high damping, ie friction work, by means of a correspondingly designed axial spring force component of Torsion spring, which acts on the friction bush and by reinforced a suitable opening angle of the cone becomes. Despite the already used high Federaxialkräfte (typically 800 N to 1500 N) with correspondingly high friction torques, if a further increase of the friction moments is desired, by users for some, especially future, Applications to meet required damping rates.

Zudem können sich diese Konusspanneinheiten elastizitäts- und verschleißbedingt hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Rechtwinkligkeitsanforderungen einem zulässigen Grenzbereich annähern, so dass es schwierig ist, eine gleich bleibend exakte Riemenführung über die gesamte Lebensdauer zu gewährleisten und gleichzeitig die Dämpfungsleistung weiter zu erhöhen. Daher wird eine stetige Weiterentwicklung der Spanneinheiten angestrebt.moreover These cone clamping units can be elasticated. and due to wear in terms of maintenance the squareness requirements an allowable limit approach so that it is difficult to be consistent exact belt guidance over the entire lifetime to ensure and at the same time the damping performance continue to increase. Therefore, a steady evolution the clamping units sought.

Die DE 10 2004 028 485 A1 zeigt eine solche Spannvorrichtung. Ein Basisteil, das an einem Verbrennungsmotor befestigt werden kann, weist einen Hals auf, auf den eine Führungsbuchse drehfest aufgesetzt und axial mittels einer verschraubten Spannscheibe gesichert ist. Auf der kegelförmig ausgebildeten Führungsbuchse ist der Spannarm mit einem Nabenteil drehbar gelagert, an das ein der Führungsbuchse entsprechend angepasster Nabenzapfen einstückig angeformt ist. Der Nabenzapfen wird von einer zylindrisch gewickelten Schenkelfeder umgriffen, die an ihren Enden einerseits mit dem Basisteil und andererseits mit dem Nabenteil wirkverbunden ist, so dass eine Verdrehung des Spannarms gegen das Basisteil ein rückstellendes Drehmoment der Schenkelfeder erzeugt, dass über den Spannarm und die Spannrolle eine Vorspannung des Zugmittels bewirkt.The DE 10 2004 028 485 A1 shows such a clamping device. A base part that can be attached to an internal combustion engine, has a neck on which a guide bush is mounted rotationally fixed and secured axially by means of a screwed clamping disc. On the cone-shaped guide bush, the tensioning arm is rotatably mounted with a hub part, to which a guide bushing adapted hub pin is integrally formed. The hub pin is encompassed by a cylindrically wound leg spring, which is operatively connected at its ends on the one hand to the base part and on the other hand with the hub part, so that a rotation of the clamping arm against the base part generates a restoring torque of the leg spring, that via the tensioning arm and the tensioning roller Pretension of the traction device causes.

Zur Lagerung und Dämpfung ist eine so genannte Kombibüchse vorgesehen, die sowohl als Lagerbuchse für den Spannarm bzw. dessen Nabenteil an der Führungsbuchse, als auch als Reibelement zur Dämpfung der Spanarmbewegungen auf der Führungsbuchse fungiert. Die Kombibüchse ist an ihren stirnseitigen Enden über O-Ring-Dichtungen gegen ein Austreten eines eingebrachten Gleitmittels bzw. gegen ein Eindringen von Kontaminationen geschützt.For storage and cushioning a so-called combi box is provided, both as La gerbuchse for the clamping arm or its hub part on the guide bush, as well as acting as a friction element for damping the Spanarmbewegungen on the guide bushing. The combi bushing is protected at its front ends via O-ring seals against leakage of an introduced lubricant or against ingress of contaminants.

Die Schenkelfeder wirkt neben ihrer Funktion als Torsionsfeder zusätzlich als Druckfeder, die das Nabenteil vom Basisteil weg über die Kombibüchse auf die Führungsbuchse hin belastet, wodurch ein dämpfendes Reibmoment realisiert wird. Zwischen der Spannarmseite und der Basisteilseite sind mehrere Federwindungen freiliegend, also ohne radialen Kontakt nach innen zum Nabenzapfen oder zur Führungsbuchse. Ein überwiegender Teil dieser freien Windungen kann auf einem zusätzlich auf den Nabenzapfen aufgeschobenen Dämpfungsrohr, das den Nabenzapfen in Richtung Basisteil überragt, aufliegen. Das Dämpfungsrohr hat die Aufgabe, gegebenenfalls auftretende Schwingungen der Schenkelfeder zu dämpfen, um die Gefahr von Resonanzbrüchen des Federdrahtes zu minimieren.The Leg spring acts in addition to its function as a torsion spring in addition as a compression spring, the hub part away from the base over the combi bush is loaded on the guide bush, whereby a damping friction torque is realized. Between the Clamp arm side and the base part side are several spring coils exposed, so without radial contact inwards to the hub journal or to the guide bush. A predominant part This free windings may be on an addition to the Hub pin pushed on the damping tube, which is the hub journal in the direction of the base, surmounted. The damping tube has the task, possibly occurring vibrations of the leg spring to dampen the risk of resonant rupture minimize the spring wire.

Die bekannte Spannvorrichtung weist durch die Anordnung einer konischen Führung, möglichst nahe im Bereich des Spannarms, sowie die die Führung umgreifende Schenkelfeder eine relativ hohe Stabilität auf. Nachteilig wirkt sich jedoch aus, dass die radial nach innen gerichtete Schlingkraft der Torsionsfeder in gespanntem Zustand lediglich über die letzte basisteilseitige Federwindung dem angreifenden Kippmoment, das über die resultierende Riemenkraft den Spannarm bzw. das Gleitlager beaufschlagt, entgegenwirkt. Die zwischen den endseitigen Windungen liegenden freien Windungen der Schenkelfeder tragen hingegen kaum zur Stabilisierung und Dämpfung des Spannarms bei. Auch über das gegebenenfalls vorgesehene frei überstehende Dämpfungsrohr können eher nur begrenzt Radialkräfte der Schenkelfeder in den Nabenzapfen eingeleitet werden. Das Dämpfungsrohr ist im Wesentlichen als Dämpfungselement in Querrichtung, nicht jedoch zur Kraftübertragung in radialer Richtung ausgelegt und wirksam.The known clamping device has by the arrangement of a conical Guidance, as close as possible to the area of the tensioning arm, as well as the leadership encompassing leg spring a relative high stability. However, the disadvantage is that that the radially inwardly directed looping force of the torsion spring in stretched condition only over the last base part side Spring winding the attacking overturning moment that over the resulting belt force applied to the clamping arm or the sliding bearing, counteracts. The lying between the end turns By contrast, free turns of the leg spring hardly contribute to stabilization and damping of the clamping arm at. Also about that optionally provided freely projecting damping tube can rather only limited radial forces of the leg spring be initiated in the hub. The damping tube is essentially as a damping element in the transverse direction, but not for power transmission in the radial direction designed and effective.

Eine weitere Spannvorrichtung mit einem vergleichbaren Aufbau offenbart die DE 103 60 286 A1 . Darin ist ein Dämpfungskörper vorgesehen, der spiralförmig umlaufend zwischen die einzelnen Windungen einer Schraubenfeder greift. Der Dämpfungskörper ist vorzugsweise aus einem elastisch deformierbaren Material hergestellt und kann als Außenhülse ausgebildet sein, die die Feder umschließt oder als Innenhülse ausgebildet sein, die von der Feder umschlossen wird. Dadurch werden die Windungen unabhängig vom sich je nach Spannarmstellung ändernden Windungsabstand gegeneinander gedämpft.Another clamping device with a comparable structure discloses the DE 103 60 286 A1 , Therein, a damping body is provided which engages spirally circumferentially between the individual turns of a coil spring. The damping body is preferably made of an elastically deformable material and may be formed as an outer sleeve which surrounds the spring or be formed as an inner sleeve, which is enclosed by the spring. As a result, the turns are attenuated independently of each other depending on Spannarmstellung changing pitch.

Schwerpunkt dieser Druckschrift ist es, eine von der Spannarmstellung gegenüber dem Basisteil, die sich beispielsweise durch eine Längung des Riemens verändern kann, unabhängige Drehmomentübertragung zu gewährleisten. Dies soll dadurch erreicht werden, dass die Änderung der Drehkraft mit der Winkelverstellung von Spannarm und Basisteil, wobei der Windungsabstand der Feder variiert, eine entsprechend entgegengerichtete Variierung des Dämpfungsgrades des zwischen die Federwindungen greifenden elastischen Dämpfungskörpers zur Folge hat, wodurch im Mittel ein riemenlängeninvariantes übertragbares Drehmoment zur Verfügung gestellt wird.main emphasis This document is one of the Spannarmstellung opposite the base part, for example, by an elongation of the belt can change, independent torque transmission to ensure. This is to be achieved by that the change of the torque with the angular adjustment of Clamping arm and base part, wherein the winding distance of the spring varies, a correspondingly opposite variation of the degree of damping of the elastic coil body engaging between the spring coils resulting in an average of a belt-length invariant transferable Torque is provided.

Nachteilig daran ist, dass im Bereich der freien Windungen die Schlingwirkung der Schraubenfeder zur Führung und Dämpfung nicht nutzbar ist und lediglich die letzte Windung, die an dem Nabenteil anliegt, geeignet ist Radialkräfte zu übertragen.adversely it is that in the field of free turns the Schlingwirkung the coil spring for guidance and damping not is usable and only the last turn, which rests on the hub part, is suitable to transmit radial forces.

Aus der EP 0 450 620 B1 ist ein automatischer Riemenspanner bekannt, bei dem eine vom Spannarm vorstehende Hülse auf einer Lagerbuchse drehbar gelagert ist. Die Hülse steht mit der dazwischen liegenden Lagerbuche in eine Reibungsbuchse des Basisteils hinein. Auf der Reibungsbuchse sitzt eine axial geschlitzte Kunststoff-Federbuchse auf, in der ein Schmiermittel eingebracht ist. Die Federbuchse ist wiederum von einer Schlingbuchse umgeben, die sich in axialer Richtung über einen Teil der Federbuchse erstreckt. Diese Lager- und Dämpfungsanordnung ist von einer Schraubenfeder umgeben, die das Basisteil mit dem Spannarm koppelt, wobei die Feder am basisteilseitigen Ende mit einer Federwindung die Federbuchse und am spannarmseitigen Ende mit beispielsweise zwei Federwindungen die Schlingbuchse umgreift und die übrigen Windungen dazwischen freiliegend sind.From the EP 0 450 620 B1 an automatic belt tensioner is known, in which a sleeve projecting from the clamping arm is rotatably mounted on a bearing bush. The sleeve stands with the intermediate bearing bush in a friction bushing of the base part. On the friction bush sits on an axially slotted plastic spring bushing, in which a lubricant is introduced. The spring bushing is in turn surrounded by a Schlingbuchse extending in the axial direction over part of the spring bush. This bearing and damping arrangement is surrounded by a coil spring which couples the base part with the clamping arm, wherein the spring at the base part end with a spring coil, the spring bushing and the clamping arm end with, for example, two spring coils surrounds the wrap bushing and the remaining turns are exposed therebetween.

Bei diesem Aufbau wird einerseits eine radial nach innen gerichtete Schlingkraft der Torsionsfeder im Bereich der Schlingbuchse gleichmäßig auf die Federbuchse übertragen und andererseits über die endseitigen Windungen eine Hebelkraft erzeugt, die ein angreifendes Kippmoment aufgrund der Riemenkraft kompensiert, wodurch das Gleitlager weitgehend frei von resultierenden Kippmomenten ist. Ein ähnliche Riemenspannvorrichtung ohne Schlingbuchse ist auch noch aus der DE 42 20 879 A1 bekannt.In this construction, on the one hand, a radially inwardly directed looping force of the torsion spring in the region of the wrap bushing is uniformly transmitted to the spring bushing and on the other hand generates a leverage on the end turns, which compensates an attacking overturning moment due to the belt force, whereby the sliding bearing is largely free of resulting tilting moments , A similar belt tensioning device without loop is also still from the DE 42 20 879 A1 known.

Nachteilig daran ist der relativ aufwendige Aufbau, den die zusätzlichen Bauteile, wie Federbuchse und gegebenenfalls Schlingbuchse, erfordern. Zudem ist das Ausbalancieren verschiedener Bauformen, wie Offset- oder Inline – Spannarme oder beispielsweise Änderungen der Spannarmlänge, relativ kompliziert und nicht ohne weiteres übertragbar. Auch bei diesem Aufbau bleiben die freien Federwindungen zur Hebelstabilisierung eher ungenutzt. Der Fachmann findet darin insbesondere keine Hinweise zur Nutzung der freien Federwindungen bei einer Konusspanneinheit mit relativ hohen Federaxialkräften.The disadvantage of this is the relatively complex structure, the additional components, such as spring bushing and possibly Schlingbuchse require. In addition, the balancing of various designs, such as offset or inline clamping arms or, for example, changes in the clamping arm length, re relatively complex and not easily transferable. Even with this structure, the free spring coils for lever stabilization remain unused. In particular, the person skilled in the art will find no information on the use of the free spring coils in a cone clamping unit with relatively high spring axial forces.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugmittelspannvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit aufweist, und die insbesondere dauerhaft eine stabile rechtwinklige Führung des Zugmittels bei hohen Dämpfungsraten und geringer Lagerbelastung gewährleistet.Of the Invention is based on the object, a Zugmittelspannvorrichtung to provide, which has a long life and reliability, and in particular permanently a stable rectangular guide the traction means at high damping rates and low bearing load guaranteed.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer mechanischen Riemenspanneinheit, bei der die Torsionsfeder die Gleitlagerung des Spannarms am Basisteil umschlingt, die radiale Schlingkraft des gesamten Federkörpers als Mittel zur Stabilisierung und Dämpfung des Spannarms gegen angreifende Kippmomente sowie Stoß- und Schwingungseinwirkungen effektiv nutzbar ist.Of the Invention is based on the finding that in a mechanical Belt tensioning unit, in which the torsion spring is the sliding bearing of the clamping arm wraps around the base part, the radial looping force the entire spring body as a stabilizer and damping of the clamping arm against attacking overturning moments as well as shock and vibration effects effectively usable is.

Die Erfindung geht daher aus von einer Zugmittelspannvorrichtung, beispielsweise für einen Zugmitteltrieb zum Antrieb von Nebenaggregaten an einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem an einem Maschinenteil befestigbaren Basisteil, mit einem Spannarm, der an seinem freien Ende eine Spannrolle zur Abstützung an einem Zugmittel trägt und der an seinem anderen Ende ein Nabenteil aufweist, mit dem Spannarm an dem Basisteil über ein Gleitlager drehbar gelagert ist, mit einer dem Gleitlager zugeordneten Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Spannarmbewegungen, die zwischen einer mit dem Basisteil verbundenen Führungsbuchse und einem von dem Nabenteil vorstehenden, sich in Richtung zum Basisteil verjüngenden Nabenzapfen angeordnet ist, und mit einer als zylindrische Schraubenfeder ausgebildeten, den Nabenzapfen umgreifenden Torsionsfeder, über die das Basisteil mit dem Spannarm zur Erzeugung einer auf das Zugmittel wirksamen Vorspannung gekoppelt ist.The The invention is therefore based on a Zugmittelspannvorrichtung, for example for a traction drive for the drive of ancillaries on an internal combustion engine of a motor vehicle, with one on one Machine part attachable base part, with a clamping arm, the its free end a tension pulley for support on one Traction carries and at the other end a hub part having, with the clamping arm on the base part via a sliding bearing is rotatably mounted, with a sliding bearing associated damping device for damping tension arm movements, which are between a connected to the base part guide bushing and a protruding from the hub portion, tapering towards the base portion Hub pin is arranged, and with a cylindrical helical spring trained, the hub pivot embracing torsion spring over the the base part with the clamping arm for generating a on the traction means effective bias is coupled.

Zudem ist ein Radialkräfte übertragender Stabilisierungskörper vorgesehen, der einen Zwischenraum zwischen der Torsionsfeder und dem Nabenzapfen wenigstens annähernd ausfüllt, wobei sich der Stabilisierungskörper unter Vorspannung nach außen an zu dem Stabilisierungskörper benachbarten, freiliegenden Federwindungen und nach innen an einer Außenseite des Nabenzapfens abstützt.moreover is a radial forces transmitting stabilizer body provided, a space between the torsion spring and at least approximately filling the hub wherein the stabilizing body under bias after outside adjacent to the stabilizing body, exposed spring coils and inward on an outside supported the hub pin.

Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass auch die in herkömmlichen Konusspannern freiliegenden Windungen der Torsionsfeder effektiv zur Stabilisierung des Spannarms genutzt werden.By This structure is advantageously achieved that even in conventional Conical tensioners exposed turns of the torsion spring effectively be used for stabilizing the clamping arm.

In den sich konstruktionsbedingt durch die zylindrische Schraubenfeder und den sich verjüngenden Nabenzapfen ergebenden, dazwischen liegenden Leerraum, wird der Stabilisierungskörper eingesetzt. Die Elastizität der freien Federwindungen drückt den Stabilisierungskörper unter Vorspannung gegen den Nabenzapfen und somit gegen den Spannarm. Die Elastizität der freien Windungen wird somit zur Verbesserung der Stabilisierung des Spannarms und dessen Führung auf dem Gleitlager genutzt. Zweckmäßig füllt der Stabilisierungskörper den Zwischenraum dabei im Wesentlich aus, so dass eine effektive flächige Übertragung der Radialkräfte nach innen ermöglicht wird.In due to the design by the cylindrical coil spring and the tapered hub pivot resulting therebetween lying empty space, the stabilizing body is used. The elasticity of the free spring coils presses the stabilizing body under bias against the hub journal and thus against the tension arm. The elasticity of the free Windings will thus improve the stabilization of the tensioning arm and whose leadership used on the plain bearing. expedient the stabilizing body fills the gap In essence, allowing an effective areal transfer the radial forces is allowed inside.

Besonders vorteilhaft kann dies mit einem vergleichsweise einfachen Balancierungsring realisiert werden, der zwischen der Außenseite des Nabenzapfens und der Torsionsfeder eingesetzt ist, wodurch angreifende Kippmomente besser ausbalanciert werden.Especially This can advantageously be done with a comparatively simple balancing ring be realized, between the outside of the hub pin and the torsion spring is inserted, thereby attacking tilting moments be better balanced.

Der Balancierungsring besteht vorteilhaft aus einem thermoplastischen Material. Ein derartiger Thermoplastring ist kostengünstig herstellbar und weist ein vergleichsweise geringes Gewicht auf: Zudem legt er sich an die Oberfläche des Nabenzapfens gut an und ist besonders langlebig.Of the Balancing ring is advantageously made of a thermoplastic Material. Such a thermoplastic ring is inexpensive can be produced and has a comparatively low weight: He also likes the surface of the hub and is particularly durable.

Bei einer konischen Form des Nabenzapfens kann vorgesehen sein, dass der Stabilisierungskörper ein keilförmiges Querschnittsprofil aufweist, das an seiner Außenseite im Wesentlichen gerade verlaufend an die zylindrische Innenseite der Torsionsfeder und an seiner Innenseite im Wesentlichen abgeschrägt verlaufend an die konische Außenseite des Nabenzapfens angepasst ist.at a conical shape of the hub pin can be provided that the stabilizing body a wedge-shaped cross-sectional profile having, on its outside substantially straight extending to the cylindrical inside of the torsion spring and substantially beveled on its inside adapted to the conical outside of the hub pin.

Vorzugsweise liegt der Stabilisierungskörper einerseits an der Oberfläche des Nabenzapfens formschlüssig und andererseits direkt an den Kontaktflächen der Federwindungen der zylindrischen Torsionsfeder an. Dadurch wird eine flächig gleichmäßige Übertragung der radial nach innen gerichteten Federkraft auf den Nabenzapfen in gespanntem Zustand des Spannarms erreicht. Diese Radialkraft wirkt dem Kippmoment der resultierenden Riemenkraft entgegen und gleicht dieses effektiv aus.Preferably the stabilizing body is on the one hand on the surface the hub pin form-fitting and on the other hand directly at the contact surfaces of the spring coils of the cylindrical torsion spring at. This results in a flat uniform transmission the radially inwardly directed spring force on the hub journal achieved in the clamped state of the clamping arm. This radial force acts the tilting moment of the resulting belt force counteracts and equal this effectively.

Der Balancierungsring kann somit die dauerhafte Aufrechterhaltung der Rechtwinkligkeit der Zugmittelführung signifikant unterstützen, insbesondere auch bei Spannvorrichtungen, die mit hohen Axialkräften der Torsionsfeder arbeiten. Dementsprechend wird eine Kantenbelastung des Gleitlagers weitgehend vermieden und der Verschleiß verringert.Of the Balancing ring can thus maintain the lasting Significantly increase the squareness of the traction mechanism, especially in tensioning devices with high axial forces the torsion spring work. Accordingly, an edge load of the plain bearing largely avoided and reduces wear.

Dadurch ist es einerseits möglich, eine hohe Lebensdauer bei stark beanspruchten Spannvorrichtungen sicherzustellen oder andererseits, bei vergleichsweise niedrigeren Anforderungen, besonders kostengünstige Lagerungen einzusetzen.Thereby On the one hand it is possible to have a long service life with strong to ensure stressed clamping devices or otherwise at comparatively lower requirements, particularly cost-effective To use bearings.

Weiterhin wird die Dämpfungseinrichtung, also die Reibungsbuchse, durch die Schlingkraft der freien Federwindungen über den Stabilisierungskörper zusätzlich mit einer Kraft beaufschlagt, wodurch zusätzliche Reibarbeit bereitgestellt wird, welche die Dämpfung von Spannarmbewegungen weiter verbessert.Farther is the damping device, so the friction bush, by the sling force of the free spring coils over the Stabilizing body additionally with a force applied, thereby providing additional friction work which continues the damping of tension arm movements improved.

Die Schlingwirkung, also die Kippmomentkompensation und die Reibarbeit, kann über die Elastizität der Feder eingestellt werden. Dazu kann vorgesehen sein, dass die Elastizität der Torsionsfeder über die Wahl ihres Wickelverhältnisses, also dem Verhältnis des mittleren Windungsdurchmessers zur Drahtstärke, an eine zu erzielende Schlingwirkung anpassbar ist.The Slinging effect, ie the tilting moment compensation and the friction work, can be adjusted via the elasticity of the spring become. For this purpose, it can be provided that the elasticity the torsion spring on the choice of their winding ratio, ie the ratio of the mean turn diameter for wire thickness, adaptable to a desired Schlingwirkung is.

Weiterhin kann auch der Windungsabstand variiert werden, wobei dieser in einem Schlingbereich, insbesondere im Bereich des Stabilisierungskörpers, vorzugsweise so eingestellt ist, dass die Windungen nahezu in Kontakt stehen.Farther can also be varied the winding spacing, this in one Schling area, especially in the area of the stabilization body, preferably set so that the turns are almost in contact stand.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass bei einem abgedichteten Gleitlager, in das die Reibungsbuchse vorzugsweise integriert ist, der Stabilisierungskörper auf der dem Basisteil zugewandten Seite, durch eine entsprechende form schlüssige Anpassung seiner stirnseitigen Geometrie an eine Anlagefläche des benachbarten Basisteils, gleichzeitig zur Abdichtung des Gleitlagers nach außen dient. Dadurch kann eine in diesem Bereich üblicherweise vorhandene O-Ring-Dichtung entfallen, welches sich kostengünstig und gewichtsgarend auswirkt.Furthermore can be provided that in a sealed slide bearing, in that the friction bushing is preferably integrated, the stabilizing body on the side facing the base part, by a corresponding form-fitting adaptation of its frontal geometry to a contact surface of the adjacent base part, at the same time serves to seal the sliding bearing to the outside. Thereby can be an existing in this area O-ring seal omitted, which is inexpensive and gewichtsgarend effect.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform näher erläutert. Darin zeigtThe The invention will be described below with reference to the accompanying drawings an embodiment explained in more detail. It shows

1 eine Zugmittelspannvorrichtung gemäß dem Stand der Technik in einer Seitenansicht im Schnitt, und 1 a Zugmittelspannvorrichtung according to the prior art in a side view in section, and

2 eine erfindungsgemäße Zugmittelspannvorrichtung mit einem Stabilisierungskörper in einer Seitenansicht im Schnitt. 2 a Zugmittelspannvorrichtung invention with a stabilizing body in a side view in section.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

Die 1 zeigt demnach eine bekannte, als mechanische Konusspanneinheit 1 ausgebildete automatische Zugmittelspannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb eines Verbrennungsmotors, zum Antrieb von Nebenaggregaten in einem Kraftfahrzeug. Der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise einer derartigen Konusspanneinheit ist dem Fachmann, beispielsweise aus den eingangs erwähnten Druckschriften DE 10 2004 028 485 A1 und DE 103 60 286 A1 an sich bekannt.The 1 therefore shows a known, as a mechanical cone clamping unit 1 trained automatic Zugmittelspannvorrichtung for a traction mechanism drive of an internal combustion engine, for driving ancillaries in a motor vehicle. The basic structure and operation of such a cone clamping unit is the expert, for example from the publications mentioned above DE 10 2004 028 485 A1 and DE 103 60 286 A1 known in itself.

Die gezeigte Konusspanneinheit 1 ist als eine Inline-Spanneinheit ausgebildet, die ein Basisteil 2 und einen etwa auf gleicher axialer Höhe exzentrisch zu dem Basisteil 2 angeordneten Spannarm 3 in Langarmbauweise aufweist. Der Spannarm 3 trägt eine kugelgelagerte Spannrolle 17, die sich angefedert an einem beispielsweise als Riemen ausgebildeten Zugmittel abstützt.The cone clamping unit shown 1 is designed as an inline clamping unit, which is a base part 2 and an approximately at the same axial height eccentric to the base part 2 arranged clamping arm 3 has long arm construction. The tension arm 3 carries a ball-bearing tension pulley 17 which is sprung supported on a trained example as a belt traction means.

Das Basisteil 2 ist an einem nicht dargestellten ortsfesten Maschinenteil, etwa einem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors, befestigbar, beispielsweise verschraubbar. Auf einem, an dem dem Maschinenteil abgewandten stirnseitigen Ende angeformten Hals 9 des Basisteils 2 ist eine konische, sich in Richtung des Basisteils 2 verjüngende Führungsbuchse 4 drehfest angeordnet, auf der konzentrisch ein einstückig mit dem Spannarm 3 verbundenes Nabenteil 5 über ein Gleitlager 6 drehbar gelagert ist, wobei letzteres gleichzeitig als Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist,. Die Führungsbuchse 4 ist am Basisteil 2 mittels einer Spannmutter 7 axial gesichert. Das Nabenteil 5 weist einen in Richtung Basisteil 2 sich verjüngenden Nabenzapfen 8 mit einer kegelförmigen Oberfläche auf, die sich über die Länge des Gleitlagers 6 erstreckt. Das Gleitlager 6 ist an seinen stirnseitigen Enden über jeweils eine O-Ringdichtung 10, 11 nach außen abgedichtet.The base part 2 is fastened to a stationary machine part, not shown, such as a crankcase of the internal combustion engine, for example, screwed. On a, on the machine part facing away from the front end molded neck 9 of the base part 2 is a conical, pointing towards the base part 2 tapered guide bush 4 arranged rotationally fixed on the concentric one-piece with the clamping arm 3 connected hub part 5 via a plain bearing 6 is rotatably mounted, the latter being simultaneously formed as a damping device,. The guide bush 4 is at the base part 2 by means of a clamping nut 7 axially secured. The hub part 5 points towards the base part 2 tapered hub cone 8th with a conical surface that extends the length of the journal bearing 6 extends. The plain bearing 6 is at its front ends via an O-ring seal 10 . 11 sealed to the outside.

Der Nabenzapfen 8 ist von einer als zylindrisch gewickelte Schraubenfeder ausgebildeten Torsionsfeder 12 umschlungen, die sich axial zwischen dem Basisteil 2 und dem Nabenteil 5 abstützt. Die endseitigen Windungen 21, 22 der Torsionsfeder 12 liegen dabei flächig an entsprechend ausgeformten Anlageflächen 13, 14 an, in denen sich die Federenden abstützen, so dass die Torsionsfeder 12 eine Drehkraftkopplung zwischen dem Spannarm 3 und dem Basisteil 2 herstellt. Die nabenseitige letzte Windung 21 der Torsionsfeder 12 umschlingt einen zylindrischen Übergangsbereich 15 zwischen Nabenteil 5 und Nabenzapfen 8. Die übrigen Windungen 20 im Bereich eines sich zwischen dem Nabenzapfen 8 und der Torsionsfeder 12 radial erstreckenden Zwischenraums 16 liegen frei; sie berühren also kein weiteres Bauteil.The hub cone 8th is formed by a torsion spring designed as a cylindrically wound coil spring 12 entwined, extending axially between the base part 2 and the hub part 5 supported. The end turns 21 . 22 the torsion spring 12 lie flat on correspondingly shaped contact surfaces 13 . 14 on, in which the spring ends are supported, so that the torsion spring 12 a torque coupling between the clamping arm 3 and the base part 2 manufactures. The hub-side last turn 21 the torsion spring 12 wraps around a cylindrical transition area 15 between hub part 5 and hubcaps 8th , The remaining turns 20 in the area of a between the hub journal 8th and the torsion spring 12 radially extending gap 16 are free; So they do not touch another component.

2 zeigt eine zu 1 im Wesentlichen baugleiche Konusspanneinheit 1'. Erfindungsgemäß ist jedoch in den Zwischenraum 16 ein vorteilhaft als thermoplastischer Balancierungsring ausgebildeter Stabilisierungskörper 19 eingesetzt. Der Balancierungsring 19 stützt sich mit einer über die Elastizität der Torsionsfeder 12 in gespanntem Zustand bestimmten radialen Vorspannung zwischen der Außenseite 24 des Nabenzapfens 8 und den Innenseiten der freien Windungen 20 ab. Dabei liegt der Balancierungsring 19 an dem Nabenzapfen 8 bzw. an der Torsionsfeder 12 form- bzw. kraftschlüssig an, so dass der Zwischenraum 16 zumindest weitgehend ausgefüllt ist. Stirnseitig zur Basisteilseite hin liegt der Balancierungsring 19 formschlüssig und dichtend an einer Anlagefläche 23 des Basisteils 2 an, so dass der auf dieser Seite üblicherweise vorgesehene und in 1 dargestellte O-Ring 11 entfallen kann. 2 shows one too 1 Essentially identical cone clamping unit 1' , However, according to the invention is in the space 16 an advantageously designed as a thermoplastic Balancierungsring stabilizing body 19 used. The balancie approximately ring 19 relies on an over the elasticity of the torsion spring 12 in the tensioned state certain radial bias between the outside 24 of the hub 8th and the insides of the free turns 20 from. This is the balancing ring 19 on the hub 8th or on the torsion spring 12 positive or non-positive, so that the gap 16 at least largely filled out. End face to the base part side is the balancing ring 19 positive and sealing on a contact surface 23 of the base part 2 so that on this page usually provided and in 1 illustrated O-ring 11 can be omitted.

Im montierten Zustand der Konusspanneinheit 1' am Riementrieb wird bei gespannter Torsionsfeder 12 ein Drehmoment auf den Spannarm 3 ausgeübt, welches die Spannrolle 17 einen Riemen überträgt, wodurch dieser vorgespannt ist. Gleichzeitig übt die Torsionsfeder 12 eine radial nach innen gerichtete Schlingkraft aus, die über die nabenteilseitige Endwindung 21 sowie erfindungsgemäß über die freien Windungen 20 und den Balancierungsring 19 auf den Nabenzapfen 8 übertragen wird, wodurch der Spannarm 3 gegen ein resultierendes Kippmoment des Riemens auf den Spannarm 3 stabilisiert wird. Bei Schwenkbewegungen des Spannarms 3 im Betrieb durch Schwingungen und/oder Stöße wird durch die Schlingkraft der freien Windungen 20 zusätzliche Reibarbeit zur Dämpfung der Spannarmbewegungen geleistet.In the assembled state of the cone clamping unit 1' on the belt drive is at tensioned torsion spring 12 a torque on the clamping arm 3 exercised, which is the tension roller 17 transmits a belt, whereby this is biased. At the same time, the torsion spring exercises 12 a radially inwardly directed looping force, via the hub side end turn 21 as well as according to the invention over the free turns 20 and the balancing ring 19 on the hub 8th is transferred, causing the clamping arm 3 against a resultant overturning moment of the belt on the tensioning arm 3 is stabilized. For pivoting movements of the clamping arm 3 in operation by vibrations and / or shocks is due to the sling force of the free turns 20 additional friction work for damping the tension arm movements made.

1, 1'1, 1': KonusspanneinheitConical clamping unit
22: Basisteilbase
33: Spannarmclamping arm
44: Führungsbuchseguide bush
55: Nabenteilhub part
66: Gleitlagerbearings
77: Spannmutterlocknut
88th: Nabenzapfenhub pin
99: Halsneck
1010: O-Ring-DichtungO-ring seal
1111: O-Ring-DichtungO-ring seal
1212: Torsionsfedertorsion spring
1313: Anlageflächecontact surface
1414: Anlageflächecontact surface
1515: ÜbergangsbereichTransition area
1616: Zwischenraumgap
1717: Spannrolleidler
1919: Stabilisierungskörperstabilizing body
2020: freie Windungenfree turns
2121: Endwindungend turn
2222: Endwindungend turn
2323: Anlageflächecontact surface
2424: Außenseiteoutside

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102004028485 A1 [0008, 0037]
- DE 10360286 A1 [0012, 0037]
EP 0450620 B1 [0015]
- DE 4220879 A1 [0016]

Claims

Zugmittelspannvorrichtung, for example, for a traction drive for the drive of ancillaries on an internal combustion engine of a motor vehicle, with a fastened to a machine part base part ( 2 ), with a tensioning arm ( 3 ), which at its free end a tension roller ( 17 ) for supporting on a traction means and at its other end a hub part ( 5 ), with which the tensioning arm ( 3 ) on the base part ( 2 ) via a plain bearing ( 6 ) is rotatably mounted, with a plain bearing ( 6 ) associated damping device for damping Spannarmbewegungen between one with the base part ( 2 ) connected guide bush ( 4 ) and one of the hub part ( 5 ) protruding, towards the base part ( 2 ) tapered hub pivot ( 8th ) is arranged, and formed with a cylindrical helical spring, the hub journal ( 8th ) encompassing torsion spring ( 12 ) about which the base part ( 2 ) with the tensioning arm ( 3 ) for generating a on the traction means ( 18 ) is biased, characterized in that a radial forces transmitting stabilizing body ( 19 ) is provided, a space ( 16 ) between the torsion spring ( 12 ) and the hub journal ( 8th ) at least approximately fills, wherein the stabilizing body ( 19 ) under bias to the outside to the stabilizing body ( 19 ) adjacent, exposed spring coils ( 20 ) and inside on an outside ( 24 ) of the hub ( 8th ) is supported.

Traction device according to claim 1, characterized in that the stabilizing body ( 19 ) as the hub journal ( 8th ) encompassing Balancierungsring is formed.

Traction device according to claim 1 or 2, characterized in that the stabilizing body ( 19 ) consists of a thermoplastic material.

Traction device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the stabilizing body ( 19 ) has a wedge-shaped cross-sectional profile which extends on its outside substantially straight to the cylindrical inner side of the torsion spring ( 12 ) and at its inner side substantially bevelled running to a conical outer side ( 24 ) of the hub ( 8th ) is adjusted.

Traction device according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the stabilizing body ( 19 ) at least on the surface of the hub ( 8th ) rests positively.

Traction device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that by means of the stabilizing body ( 19 ) a seal of the sliding bearing ( 6 ) outwards on the base part ( 2 ) facing side is realized.

Traction device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the damping device as a in the plain bearing ( 6 ) integrated friction bushing is formed.

Traction device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the elasticity of the torsion spring ( 12 ) is adaptable to the desired Schlingwirkung on the choice of their winding ratio.

Traction device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the elasticity of the torsion spring ( 12 ) is adaptable via the choice of their winding spacing to a Schlingwirkung to be achieved.

Traction device according to claim 9, characterized in that the winding spacing of the torsion spring ( 12 ) is set in a Schlingbereich so that the turns are at least almost in contact.