DE102008052727A1

DE102008052727A1 - Spannvorrichtung für Zugmittel

Info

Publication number: DE102008052727A1
Application number: DE200810052727
Authority: DE
Inventors: Arne Borchert
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2010-05-06

Abstract

Spannvorrichtung für Zugmittel, wie einen Riemen oder eine Kette eines Zugmitteltriebs, mit einem schwenkbar in einem Gehäuse (4) gelagerten und mittels einer Spannfeder (2) gegen das Zugmittel angefederten Spannarm (1), mit einer Spannrolle (6) und mit einer Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren des Spannarms (1) gegenüber dem Gehäuse (4) als Montagehilfe, wobei der Spannarm (1) einen das Gehäuse (4) übergreifenden Ansatz (13) mit wenigstens einem radial innen gerichteten Rastvorsprung (14) und das Gehäuse (4) im Bereich des wenigstens einen Rastvorsprungs (14) wenigstens einen Arretiervorsprung (15) mit einer Rastvertiefung (16) aufweisen, dass eine Befestigungsschraube (10) für den Spannarm (1) so bemessen ist, dass der wenigstens eine Rastvorsprung (14) durch Anziehen der Befestigungsschraube (10) gegen den Axialdruck der Spannfeder (2) am wenigstens einen Arretiervorsprung (15) axial vorbeibewegbar ist, und dass der Rastvorsprung (14) nach einem Drehen des Spannarms (1) gegenüber dem Gehäuse (4) bis zum umfangsbezogenen Fluchten des Rastvorsprungs (14) mit der Rastvertiefung (16) durch Lockern der Befestigungsschraube (10) in die Rastvertiefung (16) hineinbewegbar sowie durch Anziehen der Befestigungsschraube (10) aus der Rastvertiefung (16) herausbewegbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für Zugmittel, wie einen Riemen oder eine Kette eines Zugmitteltriebs, mit einem schwenkbar in einem Gehäuse gelagerten und mittels einer Spannfeder gegen das Zugmittel angefederten Spannarm, mit einer Spannrolle und mit einer Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren des Spannarms gegenüber dem Gehäuse als Montagehilfe.
Hintergrund der Erfindung
Spannvorrichtungen dieser Bauart werden vorzugsweise in Zugmitteltrieben für Brennkraftmaschinen zum Antrieb einzelner Aggregate, wie beispielsweise Wasserpumpe, Klimakompressor und Lenkhilfspumpe eingesetzt, wobei der Antrieb von der Kurbelwelle mittels einer Riemenscheibe erfolgt. Weiterhin sind diese Spannvorrichtungen für einen als Steuertrieb zu bezeichnenden Zugmitteltrieb der Brennkraftmaschine bestimmt, der zum Antrieb einer Nockenwelle bzw. mehrerer Nockenwellen vorgesehen ist. Die Spannvorrichtung hat die Aufgabe, selbsttätig eine gleichbleibende Vorspannung des Zugmittels sowie eine Schwingungsdämpfung zu gewährleisten, unabhängig von dem Einsatzort der Brennkraftmaschine und dem Verschleißzustand des Zugmittels.
Aus der DE 689 01 765 T2 ist eine Spannvorrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt, die eine Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren des Spannarms gegenüber einem Gehäuse als Montagehilfe aufweist, bei der im vorgespannten Zustand eine Schraube in das Gehäuse und eine entsprechende Bohrung im Spannarm geschraubt wird. In diesem Zustand wird die Spannvorrichtung zur Montage an einer Brennkraftmaschine angeliefert. Nachdem am Montageband das Gehäuse der Spannvorrichtung an der Brennkraftmaschine positioniert und befestigt ist, wird die Schraube entfernt, so dass der Spannarm gegen das Zugmittel angefedert wird und selbsttätig eine gleich bleibende Vorspannung des Zugmittels gewährleistet.
Um die Arretierschraube nach der Montage an der Brennkraftmaschine beim Herausschrauben nicht zu verwürgen, so dass die Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren des Spannarms gegenüber dem Gehäuse auch bei Reparaturarbeiten bzw. dem Auswechseln des Zugmittels als Montagehilfe dienen kann, ist es bei dieser bekannten Vorrichtung erforderliche bzw. zumindest empfehlenswert, den vorgespannten Spannarm so lange in der vorgespannten Stellung zu halten, bis die Arretierschraube vollständig herausgeschraubt ist. Weiterhin ist nachteilig, dass die Arretierschraube nach der Montage vollständig entfernt wird und daher für späteren Bedarf nicht mehr vorhanden ist.
Außerdem ist eine Spannvorrichtung bekannt, bei welcher der Spannarm in seiner Montageposition gegenüber dem Gehäuse mittels eines entfernbaren Splints gehalten ist, welcher in jeweils ein Loch des Spannarms und des Gehäuses eingesetzt ist. Der Splint wird nach der Erstmontage der Spannvorrichtung abgezogen und steht im Service-Fall einem Mechaniker nicht unmittelbar zur Verfügung. Zudem muss dieser einen solchen Splint ohne direkten Sichtkontakt auf die Arretierlöcher in diese stecken, welches mit einem erhöhten Zeitaufwand verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Spannvorrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, deren Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren des Spannarms gegenüber dem Gehäuse als Montagehilfe einfach aufgebaut ist, einfach zu handhaben ist und sich auch für Reparaturzwecke bzw. für das Auswechseln des Zugmittels ohne Aufwand und zusätzliche Hilfsmittel in die vorgespannte Position versetzen lässt.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird bei einer Spannvorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass der Spannarm einen das Gehäuse übergreifenden Ansatz mit wenigstens einem radial nach innen gerichteten Rastvorsprung und das Gehäuse im Bereich des wenigstens einen Rastvorsprungs wenigstens einen Arretiervorsprung mit einer Rastvertiefung aufweisen, dass eine Befestigungsschraube für den Spannarm so bemessen ist, dass der wenigstens eine Rastvorsprung durch Anziehen der Befestigungsschraube gegen den Axialdruck der Spannfeder am wenigstens einen Arretiervorsprung axial vorbei bewegbar ist, und dass der Rastvorsprung nach einem Drehen des Spannarms gegenüber dem Gehäuse bis zum umfangsbezogenen Fluchten des Rastvorsprungs mit der Rastvertiefung durch Lockern der Befestigungsschraube in die Rastvertiefung hinein bewegbar sowie durch Anziehen der Befestigungsschraube aus der Rastvertiefung heraus bewegbar ist.
Erfindungsgemäß sind die genannten Elemente der Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren des Spannarms gegenüber dem Gehäuse dauerhaft mit dem Spannarm und dem Gehäuse verbunden; sie können damit auch einstückig hergestellt sein, so dass sie unverlierbar und wieder verwendbar sind.
Das Einrasten beim Vorspannen sowie das Arretieren des Spannarms gegenüber dem Gehäuse und auch das Ausrasten, um den Spannarm gegen das Zugmittel anzufedern, erfolgen auf einfachste Weise durch Anziehen oder Lockern der Befestigungsschraube für den Spannarm, ohne dass besondere Hilfsmittel zum Arretieren oder Spezialwerkzeuge erforderlich sind.
Der wenigstens eine Arretiervorsprung kann benachbart zur Rastvertiefung mit einem Endanschlag für den wenigstens einen Rastvorsprung versehen sein, durch den sich der Rastvorsprung gegenüber der Rastvertiefung positionieren lässt und der gleichzeitig auch als Endanschlag für die Bewegung des Spannarms dienen kann.
Wenn der wenigstens eine Arretiervorsprung, ausgehend von der Rastvertiefung eine Rampe aufweist, entlang der wenigstens eine Rastvorsprung beim Anziehen der Befestigungsschraube gleiten kann, wird erreicht, dass sich der vorgespannte Spannarm nicht schlagartig entlastet, sondern während des Schrauben der Befestigungsschraube entlang dieser Rampe gleitet, bis der Kontakt des Rastvorsprungs mit der Rampe aufgehoben ist und sich der Spannarm frei bewegen kann.
Vorzugsweise können mehrere Rastvorsprünge gleichmäßig verteilt auf dem Innenumfang des zylindrischen Ansatzes und dieselbe Anzahl Arretiervorsprünge gleichmäßig verteilt auf dem Außenumfang des topfförmig ausgebildeten Gehäuses angeordnet sein, wobei zwischen benachbarten Arretiervorsprüngen Montagelücken zum axialen Hindurchführen der Rastvorsprünge vorgesehen sind. Auf diese Weise wird die Federkraft auf mehrere Rastvorsprünge und Rastvertiefungen verteilt.
Die Spannfeder kann vorzugsweise als eine sich axial am Spannarm und am Gehäuse abstützende, zylindrische Schraubendruckfeder ausgebildet sein, deren Enden zum Aufbringen eines Spannmoments auf den Spannarm einerseits am Spannarm und andererseits am Gehäuse festgelegt sind. Die Spannfeder wirkt somit in axialer Richtung als Druckfeder gegen den Spannarm und in Schwenkrichtung des Spannarms als zylindrisch gewickelte Biegefeder, wodurch eine Platz sparende und einfache Bauweise ermöglich ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei Varianten schematisch dargestellt ist. Es zeigen
1 eine Spannvorrichtung für Zugmittel im Längsschnitt,
2 eine auseinander gezogene Darstellung der Spannvorrichtung gemäß 1 mit Einzelheiten der Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren des Spannarms gegenüber dem Gehäuse, und
3 Detailansicht einer Abwandlung der Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren des Spannarms gegenüber dem Gehäuse.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 ist der allgemeine Aufbau einer Spannvorrichtung für Zugmittel, wie Riemen oder Kette eines Zugmitteltriebs, ohne die Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren eines Spannarms 1 gegenüber einem Gehäuse 4 als Montagehilfe gezeigt.
Am Spannarm 1 ist eine Spannrolle 6 drehbar gelagert und mittels einer Befestigungsschraube 7 befestigt. Der Spannarm 1 übergreift mit einem zylindrischen Ansatz 13 axial und radial ein topfförmiges Gehäuse 4, das einen einstückig damit hergestellten, koaxialen Lagerzapfen 5 für eine einstückig mit dem Spannarm 1 hergestellte Lagerbuchse 8 aufweist. Die Lagerbuchse 8 des Spannarms 1 ist mittels eines Gleitlagers 3 schwenkbar auf dem Lagerzapfen 5 gelagert.
Eine zylindrische Schraubendruckfeder 2 ist im topfförmigen Gehäuse 4 angeordnet und stützt sich in axialer Richtung am Boden des Gehäuses 4 und an einer axial gegenüberliegenden Fläche des Spannarms 1 ab. Zusätzlich sind die nicht dargestellten Enden der Feder 2 am Spannarm 1 und am Gehäuse 4 festgelegt, so dass die Feder 2 als Wickelfeder zum Aufbringen eines Spannmoments auf den Spannarm 1 wirkt. Zwischen dem Spannarm 1 und dem zum Spannarm 1 benachbarten Bereich des topfförmigen Gehäuses 4 ist ein Dämpfungselement 9 angeordnet, das zur Schwingungsdämpfung der Spannvorrichtung und des Zugmittels dient. Durch den Lagerzapfen 5 ist eine Befestigungsschraube 10 geführt, welche in ein nicht dargestelltes Gehäuse einer Brennkraftmaschine eingeschraubt ist. Der Schraubenkopf 11 der Befestigungsschraube 10 liegt hierzu auf einer Scheibe 12 auf, die sich am freien Ende des Lagerzapfens 5 abstützt. Eine Kontaktfläche zwischen der Lagerbuchse 8 des Spannarms 1 und der Scheibe 12 ist ebenfalls mit einem Gleitlagermaterial versehen. Auf die Scheibe 12 kann bei Nutzung einer Fange-Schraube Kosten sparend verzichtet werden.
Aus 2 ist ersichtlich, dass die Innenmantelfläche des zylindrischen Ansatzes 13 des Spannarms 1 mit mehreren, radial nach innen weisenden Rastvorsprüngen 14 versehen ist, die damit vorzugsweise einstückig hergestellt sind.
Diese Rastvorsprünge 14 wirken mit ebenfalls gleichmäßig auf dem Außenumfang des topfförmigen Gehäuses 4 verteilten Arretiervorsprüngen 15 zusammen. Die Erstreckung der Arretiervorsprünge 15 in Umfangsrichtung ist so bemessen, dass zwischen benachbarten Arretiervorsprüngen 15 Montagelücken 18 frei bleiben. Jeder Arretiervorsprung 15 weist eine Rastvertiefung 16 und benachbart dazu einen Endanschlag 17 auf.
Um den Spannarm 1 mit dem Gehäuse 4 zu verbinden, werden zunächst die Enden der Feder 2 am Spannarm 1 und im Gehäuse 4 festgelegt, beispielsweise, indem nicht dargestellte abgebogene Enden der Feder 2 in entsprechende Bohrungen in Spannarm 1 und im zylindrischen Gehäuse 4 eingeführt werden. Dann werden der Spannarm 1 und das Gehäuse 4 zueinander ausgerichtet und der Spannarm 1 gegenüber dem Gehäuse 4 verdreht (Pfeil a), bis die Rastvorsprünge 14 mit den Montagelücken 18 axial fluchten. Diese Position lässt sich im Voraus durch entsprechende Markierungen auf der Außenfläche des zylindrischen Ansatzes 13 sowie des Gehäuses 4 darstellen und ist mit dem Schenkel b des Pfeils 20 angedeutet.
In dieser vorgespannten Position b wird der Spannarm 1 axial weiter auf das Gehäuse 4 gedrückt, bis die Rastvorsprünge 14 vollständig durch die Montagelücken 18 hindurch getreten sind. Diese Montageposition der Rastvorsprünge 14 ist in 2 mit dem Anfang des Schenkels c des Pfeils 20 dargestellt. Danach wird der Spannarm 1 gegenüber dem Gehäuse 4 in Richtung des Pfeils a weitergedreht, bis die Rastvorsprünge 14 an den Endanschlägen 17 anliegen und mit den Rastvertiefungen 16 axial fluchten. Diese Montageposition der Rastvorsprünge 14 ist in 2 mit dem Ende des Schenkels c des Pfeils 20 dargestellt. Nunmehr wird die Axialkraft auf den Spannarm 1 wieder reduziert, so dass die Rastvorsprünge 14 durch den Druck der Feder 2 in die Rastvertiefungen 16 gelangen, wodurch eine sichere Arretierung des Spannarms 1 am Gehäuse 4 unter Vorspannung gegeben ist. Dies ist durch den Schenkel d des Pfeils 20 verdeutlicht.
In diesem Zustand wird die Spannvorrichtung vom Hersteller an das Montageband für die Brennkraftmaschine geliefert und lässt sich dort durch einfaches Anschrauben des Gehäuses 4 mittels der Befestigungsschraube 10 an der Brennkraftmaschine montieren. Wenn dann das Zugmittel um den gesamten Zugmitteltrieb herumgelegt ist, wird die Befestigungsschraube 10 weiter angezogen, wodurch der Spannarm 1 gegenüber dem Gehäuse 4 axial verschoben wird, bis die Rastvorsprünge 14 aus den Rastvertiefungen 16 austreten und der Spannarm 1 gegen das Zugmittel angefedert wird.
Es ergibt sich somit, dass die Montage der Spannvorrichtung mit der erforderlichen Vorspannung problemlos sowie ohne großen Kraftaufwand möglich ist und das Anfedern der Spannrolle 6 gegen das Zugmittel durch die Spannvorrichtung erst nach Beendigung der Montage der Spannvorrichtung durch das beschriebene axiale Verschieben des Spannarms 1 mittels der Befestigungsschraube 10 und das Entriegeln des Spannarms 1 bewirkt wird.
Wenn ein Austausch des Zugmittels, insbesondere eines Riemens, erforderlich ist, wird der Spannarm 1 mittels eines geeigneten Werkzeugs wieder in die vorgespannte Position gebracht, die durch die bereits erwähnten Markierungen erkennbar ist, die Befestigungsschraube 10 wird gelockert und die Rastvorsprünge 14 bewegen sich in die Rastvertiefungen 16 hinein, wodurch die erneute Verriegelung in der vorgespannten Stellung bewirkt wird, so dass sich das bisherige Zugmittel problemlos gegen ein anderes Zugmittel austauschen lässt.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform der Arretiervorsprünge 15 tritt ein schlagartiges Entspannen des vorgespannten Spannarms 1 auf, sobald die Rastvorsprünge 14 durch das Anziehen der Befestigungsschraube 10 vollständig aus den Rastvertiefungen 16 ausgetreten sind. Um dies zu vermeiden, können die Arretiervorsprünge 15 Rampen 19 aufweisen, die zu den Rastvertiefungen 16 hin verlaufen, also axial in Richtung zum Spannarm 1 hin geneigt ausgebildet sind. Wenn bei dieser Ausführungsform die Befestigungsschraube 10 angezogen wird, gleiten die Rastvorsprünge 14, ausgehend von den Rastvertiefungen 16, auf den Rampen 19 mit einer erkennbaren Axialbewegung des Spannarms 1 entlang, ohne dass es zu einem schlagartigen Entspannen des Spannarms 1 kommt. Die Steigung der Rampen 19 muss so bemessen sein, dass die Rastvorsprünge 14 in der Montageposition in den Rastvertiefungen 16 benachbart zu den Endanschlägen 17 durch die Kraft der Feder 2 sicher gehalten werden.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren des Spannarms 1 gegenüber dem Gehäuse 4 als Montagehilfe wird erreicht, dass der Montagearbeiter bei der Erstmontage der Spannvorrichtung am Band im Motorenwerk beide Hände für die Montage der Spannvorrichtung und für die Montage des Zugmittels frei hat und nicht die Spannvorrichtung mittels eines besonderen Werkzeugs in eine Montageposition gebracht werden und dort gehalten werden muss, bis das Zugmittel montiert ist. Dieser Vorteil ist noch bedeutender in einer Service-Werkstatt, da der Mechaniker bei den inzwischen sehr beengten Bauraumverhältnissen unter der Motorhaube die Spann vorrichtung nicht mehr in der Montageposition halten und das Zugmittel montieren bzw. demontieren muss.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern erstreckt sich auf alle durch die Patentansprüche erfassten Ausführungsformen. So können die Rastvorsprünge 14 auch am Gehäuse 4 und die Arretiervorsprünge 15 am Spannarm 1 angeordnet sein, bzw. kann der zylindrische Ansatz 13 am Spannarm 1 in das kopfförmige Gehäuse 4 hineinragen, statt es zu übergreifen, wenn nur die Restvorsprünge 14 und die Arretiervorsprünge 15 in analoger Weise zueinander angeordnet werden.

1: Spannarm
2: Feder
3: Gleitlager
4: Gehäuse
5: Lagerzapfen
6: Spannrolle
7: Befestigungsschraube
8: Lagerbuchse
9: Dämpfungselement
10: Befestigungsschraube
11: Schraubenkopf
12: Scheibe
13: Zylindrischer Ansatz
14: Rastvorsprünge
15: Arretiervorsprünge
16: Rastvertiefungen
17: Endanschläge
18: Montagelücken
19: Rampen
20: Pfeil
a: Drehbewegung des Spannarms
b: Arretierbewegung des Spannarms
c: Arretierbewegung des Spannarms
d: Arretierbewegung des Spannarms

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 68901765 T2 [0003]

Claims

Spannvorrichtung für Zugmittel, wie Riemen oder Kette eines Zugmitteltriebs, mit einem schwenkbar in einem Gehäuse (4) gelagerten und mittels einer Spannfeder (2) gegen das Zugmittel angefederten Spannarm (1), mit einer Spannrolle (6) und einer Einrichtung zum Vorspannen und Arretieren des Spannarms (1) gegenüber dem Gehäuse (4) als Montagehilfe, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannarm (1) einen das Gehäuse (4) übergreifenden Ansatz (13) mit wenigstens einem radial nach innen gerichteten Rastvorsprung (14) und das Gehäuse (4) im Bereich des wenigstens einen Rastvorsprungs (14) wenigstens einen Arretiervorsprung (15) mit einer Rastvertiefung (16) aufweisen, dass eine Befestigungsschraube (10) für den Spannarm (1) so bemessen ist, dass der wenigstens eine Rastvorsprung (14) durch Anziehen der Befestigungsschraube (10) gegen den Axialdruck der Spannfeder (2) am wenigstens einen Arretiervorsprung (15) axial vorbei bewegbar ist, und dass der Rastvorsprung (14) nach einem Drehen des Spannarms (1) gegenüber dem Gehäuse (4) bis zum umfangsbezogenen Fluchten des Rastvorsprungs (14) mit der Rastvertiefung (16) durch Lockern der Befestigungsschraube (10) in die Rastvertiefung (16) hinein bewegbar sowie durch Anziehen der Befestigungsschraube (10) aus der Rastvertiefung (16) heraus bewegbar ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Arretiervorsprung (15) benachbart zur Rastvertiefung (16) mit einem Endanschlag (17) für den wenigstens einen Rastvorsprung (14) versehen ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Arretiervorsprung (15), ausgehend von der Rastvertiefung (16), eine Rampe (19) aufweist, entlang welcher der wenigstens eine Rastvorsprung (14) beim Anziehen der Befestigungsschraube (10) gleiten kann.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rastvorsprünge (14) gleichmäßig verteilt auf dem Innenumfang des zylindrischen Ansatzes (13) und dieselbe Anzahl an Arretiervorsprüngen (15) gleichmäßig verteilt auf dem Außenumfang des topfförmig ausgebildeten Gehäuses (4) angeordnet sind, und dass zwischen benachbarten Arretiervorsprüngen (15) Montagelücken (18) zum axialen Hindurchführen der Rastvorsprünge (14) vorgesehen sind.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfeder (2) als sich axial am Spannarm (1) und am Gehäuse (4) abstützende, zylindrische Schraubendruckfeder ausbildet ist und ihre Enden zum Aufbringen eines Spannmoments auf den Spannarm (1) einerseits am Spannarm (1) und andererseits am Gehäuse (3) festgelegt sind.