DE102009014176A1

DE102009014176A1 - Riemenspanneinheit

Info

Publication number: DE102009014176A1
Application number: DE200910014176
Authority: DE
Inventors: Thorsten Liebel; Matthias Schmidl; Johann Singer; Christine Thomann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2010-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Riemenspanneinheit (1) für einen Zugmitteltrieb bestehend aus einem ortsfest an einem Gehäuse einer Brennkraftmaschine angeordneten Basisteil (2) und einem zu diesem begrenzt um eine Drehachse (3) verdrehbar angeordneten Schwenkarm (4) und einer zwischen dem Schwenkarm (4) und dem Basisteil (2) bei einer Verdrehung dieser verspannten Torsionsfeder (6), die als konzentrisch um die Drehachse (3) angeordnete Schraubenfeder (7) ausgebildet ist. Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Schraubenfeder (7) an ihren beiden Endwindungen jeweils mit axialen, parallel zur Drehachse (3) angeformten Schenkeln (8, 9) vorzusehen und mittels dieser Schenkel (8, 9) jeweils in einer parallel zur Drehachse (3) ausgerichteten Öffnung (10, 11) des Schwenkarms (4) und des Basisteils (2) drehschlüssig aufzunehmen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Riemenspanneinheit für einen Zugmitteltrieb bestehend aus einem ortsfest an einem Gehäuse einer Brennkraftmaschine angeordneten Basisteil und einem zu diesem begrenzt um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Schwenkarm und einer zwischen dem Schwenkarm und dem Basisteil bei einer Verdrehung dieser verspannten Torsionsfeder.
Hintergrund der Erfindung
Eine gattungsgemäße Riemenspanneinheit ist in der DE 2004 047 422 A1 offenbart. Die Riemenspanneinheit weist einen auf einer Nabe gegenüber dem Basisteil begrenzt verdrehbaren Schwenkarm mit einer Spannrolle auf. Die Kraft zur Abstützung der Spannrolle an dem Umschlingungsmittel wie Riemen wird durch eine als Schraubenfeder ausgebildete Torsionsfeder aufgebracht, die mittels einem Ende den Schwenkarm abstützt und ihrerseits mit dem anderen Ende an dem Basisteil abgestützt ist. Auf diese Weise wird eine drehelasti sche Verbindung zwischen Schwenkarm und Basisteil gebildet, so dass der Schwenkarm den Riemen vorspannt und in Verbindung mit der Wirkung der der Schraubenfeder zugeschalteten Reibeinrichtung eine Dämpfung von Schwingungen des Riemens gedämpft wird.
Die Schraubenfeder stützt sich hierbei mittels der Stirnflächen des Federdrahtes an entsprechenden schwenkarmseitigen beziehungsweise basisteilseitigen Mitnehmereinrichtungen ab. Bei der Verwendung derartiger schenkelfreier Torsionsfedern wirken sich ein Formfehler der Federenden stark auf die Genauigkeit der Spannkraft und die Balance des Schwenkhebels aus. Zudem ist die Einleitung der Torsionskraft in den Schwenkhebel durch die geringe Auflagefläche der Stirnseite des Federdrahtes schwer einstellbar, so dass die Gestaltfestigkeit der Torsionsfeder beansprucht wird und Bruchgefahr der Torsionsfeder besteht.
Die WO 2005 064201 A1 zeigt eine Riemenspanneinrichtung, bei dem die entsprechende Torsionsfeder als Außenschenkelfeder ausgebildet ist, die in einen längs der Drehachse vorzusehenden Schlitz eingebracht werden muss, der in aufwendiger Weise durch zusätzliche Bauteile, die in das Basisteil eingefügt werden müssen, dargestellt werden muss. Eine direkte Darstellung eines derartigen Schlitzes ist ebenfalls mit erhöhtem fertigungstechnischem Aufwand verbunden.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Riemenspanneinheit zu konzipieren, deren Torsionsfeder Anlage- und Mitnahmeflächen eindeutig und mit einfachen Mitteln festgelegt werden können.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch eine Riemenspanneinheit für einen Zugmitteltrieb bestehend aus einem ortsfest an einem Gehäuse einer Brennkraftmaschine angeordneten Basisteil und einer zu diesem begrenzt um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Schwenkarm und einem zwischen dem Schwenkarm und dem Basisteil bei einer Verdrehung dieser verspannten Torsionsfeder, die als konzentrisch um die Drehachse angeordnete Schraubenfeder ausgebildet ist, gelöst, wobei die Schraubenfeder an ihren beiden Endwindungen jeweils einen axialen, parallel zur Drehachse angeformten Schenkel aufweist und mittels dieser Schenkel jeweils in einer parallel zur Drehachse ausgerichteten Öffnung des Schwenkarms und des Basisteils drehschlüssig aufgenommen ist. Durch die Anformung von axial ausgerichteten Schenkeln an der Schraubenfeder wie Torsionsfeder der Riemenspanneinrichtung kann ein einfacher Drehschluss zwischen dem Basisteil und der Schraubenfeder einerseits und dem Schwenkarm und der Schraubenfeder andererseits erzielt werden, da lediglich entsprechende Öffnungen, beispielsweise Sacklöcher in der gewünschten Tiefe vorgesehen werden müssen. Diese können entweder bereits in Spritzgussverfahren hergestellten Bauteilen bereits maßhaltig vorgesehen werden oder nachträglich beispielsweise durch einen Bohrer oder Fräser spanend eingebracht werden, wobei der Zugang in einfacher Weise möglich ist, so dass die Öffnungen in Richtung der Drehachse in einfacher Weise und gut zugänglich vorgesehen werden können. Deswegen können auch weitere Bauteile entfallen, die gegebenenfalls zur Herstellung entsprechender unzugänglicher Öffnungen notwendig sind, wie dies beispielsweise bei einem radial ausgerichteten Schenkel einer Schraubenfeder erforderlich ist. Dabei ist die Formgeometrie der Stirnfläche ohne Bedeutung. Durch den mit engen Toleranzen einstellbaren Drahtquerschnitt und eine große Formtreue dessen Außenumfangs kann bei Bereitstellung einer in gleicher Weise eng tolerierten Öffnung ein guter Form- beziehungsweise Drehschluss mit exakt positionierten Anlageflächen und daher genau definierter Flächenpressung erzielt werden.
Dabei kann ein Form- oder Drehschluss in beide Drehrichtungen vorgesehen werden, so dass die Schraubenfeder in Drehrichtung um die Drehachse schließend und/oder öffnend vorgesehen werden kann. Wird daher eine Schraubenfeder im nicht verdrehten Zustand von Schwenkarm und Basisteil verbaut, so kann bei einer Öffnung, die in beide Drehrichtungen eine Anschlagfläche ausbildet, wie dies beispielsweise bei einer kreisrunden Öffnung der Fall ist, in beide Drehrichtungen ein der Spannung der Spannrolle entgegenwirkendes Drehmoment durch die Schraubenfeder entgegengesetzt werden. Werden eine oder beide Öffnungen für die Schenkel in Umfangsrichtung schlitzförmig ausgestaltet, kann in eine Drehrichtung eine Beaufschlagung des Schwenkarms gegenüber dem Basisteil über einen vorgegebenen Drehwinkel, der dem vollen Ausschlag des Schwenkarms entsprechen kann, ausgesetzt werden. Dabei wird die Schraubenfeder je nach Ausführung nur in eine Drehrichtung auf oder zugedreht.
Die axiale Länge der Schenkel kann so ausgestaltet werden, dass zumindest ein Schenkel einen Endanschlag für die Schraubenfeder in der entsprechenden Öffnung bildet. Dabei kann die Schraubenfeder nach dem Zusammenbau beziehungsweise Lagerung von Schwenkarm und Basisteil aufeinander mit Axialspiel untergebracht werden. Alternativ kann die Schraubenfeder bei einem axialen Anschlag beider Schenkel in den Öffnungen axial vorgespannt werden.
Zusätzlich kann die Flächenpressung zwischen den Schenkeln und den Öffnungen durch die Kontaktflächen der Schenkel an den Öffnungen eingestellt werden, dabei kann eine hohe Kontaktfläche durch ähnliche oder gleiche Radien des Drahts der Schraubenfeder und der Öffnungen erzielt werden. Weiterhin kann die Kontaktfläche erhöht und damit die Flächenpressung erniedrigt werden, indem die Eintauchtiefe der Schenkel in die Öffnungen, bei entsprechend vorgenommener Tiefe der Öffnungen – soweit bezüglich des axialen Bauraums möglich – erhöht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Riemenspanneinheit wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Schnitt durch eine Riemenspanneinheit mit einer Schraubenfeder mit axial ausgerichteten Schenkeln und
2 eine Schraubenfeder mit axial ausgerichteten Schenkeln der 1 in Ansicht.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Riemenspanneinheit 1 eines Zugmitteltriebs mit einem ortsfest, beispielsweise an einem Gehäuse der Brennkraftmaschine angebrachten Basisteil 2 und einem zu diesem begrenzt um die Drehachse 3 verlagerbaren Schwenkarm 4, der eine gegenüber diesem drehgelagerte Spannrolle 5 aufweist. Die Spannrolle 5 greift in das Umschlingungsmittel, beispielsweise einen Riemen, ein und stellt dessen Vorspannung ein und dämpft in den Zugmitteltrieb eingetragene Schwingungen durch ein Verschwenken des Schwenkarms 4. Eine die Spannung des Umschlingungsmittels ausgleichende Kraft wird dabei zwischen dem Basisteil 2 und dem Schwenkarm 4 durch die zwischen diesen verspannte Torsionsfeder 6 aufgebracht. Dieser ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Schraubenfeder 7 gebildet, die an ihrem einen Ende drehschlüssig mit dem Basisteil 2 und an ihrem anderen Ende drehschlüssig mit dem Schwenkarm 4 verbunden ist.
Der Schnitt der 1 durch die Riemenspanneinheit 1 ist so gezogen, dass die Schraubenfeder 7 jeweils mit den axial an den Federenden der Schraubenfeder 7 angeformten Schenkeln 8, 9 ersichtlich ist. Die Schenkel 8, 9 sind dabei bezüglich der Drehachse 3 um einen vorgegebenen Winkel, beispielsweise um 90° versetzt. Die Schenkel 8, 9 sind drehschlüssig in den Öffnungen 10, 11 des Basisteils beziehungsweise des Schwenkarms 4 aufgenommen. Dabei können die Schenkel 8, 9 bezüglich ihrer Länge variiert werden, so dass ein axialer Endanschlag 12 an einer oder beiden Öffnungen 10, 11 erreicht wird, so dass die Schraubenfeder mit Axialspiel oder mit axialer Vorspannung zwischen Schwenkarm 4 und Basisteil 2 untergebracht werden kann. Weiterhin können die Öffnungen 10, 11 über den Umfang schlitzförmig ausgebildet sein, so dass ein Freiwinkel ohne Einwirkung der Torsionsfeder 6 auf die Verdrehung des Schwenkarms 4 gegenüber dem Basisteil erzielt wird. Insbesondere kann ein derartiger Freiwinkel für die sich bei Verdrehung bezüglich ihres Durchmessers zusammenziehenden Schraubenfeder 7 vorgesehen werden. In die andere Drehrichtung um die Drehachse 3 wird die Schraubenfeder erweitert und belastet den Reibring 13 mit einer Normalkraft zur Einstellung eines Reibmoments mit dem Basisteil, wobei der Reibring 13 bei Verdrehung durch den Schwenkarm mitgenommen wird.
2 zeigt die Schraubenfeder 7 in Ansicht mit an den Endwindungen 14, 15 angeordneten Schenkeln 8, 9, die axial und parallel zu der Drehachse 3 des Schwenkarms 4 (1) ausgerichtet sind. Die Beaufschlagung der Schraubenfeder 7 erfolgt an den Umfangsflächen 16, 17 der Schenkel 8, 9, so dass die Formtreue der Stirnflächen 19 des Federdrahtes 18 unerheblich ist. Auf diese Weise kann eine bessere Führung und damit eine bessere Reproduzierbarkeit der Spannkraft der Schraubenfeder 7 erzielt werden. Die Einleitung der Torsionskraft in das Basisteil 2 beziehungsweise in den Schwenkarm 4 ist in gleicher Weise reproduzierbarer.

1: Riemenspanneinheit
2: Basisteil
3: Drehachse
4: Schwenkarm
5: Spannrolle
6: Torsionsfeder
7: Schraubenfeder
8: Schenkel
9: Schenkel
10: Öffnung
11: Öffnung
12: Endanschlag
13: Reibring
14: Endwindung
15: Endwindung
16: Umfangsfläche
17: Umfangsfläche
18: Federdraht
19: Stirnfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2004047422 A1 [0002]
- WO 2005064201 A1 [0004]

Claims

Riemenspanneinheit (1) für einen Zugmitteltrieb bestehend aus einem ortsfest an einem Gehäuse einer Brennkraftmaschine angeordneten Basisteil (2) und einem zu diesem begrenzt um eine Drehachse (3) verdrehbar angeordneten Schwenkarm (4) und einer zwischen dem Schwenkarm (4) und dem Basisteil (2) bei einer Verdrehung dieser verspannten Torsionsfeder (6), die als konzentrisch um die Drehachsel (3) angeordnete Schraubenfeder (7) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (7) an ihren beiden Endwindungen (14, 15) jeweils einen axialen, parallel zur Drehachse (3) angeformten Schenkel (8, 9) aufweist und mittels dieser Schenkel (8, 9) jeweils in einer parallel zur Drehachse (3) ausgerichteten Öffnung (10, 11) des Schwenkarms (4) und des Basisteils (2) drehschlüssig aufgenommen ist.
Riemenspanneinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (7) eine in eine Drehrichtung um die Drehachse (3) schließende und/oder öffnende Schraubenfeder (7) ist.
Riemenspanneinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schenkel (8, 9) als Endanschlag (12) in der Öffnung (10, 11) untergebracht ist.
Riemenspanneinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (7) axial zwischen Basisteil (2) und Schwenkarm (4) mit vorgebbarem Spiel einsetzbar ist.
Riemenspanneinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenpressung zwischen Schwenkarm (4) und Schenkel (9) und/oder Basisteil (2) und Schenkel (8) einstellbar ist.