DE102009048287A1

DE102009048287A1 - Optimierte Befestigung von Spannkomponenten für Zugmitteltriebe

Info

Publication number: DE102009048287A1
Application number: DE200910048287
Authority: DE
Inventors: Bernd Hartmann; Marco Kowalski
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine als Drehhalterung (12) ausgebildete Haltevorrichtung für ein hydraulisches Spannsystem (5) eines Zugmitteltriebs. Dazu ist ein Befestigungsauge (10) des Spannsystems (5) zur Bildung eines Drehlagers in Verbindung mit einer als ein Stufenbolzen (13) ausgeführten Schraube gelenkig an einem ortsfesten Maschinenteil positioniert. Der erfindungsgemäße Stufenbolzen (13) schließt zwischen einem Schraubenkopf (14) und einem Gewindeschaft (15) einen gestuften Lagerbereich (16) ein, auf dem im Betriebszustand das Befestigungsauge (10) des Spannsystems (5) gelenkig gelagert ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für ein hydraulisches Spannsystem eines Zugmitteltriebs. Die auch als Drehhalterung zu bezeichnende Haltevorrichtung bildet im Betriebszustand ein Drehlager. Dazu ist ein Befestigungsauge des Spannsystems auf einem Schraubenschaft einer Verschraubung beziehungsweise Schraube gelenkig positioniert, die in einem ortsfesten Bauteil verschraubt ist.
Hintergrund der Erfindung
Für verschiedene Einzelaggregate der Brennkraftmaschine, wie Wasserpumpe, Klimakompressor, Lenkhilfspumpe wird vorzugsweise zum Antrieb ein Zugmitteltrieb eingesetzt. Dazu verbindet ein Zugmittel, bevorzugt ein Riemen, die einzelnen Riemenscheiben der anzutreibenden Aggregate sowie des Abtriebsorgans, vorzugsweise eine mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundene Riemenscheibe. Zur Erzielung eines schlupffreien und weitestgehend verschleißfreien Antriebs umfasst der Zugmitteltrieb ein Spannsystem, das eine ausreichende Vorspannung des Zugmittels sicherstellt.
Bekannte hydraulische Spannsysteme umfassen einen Zylinder, in dem ein Kolben linear verschiebbar geführt ist. Zur Erzielung einer Spreizkraft im Betriebszustand ist zwischen dem Zylinder und dem Kolben eine Druckfeder eingesetzt. Sowohl dem Zylinder wie auf dem Kolben ist jeweils ein Befestigungsauge zugeordnet, über die das Spannsystem schwenkbar mit einem ortsfesten Maschinenteil sowie direkt oder indirekt mit einer am Zugmittel abgestützten Spannrolle in Verbindung steht. Die DE 198 28 309 A1 zeigt ein hydraulisches Spannelement für Zugmitteltriebe, das lösbar an einem Maschinenteil befestigt werden kann. Dazu ist bevorzugt eine Sechskantschraube vorgesehen, die in einer Bohrung des Befestigungsauges eingesetzt, in einer Gewindebohrung des Maschinenteils verschraubt ist.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bauteilvereinfachung beziehungsweise Optimierung des Drehlagers von Befestigungsaugen für hydraulische Spannsysteme zu schaffen.
Zur Lösung dieser Problemstellung umfasst die erfindungsgemäße Haltevorrichtung eine als Stufenbolzen ausgeführte Schraube, die einen gestuften Lagerbereich zwischen dem Schraubenkopf und dem Gewindeschaft einschließt. Im Betriebszustand wird der den Lagerbereich bildende Abschnitt zur Bildung eines Drehlagers von dem Befestigungsauge des hydraulischen Spannsystems umschlossen. Erfindungsgemäß bietet sich dabei eine mittelbare oder unmittelbare formschlüssige Anbindung des Befestigungspunktes an dem gestuften Lagerbereich der Schraube an. Zusammengefasst kann mit der erfindungsgemäßen, gelenkigen Haltevorrichtung vorteilhaft die Montage des Drehlagers vereinfacht sowie gleichzeitig der Montageprozess des hydraulischen Spannsystems optimiert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.
Zur Bauteiloptimierung ist erfindungsgemäß eine einstückig aufgebaute, den abgestuften Lagerbereich einschließende Schraube vorgesehen. Alternativ dazu bietet es sich an, eine Schraube mit einem separaten hülsenartig gestalteten Lagerbereich zu verwenden, der im Einbauzustand an dem Schraubenkopf abgestützt ist. Als Maßnahme, die eine leichtgängige Schwenkbewegung des hydraulischen Spannsystems gegenüber der Verschraubung im Bereich des Befestigungsauges sicherstellt, übertrifft eine axiale Länge bzw. Breite des Lagerbereichs der erfindungsgemäß gestalteten Schraube eine Breite des Befestigungsauges.
Weiterhin schließt der hülsenartig gestaltete, ein separates Bauteil bildende Lagerbereich an beiden Endseiten eine umlaufende Phase oder einen gerundeten Übergang ein. Diese konstruktive Ausbildung vermeidet einen Kantentrag des auf dem Lagerbereich geführten Befestigungsauges, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer des Drehlagers auswirkt. Diese Maßnahme ist ebenfalls auf einen einteilig gestalteten erfindungsgemäßen Stufenbolzen übertragbar, in dem der Lagerbereich im Übergang zu dem Schraubenkopf eine gerundete Nut oder eine umlaufende bildet und auf der zum Gewinde der Schraube zeigenden Seite eine umlaufende Phase oder einen gerundeten Übergang aufweist.
Die Erfindung schließt für einen zweiteilig aufgebauten Stufenbolzen weiterhin ein, dass die Bauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind. Eine aus Stahl hergestellte Schraube kann beispielsweise mit einem Lagerbereich aus Kunststoff kombiniert werden. Der Werkstoff für das den separaten Lagerbereich bildende Bauteil kann dabei im Hinblick auf geringen Verschleiß und Reibung ausgewählt werden, um eine erhöhte Lebensdauer des Drehlagers zu erzielen. Dazu eignet sich beispielsweise ein armierter und/oder glasfaserverstärkter Kunststoff. Zur Darstellung eines kostenoptimierten Bauteils kann der Lagerbereich als Spritzgussteil oder Druckgussteil ausgebildet werden. Gemäß der Erfindung kann für die Schraube und den Lagerbereich außerdem ein übereinstimmender oder voneinander abweichender Werkstoff eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Auslegung der Erfindung ist zur Bildung des Drehlagers das Befestigungsauge des Spannsystems über eine Lagerbuchse auf dem Lagerbereich der als Stufenbolzen ausgeführten Schraube geführt. Die Lagerbuchse ist dabei form- und/oder kraftschlüssig in einer Ausnehmung des Befestigungsauges eingesetzt und umschließt gleichzeitig spielbehaftet den Lagerbereich der Schraube.
Zur Befestigung der erfindungsgemäßen Schraube ist der Schraubenkopf beispielsweise als ein Mehrkantprofil ausgeführt. Alternativ dazu bietet es sich für einen zylindrisch ausgeführten Schraubenkopf an, eine als Innensechskant ausgebildete Werkzeugaufnahme stirnseitig in den Schraubenkopf einzubringen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die Figuren zeigen:
1 in einer Perspektive ein hydraulisches Spannsystem für einen Zugmitteltrieb;
2 eine Drehhalterung eines Befestigungsauges in einer Schnittansicht;
3 eine alternative Drehhalterung eines Befestigungsauges;
4 eine erfindungsgemäß als Stufenbolzen gestaltete Schraube in einer Ansicht.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 zeigt in einer Perspektive eine Spannvorrichtung 1 für einen Zugmitteltrieb. Die Vorrichtung umfasst einen um eine Drehachse 2 drehbaren Schwenkhebel 3, an dem einerseits eine drehbare Spannrolle 4 positioniert ist und an dem andererseits ein hydraulisches Spannsystem 5 gelenkig befestigt ist. Das Spannsystem 5 wird unter anderem gebildet durch einen Zylinder 6, in dem ein Kolben 7 linear verschiebbar geführt ist. Zur Erzielung einer Spreizkraft ist zwischen dem Zylinder 6 und dem Kolben 7 eine in 1 nicht abgebildete Druckfeder angeordnet. Im Betriebszustand ist das hydraulische Spannsystem über ein Befestigungsauge 8 an einem Maschinenteilen, beispielsweise dem Gehäuse einer Brennkraftmaschine lösbar befestigt. Dazu wird eine Verschraubung durch eine Bohrung 9 des Befestigungsaugen 8 geführt und in einer Gewindebohrung des Maschinenteiles verschraubt. Über ein weiteres Befestigungsauge 10 ist das hydraulische Spannsystem 5 in Verbindung mit einer Schraube 11 an dem Schwenkhebel 3 befestigt.
2 zeigt in einer Schnittansicht die erfindungsgemäße Drehhalterung 12, bestehend aus einer als Stufenbolzen 13 gebildeten Verschraubung, über die das Befestigungsauge 10 schwenkbar beziehungsweise gelenkig an dem Schwenkhebel 3 oder einem Maschinenteil befestigt ist. Der einteilig aufgebaute Stufenbolzen 13 umfasst zwischen einem Schraubenkopf 14 und einem Gewindeschaft 15 einen Lagerbereich 16, der eine von dem Befestigungsauge 10 umschlossene Stufe bildet. In der Einbaulage ist der Stufenbolzen 13 über dem Gewindeschaft 15 in einer Gewindebohrung 19 des Schwinghebels 3 eingeschraubt und dabei kraftschlüssig über eine Stirnseite 17 an einer Anlagefläche 18 des Schwinghebels 3 abgestützt. Vorteilhaft bildet der einteilig ausgeführte Stufenbolzen 13.
Zur Erzielung einer gelenkigen, spielbehafteten Anbindung des Befestigungsauges 8 an dem Stufenbolzen 13 übertrifft eine Breite S₁ des Lagerbereichs 16 eine Breite S₂ des Befestigungsauges 8 glattzylindrisch gestaltete Schraubenkopf 18 weist stirnseitig eine Werkzeugaufnahme 27 auf, bevorzugt einen Innensechskantprofil, dass zur Aufnahme eines Werkzeugs bestimmt ist, mit dem der Stufenbolzen 13 verschraubt werden kann. Die in 3 abgebildete Drehhalterung 22 umfasst einen Stufenbolzen 23, bestehend aus einer handelsüblichen Sechskant- oder Innensechskantschraube, die zur Bildung des Lagerbereichs eine separate Hülse 21 einschließt. In einem radialen von den Befestigungsaugen 10 und der Hülse 21 begrenzten Ringspalt ist eine Lagerbuchse 20 eingesetzt, auf der das Befestigungsauge 10 schwenkbar gelagert ist. Im Einbauzustand sind die Bauteile Hülse 21 und Lagerbuchse 20 ortsfest lagefixiert, wobei unter Berücksichtigung eines definierten Einbauspiel hinsichtlich der zusammenwirkenden Durchmesser und der Bauteilbreiten das Befestigungsauge 10 auf der Lagerbuchse 20 drehbar angeordnet ist.
Den Stufenbolzen 13 gemäß 2 zeigt die 3 in einer Einzelteilzeichnung. Der Lagerbereich 16 schließt sowohl auf der zum Schraubenkopf 14 als auch zu dem Gewindeschaft 15 gerichteten Seite eine Phase 24, 25 ein. Diese Maßnahme verhindert, dass sich im Einbauzustand einen Kantentrag des Befestigungsauges 10 in einer Übergangszone zwischen einer Mantelfläche 26 und der Stirnseite 17 beziehungsweise dem Schraubenkopf 14 einstellt. Gegenüber dem Stufenbolzen 23 gemäß 3 bildet der einteilig ausgeführte Stufenbolzen 13 vorteilhaft eine vergrößerte Stirnfläche 17, wodurch sich im Betriebszustand eine gewünschte verringerte Flächenpressung einstellt, die sich vorteilhaft auf die Schraubverbindung auswirkt.
Bezugszeichenliste

1: Spannvorrichtung
2: Drehachse
3: Schwenkhebel
4: Spannrolle
5: Spannsystem
6: Zylinder
7: Kolben
8: Befestigungsauge
9: Bohrung
10: Befestigungsauge
11: Schraube
12: Drehhalterung
13: Stufenbolzen
14: Schraubenkopf
15: Gewindeschaft
16: Lagerbereich
17: Stirnseite
18: Anlagefläche
19: Gewindebohrung
20: Lagerbuchse
21: Hülse
22: Drehhalterung
23: Stufenbolzen
24: Phase
25: Phase
26: Mantelfläche
27: Werkzeugaufnahme

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 19828309 A1 [0003]

Claims

Haltevorrichtung für ein hydraulisches Spannsystem (5) eines Zugmitteltriebs, ausgebildet als Drehhalterung (12, 22), mit der ein Befestigungsauge (8, 10) des Spannsystems (5) zur Bildung eines Drehlagers in Verbindung mit einer Schraube gelenkig an einem ortsfesten Bauteil oder Maschinenteil positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube als ein Stufenbolzen (13, 23) ausgeführt ist, der zwischen einem Schraubenkopf (14) und einen Gewindeschaft (15) einen eine Stufe bildenden Lagerbereich (16) einschließt, auf dem das Befestigungsauge (8, 10) des Spannsystems (5) im Betriebszustand mittelbar oder unmittelbar gelenkig gelagert ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stufenbolzen (13) einstückig aufgebaut ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stufenbolzen (23) zweiteilig aufgebaut ist, wobei ein auf dem Gewindeschaft (15) geführter, als separate Hülse (21) gestalteter Lagerbereich an dem Schraubenkopf (14) abgestützt ist.
Haltevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite S1 des Lagerbereichs (16) eine Breite S2 des Befestigungsauges (8, 10) übertrifft.
Haltevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbereich (16) zumindest einseitig eine umlaufende Phase (24, 25) oder einen gerundeten Übergang zwischen einer Stirnseite (17) oder dem Schraubenkopf (14) und einer Mantelfläche (26) des Lagerbereichs (16) einschließt.
Haltevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenbolzen (23) und die separate Hülse (21) aus übereinstimmenden oder voneinander abweichenden Werkstoffen hergestellt sind.
Haltevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die als separates Bauteil gestaltete, den Lagerbereich des Befestigungsauge (10) bildende Hülse (21) ein Druckgussteil oder Spritzgussteil darstellt.
Haltevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Drehlagers für das Befestigungsauge (10) ein Stufenbolzen (23) vorgesehen ist, bestehend aus einer herkömmlichen Schraube, die als Lagerbereich eine separate Hülse (21) umfasst, auf der eine Lagerbuchse (20) geführt ist, die von dem Befestigungsauge (10) umschlossen ist.
Haltevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrisch ausgebildete Schraubenkopf (14) stirnseitig eine Werkzeugaufnahme (27) aufweist.