DE102011002908A1

DE102011002908A1 - Spanneinrichtung

Info

Publication number: DE102011002908A1
Application number: DE201110002908
Authority: DE
Inventors: Roman Kern
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2012-07-26
Also published as: CN103328857A; WO2012097887A1

Abstract

Spanneinrichtung zum Spannen eines Endloszugmittels (6) in einem Motor eines Fahrzeugs mit einer Blattfeder (1), wobei die Blattfeder (1) an einem ersten Ende drehbar in einem Festlager (2) und mit einem zweiten Ende verschieblich auf einer Auflagefläche (4) durch ein Loslager (3) gelagert ist und auf ihrer dem Endloszugmittel (1) zugewandten Seite eine Gleitfläche (7) aufweist, die zum Spannen des Endloszugmittels (6) gegen das Endloszugmittel (1) federbelastet ist, wobei die Auflagefläche (4), auf der das zweite Ende der Blattfeder (1) aufliegt, als Reibfläche ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In einem Kraftübertragungsmechanismus, der dafür konfiguriert ist, die Drehbewegung einer Kurbelwelle über ein Endloszugmittel, wie z. B. eine Kette, zu einer oder mehreren Nockenwellen oder anderen Aggregaten einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges zu übertragen, wird die Spannung des Endloszugmittels dadurch konstant gehalten, indem eine Spanneinrichtung vorgesehen ist, die eine Spannkraft auf das Endloszugmittel ausübt. Diese Spannkraft kann beispielsweise durch eine Blattfeder bereitgestellt werden. Eine derartige Spanneinrichtung mit einer Blattfeder ist der Veröffentlichung DE 600 13 972 T2 entnehmbar, wobei die Blattfeder hier in einer bevorzugten Ausführungsform mit einem Ende in einem drehbaren Festlager gelagert ist und mit einem zweiten Ende auf einer Auflagefläche verschieblich lose gelagert ist. Im Betrieb des Motors wird das Endloszugmittel durch eine von der Blattfeder ausgeübten Federkraft gespannt, die elastische Verformung der Blattfeder führt dabei zu einer Verschiebebewegung des zweiten Blattfederendes auf der Auflagefläche. Ein auch in der Veröffentlichung DE 600 13 972 T2 thematisiertes Problem ist eine mögliche Resonanz der Spanneinrichtung bzw. der Blattfeder während des Betriebs und dementsprechend unter Umständen auftretende schwingungsbedingte Ermüdungserscheinungen der eingesetzten Bauteile.
Eine bekannte Möglichkeit zur Vermeidung von Schwingungen ist die Erhöhung der Vorspannung der Blattfeder bzw. eine Erhöhung der Kraft, die die Blattfeder auf das Endloszugmittel ausübt. Dadurch werden Schwingungen besser gedämpft, jedoch auch das Endloszugmittel stärker beansprucht. Um die Belastungen des Endloszugmittels zu minimieren, versucht man die von der Spanneinrichtung erzeugte Vorspannung möglichst gering zu halten, auf der anderen Seite sollte die Spanneinrichtung auch eine besonders gute Dämpfung aufweisen.
Es liegt dementsprechend ein Interessenkonflikt zwischen guter Dämpfung und geringer Vorspannung des Endloszugmittels vor.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spanneinrichtung bereitzustellen, die verbesserte Dämpfungseigenschaften aufweist, ohne dass dazu die Vorspannung signifikant erhöht werden muss.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Spanneinrichtung zum Spannen eines Endloszugmittels in einem Motor eines Fahrzeugs mit einer Blattfeder vorgeschlagen, wobei die Blattfeder an einem ersten Ende drehbar in einem Festlager und mit einem zweiten Ende verschieblich auf einer Auflagefläche durch ein Loslager gelagert ist und auf ihrer dem Endloszugmittel zugewandten Seite eine Gleitfläche aufweist, die zum Spannen des Endloszugmittels gegen das Endloszugmittel federbelastet ist, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Auflagefläche, auf der das zweite Ende der Blattfeder aufliegt, als Reibfläche ausgebildet ist.
Die Blattfeder verformt sich im Betrieb durch die vom Endloszugmittel auf die Blattfeder ausgeübten triebdynamischen Kräfte. Die Triebdynamik verursacht eine elastische Verformung entgegen der Krümmung der Blattfeder, also entgegen der Federrichtung, wodurch sich die Länge der Blattfeder erhöht bzw. der Abstand der beiden Enden zueinander vergrößert wird. Da das erste Ende der Blattfeder fest eingespannt ist, verschiebt sich das auf der Auflagefläche aufliegende zweite Ende der Blattfeder. Beim erfindungsgemäßen Ausführen der Auflagefläche als Reibfläche wird bei dieser Bewegung mechanische Reibung erzeugt und dadurch eine Dämpfungswirkung erzielt. Schwingungsenergie wird durch die Reibung in Wärme umgewandelt, die problemlos abgeführt werden kann. Vorzugsweise kann auch das auf der Auflagefläche aufliegende zweite Ende der Blattfeder als Reibfläche ausgebildet sein. Eine Reibfläche kann jede Art von Material und/oder eine Oberflächenbeschaffenheit sein, die geeignet ist, die auftretende Reibung bei einer Relativbewegung der Reibungspartner zu erhöhen.
Beispielsweise kann eine Reibfläche dadurch erzeugt werden, dass eine höhere Rauhtiefe als üblich auf der Oberfläche vorgesehen wird und somit die auftretende Reibung erhöht wird. Das Vorsehen bestimmter vorteilhafter Materialpaarungen kann alternativ oder zusätzlich die Reibung erhöhen. Beispielsweise könnte eine Stahl/Stahl Paarung durch eine Stahl/Aluminium Paarung ersetzt werden, welche einen höheren Reibungskoeffizienten aufweist. Vorzugsweise weist die Reibpaarung zwischen dem zweiten Ende der Blattfeder und der Auflagefläche einen hohen Reibungskoeffizienten auf, wodurch die Dissipation von Schwingungsenergie in Wärme vorteilhaft beeinflusst werden kann.
Vorzugsweise weist die Auflagefläche und/oder das auf der Auflagefläche aufliegende zweite Ende der Blattfeder eine die Reibung erhöhende Beschichtung auf. Durch das Vorsehen von reibungssteigernden Schichten können Reibflächen gebildet oder die dämpfende Wirkung vorhandener Reibflächen weiter gesteigert werden.
Vorzugsweise weist das Festlager eine hohe Reibung auf. Bei Be- und Entlastung der Blattfeder rotiert das erste Ende der Blattfeder im Festlager. Auch hier kann eine Erhöhung der Reibung im Lager eine dämpfende Wirkung auf das Gesamtsystem ausüben und so einen zusätzlichen Beitrag zur Schwingungsdämpfung leisten.
Vorzugsweise liegt der Winkel α, der von der Trennebene, welche auf Höhe der Trennfuge zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse des Motors liegt, und der Auflagefläche aufgespannt wird, zwischen 5 und 70 Grad, bevorzugt zwischen 10 und 60 Grad und weiter bevorzugt zwischen 20 und 50 Grad. Diese Ausrichtung der Auflagefläche gegenüber der Trennebene wirkt sich schwingungshemmend auf die Spanneinrichtung aus und verstärkt so den Effekt der Dämpfung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Figuren sind im Einzelnen zu erkennen:
1: Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung zum Spannen eines Endloszugmittels
In der 1 ist eine Spanneinrichtung dargestellt, die ein Endloszugmittel 6 in einem Motor spannt. Dabei weist die Spanneinrichtung eine Blattfeder 1 auf, die an einem ersten Ende in einem Festlager 2 drehbar gelagert ist und mit einem zweiten Ende verschieblich auf einer Auflagefläche 4 durch ein Loslager 3 gelagert ist. Die Blattfeder 1 weist auf der dem Endloszugmittel 6 zugeordneten Seite eine Gleitfläche 7 auf, die zum Spannen des Endloszugmittels 6 gegen das Endloszugmittel 6 federbelastet ist. Des Weiteren ist die Trennebene 5 dargestellt, die auf Höhe der Trennfuge zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse des Motors liegt. Dabei liegt der Winkel α, der von der Trennebene 5 und der Auflagefläche 4 aufgespannt wird, vorzugsweise zwischen 5 und 70 Grad.
Erfindungsgemäß ist die Auflagefläche 4 als Reibfläche ausgeführt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass besondere Oberflächenbehandlungen vorgesehen werden, wobei die Reibung nicht verringert, sondern entgegen des üblichen Zwecks von Oberflächenbehandlung erhöht werden soll. Denn gerade eine besonders hohe Reibung zwischen dem zweiten Ende der Blattfeder 1 und der Auflagefläche 4 dämpft auftretende Schwingungen ab, so dass schwingungsbedingte Ermüdungserscheinungen vermieden werden können. Dieser Effekt kann durch zusätzliche Beschichtungen auf den Reibflächen oder der Wahl von Materialpaarungen mit hohem Reibungskoeffizienten erreicht oder verstärkt werden. Vorzugsweise ist der Reibkoeffizient zwischen Auflagefläche 4 und dem zweiten Ende der Blattfeder 1 mindestens 0,19, bevorzugt größer als 0,3 und weiter bevorzugt größer als 0,5. Vorteilhaft ist dabei auch die Auflagefläche 4 gegenüber der Trennebene 5 in einem Winkel zwischen 10 und 60 Grad auszurichten. Vorzugsweise liegt der Winkel α zwischen 20 bis 50 Grad.
Vorzugsweise kann auch die Dicke, Form und Krümmung der Blattfeder 1 angepasst werden, um eine besonders hohe Reibung zu erzielen.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung ist darin zu sehen, dass die Dämpfungseigenschaften des Systems verbessert werden, ohne dass dabei die Vorspannung signifikant erhöht werden muss. Dadurch kann die Lebensdauer des Endloszugmittels 6 gesteigert werden und auch die Gleitfläche 7 der Spanneinrichtung nutzt sich weniger stark ab.
Bezugszeichenliste

1: Blattfeder
2: Festlager
3: Loslager
4: Auflagefläche
5: Trennebene
6: Endloszugmittel
7: Gleitfläche

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 60013972 T2 [0002, 0002]

Claims

Spanneinrichtung zum Spannen eines Endloszugmittels (6) in einem Motor eines Fahrzeugs mit einer Blattfeder (1), wobei die Blattfeder (1) an einem ersten Ende drehbar in einem Festlager (2) und mit einem zweiten Ende verschieblich auf einer Auflagefläche (4) durch ein Loslager (3) gelagert ist und auf ihrer dem Endloszugmittel (1) zugewandten Seite eine Gleitfläche (7) aufweist, die zum Spannen des Endloszugmittels (6) gegen das Endloszugmittel (1) federbelastet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (4), auf der das zweite Ende der Blattfeder (1) aufliegt, als Reibfläche ausgebildet ist.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Auflagefläche (4) aufliegende zweite Ende der Blattfeder (1) als Reibfläche ausgebildet ist.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibpaarung zwischen dem zweiten Ende der Blattfeder (1) und der Auflagefläche (4) einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist.
Spanneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (4) und/oder das auf der Auflagefläche (4) aufliegende zweite Ende der Blattfeder (1) eine die Reibung erhöhende Beschichtung aufweisen.
Spanneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlager (2) eine hohe Reibung aufweist.
Spanneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α, der von der Trennebene (5), welche auf Höhe der Trennfuge zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse des Motors liegt, und der Auflagefläche (4) aufgespannt wird, zwischen 5 und 70 Grad liegt.
Spanneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α, der von der Trennebene (5), welche auf Höhe der Trennfuge zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse des Motors liegt, und der Auflagefläche (4) aufgespannt wird, zwischen 10 und 60 Grad liegt.
Spanneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α, der von der Trennebene (5), welche auf Höhe der Trennfuge zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse des Motors liegt, und der Auflagefläche (4) aufgespannt wird, zwischen 20 und 50 Grad liegt.