DE102011004688A1

DE102011004688A1 - Riemenspanner

Info

Publication number: DE102011004688A1
Application number: DE201110004688
Authority: DE
Inventors: Thorsten Liebel; Christian Nuissl
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-08-30
Also published as: CN103403394A; CN103403394B; WO2012113675A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Riemenspanner mit einem Basisteil (3), einem auf dem Basisteil schwenkbar gelagerten Spannarm (4), einem auf dem Spannarm befestigten Achsbolzen (6) und einer auf dem Achsbolzen gelagerten Spannrolle (5), wobei der Achsbolzen auf dem Spannarm mittels einer Achsbolzenaufnahme (8) in zumindest zwei Positionen befestigbar ist, die sich durch deren Achsabstand (7) zum Schwenklager des Spannarms voneinander unterscheiden. Dabei sollen die Achsbolzenaufnahme und der Spannarm unter Bildung einer gegenseitigen Verdrehsicherung formschlüssig ineinander greifen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Riemenspanner mit einem Basisteil, einem auf dem Basisteil schwenkbar gelagerten Spannarm, einem auf dem Spannarm befestigten Achsbolzen und einer auf dem Achsbolzen gelagerten Spannrolle. Dabei ist der Achsbolzen auf dem Spannarm mittels einer Achsbolzenaufnahme in zumindest zwei Positionen befestigbar, die sich durch deren Achsabstand zum Schwenklager des Spannarms voneinander unterscheiden.
Hintergrund der Erfindung
Ein solcher Riemenspanner ist aus der gattungsgemäßen US 7,837,582 B2 bekannt. Um in Abhängigkeit der spezifischen Anwendung oder Einbausituation des Riemenspanners den Achsbolzen an unterschiedlichen Befestigungspositionen anbringen zu können, ist der Spannarm mit mehreren Bohrungen versehen, durch die der Gewindeabschnitt des Achsbolzens hindurch geführt und mit einer Mutter verschraubt wird.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Riemenspanner der eingangs genannten Art hinsichtlich der Befestigung des Achsbolzens am Spannarm zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den abhängigen Ansprüchen entnehmbar sind. Demnach sollen die Achsbolzenaufnahme und der Spannarm unter Bildung einer gegenseitigen Verdrehsicherung formschlüssig ineinander greifen. Gegenüber dem zitierten Stand der Technik mit einer einfachen Schraube-Mutter-Schraubverbindung ist es also erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Achsbolzenaufnahme und der Spannarm mit gegenseitigen Kontaktflächen versehen sind, die mittels Formschluss eine Verdrehung der Achsbolzenaufnahme relativ zum Spannarm verhindern. Somit werden Drehmomente, die im Betrieb des Riemenspanners über die Lagerung der Spannrolle auf den Achsbolzen und auf die Achsbolzenaufnahme übertragen werden, auch form- und nicht nur reibschlüssig am Spannarm abgestützt. In dem bevorzugten Ausführungsfall, dass es sich bei der Befestigung des Achsbolzens auf dem Spannarm um eine Schraubverbindung mit dem als Schraube ausgebildeten Achsbolzen und der als Mutter ausgebildeten Achsbolzenaufnahme handelt, kann zudem während der Montage des Riemenspanners auf ein separates Werkzeug zur rotativen Abstützung der Mutter beim Anziehen der Verschraubung verzichtet werden.
Gegenüber der Schraubverbindung sind andere, nicht zerstörungsfrei lösbare Befestigungsarten für den Achsbolzen, wie beispielsweise eine Verstemmung, ebenfalls denkbar.
Insbesondere im Falle der Schraubverbindung soll die der Spannrolle abgewandte Seite des Spannarms mit einer Ausnehmung versehen sein, in der die Achsbolzenaufnahme oder Mutter formschlüssig eingesetzt ist. Die Ausnehmung dient nicht nur als Verdrehsicherung sondern an ihrem Grund auch als stützende Planfläche für die Achsbolzenaufnahme oder die Mutter, so dass die Lagetoleranzen innerhalb des Riemenspanners und insbesondere die Achsparallelität von verschraubtem Achsbolzen und Spannrolle zum Schwenklager des Spannarms mit einfachen Mitteln eingehalten werden können.
In einer ersten Variante soll die Achsbolzenaufnahme stufenlos auf die unterschiedlichen Befestigungspositionen einstellbar in der Ausnehmung eingesetzt sein. In konstruktiv zweckmäßiger Ausgestaltung sind die Ausnehmung als Langloch und die Achsbolzenaufnahme als darin längsverschiebbarer Kulissenstein ausgebildet.
In einer zweiten Variante soll die Achsbolzenaufnahme lediglich stufig auf die unterschiedlichen Befestigungspositionen einstellbar in der Ausnehmung eingesetzt sein. In konstruktiv zweckmäßiger Ausgestaltung soll dann der gegenseitige Achsabstand von zwei unmittelbar benachbarten Einstellstufen kleiner als der Durchmesser des Achsbolzens an seinem Schraubgewinde sein. Anders als im zitierten Stand der Technik, bei dem der Achsabstand der benachbarten Bohrungen für den Achsbolzen zwangsweise größer als der Bohrungsdurchmesser ist und folglich die unterschiedlichen Befestigungspositionen einen dementsprechend großen Achsabstand untereinander aufweisen, erlaubt die vorliegende Erfindung eine vergleichsweise feine Abstufung der (diskreten) Einstellpositionen.
Unter dem Begriff Riemenspanner ist auch eine den Riemen führende Umlenkrolle mit der erfindungsgemäß einstellbaren Rollenposition zu verstehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:
1 einen Riemenspanner mit stufenlos einstellbarer Befestigungsposition der Spannrolle in perspektivischer Detailansicht auf die Unterseite des Spannarms;
2 einen Riemenspanner mit stufig einstellbarer Befestigungsposition der Spannrolle in perspektivischer Detailansicht auf die Unterseite des Spannarms – erstes Ausführungsbeispiel mit Sechskantmutter;
3 eine gegenüber 2 modifizierte Einstellbarkeit der Sechskantmutter in schematischer Draufsicht auf die Ausnehmung;
4 eine weitere, gegenüber 2 modifizierte Einstellbarkeit der Sechskantmutter in schematischer Draufsicht auf die Ausnehmung;
5 einen Riemenspanner mit stufig einstellbarer Befestigungsposition der Spannrolle in perspektivischer Detailansicht auf die Unterseite des Spannarms – zweites Ausführungsbeispiel mit Sondermutter;
6 das Layout eines bekannten Riementriebs.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung sei ausgehend von 6 erläutert, in der ein bekannter Riementrieb zum Antrieb von Nebenaggregaten einer Brennkraftmaschine dargestellt ist Bei den Nebenaggregaten handelt es sich um einen Klimakompressor A/C, eine Lenkhilfepumpe SP und einen Generator AL, deren Riemenräder mittels eines endlosen Poly-V-Riemens 1 vom Riemenrad der Kurbelwelle CR angetrieben werden.
Die Vorspannung des Riemens 1 wird über einen Riemenspanner 2 eingestellt, der für dieses Riementrieblayout spezifisch gestaltet und hergestellt ist. Wesentliche Komponenten des Riemenspanners 2 sind ein Basisteil 3, das an der Brennkraftmaschine befestigt ist, ein Spannarm 604, der entgegen der Kraft einer im Basisteil 3 angeordneten Spannfeder schwenkbar auf dem Basisteil 3 gelagert ist, und eine den Riemen 1 spannende Spannrolle 5, die auf dem Spannarm 604 angeordnet ist. Die Drehlagerung der Spannrolle 5 erfolgt auf einem am Spannarm 604 befestigten und hier verschraubten Achsbolzen 6 mit unveränderlichem Achsabstand 7 zum Schwenklager.
In den 1 bis 5 sind die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Ansichten von Riemenspannern offenbart, die dank eines einstellbaren Achsabstands zwischen Achsbolzen und Schwenklager mit den gleichen oder allenfalls in geringem Umfang modifizierten Komponenten in unterschiedlichen Riementrieblayouts flexibel einsetzbar sind. Im Hinblick auf die werkzeugbedingten Herstellkosten eignen sich solche Riemenspanner besonders für vergleichsweise kleine Stückzahlen, wie sie im Industrie- und Schwerlastsektor und dabei insbesondere im Bereich Landtechnik, Off-Highway, Baumaschinen und Wasserfahrzeuge üblich sind. Die gezeigten Ausführungsbeispiele haben die nachfolgend aufgelisteten Gemeinsamkeiten:

– der Spannarm ist als Aluminiumdruckgussteil ausgeführt (alternativ ist ein äquivalent gestaltetes Umformteil aus Stahlblech möglich)
– bei der Befestigung des Achsbolzens auf dem Spannarm handelt es sich um eine M8-Schraubverbindung mit dem als Schraube ausgebildeten Achsbolzen und der als Mutter ausgebildeten Achsbolzenaufnahme
– die Mutter und der Spannarm greifen unter Bildung einer gegenseitigen Verdrehsicherung formschlüssig ineinander. Hierzu ist die der Spannrolle abgewandte Seite des Spannarms, d. h. dessen Unterseite mit einer Ausnehmung versehen, in der die Achsbolzenaufnahme formschlüssig eingesetzt und in Achsrichtung abgestützt ist

1 zeigt den Spannarm 104 eines Riemenspanners, bei dem die Achsbolzenaufnahme 108 in der Ausnehmung 109 verschiebbar ist, um die unterschiedlichen Befestigungspositionen des Achsbolzens stufenlos einstellen zu können. Die Achsbolzenaufnahme 108 ist hierzu als Sondermutter in Form eines rechteckigen Kulissensteins ausgeführt, der in der als Langloch ausgebildeten Ausnehmung 109 längsverschiebbar geführt ist. Das Langloch 109 ist an beiden Längsseiten mit einer Stufe 10 versehen, gegen die der dazu komplementär geformte Kulissenstein 108 bei fest verschraubtem Achsbolzen – dargestellt ist lediglich die Gewindebohrung 11 für den Achsbolzen – kraftschlüssig verspannt ist. Der aus gesintertem Stahlwerkstoff bestehende Kulissenstein 108 kann alternativ als Feinstanzteil oder als Aluminiumdruckgussteil hergestellt sein, wobei im Falle von Aluminium die Gewindebohrung 11 für ein selbstfurchendes Achsbolzengewinde gestaltet sein sollte, um die Sicherheit gegen Lockern der Schraubverbindung zu erhöhen. Der Achsabstand des Achsbolzens (siehe 7 in 6) ist in einem Bereich von 10 mm, nämlich zwischen 90 mm und 100 mm einstellbar.
Die 2 bis 4 zeigen Varianten eines ersten Ausführungsbeispiels eines Riemenspanners, bei dem die Achsbolzenaufnahme lediglich stufig einstellbar auf die unterschiedlichen Befestigungspositionen des Achsbolzens in der Ausnehmung eingesetzt ist. Bei der Achsbolzenaufnahme 208 handelt es sich um eine handelsübliche Sechskantmutter, die gemäß 2 in genau drei diskreten Positionen in die zu den drei Sechskantpositionen komplementär geformte Ausnehmung 209 eingesetzt werden kann und die bei fest verschraubtem Achsbolzen (nicht dargestellt) kraftschlüssig gegen den Grund der Ausnehmung 209 verspannt ist Der den Grund der Ausnehmung 209 durchsetzende Durchtritt für den Achsbolzen ist als Langloch ausgebildet. Der Achsabstand des Achsbolzens (siehe 7 in 6) ist ebenfalls in einem Bereich von 10 mm einstellbar, nämlich mit den drei Abständen 90 mm, 95 mm und 100 mm.
Das Einsetzen der Sechskantmutter 208 in die Ausnehmung erfolgt wahlweise mit leichter Klemmpassung zur Ausnehmung 209, um vor dem Einschrauben des Achsbolzens ein Verlieren der Mutter 208 zu verhindern.
Die Varianten der Ausnehmungen 309 und 409 gemäß den 3 bzw. 4 unterscheiden sich durch die Winkelausrichtung des Sechskants zur Längsrichtung des Spannarms. In 3 verläuft eine Seite jedes Sechskants parallel zur Längsrichtung des Spannarms 304, und der Einstellbereich für den Achsabstand des Achsbolzens (siehe 7 in 6) ist hier deutlich größer als 10 mm, so dass die Sechskantmutter 308 ebenfalls in genau drei diskreten Positionen in die zu den drei Sechskantpositionen komplementär geformte Ausnehmung 309 eingesetzt werden kann.
In 4 verläuft eine Seite jedes äußeren Sechskants parallel zur Längsrichtung des Spannarms 404, während der mittlere Sechskant um 30° dazu verdreht, d. h. hochkant ausgerichtet ist. Zum Vergleich: in 2 ist jeder Sechskant relativ zur Längsrichtung des Spannarms 204 hochkant ausgerichtet. Der Einstellbereich für den Achsbolzen beträgt hier mit den drei Achsabständen 90 mm, 95 mm und 100 mm (siehe 7 in 6) ebenfalls 10 mm, wobei die Sechskantmutter 408 lediglich in der mittleren Position sowohl gegen Verdrehen als auch gegen Verschieben gesichert in der Ausnehmung 409 eingesetzt ist, während sie in den äußeren Positionen gegen Verschieben lediglich nach außen hin gesichert ist.
Eine weitere, nicht dargestellte Variante für die Ausnehmung könnte unter anderem auch die Konfiguration der Sechskantausrichtung 'hochkant-parallel-hochkant' sein. Und selbstverständlich sind beliebige weitere Konfigurationen auch mit zwei oder mehr als drei diskreten Befestigungspositionen für den Achsbolzen denkbar.
5 zeigt den Spannarm 504 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Riemenspanners, bei dem die Achsbolzenaufnahme 508 lediglich stufig einstellbar auf die unterschiedlichen Befestigungspositionen des Achsbolzens in der Ausnehmung 509 eingesetzt ist. Bei der Achsbolzenaufnahme 508 handelt es sich um eine im wesentlichen T-förmige Sondermutter, die wie der Kulissenstein 108 gemäß 1 als Stahlsinterteil, Aluminiumdruckgussteil oder Feinstanzteil hergestellt sein kann. Die Sondermutter 508 kann in genau drei diskreten Positionen in die zu den drei Positionen komplementär geformte Ausnehmung 509 eingesetzt werden und ist bei fest verschraubtem Achsbolzen (nicht dargestellt) kraftschlüssig gegen den Grund der Ausnehmung 509 verspannt. Der den Grund der Ausnehmung 509 durchsetzende Durchtritt für den Achsbolzen ist als Langloch ausgebildet. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Achsbolzen in einem Bereich von 10 mm, nämlich mit den drei Achsabständen 90 mm, 95 mm und 100 mm einstellbar (siehe 7 in 6).
Da die Schraubverbindung stets mit einem M8-Gewinde erfolgt, ist bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 2, 4 und 5 der gegenseitige Achsabstand zweier unmittelbar benachbarter Einstellstufen (= 5 mm) kleiner als der Durchmesser des Schraubgewindes (= 8 mm).
Die größte Kontaktfläche und entsprechend kleinste Flächenpressung zwischen Achsbolzenaufnahme/Mutter und Grund der Ausnehmung ergibt sich im Falle der T-förmigen Sondermutter 508 gemäß 5, gefolgt vom Kulissenstein 108 gemäß 1, während die Ausführungsbeispiele mit Sechskantmutter 208, 308 und 408 gemäß den 2 bis 4 die kleinste Kontaktfläche und dementsprechend größte Flächenpressung beim Festziehen der Schraubverbindung erzeugen.
Bezugszeichenliste

1: Riemen
2: Riemenspanner
3: Basisteil
4: Spannarm
5: Spannrolle
6: Achsbolzen
7: Achsabstand der Befestigungspositionen zum Schwenklager
8: Achsbolzenaufnahme
9: Ausnehmung
10: Stufe des Langlochs
11: Gewindebohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7837582 B2 [0002]

Claims

Riemenspanner mit einem Basisteil (3), einem auf dem Basisteil (3) schwenkbar gelagerten Spannarm (4), einem auf dem Spannarm (4) befestigten Achsbolzen (6) und einer auf dem Achsbolzen (6) gelagerten Spannrolle (5), wobei der Achsbolzen (6) auf dem Spannarm (4) mittels einer Achsbolzenaufnahme (8) in zumindest zwei Positionen befestigbar ist, die sich durch deren Achsabstand (7) zum Schwenklager des Spannarms (4) voneinander unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsbolzenaufnahme (8) und der Spannarm (4) unter Bildung einer gegenseitigen Verdrehsicherung formschlüssig ineinander greifen.
Riemenspanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Befestigung des Achsbolzens (6) auf dem Spannarm (4) um eine Schraubverbindung mit dem als Schraube ausgebildeten Achsbolzen (6) und der als Mutter ausgebildeten Achsbolzenaufnahme (8) handelt.
Riemenspanner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die der Spannrolle (5) abgewandte Seite des Spannarms (4) mit einer Ausnehmung (9) versehen ist, in der die Achsbolzenaufnahme (8) formschlüssig eingesetzt ist.
Riemenspanner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsbolzenaufnahme (108) stufenlos auf die unterschiedlichen Befestigungspositionen einstellbar in der Ausnehmung (109) eingesetzt ist.
Riemenspanner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (109) als Langloch und die Achsbolzenaufnahme (108) als darin längsverschiebbarer Kulissenstein ausgebildet ist.
Riemenspanner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsbolzenaufnahme (208, 308, 408, 508) lediglich stufig auf die unterschiedlichen Befestigungspositionen einstellbar in der Ausnehmung (209, 309, 409, 509) eingesetzt ist.
Riemenspanner (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenseitige Achsabstand von zwei unmittelbar benachbarten Einstellstufen kleiner als der Durchmesser des Achsbolzens (6) an seinem Schraubgewinde ist.