DE102011085594A1

DE102011085594A1 - Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102011085594A1
Application number: DE201110085594
Authority: DE
Inventors: Bernd Hartmann; Björn Liebaug
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem ersten Teil (1), welcher über ein zwischenliegendes Federelement (3) axial beweglich gegenüber einem zweiten Teil (2) in eine Spannrichtung vorgespannt ist. Dabei stützt sich das Federelement (3) mit axialen Enden an Federtellern (8, 9) ab, von welchen ein Federteller (8) starr mit dem ersten Teil (1) läuft, wohingegen ein stellbarer Federteller (9) mit dem zweiten Teil (2) gekoppelt und unter Einwirkung eines in den zweiten Teil (2) integrierten Aktuators stufenlos axial gegenüber dem zweiten Teil (2) bewegbar ist, so dass eine wirksame Federlänge des Federelements (3) und damit eine hierüber definierte Spannkraft veränderbar ist. Um nun die Spannvorrichtung mit einer möglichst schlanken Gestalt in radialer Richtung ausführen zu können ist, der Aktuator koaxial zu dem Federelement (3) innerhalb des zweiten Teils (2) platziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem ersten Teil, welcher über ein zwischenliegendes Federelement axial beweglich gegenüber einem zweiten Teil in eine Spannrichtung vorgespannt ist, wobei sich das Federelement mit axialen Enden an Federtellern abstützt, von welchen ein Federteller starr mit dem ersten Teil läuft, wohingegen ein stellbarer Federteller mit dem zweiten Teil gekoppelt und unter Einwirkung eines in den zweiten Teil integrierten Aktuators axial gegenüber dem zweiten Teil vorzugsweise bewegbar ist, so dass eine wirksame Federlänge des Federelements und damit eine hierüber definierte Spannkraft veränderbar ist.
Spannvorrichtungen kommen in Zugmitteltrieben bei Brennkraftmaschinen zum Einsatz, um während eines Betriebs der Brennkraftmaschine stets eine ausreichende Spannung des jeweiligen Zugmittels zu gewährleisten. Dabei setzt sich eine Spannvorrichtung aus zwei relativ zueinander beweglichen Teilen zusammen, von welchen der eine Teil ortsfest mit einem Bauteil der Brennkraftmaschine verbunden ist, während der jeweils andere Teil über ein zwischenliegendes Federelement gegen das Zugmittel angefedert ist und dieses somit spannt. Üblicherweise sind Spannvorrichtungen dabei hinsichtlich der Vorspannung statisch für den kritischsten dynamischen Fall des Zugmitteltriebes ausgelegt, was jedoch dazu führt, dass eine Vorspannung des Zugmittels abseits dieser kritischen Betriebszustände zu hoch gewählt und in Folge der damit verbundenen hohen Reibung eine entsprechend hohe Verlustleistung entsteht. Es kommen daher in Zugmitteltrieben von Brennkraftmaschinen auch vermehrt sogenannte aktive Spannvorrichtungen zur Anwendung, bei welchen eine Vorspannung des Zugmittels aktiv an Betriebszustand und Belastung des Zugmitteltriebes angepasst werden kann und damit Verluste des Systems reduziert werden.
Stand der Technik
Aus der DE 101 53 329 A1 geht eine Spannvorrichtung für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine hervor, welcher sich aus zwei axial zueinander beweglichen Teilen zusammensetzt, wobei diese beiden Teile über ein zwischenliegenchen Teilen zusammensetzt, wobei diese beiden Teile über ein zwischenliegendes Federelement in eine Spannrichtung gegeneinander vorgespannt sind. Entsprechend der Vorspannung über das Federelement wird ein erster Teil dabei gegen einen Flansch eines eine Spannrolle tragenden Armes vorgespannt und spannt somit über die Spannrolle den Riemen, während ein zweiter Teil der Spannvorrichtung ortsfest an einem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine angebracht ist. Das zwischen den beiden Teilen liegende Federelement stützt sich mit axialen Enden an beiderseits liegenden Federtellern ab, wobei der eine Federteller durch den ersten Teil in dessen rückwärtigen Bereich ausgestaltet ist und dementsprechend starr mit dem ersten Teil läuft, wohingegen der am entgegensetzten axialen Ende vorgesehene Federteller als stellbarer Federteller ist, welcher mit dem zweiten Teil gekoppelt ist und dabei stufenlos axial gegenüber dem zweiten Teil bewegt werden kann. Zur axialen Verstellung läuft der stellbare Federteller mit einem Innengewinde auf einem Außengewinde einer Gewindespindel, welche über einen zwischenliegenden Schneckentrieb durch einen außerhalb der Spannvorrichtung liegenden Elektromotor gezielt in Drehbewegung versetzt werden kann. Eine Antriebsbewegung des Elektromotors wird dabei über den Schneckentrieb in die Drehbewegung der Gewindespindel und dann über das Zusammenspiel des Außengewindes mit dem Innengewinde am stellbaren Federteller in eine axiale Bewegung des stellbaren Federtellers relativ zum zweiten Teil umgesetzt. Hierdurch wird eine wirksame Federlänge des Federelements und dementsprechend eine Spannkraft der Spannvorrichtung verändert.
Des Weiteren geht aus der US 4,478,595 eine Spannvorrichtung für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine hervor, welche sich aus einem ersten, eine Spannrolle tragenden Teil, sowie einem zweiten Teil zusammensetzt. Dabei sind die beiden Teile axial zueinander beweglich und über ein zwischenliegendes Federelement in eine Spannrichtung des Riemens vorgespannt, wobei sich das Federelement dabei an seinen axialen Enden jeweils an Federtellern abstützt. Seitens des ersten Teiles wird ein Federteller dabei durch den ersten Teil in dessen rückwärtigen Bereich ausgebildet, wohingegen ein stellbarer Federteller als separates Bauteil mit dem zweiten Teil gekoppelt ist. Diese Koppelung erfolgt dabei über einen Spindeltrieb, dessen Gewindespindel drehbar im zweiten Teil der Spannvorrichtung gelagert ist und den beweglichen Federteller an einem Außengewinde führt. Die Gewindespindel trägt zudem im Bereich ihrer Lagerung im zweiten Teil ein Zahnrad, welches mit einem Antriebsritzel eines Elektromotors im Zahneingriff steht. Der Elektromotor ist dabei ebenfalls in den zweiten Teil integriert und in radialer Richtung neben dem Federelement liegend angeordnet, wobei dessen rotative Stellbewegung über das Antriebsritzel und das Zahnrad in eine entsprechende Drehbewegung der Gewindespindel und im weiteren Verlauf mittels des Zusammenspiels von Außengewinde und einem Innengewinde des Federtellers in eine entsprechende axiale Bewegung gegenüber dem zweiten Teil umgesetzt wird. Entsprechend dieser axialen Bewegung des stellbaren Federtellers wird eine wirksame Federlänge des Federelements verändert und dementsprechend eine hierüber definierte Spannkraft der Spannvorrichtung variiert.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, welche sich durch eine schlanke Bauform in radialer Richtung auszeichnet, und bei welcher eine Spannkraft auf einfache Art und Weise veränderbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Gemäß der Erfindung weist eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine einen ersten Teil auf, welcher über ein zwischenliegendes Federelement axial beweglich gegenüber einem zweiten Teil in eine Spannrichtung vorgespannt ist. Dabei stützt sich das Federelement mit axialen Enden an Federtellern ab, von welchen ein Federteller starr mit dem ersten Teil läuft, wohingegen ein stellbarer Federteller mit dem zweiten Teil gekoppelt und unter Einwirkung eines in den zweiten Teil integrierten Aktuators stufenlos axial gegenüber dem zweiten Teil bewegbar ist. Hierdurch kann eine wirksame Federlänge des Federelements und damit eine hierüber definierte Spannkraft Federelements und damit eine hierüber definierte Spannkraft verändert werden.
Im Sinne der Erfindung ist dabei einer der relativ zueinander beweglichen Teile an einem ortsfesten Bauteil der Brennkraftmaschine, wie dem Motorengehäuse, angegliedert, während der jeweils andere Teil gegen das Zugmittel des Zugmitteltriebes vorgespannt ist. Der mit dem Zugmittel in Kontakt stehende Teil trägt hierbei dann je nach Ausführung des Zugmittels entweder eine Spannrolle oder führt eine Spannschiene. Bei dem zwischenliegenden Federelement handelt es sich insbesondere um eine Schraubendruckfeder, welche gemäß ihrer Kennlinie und in Abhängigkeit einer je wirksamen Federlänge zwischen den beiden Federtellern eine definierte Druckkraft auf die Federteller aufbringt. Der starr mit dem ersten Teil laufende Federteller ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt unmittelbar durch den ersten Teil der Spannvorrichtung ausgestaltet sein, es ist aber auch eine Ausführung als separates Bauteil denkbar, welches dann mit dem ersten Teil verbunden ist. Bei dem, in den zweiten Teil integrierten Aktuator kann es sich um einen elektrischen, einen hydraulischen oder einen pneumatischen Aktuator handeln, welcher dann je nach Ausgestaltung und bei Ansteuerung entweder direkt eine translatorische Stellbewegung zur Bewegung des stellbaren Federtellers erzeugt oder über welchen eine rotative Stellbewegung erzeugbar ist, welche dann über entsprechende Mittel in eine translatorische Bewegung umzusetzen ist.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der Aktuator koaxial zu dem Federelement innerhalb des zweiten Teils platziert ist. Mittels eines derartigen Aufbaus einer Spannvorrichtung kann eine in radialer Richtung besonders schlanke Bauform realisiert werden, indem der Aktuator in axiale Richtung vor dem Federelement angeordnet ist. In Folge dessen lässt sich die somit länglich aufgebaute Spannvorrichtung problemlos im Bereich einer Brennkraftmaschine unterbringen. Des Weiteren ermöglicht eine koaxiale Anordnung eine einfache stirnseitige Einleitung einer Stellbewegung in den stellbaren Federteller.
Im Unterschied hierzu ist bei der DE 101 53 329 A1 der Aktuator radial neben der Spannvorrichtung liegend vorgesehen, was einen entsprechenden Bauraum an der jeweiligen Stelle voraussetzt. Dieser radiale Platzbedarf wird dabei durch Vorsehen des Schneckentriebes als Untersetzungsgetriebe und das dabei großbauende Schneckenrad noch zusätzlich vergrößert. Bei der US 4,478,595 ist der Aktuator zwar mit in den zweiten Teil integriert und die Spannvorrichtung damit im Vergleich zur DE 101 53 329 A1 kompakter aufgebaut, durch die radial neben dem Federelement liegende Anordnung des Aktuators wird aber der radiale Platzbedarf der Spannvorrichtung ebenfalls vergrößert. Ferner ist aufgrund dieser nebenliegenden Platzierung eine Übertragung der Stellbewegung des Aktuators über das zwischenliegende Untersetzungsgetriebe auf die Gewindespindel nötig, was einen Aufbau der Spannvorrichtung entsprechend verkompliziert.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist über den Aktuator eine rotative Stellbewegung erzeugbar, welche ein zwischengeschaltetes Getriebe in die axiale Bewegung des stellbaren Federtellers gegenüber dem zweiten Teil umsetzt. Bevorzugt umfasst dieses zwischengeschaltete Getriebe dabei eine Gewindespindel, die über den Aktuator gezielt in Drehbewegung versetzt werden kann und an deren Außengewinde der stellbare Federteller mit einem Innengewinde geführt ist. Mit anderen Worten kann also über den in den zweiten Teil integrierten Aktuator eine Rotation hervorgerufen werden, welche über einen zwischenliegenden Spindeltrieb in die axiale Bewegung des stellbaren Federtellers relativ zum zweiten Teil umgesetzt wird. Dabei wird eine Gewindespindel des Spindeltriebes durch den Aktuator entsprechend in Drehbewegung versetzt, wobei diese Drehbewegung durch ein Zusammenspiel eines Außengewindes der Gewindespindel mit einem Innengewinde des stellbaren Federtellers entsprechend in die gewünschte translatorische Bewegung umgewandelt wird. In der Folge ist also auf einfache Art und Weise eine stufenlose axiale Bewegung des stellbaren Federtellers gegenüber dem zweiten Teil und damit eine stufenlose Verstellung der wirksamen Federlänge des Federelements darstellbar.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Gewindespindel dabei in axialer Richtung beidseitig des Aktuators im zweiten Teil gelagert. Hierdurch wird eine Führung der Gewindespindel ausgestaltet, über welche radiale und axiale Kräfte zuverlässig aufgenommen und eine Druckkraft des Federelements vollständig abgestützt werden kann. Insbesondere ist dabei ein dem stellbaren Federteller zugewandtes Lager als Radialrillenkugellager ausgeführt, welches dementsprechend sowohl Axial- als auch Radialkräfte aufnehmen kann, während ein im rückwärtigen Bereich des Aktuators liegendes Lager als Gleitlagerung in einer Gleitlagerbuchse ausgestaltet ist. Es ist aber auch eine Ausgestaltung beider Lager als Wälzlagerungen oder beider Lager als Gleitlagerungen prinzipiell denkbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Gewindespindel an zumindest einem axialen Ende ihres Außengewindes mit je einem Sicherungsring versehen. Über den einen bzw. die vorgesehenen Sicherungsringe werden dementsprechend ein oder mehrere Anschläge und damit Begrenzungen für den stellbaren Federteller bei seiner Bewegung entlang der Gewindespindel definiert. Über den jeweiligen Sicherungsring wird dabei verhindert, dass der stellbare Federteller mit seinem Innengewinde von der Gewindespindel abläuft. Im Sinne der Erfindung kann dabei entweder nur ein Sicherungsring an einem axialen Ende des Außengewindes oder aber jeweils ein Sicherungsring an beiden axialen Enden vorgesehen sein. Hierbei kann ein Sicherungsring auch zugleich die Aufgabe der Fixierung eines Lagerinnenringes einer Lagerung der Gewindespinde übernehmen. Abgesehen von einem Sicherungsring kann ein axialer Anschlag des stellbaren Federtellers aber auch über einen entsprechenden Absatz an der Gewindespindel realisiert sein.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Aktuator als Gleichstrommotor ausgeführt. Hierdurch ist eine problemlose Regelbarkeit der Spannvorrichtung durch entsprechende Stromversorgung des Gleichstrommotors möglich, welche hierbei über ein entsprechendes Steuergerät der Brennkraftmaschine vorgenommen werden kann. In Folge dessen kann eine Veränderung einer Vorspannung des Zugmittels über entsprechende elektronische Steuersignale hervorgerufen werden. Insbesondere wird eine Entlagenerkennung dabei in der Steuerung anhand der Kenntnis einer Drehrichtung des Aktuators und einer Stromaufnahme realisiert. Bevorzugt sind zudem aus dem zweiten Teil entsprechende Leitungsmittel herausgeführt, so dass eine entsprechende Anbindung an elektrische Versorgungsleitungen außerhalb des zweiten Teils problemlos möglich ist.
Entsprechend einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der stellbare Federteller in seiner axialen Bewegung an mehreren axialen Führungsstangen des zweiten Teils geführt, welche in hierzu korrespondierende Axialbohrungen des ersten Teils laufen. Diese Führungsstangen bilden dabei zum einen eine Verdrehsicherung des stellbaren Federtellers aus, so dass ein ungewünschtes Mitverdrehen des Federtellers über die Gewindespindel ausgeschlossen werden kann. Zudem wird durch die damit ausgestaltete Führung des stellbaren Federtellers in axialer Richtung eine gleichmäßige Federlängenverstellung erzielt und ein Verkanten des stellbaren Federtellers bei dessen Bewegung verhindert. Zum anderen führen die in den Axialbohrungen laufenden Führungsstangen aber auch die beiden Teile in ihrer Axialbewegung.
In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform tragen die Führungsstangen jeweils mindestens einen Sicherungsring auf je der gleichen axialen Höhe. Die auf gleicher axialer Höhe liegenden Sicherungsringe bilden dabei als Alternative zu einem Sicherungsring am Außengewinde der Gewindespindel einen Anschlag des stellbaren Federtellers aus, welcher die axiale Bewegung des stellbaren Federtellers entsprechend begrenzt. Diese Variante kann dabei mit einem an der Gewindespindel vorgesehenen und in der jeweils anderen axialen Richtung wirksamen Sicherungsring kombiniert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung einer Spannvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
2 ein Längsschnitt der Spannvorrichtung aus 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei diese Spannvorrichtung in einem Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine zum Spannen eines Zugmittels, wie eines Riemens oder einer Kette, zur Anwendung kommt. Hierbei setzt sich die Spannvorrichtung aus zwei axial zueinander beweglichen Teilen 1 und 2 zusammen, die über ein zwischenliegendes Federelement 3 in eine Spannrichtung des Zugmittels gegeneinander vorgespannt sind. Jeder der beiden Teile 1 und 2 verfügt dabei über einen Befestigungsflansch 4 bzw. 5 mit einem Befestigungsauge 6 bzw. 7, wobei einer der beiden Teile 1 oder 2 über seinen jeweiligen Befestigungsflansch 4 bzw. 5 mit Hilfe des jeweiligen Befestigungsauges 6 bzw. 7 mit dem Zugmittel über je ein zwischenliegendes Glied, im Falle eines Riemens einer Riemenscheibe und im Falle einer Kette einer Spannschiene, in Verbindung steht, während der jeweils andere Teil 2 oder 1 mit seinem jeweiligen Befestigungsflansch 5 bzw. 4 und dem zugehörigen Befestigungsauge 7 bzw. 6 an einem ortsfesten Bauteil der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise dem Motorengehäuse, angegliedert ist.
Das Federelement 3 ist vorliegend als Schraubendruckfeder ausgeführt, welche sich, wie insbesondere aus 2 ersichtlich, mit axialen Enden zum einen an einem Federteller 8 seitens des ersten Teiles 1 und zum anderen an einem stellbaren Federteller 9 auf Seiten des zweiten Teiles 2 abstützt und entsprechend ihrer Kennlinie und ihrer je wirksamen Federlänge eine zugehörige, definierte Druckkraft auf die beiden Federteller 8 und 9 aufbringt. Wie ferner insbesondere aus dem Längsschnitt aus 2 zu erkennen ist, wird dabei der Federteller 8 durch den Befestigungsflansch 4 auf einer dem zweiten Teil 2 zugewandten Seite ausgestaltet, so dass der Federteller 8 starr mit dem ersten Teil 1 läuft.
Hingegen ist der stellbare Federteller 9 stufenlos axial gegenüber dem Befestigungsflansch 5 des zweiten Teils 2 bewegbar, so dass eine wirksame Federlänge des Federelements 3 je nach Relativbewegung des stellbaren Federtellers 9 zum Befestigungsflansch 5 gezielt verkürzt oder verlängert werden kann und hierüber die Druckkraft des Federelements 3 zwischen den beiden Teilen 1 und 2 veränderbar ist. Entsprechend einer Variation der Druckkraft wird dabei die über die Spannvorrichtung darstellbare Spannkraft entsprechend geändert. Zur Einleitung der gewünschten axialen Bewegung des stellbaren Federtellers 9 ist in den zweiten Teil 2 ein Aktuator in Form eines Gleichstrommotors 10 integriert, welcher koaxial zum Federelement 3 platziert ist und mit dem stellbaren Federteller 9 über einen zwischenliegenden Spindeltrieb 11 in Wirkverbindung steht.
Wie des Weiteren aus den 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst der Spindeltrieb 11 eine Gewindespindel 12, welche durch den Gleichstrommotor 10 hindurchragt und an einem, dem ersten Teil 1 zugewandten axialen Ende mit einem Außengewinde 13 versehen ist. Die Gewindespindel 12 ist zudem mittels einer Passfeder 14 drehfest mit einem – vorliegend nicht weiter im Detail dargestellten – Rotor des Gleichstrommotors 10 gekoppelt, so dass eine rotative Stellbewegung des Gleichstrommotors 10 eine entsprechende Drehbewegung der Gewindespindel 12 hervorruft. Dabei führt die Gewindespindel 12 an ihrem Außengewinde 13 den stellbaren Federteller 9 mit einem, am Federteller 9 korrespondierend zum Außengewinde 13 vorgesehenen Innengewinde 15, wobei durch das Zusammenspiel des Außengewindes 13 mit dem Innengewinde 15 die Drehbewegung der Gewindespindel 12 in eine entsprechend der Drehrichtung orientierte axiale Verschiebung des stellbaren Federtellers 9 umgesetzt wird.
Die Gewindespindel 12 ist ferner, wie insbesondere aus der Schnittansicht in 2 ersichtlich, in axialer Richtung beidseitig des Gleichstrommotors 10 im zweiten Teil 2 gelagert. Hierbei ist eine Lagerung auf Seiten des stellbaren Federtellers 9 als Radialrillenkugellager 16 ausgeführt, dessen Außenring durch eine axial zwischen dem Federteller 9 und dem Gleichstrommotor 10 platzierte Motorabdeckung 17 getragen wird, während ein Innenring des Radialrillenkugellagers 16 auf der Gewindespindel 12 aufgesetzt ist. Hierbei wird der Innenring an der gewünschten axialen Position über einen Sprengring 18 an der Gewindespindel 12 gehalten, wobei das Radialrillenkugellager 16 vorliegend als Festlager fungiert und sowohl Axial- als auch Radialkräfte der Gewindespindel 12 aufnimmt. Hingegen ist die Gewindespindel 12 im rückwärtigen Bereich des Gleichstrommotors 10 über eine Gleitlagerung im Befestigungsflansch 5 gelagert, welche über eine Gleitlagerbuchse 19 ausgestaltet wird und eine Loslagerung der Gewindespindel 12 darstellt.
Wie ferner insbesondere aus 2 hervorgeht, trägt die Motorabdeckung 17 zudem zwei axiale Führungsstangen 20 und 21, die in Form von Stehbolzen in die Motorabdeckung 17 eingeschraubt sind und auf Seiten des ersten Teiles 1 in hierzu korrespondierenden Axialbohrungen 22 und 23 des Befestigungsflansches 4 laufen, um die beiden Teile 1 und 2 in ihren axialen Relativbewegungen zueinander zu führen. An diesen Führungsstangen 20 und 21 ist auch der stellbare Federteller 9 mit korrespondierenden Durchgangsbohrungen 24 und 25 geführt, so dass ein ungewolltes Verdrehen des stellbaren Federtellers 9 verhindert werden kann und die axiale Bewegung des stellbaren Federtellers 9 relativ zum Befestigungsflansch 5 stets geführt und ohne Verkanten verläuft.
Der Sicherungsring 18 an der Gewindespindel 12 übernimmt neben einer Fixierung des Innenrings des Radialrillenkugellagers 16 zudem noch die Aufgabe der Ausgestaltung eines axialen Anschlages für den stellbaren Federteller 9, so dass eine axiale Bewegung des stellbaren Federtellers 9 in Richtung Motorabdeckung 17 begrenzt ist. In eine hierzu entgegengesetzte Richtung wird die Axialbewegung des stellbaren Federtellers 9 hingegen durch zwei Sicherungsringe 26 und 27 beschränkt, welche an den Führungsstangen 20 und 21 jeweils auf der gleichen axialen Höhe platziert sind und formschlüssig eine weitere Bewegung ab Kontakt mit dem Federteller 9 verhindert.
Schließlich sind noch der Befestigungsflansch 5, der Gleichstrommotor 10 und die Motorabdeckung 17 über eine umliegende Gehäusehülse 28 zu einer Baugruppe zusammengehalten, indem die Gehäusehülse 28 axial jeweils am Befestigungsflansch 5 und an der Motorabdeckung 17 einfasst und die Bauteile Motorabdeckung 17, Gleichstrommotor 10 und Befestigungsflansch 5 somit zusammenhält. Radial außen zur Gehäusehülse 28 läuft dabei eine Schutzhülse 29, die mit dem Befestigungsflansch 4 des ersten Teiles 1 verbunden ist und einen Eintrag von Verunreinigungen in den axialen Bereich zwischen den beiden Teilen 1 und 2 verhindern soll. Seitens des zweiten Teiles 2 ist der Gleichstrommotor 10 noch mit Leitungsmitteln 30 versehen, welche axial durch den Befestigungsflansch 5 hindurchgeführt sind und über die eine Stromversorgung des Gleichstrommotors 10 darstellbar ist.
Im verbauten Zustand der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung wird durch das zwischenliegende Federelement 3 entsprechend seiner wirksamen Federlänge eine definierte Druckkraft auf die beiden Federteller 8 und 9 aufgebracht und somit eine definierte Spannkraft zum Spannen des Zugmittels dargestellt. Bei der in 2 dargestellten Einstellung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist eine Spannkraft aufgrund der großen Federlänge des Federelements 3 auf ein niedriges Maß eingestellt, so dass eine Spannung des Zugmittels eher auf geringe Belastungen im Zugmitteltrieb ausgerichtet ist. Treten jedoch kritische dynamische Belastungen auf, beispielsweise durch Betreiben vieler Nebenaggregate in einem Nebenaggregatetrieb bei Leerlauf der Brennkraftmaschine, so kann die Spannkraft gezielt erhöht werden, indem der stellbare Federteller 9 axial gegenüber dem zweiten Teil 2 in Richtung des ersten Teils 1 bewegt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Gleichstrommotor 10 durch Strombeaufschlagung über die Leitungsmittel 30 in eine Drehrichtung in Rotation versetzt wird und dabei die Gewindespindel 12 mitverdreht. Über das Außengewinde 13 an der Gewindespindel 12 und das Innengewinde 15 des stellbaren Federtellers 9 wird diese Drehbewegung in eine der Steigung der Gewinde entsprechende axiale Bewegung umgesetzt, was die Federlänge des Federelements 3 entsprechend verkürzt. Gemäß seiner Kennlinie bringt das Federelement 3 dabei eine höhere Druckkraft auf die beiden Federteller 8 und 9 auf, so dass die Spannkraft entsprechend erhöht wird. Die jeweiligen Endlagen dieser Stellmöglichkeit werden dabei zum einen durch die Sicherungsringe 26 und 27 und zum anderen durch den Sicherungsring 18 begrenzt.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Spannvorrichtung ist es somit möglich, eine in radialer Richtung schlankbauende Spannvorrichtung auszugestalten, bei welcher eine jeweilige Spannkraft durch Veränderung der wirksamen Federlänge eines Federelements 3 realisierbar ist. Dementsprechend können über die erfindungsgemäße Spannvorrichtung unterschiedliche Spannkräfte für unterschiedliche Betriebszustände des jeweiligen Zugmitteltriebes dargestellt werden. Hierbei ist entweder eine alleinige Anwendung dieser Spannvorrichtung im Zugmitteltrieb oder aber auch in Kombination mit einem weiteren hydraulischen oder mechanischen Spanner, insbesondere unter Parallelschaltung der jeweils zugehörigen Federelemente, denkbar.
Bezugszeichenliste

1: erster Teil
2: zweiter Teil
3: Federelement
4: Befestigungsflansch
5: Befestigungsflansch
6: Befestigungsauge
7: Befestigungsauge
8: Federteller
9: Federteller
10: Gleichstrommotor
11: Spindeltrieb
12: Gewindespindel
13: Außengewinde
14: Passfeder
15: Innengewinde
16: Radialrillenkugellager
17: Motorabdeckung
18: Sicherungsring
19: Gleitlagerbuchse
20: Führungsstange
21: Führungsstange
22: Axialbohrung
23: Axialbohrung
24: Durchgangsbohrung
25: Durchgangsbohrung
26: Sicherungsring
27: Sicherungsring
28: Gehäusehülse
29: Schutzhülse
30: Leitungsmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10153329 A1 [0003, 0010]
US 4478595 [0004, 0010]

Claims

Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem ersten Teil (1), welcher über ein zwischenliegendes Federelement (3) axial beweglich gegenüber einem zweiten Teil (2) in eine Spannrichtung vorgespannt ist, wobei sich das Federelement (3) mit axialen Enden an Federtellern (8, 9) abstützt, von welchen ein Federteller (8) starr mit dem ersten Teil (1) läuft, wohingegen ein stellbarer Federteller (9) mit dem zweiten Teil (2) gekoppelt und unter Einwirkung eines in den zweiten Teil (2) integrierten Aktuators axial gegenüber dem zweiten Teil (2) bewegbar ist, so dass eine wirksame Federlänge des Federelements (3) und damit eine hierüber definierte Spannkraft veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator koaxial zu dem Federelement (3) innerhalb des zweiten Teils (2) platziert ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Aktuator eine rotative Stellbewegung erzeugbar ist, welche ein zwischengeschaltetes Getriebe in die stufenlos axiale Bewegung des stellbaren Federtellers (9) gegenüber dem zweiten Teil (2) umsetzt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine Gewindespindel (12) umfasst, die über den Aktuator gezielt in Drehbewegung versetzbar und an deren Außengewinde (13) der stellbare Federteller (9) mit einem Innengewinde (15) geführt ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (12) in axialer Richtung beidseitig des Aktuators im zweiten Teil (2) gelagert ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (12) an zumindest einem axialen Ende ihres Außengewindes (13) mit je einem Sicherungsring (18) versehen ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator als Gleichstrommotor (10) ausgeführt ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stellbare Federteller (9) in seiner axialen Bewegung an mehreren axialen Führungsstangen (20, 21) des zweiten Teils (2) geführt ist, welche in hierzu korrespondierende Axialbohrungen (22, 23) des ersten Teils (1) laufen.
Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstangen (20, 21) jeweils mindestens einen Sicherungsring (26, 27) auf je der gleichen axialen Höhe tragen.