DE102012209028A1 - Tensioning device for belt drive, has tension rollers in which one roller is mounted on tensioning arm and other roller is stationarily supported on tensioner housing - Google Patents

Tensioning device for belt drive, has tension rollers in which one roller is mounted on tensioning arm and other roller is stationarily supported on tensioner housing Download PDF

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DE102012209028A1
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Christian Hauck
Martin Rauch
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Abstract

The device (1) has a tensioner housing which is pivotally mounted by a slide bearing about the axis (4) of a drive wheel (5) on a machine housing (3). Two tensioning rollers (6,7) are provided on the belt in the circumferential direction before and behind the drive wheel with bias force. The tensioning arm is movably mounted against the force of a spring unit in the tensioner housing. The tension roller (6) is mounted on a tensioning arm, and the other tension roller (7) is stationarily supported on the tensioner housing. An independent claim is included for an electric machine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Riementrieb, der einen endlos umlaufenden Riemen, eine Elektromaschine mit einem Maschinengehäuse und einem Antriebsrad und zumindest ein weiteres Triebrad aufweist, das über den Riemen mit dem Antriebsrad in Antriebsverbindung steht, wobei die Spannvorrichtung folgendes umfasst:

  • – ein Spannergehäuse, das mittels einer Gleitlagerung um die Achse des Antriebsrads verschwenkbar auf dem Maschinengehäuse gelagert ist,
  • – zwei Spannrollen, die den Riemen in dessen Umlaufrichtung vor und hinter dem Antriebsrad mit Vorspannkraft beaufschlagen,
  • – ein die Vorspannkraft erzeugendes Federmittel
  • – und einen gegen die Kraft des Federmittels beweglich im Spannergehäuse gelagerten Spannarm,
wobei eine der Spannrollen auf dem Spannarm gelagert ist und die andere Spannrolle ortsfest auf dem Spannergehäuse gelagert ist.The invention relates to a belt drive tensioning device comprising an endlessly circulating belt, an electric machine having a machine housing and a drive wheel, and at least one further drive wheel drivingly connected to the drive wheel via the belt, the tensioning device comprising:
  • A tensioner housing which is mounted on the machine housing so as to be pivotable about the axis of the drive wheel by means of a sliding bearing,
  • Two tension rollers, which bias the belt in the direction of rotation in front of and behind the drive wheel,
  • - A spring force generating spring means
  • And a clamping arm movably mounted in the tensioner housing against the force of the spring means,
wherein one of the tension rollers is mounted on the tensioning arm and the other tensioning roller is mounted stationary on the tensioner housing.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Elektromaschine mit einer derartigen Spannvorrichtung.The invention also relates to an electric machine with such a clamping device.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bei Riementrieben mit wechselweise Drehmoment aufnehmenden und abgebenden Triebrädern und einem dementsprechenden Wechsel von Zugtrum und Leertrum erfordert das Spannen des Leertrums eine Spannvorrichtung mit zwei Spannrollen, die das Zugmittel vor und hinter dem wechselweise antreibenden und angetriebenen Antriebsrad vorspannen. Es handelt sich typischer- aber nicht notwendigerweise um den Riementrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Elektromaschine in Form eines Startergenerators (RSG), der nicht nur zwecks Stromerzeugung von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, sondern auch die Brennkraftmaschine antreibt, um diese zu starten.In belt drives with alternating torque receiving and donating drive wheels and a corresponding change of tension and return strand requires the clamping of the return strand a tensioning device with two tension rollers that bias the traction means in front of and behind the alternately driving and driven drive wheel. It is typically but not necessarily the belt drive of an internal combustion engine with an electric machine in the form of a starter generator (RSG), which is not only driven by the internal combustion engine for power generation, but also drives the internal combustion engine to start it.

Bekannte Spannvorrichtungen, wie sie beispielsweise in der DE 199 26 615 A1 , DE 10 2008 025 552 A1 und DE 10 2006 019 877 A1 vorgeschlagen sind, weisen jeweils ein am Startergenerator befestigtes Spannergehäuse und zwei beweglich darin gelagerte Spannarme auf, deren Spannrollen durch ein dazwischen angeordnetes Federmittel aufeinander zu kraftbeaufschlagt sind, um den Riemen zu spannen.Known tensioning devices, such as those in the DE 199 26 615 A1 . DE 10 2008 025 552 A1 and DE 10 2006 019 877 A1 are proposed, each having a fixed to the starter generator tensioner housing and two movably mounted therein clamping arms, the tension rollers are urged towards each other by an interposed spring means to tension the belt.

Eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art, d.h. mit lediglich einem beweglich im Spannergehäuse gelagerten Spannarm einerseits und einer gehäusefesten Spannrolle andererseits, und eine Elektromaschine mit einer derartigen Spannvorrichtung sind aus der DE 10 2011 082 764 A1 bekannt.A clamping device of the type mentioned, ie with only one movable in the tensioner housing mounted clamping arm on the one hand and a housing-fixed tension pulley on the other hand, and an electric machine with such a clamping device are from the DE 10 2011 082 764 A1 known.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art und eine Elektromaschine mit einer derartigen Spannvorrichtung konstruktiv zu verbessern.Proceeding from this, the present invention seeks to constructively improve a clamping device of the type mentioned and an electric machine with such a clamping device.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Erfindungsgemäße Verbesserungen ergeben sich aus den Figuren und den zugehörigen Erläuterungen. Es zeigen:Improvements according to the invention will become apparent from the figures and the accompanying explanations. Show it:

1 einen erfindungsgemäße Elektromaschine mit darauf montierter Spannvorrichtung in perspektivischer Gesamtdarstellung; 1 an inventive electric machine mounted thereon tensioning device in a perspective overall view;

2 die Spannvorrichtung gemäß 1 in explodierter Darstellung; 2 the tensioning device according to 1 in an exploded view;

3 die Spannvorrichtung gemäß 1 in Längsschnittdarstellung; 3 the tensioning device according to 1 in longitudinal section;

4 ein Spannergehäuseteil der Spannvorrichtung gemäß 1 in einer ersten perspektivischen Einzelteildarstellung (Rückseite); 4 a tensioner housing part of the tensioning device according to 1 in a first perspective detail view (back);

5 ein Belagsegment zur Bildung der rückseitigen axialen Gleitlagerfläche des Spannergehäuses; 5 a pad segment for forming the rear axial slide bearing surface of the tensioner housing;

6 ein Belagsegment zur Bildung der radialen Gleitlagerfläche des Spannergehäuses; 6 a lining segment for forming the radial sliding bearing surface of the tensioner housing;

7 das Spannergehäuseteil der Spannvorrichtung gemäß den 1 und 4 in einer zweiten perspektivischen Einzelteildarstellung (Frontseite); 7 the tensioner housing part of the tensioning device according to 1 and 4 in a second perspective detail view (front);

8 ein Belagsegment zur Bildung der frontseitigen axialen Gleitlagerfläche des Spannergehäuses; 8th a pad segment for forming the front axial slide bearing surface of the tensioner housing;

9 eine weitere erfindungsgemäße Elektromaschine mit darauf montierter Spannvorrichtung in teilweiser Längsschnittdarstellung; 9 a further inventive electric machine with mounted thereon clamping device in partial longitudinal sectional view;

10 eine weitere erfindungsgemäße Elektromaschine mit darauf montierter Spannvorrichtung in teilweiser Längsschnittdarstellung; 10 a further inventive electric machine with mounted thereon clamping device in partial longitudinal sectional view;

11 eine weitere erfindungsgemäße Elektromaschine mit darauf montierter Spannvorrichtung in teilweiser Längsschnittdarstellung; 11 a further inventive electric machine with mounted thereon clamping device in partial longitudinal sectional view;

12 eine weitere erfindungsgemäße Elektromaschine mit darauf montierter Spannvorrichtung in teilweiser Längsschnittdarstellung; 12 a further inventive electric machine with mounted thereon clamping device in partial longitudinal sectional view;

13 eine weitere erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit einer weiteren rückseitigen axialen Gleitlagerfläche des Spannergehäuses; 13 a further inventive clamping device with a further rear axial slide bearing surface of the tensioner housing;

14 eine weitere erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit einer weiteren rückseitigen axialen Gleitlagerfläche des Spannergehäuses; 14 a further inventive clamping device with a further rear axial slide bearing surface of the tensioner housing;

15 eine erfindungsgemäße Lagerung einer weiteren Spannvorrichtung an einer Elektromaschine; 15 an inventive storage of another clamping device on an electric machine;

16 eine weitere Spannvorrichtung in perspektivischer Darstellung; 16 another clamping device in perspective view;

17 ein Federdiagramm einer weiteren Spannvorrichtung; 17 a spring diagram of another tensioning device;

18 die zum Federdiagramm gemäß 17 zugehörige Spannvorrichtung; 18 according to the spring diagram according to 17 associated clamping device;

19 eine weitere Spannvorrichtung in frontseitiger Darstellung; 19 another clamping device in front presentation;

20 eine weitere erfindungsgemäße Elektromaschine mit darauf montierter Spannvorrichtung in teilweiser Längsschnittdarstellung; 20 a further inventive electric machine with mounted thereon clamping device in partial longitudinal sectional view;

21 eine weitere erfindungsgemäße Elektromaschine mit darauf montierter Spannvorrichtung in Längsschnittdarstellung. 21 a further inventive electric machine mounted thereon clamping device in longitudinal section view.

Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen Unless otherwise stated, the same or functionally identical features or components are provided with the same reference numbers

Bei der in 1 dargestellten Elektromaschine 1 handelt es sich um einen Startergenerator eines Nebenaggregate-Riementriebs einer Brennkraftmaschine, wobei der Startergenerator 1 mit einer Spannvorrichtung 2 für einen (nicht dargestellten) endlos umlaufenden Poly-V-Riemen zu einer Baueinheit zusammengefasst ist. Der Startergenerator 1 umfasst ein generell zylindrisches Maschinengehäuse 3 und ein auf einer Achse 4 verschraubtes Antriebsrad 5, das über den Riemen zumindest mit dem (ebenfalls nicht dargestellten) Kurbelwellen-Triebrad der Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung steht.At the in 1 illustrated electric machine 1 it is a starter generator of an accessory belt drive an internal combustion engine, wherein the starter generator 1 with a tensioning device 2 for a (not shown) endless circumferential poly-V-belt is combined to form a structural unit. The starter generator 1 includes a generally cylindrical machine housing 3 and one on an axis 4 screwed drive wheel 5 which is in drive connection via the belt at least with the (also not shown) crankshaft drive wheel of the internal combustion engine.

Das Kurbelwellen-Triebrad wird auf an sich bekannte Weise zum Starten der Brennkraftmaschine vom Antriebsrad 5 des Startergenerators 1 angetrieben, um dann bei gestarteter Brennkraftmaschine das Antriebsrad 5 zur Stromerzeugung anzutreiben. Das dementsprechend wechselweise Drehmoment abgebende bzw. Drehmoment aufnehmende Antriebsrad 5 bewirkt einen dazu synchronen Wechsel von Zugtrum und Leertrum im Riementrieb, der die auf dem Antriebsrad 5 eingezeichnete Umlaufrichtung des Riemens aufweist. Im Startbetrieb der Brennkraftmaschine ist dasjenige Riementrum das Zugtrum, das in Umlaufrichtung vor dem antreibenden Antriebsrad 5 verläuft, und dasjenige Riementrum das Leertrum, das in Umlaufrichtung hinter dem Antriebsrad 5 verläuft. Umgekehrt ist im Generatorbetrieb dasjenige Riementrum das Leertrum, das in Umlaufrichtung vor dem dann angetriebenen Antriebsrad 5 verläuft, und dasjenige Riementrum das Zugtrum, das in Umlaufrichtung hinter dem Antriebsrad 5 verläuft.The crankshaft drive wheel is in known manner for starting the internal combustion engine from the drive wheel 5 of the starter generator 1 driven, then at the start of the internal combustion engine, the drive wheel 5 to power generation. The accordingly alternately torque-emitting or torque-receiving drive wheel 5 causes a synchronous change of traction and slack in the belt drive, which on the drive wheel 5 has drawn circumferential direction of the belt. In the starting mode of the internal combustion engine that Riementrum is the Zugtrum, in the direction of rotation in front of the driving drive wheel 5 runs, and that Riementrum the empty strand, in the circumferential direction behind the drive wheel 5 runs. Conversely, in the generator mode that Riementrum the empty strand, in the direction of rotation in front of the then driven drive wheel 5 runs, and that Riementrum the Zugtrum, in the circumferential direction behind the drive wheel 5 runs.

Die Spannvorrichtung 2 ist frontseitig auf dem Maschinengehäuse 3 montiert und umfasst zwei Spannrollen 6 und 7, die den Riemen in dessen Umlaufrichtung vor und hinter dem Antriebsrad 5 mit Vorspannkraft beaufschlagen, um die sich abwechselnden Leertrums des Riementriebs zu spannen. Der konstruktive Aufbau der Spannvorrichtung 2 ist nachfolgend anhand der 2 und 3 erläutert. Das Maschinengehäuse 3 ist dort durch die auf der Rückseite der Spannvorrichtung 2 verlaufende Maschinengehäusescheibe 3’ symbolisiert, die in 1 als solche nicht existent ist, sondern einstückig am Maschinengehäuse 3 ausgebildet ist. The tensioning device 2 is on the front of the machine housing 3 mounted and includes two tension rollers 6 and 7 , the belt in the circumferential direction in front of and behind the drive wheel 5 apply pretensioning force to tension the alternating slack side of the belt drive. The structural design of the clamping device 2 is below on the basis of 2 and 3 explained. The machine housing 3 is there by the on the back of the jig 2 running machine housing disc 3 ' symbolizes that in 1 as such does not exist, but in one piece on the machine housing 3 is trained.

Die Spannvorrichtung 2 umfasst ein Spannergehäuse 8, das um die Achse 4 des Antriebsrads 5 verschwenkbar auf der Frontseite des Maschinengehäuses 3 gelagert ist. Die in Umlaufrichtung des Riemens hinter dem Antriebsrad 5 angeordnete Spannrolle 6 ist mittels einer Achsschraube 9 auf einem Spannarm 10 gelagert, dessen kreisbogenförmiger Armabschnitt gegen ein die Vorspannkraft erzeugendes Federmittel in Form einer Bogenfeder 11 um die Achse 4 des Antriebsrads 5 beweglich im Spannergehäuse 8 gelagert ist. Demgegenüber ist die andere Spannrolle 7 ortsfest auf dem Spannergehäuse 8 gelagert. Das Spannergehäuseteil 8a ist hierzu mit einem Zapfen 12 versehen, in dem die Achsschraube 13 der anderen Spannrolle 7 eingeschraubt ist.The tensioning device 2 includes a tensioner housing 8th that's about the axis 4 of the drive wheel 5 swiveling on the front side of the machine housing 3 is stored. The in the direction of rotation of the belt behind the drive wheel 5 arranged tension roller 6 is by means of an axle bolt 9 on a tension arm 10 mounted, the arcuate arm portion against a biasing force generating spring means in the form of a bow spring 11 around the axis 4 of the drive wheel 5 movable in tensioner housing 8th is stored. In contrast, the other tensioning roller 7 stationary on the tensioner housing 8th stored. The tensioner housing part 8a is this with a pin 12 provided in the axle bolt 13 the other tensioner pulley 7 is screwed.

Die schwenkbare Lagerung der gesamten Spannvorrichtung 2 ermöglicht es, dass bei einem Betriebswechsel des Startergenerators 1 und einer entsprechenden Vertauschung von Zugtrum mit Leertrum im Riementrieb das Spannergehäuse 8 mit den Spannrollen 6, 7 um die Achse 4 des Antriebsrads 5 verschwenkt. Wenn also beispielsweise der Startergenerator 1 vom Starterbetrieb in den Generatorbetrieb wechselt, dann wechselt das Riementrum seitens der gehäuseseitig beweglichen Spannrolle 6 von Leertrum auf Zugtrum und seitens der gehäuseseitig ortsfesten Spannrolle 7 von Zugtrum auf Leertrum. Folglich führt dieser Betriebswechsel zu einer Verschwenkung der Spannvorrichtung 2 aus dem dann aktuellen Zugtrum seitens der Spannrolle 6 heraus in das dann aktuelle Leertrum seitens der Spannrolle 7 hinein, d.h. bei der eingezeichneten Umlaufrichtung zu einer Verschwenkung entgegen der Umlaufrichtung. Dabei wird die Vorspannkraft im Riementrieb stets durch die Bogenfeder 11 aufrecht erhalten, die den Spannarm 10 aus dem Spannergehäuse 8 heraus mit Druckkraft beaufschlagt.The pivotal mounting of the entire clamping device 2 allows that when changing the operation of the starter generator 1 and a corresponding permutation of Zugtrum with Leertrum in the belt drive the tensioner housing 8th with the tension rollers 6 . 7 around the axis 4 of the drive wheel 5 pivoted. So if, for example, the starter generator 1 changes from the starter operation in the generator mode, then the belt drum changes on the part of the tensioning roller movable on the housing side 6 from empty strand to tensile strand and on the part of the stationary tensioner on the housing side 7 from Zugtrum to Leertrum. Consequently, this change of operation leads to a pivoting of the clamping device 2 from the then current tension on the part of the tension pulley 6 out into the then current slack side of the tensioner 7 in, ie in the marked direction of rotation to a pivoting counter to the direction of rotation. The preload force in the belt drive is always through the bow spring 11 upright, holding the tension arm 10 from the tensioner housing 8th out with compressive force applied.

Das Spannergehäuse 8 setzt sich aus dem Spannergehäuseteil 8a und einem daran mittels der Verschraubung 14 (drei Schrauben in 2) befestigten weiteren Spannergehäuseteil 8b zusammen, das gemeinsam mit dem Spannergehäuseteil 8a einen kreisbogenförmigen und im Querschnitt rechteckigen Aufnahmeraum 15 für den Spannarm 10 und die Bogenfeder 11 begrenzt. Die Lagerung und Schwingungsdämpfung des Spannarms 10 und der Bogenfeder 11 im Spannergehäuse 8 erfolgt mittels Gleitlagerschalen 16 bzw. 17. Das weitere Spannergehäuseteil 8b ist mit einer Dichtleiste 18 versehen, die den Aufnahmeraum 15 vor eindringenden Schmutzpartikeln schützt. Der durch die Gehäusebohrung 19 in die Spannarmbohrung 20 eingesetzte Sicherungsstift 21 dient als Montagesicherung, die den Spannarm 10 in einer vorgespannten Transportstellung fixiert, bevor der Startergenerator 1 mit Spannvorrichtung 2 im Riementrieb eingebaut ist.The tensioner housing 8th is made up of the tensioner housing part 8a and one by means of the screw 14 (three screws in 2 ) attached another tensioner housing part 8b Together, together with the tensioner housing part 8a a circular arc-shaped and rectangular in cross-section receiving space 15 for the tension arm 10 and the bow spring 11 limited. The bearing and vibration damping of the clamping arm 10 and the bow spring 11 in the tensioner housing 8th done by means of plain bearing shells 16 respectively. 17 , The further tensioner housing part 8b is with a sealing strip 18 provided the receiving space 15 protects against penetrating dirt particles. The through the housing bore 19 in the Spannarmbohrung 20 used security pin 21 serves as a mounting safeguard that the tension arm 10 fixed in a prestressed transport position before the starter generator 1 with tensioning device 2 is installed in the belt drive.

Die schwenkbare Lagerung des Spannergehäuses 8 auf dem Startergenerator 1 erfolgt mittels einer Gleitlagerung, die das Spannergehäuse 8 mit radialen Gleitlagerflächen in radialer Richtung und mit axialen Gleitlagerflächen in beidseitig axialer Richtung auf der Frontseite des Maschinengehäuses 3 lagert. Wie es insbesondere in der Längsschnittdarstellung gemäß 3 gut erkennbar ist, ist der Spannergehäuseteil 8a mit einem Lagerring 22 versehen, der sich radial einwärts in einen in Umfangsrichtung des Maschinengehäuses 3 verlaufenden Kanal 23 erstreckt. Dieser Kanal 23 ist durch die radiale und die axialen Gleitlagerflächen 24 bzw. 25 und 26 des Maschinengehäuses 3 gebildet und weist einen im wesentlichen U-förmigen, radial auswärts geöffneten Querschnitt auf. Eine axiale Gleitlagerfläche 25 des Maschinengehäuses 3 ist unmittelbar auf dessen Frontseite ausgebildet, und die andere axiale Gleitlagerfläche 26 ist auf einer separaten Lagerscheibe 27 ausgebildet. Die Lagerscheibe 27 ist auf der dem Maschinengehäuse 3 abgewandten Stirnseite des Lagerrings 22 angeordnet und am Maschinengehäuse 3 mittels der Schraubverbindung 28 befestigt (acht Schrauben in 2).The pivotable mounting of the tensioner housing 8th on the starter generator 1 takes place by means of a slide bearing, the tensioner housing 8th with radial sliding bearing surfaces in the radial direction and with axial sliding bearing surfaces in both directions on the axial side of the machine housing 3 outsourced. As in particular in the longitudinal section according to 3 is clearly recognizable, is the tensioner housing part 8a with a bearing ring 22 provided, which extends radially inwardly in a circumferential direction of the machine housing 3 running channel 23 extends. This channel 23 is through the radial and axial sliding bearing surfaces 24 respectively. 25 and 26 of the machine housing 3 formed and has a substantially U-shaped, radially outwardly open cross-section. An axial slide bearing surface 25 of the machine housing 3 is formed directly on the front side, and the other axial slide bearing surface 26 is on a separate bearing disc 27 educated. The bearing disc 27 is on the machine housing 3 facing away from the bearing ring 22 arranged and on the machine housing 3 by means of the screw connection 28 fastened (eight screws in 2 ).

Durch den Axialversatz der Gleitlagerung zur Riemenebene – diese verläuft etwa mittig durch die Spannrolle 6 – ist die Gleitlagerung mit einem aus den schwankenden Riemenkräften resultierenden Kippmoment belastet, das die axialen Gleitlagerflächen mit entsprechend schwankenden Reaktions-Querkräften belastet. Folglich geht die Gleitlagerung auch mit einer lastabhängigen Dämpfung der Schwenkbewegung des Spannergehäuses 8 einher. Due to the axial offset of the slide bearing to the belt plane - this runs approximately in the middle by the tension roller 6 - The slide bearing is loaded with a resulting from the fluctuating belt forces overturning moment, which loads the axial slide bearing surfaces with correspondingly fluctuating reaction transverse forces. Consequently, the sliding bearing also goes with a load-dependent damping of the pivoting movement of the tensioner housing 8th associated.

Aus einer Zusammenschau der 1 und 3 wird ersichtlich, dass die Gleitlagerung und die Lagerscheibe 27 radial vollständig außerhalb des Antriebsrads 5 verlaufen oder dass – mit anderen Worten – der kleinere Innendurchmesser von beiden größer als der Außendurchmesser des Antriebsrads 5 ist. Diese Bauteildimensionierung ermöglicht es, die Spannvorrichtung 2 auf das Gehäuse 3 des Startergenerators 1 bei bereits angeschraubtem Antriebsrad 5 zu montieren.From a synopsis of 1 and 3 it will be seen that the plain bearing and the bearing disc 27 radially completely outside the drive wheel 5 run or that - in other words - the smaller inner diameter of both larger than the outer diameter of the drive wheel 5 is. This component dimensioning makes it possible to use the clamping device 2 on the case 3 of the starter generator 1 with already screwed drive wheel 5 to assemble.

Wie es aus den 2 bis 8 deutlich wird, sind die radiale und die axialen Gleitlagerflächen 29 bzw. 30 und 31 des Spannergehäuses 8 jeweils durch Gleitbeläge 32 bzw. 33 und 34 gebildet, die auf dem Innenmantel 35 bzw. auf den Stirnseiten 36 und 37 des Lagerrings 22 formschlüssig gegen Verdrehen gesichert angeordnet sind. Die aus dem Gleitlagerwerkstoff PA46 PTFE15 bestehenden Gleitbeläge 32, 33 und 34 setzen sich jeweils aus neun kreisbogenförmigen Belagsegmenten zur Kreisform zusammen und sind endseitig mit radial bzw. axial vorspringenden Nasen 38, 39 und 40 versehen, die zwecks der Verdrehsicherung in innenumfangsseitigen bzw. stirnseitigen Ausnehmungen 41, 42 und 43 im Lagerring 22 eingesetzt sind.As it is from the 2 to 8th becomes clear, are the radial and the axial sliding bearing surfaces 29 respectively. 30 and 31 the tensioner housing 8th each by sliding linings 32 respectively. 33 and 34 formed on the inner shell 35 or on the front sides 36 and 37 of the bearing ring 22 positively secured against rotation are arranged. The sliding linings consisting of the sliding bearing material PA46 PTFE15 32 . 33 and 34 are each composed of nine circular arc-shaped lining segments to form a circle and are the end with radially or axially projecting noses 38 . 39 and 40 provided, for the purpose of preventing rotation in the inner peripheral side or frontal recesses 41 . 42 and 43 in the bearing ring 22 are used.

Das in 5 dargestellte Belagsegment 33 bildet die eine axiale Gleitlagerfläche 30 des Spannergehäuses 8, die auf der dem Maschinengehäuse 3 zugewandten Stirnseite 36 (Rückseite des Spannergehäuseteils 8a gemäß 4) des Lagerrings 22 verläuft und unmittelbar auf der axialen Gleitlagerfläche 25 des Maschinengehäuses 3 gleitet.This in 5 shown covering segment 33 forms the one axial slide bearing surface 30 the tensioner housing 8th on the machine housing 3 facing end face 36 (Rear side of the tensioner housing part 8a according to 4 ) of the bearing ring 22 runs and immediately on the axial slide bearing surface 25 of the machine housing 3 slides.

Das in 6 dargestellte Belagsegment 32 bildet die radiale Gleitlagerfläche 29 des Spannergehäuses 8, die auf dem Innenmantel 35 des Lagerrings 22 verläuft und auf dem Außenmantel 24 des Maschinengehäuses 3 gleitet (s. 3).This in 6 shown covering segment 32 forms the radial slide bearing surface 29 the tensioner housing 8th on the inner jacket 35 of the bearing ring 22 runs and on the outer jacket 24 of the machine housing 3 slides (s. 3 ).

Das in 8 dargestellte Belagsegment 34 bildet die andere axiale Gleitlagerfläche 31 des Spannergehäuses 8, die auf der dem Maschinengehäuse 3 abgewandten Stirnseite 37 (Frontseite des Spannergehäuseteils 8a gemäß 7) des Lagerrings 22 verläuft und auf der axialen Gleitlagerfläche 26 der Lagerscheibe 27 gleitet.This in 8th shown covering segment 34 forms the other axial slide bearing surface 31 the tensioner housing 8th on the machine housing 3 opposite end face 37 (Front side of the tensioner housing part 8a according to 7 ) of the bearing ring 22 runs and on the axial slide bearing surface 26 the bearing disc 27 slides.

Ein durch das oben erwähnte Kippmoment erzwungene Verkippen der Gleitlagerung im Rahmen des durch Bauteiltoleranzen bedingten Axiallagerspiels wird dadurch minimiert, dass sowohl die Belagsegmente 33 als auch die Belagsegmente 34 untereinander verschiedene, d.h. über den Umfang der Gleitlagerung veränderliche Wandstärken haben. Dabei sind die „dicken“ Belagsegmente an derjenigen Position des Lagerrings 22 angeordnet, wo sie die größten Querkräfte abstützen, während umgekehrt die „dünnen“ Belagsegmente dort angeordnet sind, wo sie die kleinsten oder gar keine Querkräfte abstützen.A forced by the above-mentioned tilting moment tilting of the sliding bearing in the context of component tolerances caused by axial bearing clearance is minimized by the fact that both the lining segments 33 as well as the lining segments 34 have mutually different, ie over the scope of sliding bearing variable wall thicknesses. Here are the "thick" lining segments on the one Position of the bearing ring 22 arranged, where they support the greatest lateral forces, while conversely, the "thin" pad segments are arranged where they support the least or no lateral forces.

Konstruktive Änderungen für eine verbesserte Dämpfung der Schwenkbewegung des Spannergehäuses 8 am Maschinengehäuse 3 sind in den 9 bis 11 schematisch eingezeichnet. Die Dämpfung des dort auf der Achse 4 des Antriebsrads 5 kugelgelagerten Spannergehäuses 8 erfolgt mittels eines federbelasteten Reibbelags 44, der gemäß den 9 und 10 in axialer Richtung oder gemäß 11 in radialer Richtung zur Achse 4 angeordnet ist. Die axial angeordnete Dämpfungseinrichtung wird beim axialen Aufstecken der Spannvorrichtung 2 auf die Elektromaschine 1 vorgespannt. Da häufig bei RSG-Maschinen im Bereich des Antriebsrads 5 axial eine ca. 10–15 mm breite Fläche zur Verfügung steht, kann diese als Gleitfläche für den Reibbelag 44 dienen, ohne dass das Gehäuse 3 der Elektromaschine 1 modifiziert werden muss (9). Dabei besteht auch die Möglichkeit, einen Adapter 45 an der Frontseite der Elektromaschine 1 zu befestigen, auf den der Reibbelag 44 axial drückt (10).Design changes for improved damping of the swing motion of the tensioner housing 8th on the machine housing 3 are in the 9 to 11 schematically drawn. The damping of there on the axis 4 of the drive wheel 5 ball-bearing tensioner housing 8th done by means of a spring-loaded friction lining 44 which according to the 9 and 10 in the axial direction or according to 11 in the radial direction to the axis 4 is arranged. The axially arranged damping device is the axial attachment of the clamping device 2 on the electric machine 1 biased. As common with RSG machines in the range of the drive wheel 5 Axially a 10-15 mm wide surface is available, this can be used as a sliding surface for the friction lining 44 serve, without the case 3 the electric machine 1 needs to be modified ( 9 ). There is also the possibility of an adapter 45 at the front of the electric machine 1 to attach to the friction lining 44 axially pushes ( 10 ).

Um die geforderte Dämpfung zu erreichen, kann auch zwischen dem Spannergehäuse 8 und dem Maschinengehäuse 3 eine radial wirkende Dämpfungseinrichtung angeordnet sein, die beim axialen Aufstecken der Spannvorrichtung 2 auf die Achse 4 vorgespannt wird. Auch hier kommt ein Adapter 45 zum Einsatz, welcher an der Elektromaschine 1 befestigt wird (11).In order to achieve the required damping, can also between the tensioner housing 8th and the machine housing 3 a radially acting damping device may be arranged, which during axial attachment of the clamping device 2 on the axis 4 is biased. Again, an adapter comes 45 used, which at the electric machine 1 is attached ( 11 ).

Die gegenseitige Anordnung der Reibbeläge 44 und ggfls. der Adapter 45 einerseits und der Federn 46 andererseits kann auch umgekehrt erfolgen, so dass die Federn 46 seitens der Elektromaschine 1 und die Reibbeläge 44 seitens der Spannvorrichtung 2 angeordnet sind. Die Vorspannkräfte der Federn 46 können einstellbar sein, um entsprechend das Reib-/Dämpfmoment einzustellen. The mutual arrangement of the friction linings 44 and if necessary. the adapter 45 on the one hand and the springs 46 on the other hand can also be done vice versa, so that the springs 46 on the part of the electric machine 1 and the friction linings 44 on the part of the tensioning device 2 are arranged. The preload forces of the springs 46 can be adjustable to adjust the friction / damping torque accordingly.

12: für die Anbindung der Spannvorrichtung 2 an die Elektromaschine 1 kann die Verschraubung 47 des Maschinengehäuses 3 verwendet werden. Der Vorteil ist, dass das Maschinengehäuse 3 kaum bis nicht modifiziert werden muss. 12 : for the connection of the clamping device 2 to the electric machine 1 can the screw connection 47 of the machine housing 3 be used. The advantage is that the machine housing 3 hardly needs to be modified.

13: die axiale Lagerung der Spannvorrichtung 2 frontseitig des Maschinengehäuses 3 erfolgt durch eine um die Achse 4 des Antriebsrads 5 konzentrische durchgängige Ringfläche 36. Gemäß 14 kann alternativ die Lagerung auch nur in einem unterbrochenen Teilsegment 36 in Abhängigkeit des Schwenkwinkels der Spannvorrichtung 2 erfolgen. 13 : the axial bearing of the tensioning device 2 front of the machine housing 3 done by one around the axis 4 of the drive wheel 5 concentric continuous ring surface 36 , According to 14 Alternatively, the storage can only in a broken sub-segment 36 depending on the pivot angle of the clamping device 2 respectively.

Die Anbindung der Spannvorrichtung 2 ist derart gestaltet, dass die Empfindlichkeit gegenüber toleranzbedingter Verkippung in der rotatorischen Lagerung reduziert wird (Selbstzentrierung). Wie in 15 ersichtlich, besitzt die Lagerung des Spannergehäuses 8, das im Maschinengehäuse 3 integriert ist, im oberen und unteren Bereich merkliches Spiel s. Wird die Spannvorrichtung 2 nun durch die statische Riemenvorspannung mit dem Kräftepaar F belastet, so verkippt sie im Uhrzeigersinn, bis sich die Lagerungsplatte 22 der Spannvorrichtung 2 in der Gleitlagerung oben rechts und unten links anlegt. D.h. einen Einfluss auf die Verkippung der Spannvorrichtung 2 hat nur die Wanddickenschwankung w des unter Flächenpressung stehenden Gleitlagerbereichs. Ansonsten ist die Lagerung aufgrund des zulässigen, merklichen Spiels s toleranzunempfindlich.The connection of the clamping device 2 is designed in such a way that the sensitivity to tolerance-related tilting in the rotary bearing is reduced (self-centering). As in 15 can be seen, has the storage of the tensioner housing 8th that in the machine housing 3 integrated, in the upper and lower range noticeable game s. Will the jig 2 Now burdened by the static belt bias with the force pair F, it tilts clockwise until the mounting plate 22 the tensioning device 2 in the slide bearing top right and bottom left applies. That means an influence on the tilting of the clamping device 2 only has the wall thickness fluctuation w of the plain bearing area under surface pressure. Otherwise, the storage due to the permissible, noticeable game s tolerance insensitive.

Aufgrund der Krafteinleitung an den Spannrollen 6, 7 entsteht an der Spannrollenanbindung (Spannhebel) eine elastische Verformung bzw. Verkippung der Spannrolle. Diese Verkippung kann an der Lagerung der Spannvorrichtung 2 über die Wanddicke w entsprechend vorgehalten werden, so dass die Verkippung an der Spannrolle minimiert bzw. eliminiert wird.Due to the force on the tension rollers 6 . 7 On the tension pulley connection (tension lever) an elastic deformation or tilting of the tension pulley occurs. This tilting may be due to the bearing of the tensioning device 2 be kept appropriate over the wall thickness w, so that the tilting of the tension roller is minimized or eliminated.

Alternativ zur radialen Montagesicherung gemäß 2 kann die Montagesicherung auch durch einen axial eingesetzten Sicherungsstift 21 ausgeführt werden, wie es in 16 durch die Mittellinie 48 angedeutet ist.Alternatively to the radial mounting fuse according to 2 The mounting fuse can also by an axially inserted locking pin 21 be executed as it is in 16 through the middle line 48 is indicated.

17 und 18: um Geräusche bzw. ein Anschlagen des Spannarms 10 am Ende des Arbeitsbereiches zu verhindern, kann die Federkennlinie des Spannarms 10 nichtlinear gestaltet werden, z.B. progressiv. Eine andere Möglichkeit besteht darin, nicht die Federkraft, aber jedoch die Dämpfcharakteristik bzw. Dämpfkraft in Richtung Ende des Arbeitsbereichs beim Einfahren zu erhöhen. 17 and 18 : to noises or a hitting the clamping arm 10 At the end of the work area, the spring characteristic of the clamping arm can prevent 10 be made nonlinear, eg progressive. Another possibility is not to increase the spring force, but the damping characteristic or damping force toward the end of the work area when retracting.

Progressive Federkennlinie: das auf Block laufen der Feder 11 definiert das Ende des Arbeitsbereiches in Einfahrrichtung (17).Progressive spring characteristic: the block running on the spring 11 defines the end of the working area in the retraction direction ( 17 ).

18 zeigt die Kräfteverhältnisse am Spannarm 10. Wie zu erkennen ist, zeigt die an der Spannrolle 6 angreifende Kraft FS nahezu in die gleiche Richtung wie die Kraft FL1 am ersten Gleitlager 16-1. Fährt der Spannarm 10 nun weiter ein, so erhöht sich die Federkraft FF und damit wiederum die Kraft FL1. Somit ergibt sich eine Erhöhung der Dämpfkraft in Richtung „einfahren“. 18 shows the balance of power on the clamping arm 10 , As can be seen, the tension roller shows 6 force FS almost in the same direction as the force FL1 on the first plain bearing 16-1 , Moves the tension arm 10 If this continues, the spring force FF increases, and so does the force FL1 again. This results in an increase of the damping force in the direction of "retract".

19: auch die Federkraft bzw. Dämpfung bei der Drehbewegung der Spannvorrichtung 2 kann nichtlinear gestaltet werden. Vorstellbar ist, dass wenn die Spannvorrichtung 2 beim RSG-Startvorgang ausschwenkt und das Riementrum 49 (Zugtrum) komplett durchstrecken will, er durch die verstärkte Kraft eines gefederten Anschlags 50 daran gehindert wird. Folge wäre eine erhöhte Trumkraft und damit besseres Schlupfverhalten. 19 : also the spring force or damping during the rotational movement of the clamping device 2 can be designed non-linear. It is conceivable that when the tensioning device 2 swings out during RSG startup and the belt drum 49 ( Zugtrum) completely wants to stretch, he through the increased power of a spring-loaded stop 50 prevented from doing so. The consequence would be an increased strand strength and thus better slip behavior.

20: der Bauraum, indem die Lagerung der Spannvorrichtung 2 integriert ist, wird mittels einer umlaufenden Abdichtung 51 vor Verschmutzung geschützt. Die Dichtung 51 kann separat ausgeführt oder in vorhandene Bauteile integriert sein, weiter ist auch ein eintel- oder mehrteiliges Dichtsystem denkbar. 20 : the installation space by the storage of the tensioning device 2 is integrated, by means of a circumferential seal 51 protected against contamination. The seal 51 can be carried out separately or integrated into existing components, also a one-piece or multi-part sealing system is conceivable.

21: über die beschriebene Konstruktion wird der Bauraum innerhalb des Antriebsrads 5 der Elektromaschine 1 freigehalten. Somit kann das A-Lager 52 der Elektromaschine 1 in Richtung Riemenmitte 53 (optimal in Riemenmitte) verschoben werden, sodass die Belastung über den verringerten Hebelarm signifikant reduziert und somit die Systemlebensdauer erhöht wird. 21 : About the construction described, the space within the drive wheel 5 the electric machine 1 kept free. Thus, the A-bearing 52 the electric machine 1 in the direction of the belt center 53 (optimally in the center of the belt) so that the load is significantly reduced by the reduced lever arm, thus increasing system life.

Um auch Triebe besonders rauh laufender Motoren beherrschen zu können, kann die Entkopplungswirkung der Spannvorrichtung dadurch verbessert werden, dass sie mit anderen Entkopplungs- Dämpfer- und Tilgermaßnahmen kombiniert werden kann. Möglich sind z.B. Kurbelwellenentkoppler bzw. Start-Stop-fähige Generatorentkoppler.In order to be able to master even drives of particularly rough-running engines, the decoupling effect of the tensioning device can be improved by being able to be combined with other decoupling, damper and absorber measures. Possible are e.g. Kurbelwellenentkoppler or start-stop capable generator decoupler.

Aufgrund der vorhandenen Entkopplungsfunktion kann die Spannvorrichtung auch in konventionellen, nicht für Start-/Stop-Betrieb vorgesehenen Riementrieben eingesetzt werden. Ist die Entkopplungsfunktion nicht ausreichend, so können zusätzlich verschiedene andere Entkopplungskomponenten mit der Spannvorrichtung beliebig kombiniert werden.Due to the existing decoupling function, the clamping device can also be used in conventional, not intended for start / stop operation belt drives. If the decoupling function is not sufficient, various other decoupling components can additionally be combined with the clamping device as desired.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Elektromaschine / Startergenerator  Electric machine / starter generator
22
Spannvorrichtung  jig
33
Maschinengehäuse  machine housing
44
Achse des Antriebsrads Axle of the drive wheel
55
Antriebsrad drive wheel
66
bewegliche Spannrolle movable tensioner
77
ortsfeste Spannrolle stationary tension pulley
88th
Spannergehäuse tensioner housing
99
Achsschraube der beweglichen Spannrolle Axle screw of the movable tensioner pulley
1010
Spannarm clamping arm
1111
Federmittel / Bodenfeder Spring means / bottom spring
1212
Zapfen spigot
1313
Achsschraube der ortsfesten Spannrolle Axle screw of the stationary tensioner
1414
Verschraubung des Spannergehäuses Screw connection of the tensioner housing
1515
Aufnahmeraum accommodation space
1616
Gleitlagerschale des Spannarms Slide bearing shell of the clamping arm
1717
Gleitlagerschale der Bogenfeder Slide bearing shell of the bow spring
1818
Dichtleiste sealing strip
1919
Gehäusebohrung für Sicherungsstift Housing bore for locking pin
2020
Spannarmbohrung für Sicherungsstift Clamping arm hole for locking pin
2121
Sicherungsstift safety pin
2222
Lagerring bearing ring
2323
Kanal channel
2424
radiale Gleitlagerfläche des Maschinengehäuses Radial sliding bearing surface of the machine housing
2525
axiale Gleitlagerfläche des Maschinengehäuses axial sliding bearing surface of the machine housing
2626
axiale Gleitlagerfläche des Maschinengehäuses axial sliding bearing surface of the machine housing
2727
Lagerscheibe bearing disk
2828
Schraubverbindung der Lagerscheibe Screw connection of the bearing disc
2929
radiale Gleitlagerfläche des Spannergehäuses  Radial plain bearing surface of the tensioner housing
3030
axiale Gleitlagerfläche des Spannergehäuses axial sliding bearing surface of the tensioner housing
3131
axiale Gleitlagerfläche des Spannergehäuses axial sliding bearing surface of the tensioner housing
3232
radialer Gleitbelag / Belagsegment radial sliding coating / lining segment
3333
axialer Gleitbelag / Belagsegment axial sliding coating / lining segment
3434
axialer Gleitbelag / Belagsegment axial sliding coating / lining segment
3535
Innenmantel des Lagerrings Inner shell of the bearing ring
3636
Stirnseite des Lagerrings / Ringfläche / Teilsegment Front side of the bearing ring / ring surface / partial segment
3737
Stirnseite des Lagerrings Front side of the bearing ring
3838
Nase des radialen Gleitbelags Nose of the radial sliding surface
3939
Nase des axialen Gleitbelags Nose of the axial sliding coating
4040
Nase des axialen Gleitbelags Nose of the axial sliding coating
4141
Ausnehmung für radialen Gleitbelag Recess for radial sliding coating
4242
Ausnehmung für axialen Gleitbelag Recess for axial sliding coating
4343
Ausnehmung für axialen Gleitbelag Recess for axial sliding coating
4444
Reibbelag friction lining
4545
Adapter adapter
4646
Feder feather
4747
Verschraubung screw
4848
Mittellinie für axialen Sicherungsstift Center line for axial locking pin
4949
Zugtrum drive span
5050
Anschlag attack
5151
Abdichtung seal
5252
erstes Lager für Antriebsrad first bearing for drive wheel
5353
Riemenmitte belt center

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102008025552 A1 [0004] DE 102008025552 A1 [0004]
  • DE 102006019877 A1 [0004] DE 102006019877 A1 [0004]
  • DE 102011082764 A1 [0005] DE 102011082764 A1 [0005]

Claims (2)

Spannvorrichtung für einen Riementrieb, der einen endlos umlaufenden Riemen, eine Elektromaschine (1) mit einem Maschinengehäuse (3, 3’) und einem Antriebsrad (5) und zumindest ein weiteres Triebrad aufweist, das über den Riemen mit dem Antriebsrad (5) in Antriebsverbindung steht, wobei die Spannvorrichtung (2) folgendes umfasst: – ein Spannergehäuse (8, 8a, 8b), das mittels einer Gleitlagerung um die Achse (4) des Antriebsrads (5) verschwenkbar auf dem Maschinengehäuse (3, 3’) gelagert ist, – zwei Spannrollen (6, 7), die den Riemen in dessen Umlaufrichtung vor und hinter dem Antriebsrad (5) mit Vorspannkraft beaufschlagen, – ein die Vorspannkraft erzeugendes Federmittel (11) – und einen gegen die Kraft des Federmittels (11) beweglich im Spannergehäuse (8, 8a, 8b) gelagerten Spannarm (10), wobei eine der Spannrollen (6) auf dem Spannarm (10) gelagert ist und die andere Spannrolle (7) ortsfest auf dem Spannergehäuse (8, 8a, 8b) gelagert ist.Tensioning device for a belt drive comprising an endless belt, an electric machine ( 1 ) with a machine housing ( 3 . 3 ' ) and a drive wheel ( 5 ) and at least one further drive wheel, which via the belt with the drive wheel ( 5 ) is in drive connection, wherein the tensioning device ( 2 ) comprises: - a tensioner housing ( 8th . 8a . 8b ), which by means of a sliding bearing about the axis ( 4 ) of the drive wheel ( 5 ) pivotable on the machine housing ( 3 . 3 ' ), - two tension rollers ( 6 . 7 ), the belt in the circumferential direction in front of and behind the drive wheel ( 5 ) act on a biasing force, - a spring force generating the biasing force ( 11 ) - and one against the force of the spring means ( 11 ) movable in the tensioner housing ( 8th . 8a . 8b ) mounted clamping arm ( 10 ), one of the tension rollers ( 6 ) on the clamping arm ( 10 ) and the other tensioning roller ( 7 ) fixed on the tensioner housing ( 8th . 8a . 8b ) is stored. Elektromaschine mit einer Spannvorrichtung gemäß Anspruch 1.Electric machine with a clamping device according to claim 1.
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