DE102015113230A1

DE102015113230A1 - Arrangement of a tensioning device on a traction mechanism drive

Info

Publication number: DE102015113230A1
Application number: DE102015113230.3A
Authority: DE
Inventors: Eugen Kirchgesner; Oguzhan Caliskan; Tobias Roth
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Spannvorrichtung (20) an einem Zugmitteltrieb (10) umfasst die Spannvorrichtung (20) eine Umlenkrolle (28) und ein innerhalb der Umlenkrolle (28) angeordnetes Lagerelement (30). Dabei ist die Umlenkrolle (28) um einen geometrischen Mittelpunkt (M) des Lagerelements (30) drehbar gelagert. Innerhalb des Lagerelements (30) ist ein exzentrisch zu dem Mittelpunkt (M) angeordneter Drehpunkt (D) vorgesehen ist, um welchen das Lagerelement (30) während des Umlaufens des Zugmittels aus einer Neutralstellung innerhalb eines Arbeitsbereichs verdrehbar ist. Dabei ist die Lage des Drehpunkts (D) innerhalb des Lagerelements (30) relativ zu dem Zugmitteltrieb (10) so gewählt, dass die Bewegungsrichtung des Mittelpunkts (M) des Lagerelements (30) zumindest in einem Teilabschnitt des Arbeitsbereichs der Verdrehbewegung mehr in Richtung einer Tangente des Zugmittels an die Umlenkrolle (28) weist als in Richtung der Winkelhalbierenden durch die beiden Tangenten.In an arrangement according to the invention of a tensioning device (20) on a traction mechanism drive (10), the tensioning device (20) comprises a deflection roller (28) and a bearing element (30) arranged within the deflection roller (28). In this case, the deflection roller (28) is rotatably mounted about a geometric center (M) of the bearing element (30). Within the bearing element (30) an eccentric to the center (M) arranged pivot point (D) is provided, by which the bearing element (30) during rotation of the traction means from a neutral position within a working range is rotatable. Here, the position of the pivot point (D) within the bearing element (30) relative to the traction mechanism (10) is selected so that the direction of movement of the center (M) of the bearing element (30) at least in a portion of the working range of the rotational movement more in the direction of Tangent of the traction means to the deflection roller (28) points as in the direction bisector through the two tangents.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Spannvorrichtung an einem Zugmitteltrieb. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung einer Spannvorrichtung an einem als Zugmitteltrieb dienenden Riementrieb an einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to an arrangement of a tensioning device on a traction mechanism drive. In particular, the invention relates to an arrangement of a clamping device on a belt drive serving as a belt drive on an internal combustion engine of a motor vehicle.

Aus DE 100 49 505 A1 ist eine als Riemenspannungseinstellvorrichtung bezeichnete Riemenspannvorrichtung bekannt, die ein Innenelement umfasst, das derart getragen wird, dass dieses um eine Befestigungsschraube drehbar ist. Die Befestigungsschraube ist in einer in dem Innenelement ausgebildeten, exzentrisch angeordneten Öffnung festgelegt. Die Riemenspannvorrichtung umfasst ferner eine drehbar gegenüber dem Innenelement befestigte Spannrolle, eine Spannungseinstellfeder und einen hydraulischen Dämpfer zum Drehen des Innenelements. Durch die Verdrehung wird die Spannrolle entweder überwiegend in Richtung Riemen verfahren, um die Riemenspannung zu erhöhen oder in die entgegengesetzte Richtung verfahren, um die Riemenspannung zu reduzieren. Nachteilig an der Riemenspannvorrichtung ist, dass mit dieser in dem Riementrieb auftretende Schwingungen nicht oder nur unzureichend dämpfen kann.Out DE 100 49 505 A1 For example, a belt tensioning device called a belt tension adjusting device is known which comprises an inner member which is supported so as to be rotatable about a fixing bolt. The fastening screw is fixed in an eccentrically arranged opening formed in the inner element. The belt tensioner further comprises a tension pulley rotatably mounted with respect to the inner member, a tension adjusting spring and a hydraulic damper for rotating the inner member. Due to the twisting, the tensioning roller is either predominantly moved in the direction of the belt in order to increase the belt tension or to move in the opposite direction in order to reduce the belt tension. A disadvantage of the belt tensioning device is that with this occurring in the belt drive vibrations can not or insufficiently dampen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung einer Spannvorrichtung an einem Zugmitteltrieb zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich ihres Schwingungsdämpfungsverhaltens verbessert ist.The invention has for its object to provide an arrangement of a clamping device on a traction mechanism available, which is improved in terms of their vibration damping behavior.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further practical embodiments and advantages of the invention are described in connection with the dependent claims.

Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Spannvorrichtung an einem Zugmitteltrieb umfasst die Spannvorrichtung eine Umlenkrolle und ein innerhalb der Umlenkrolle angeordnetes Lagerelement. Dabei ist die Umlenkrolle um einen geometrischen Mittelpunkt des Lagerelements drehbar gelagert. Innerhalb des Lagerelements ist ein exzentrisch zu dem Mittelpunkt angeordneter Drehpunkt vorgesehen, um welchen das Lagerelement während des Umlaufens des Zugmittels aus einer Neutralstellung innerhalb eines Arbeitsbereichs verdrehbar ist. Dabei ist die Lage des Drehpunkts innerhalb des Lagerelements relativ zu dem Zugmitteltrieb so gewählt, dass die Bewegungsrichtung des Mittelpunkts des Lagerelements zumindest in einem Teilabschnitt des Arbeitsbereichs der Verdrehbewegung mehr in Richtung einer Tangente des Zugmittels an die Umlenkrolle weist als in Richtung der Winkelhalbierenden durch die beiden Tangenten. Mit „mehr in Richtung einer Tangente des Zugmittels an die Umlenkrolle” sind diejenigen Teilabschnitte gemeint, in welchen der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung und einer Tangente kleiner ist als der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung und der Winkelhalbierenden. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass die Bewegungsrichtung im Arbeitsbereich in den genannten Teilabschnitten primär in Richtung Zugmittel orientiert ist, so dass die Bewegung weniger dem Aspekt der Spannung bzw. Entspannung des Zugmittels dient, sondern mehr der Veränderung des mittleren Umlenkpunktes innerhalb des Zugmitteltriebes. Es hat sich gezeigt, dass durch eine solche erfindungsgemäße Anordnung der Entstehung von Schwingungen in dem Zugmitteltrieb, insbesondere durch andere Bauteile in dem Zugmitteltrieb verursachten Schwingungen, hervorragend entgegengewirkt werden kann, weil die Bewegungsrichtung innerhalb der oben beschriebenen Teilabschnitte dazu führt, dass die Umlenkrolle in Richtung der zu absorbierenden Wellen bewegt wird.In an inventive arrangement of a tensioning device on a traction mechanism drive, the tensioning device comprises a deflection roller and a bearing element arranged within the deflection roller. In this case, the deflection roller is rotatably mounted about a geometric center of the bearing element. Within the bearing element an eccentrically arranged to the center pivot point is provided, about which the bearing element during rotation of the traction means from a neutral position within a working range is rotatable. In this case, the position of the pivot point within the bearing element relative to the traction mechanism is chosen so that the direction of movement of the center of the bearing element at least in a portion of the working range of the rotational movement in the direction of a tangent of the traction means to the guide pulley more in the direction of the bisector through the two tangents. By "more in the direction of a tangent of the traction means to the deflection roller" are meant those subsections in which the angle between the direction of movement and a tangent is smaller than the angle between the direction of movement and the bisector. In other words, this means that the direction of movement in the working area is primarily oriented in the direction of traction means, so that the movement serves less the aspect of tension or relaxation of the traction means, but more of the change in the mean deflection point within the traction mechanism. It has been shown that such an arrangement according to the invention can excellently counteract the generation of vibrations in the traction mechanism drive, in particular vibrations caused by other components in the traction mechanism, because the direction of movement within the subsections described above causes the deflection roller to move in the direction of the waves to be absorbed is moved.

Weiter bevorzugt ist es, wenn der Drehpunkt des Exzenters und der geometrische Mittelpunkt des Lagerelements in Neutralstellung der Spannvorrichtung auf der Senkrechten durch einen Berührpunkt des Zugmittels mit der Umlenkrolle liegt. In diesem Fall haben in Richtung dieser Senkrechten wirkende Kräfte, die beispielsweise durch Schwingungen in dem Zugmittel auf die Umlenkrolle einwirken können, keinen Einfluss auf die Spannung des Zugmittels.It is further preferred if the fulcrum of the eccentric and the geometric center of the bearing element is in the neutral position of the clamping device on the vertical by a point of contact of the traction means with the deflection roller. In this case, acting in the direction of this perpendicular forces, which may act on the pulley, for example, by vibrations in the traction means, have no effect on the tension of the traction device.

Die Umlenkrolle ist so positioniert, dass sie vor dem Anlaufen des Zugmitteltriebes bzw. bei störungsfreiem Betrieb, d. h. ohne Einwirkung von zusätzlichen Schwingungen auf das Zugmittel, die Neutralstellung einnimmt. In einer praktischen Ausführungsform ist die Umlenkrolle aus der Neutralstellung in beide Drehrichtungen dynamisch verdrehbar. Mit anderen Worten ausgedrückt, bedeutet dies, dass die Neutralstellung nicht im Bereich eines Anschlages oder einer konstruktiv bedingten Endposition des Arbeitsbereichs liegt, sondern so, dass eine dynamische Verstellung in zwei Richtungen möglich ist, insbesondere in eine dem Zugmittelumlauf in eine erste Verstellrichtung folgende Richtung und in eine dieser ersten Verstellrichtung entgegenwirkende Richtung zweite Verstellrichtung, in welcher die Umlenkrolle dem Zugmittelumlauf entgegengesetzte Richtung verstellt wird. In Arbeitsbereichen, in welchen die Verstellrichtung nicht exakt der der Richtung einer Tangente entspricht, führt die Verstellung zusätzlich zu einer Erhöhung bzw. Reduzierung der Spannung des Zugmittels.The deflection pulley is positioned so that it can be moved before starting the traction mechanism drive or in trouble-free operation, ie. H. without the influence of additional vibrations on the traction device, which assumes neutral position. In a practical embodiment, the deflection roller is dynamically rotatable from the neutral position in both directions of rotation. In other words, this means that the neutral position is not in the range of a stop or a design-related end position of the work area, but so that a dynamic adjustment in two directions is possible, in particular in the Zugmittelumlauf in a first adjustment direction following and in a second direction of adjustment, which counteracts this first adjustment direction and in which the deflection roller is adjusted in the opposite direction to the traction mechanism circulation. In working areas in which the adjustment direction does not exactly correspond to the direction of a tangent, the adjustment additionally leads to an increase or reduction in the tension of the traction device.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung umfasst der mindestens eine Teilabschnitt des Arbeitsbereichs, in welchem die Verdrehbewegung mehr in Richtung einer Tangenten (T1, T2) des Zugmittels an die Umlenkrolle weist als in Richtung der Winkelhalbierenden (WH) zwischen den beiden Tangenten, zumindest einen mittleren Teilabschnitt um die Neutralstellung des Arbeitsbereichs. Für die Neutralstellung und die sich unmittelbar in beide Drehrichtungen anschließenden Teilabschnitte des Arbeitsbereichs soll die vorstehende Bedingung insoweit gelten. So kann sichergestellt werden, dass potentiell im Zugmitteltrieb auftretenden Schwingungen zumindest in einem sich unmittelbar um die Neutralstellung erstreckenden Teilabschnitt besonders effizient mit dem Prinzip der Erfindung entgegengewirkt wird.In a further practical embodiment of an arrangement according to the invention, the at least one subsection of the working area, in which the rotational movement is more in the direction of a tangent (T1, T2) of the traction means the deflection roller has, as in the direction of the bisecting line (WH) between the two tangents, at least one central section about the neutral position of the working area. For the neutral position and the subsections of the working area immediately following in both directions of rotation, the above condition should apply to that extent. Thus, it can be ensured that potentially occurring vibrations in the traction mechanism drive are counteracted particularly effectively with the principle of the invention, at least in a subsection extending directly around the neutral position.

Es ist weiter bevorzugt, wenn sich der mindestens eine Teilabschnitt des Arbeitsbereichs, in welchem die Verdrehbewegung mehr in Richtung einer Tangenten des Zugmittels an die Umlenkrolle weist als in Richtung der Winkelhalbierenden zwischen den beiden Tangenten, über mindestens 50 Prozent des gesamten Arbeitsbereichs erstreckt. Dies gilt insbesondere in Verbindung mit einem Teilabschnitt des Arbeitsbereichs, der sich um die Neutralstellung erstreckt. Besonders bevorzugt, ist es, wenn sich der vorstehend erwähnte Teilabschnitt über mindestens 75 Prozent, mindestens 90 Prozent oder sogar über den vollständigen Arbeitsbereich erstreckt. Je höher der Anteil ist, desto größer ist der prozentuale Anteil des Arbeitsbereichs, in welchem der Entstehung von Schwingungen erfindungsgemäß effizient entgegengewirkt werden kann.It is further preferred if the at least one subsection of the working region, in which the rotational movement extends more in the direction of a tangent of the traction means to the deflection roller than in the direction of the bisecting line between the two tangents, extends over at least 50 percent of the entire working region. This is particularly true in connection with a portion of the working area which extends around the neutral position. It is particularly preferred if the abovementioned partial section extends over at least 75 percent, at least 90 percent or even over the entire working range. The higher the proportion, the greater the percentage of the working range in which the generation of vibrations can be efficiently counteracted according to the invention.

In einem speziellen Anwendungsfall hat sich herausgestellt, dass der Entstehung von Schwingungen dann besonders wirksam entgegengewirkt werden kann, wenn als Tangente des Zugmittels, in deren Richtung die Bewegungsrichtung des Mittelpunkts des Lagerelements zumindestens in einem Teilabschnitt des Arbeitsbereichs der Verdrehbewegung mehr weist als in Richtung der Winkelhalbierenden durch die beiden Tangenten, diejenige Tangente des Zugmittels gewählt wird, welche auf der in Drehrichtung des Zugmitteltriebes betrachtet hinter der Umlenkrolle angeordneten Seite liegt.In a specific application, it has been found that the formation of vibrations can be counteracted particularly effectively when as a tangent of the traction device, in the direction of the direction of movement of the center of the bearing element at least in a portion of the working range of twisting motion more points than in the direction bisector is selected by the two tangents, that tangent of the traction means, which lies on the viewed in the direction of rotation of the traction mechanism behind the pulley side.

Die Erfindung wurde insbesondere für Zugmitteltriebe in Form von Riementrieben gemacht, vorzugsweise für solche Riementriebe, bei welchen die Umlenkrolle mit einer glattflächigen Rückseite des Riemens zusammenwirken kann, um eine kontinuierliche Erhöhung und Verringerung der Spannung des Riemens bei geringer Geräuschentwicklung zu erzielen.The invention has been made particularly for belt drives in the form of belt drives, preferably for those belt drives in which the pulley can cooperate with a smooth-surfaced back of the belt to achieve a continuous increase and decrease of the tension of the belt with low noise.

Derartige Zugmitteltriebe, insbesondere Riementriebe, sind häufig Teil eines Steuertriebes eines Kraftfahrzeuges mit mindestens einer Nockenwelle und einem mit dieser korrespondierenden Nockenwellenrad. Da durch die geometrische Gestaltung und Funktion von Nockenwellen (Betätigung der Ventile von Hubkolbenbrennkraftmaschinen) bei deren Rotation zwangsläufig Schwingungen entstehen, ist die erfindungsgemäße Anordnung für diesen Anwendungsfall von besonderer Bedeutung. Es wird darauf hingewiesen, dass besonders gute Ergebnisse in Verbindung mit Hubkolbenbrennkraftmaschinen erzielt wurden, deren Nockenwellen mittels Nockenwellenversteller in ihrer Winkellage verstellbar sind. Durch die Verstellbarkeit treten zusätzliche Schwingungsanregungen auf, deren Übertragung auf den Riementrieb mit der erfindungsgemäßen Anordnung besonders gut entgegengewirkt werden kann.Such traction drives, in particular belt drives, are often part of a control drive of a motor vehicle with at least one camshaft and a camshaft wheel corresponding thereto. Since due to the geometric design and function of camshafts (actuation of the valves of reciprocating internal combustion engines) in their rotation inevitably vibrations, the arrangement of the invention for this application is of particular importance. It should be noted that particularly good results have been achieved in connection with reciprocating internal combustion engines whose camshafts are adjustable by means of camshaft adjuster in its angular position. Due to the adjustability occur additional vibration excitations, the transmission of which can be counteracted particularly well on the belt drive with the inventive arrangement.

Die Reduzierung von Schwingungen in Riementrieben wurde insbesondere in Verbindung mit Spannelementen bewirkt, die als Umschlingungselement innerhalb des Riementriebes unmittelbar benachbart zu der mindestens einen Nockenwelle angeordnet sind. In diesem Fall kann mittels der erfindungsgemäßen Anordnung auf den Riementrieb und die in den Riementrieb eingeleiteten Schwingungen unmittelbar in dem Trumabschnitt des Riementriebes eingewirkt werden, wo die Schwingungen entstehen.The reduction of vibrations in belt drives has been brought about in particular in connection with tensioning elements, which are arranged as a wrap element within the belt drive immediately adjacent to the at least one camshaft. In this case, by means of the arrangement according to the invention, the belt drive and the vibrations introduced into the belt drive can be acted upon directly in the runner section of the belt drive where the vibrations occur.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung ist der Arbeitsbereich auf einen Winkel α von weniger als 180° beschränkt, d. h. die Lage des Drehpunkts innerhalb des Lagerelements ist relativ zu dem Zugmitteltrieb so gewählt, dass die Bewegungsrichtungen, in welchen das Lagerelement innerhalb des Arbeitsbereichs bewegbar ist, innerhalb eines Winkels von weniger als 180° liegen. Bevorzugt sind Arbeitsbereiche, die sich über einen Winkel von weniger als 150° erstrecken, weiter bevorzugt auf weniger als 120° und besonders bevorzugt auf weniger als 110°. In Versuchen hat sich herausgestellt, dass in Arbeitsbereichen mit einem Winkel zwischen 30° und 120° besonders gute Ergebnisse erzielt werden, bevorzugt in Arbeitsbereichen zwischen 40° und 110°, und weiter bevorzugt in Arbeitsbereichen zwischen 60° bis 90°. In diesem Fall kann der Teilabschnitt des Arbeitsbereichs der Verdrehbewegung, in welchem die Bewegungsrichtung mehr in Richtung einer Tangente des Zugmittels an die Umlenkrolle weist als in Richtung der Winkelhalbierenden zwischen den beiden Tangenten, sehr groß oder sogar so gewählt werden, dass diese Bedingung den gesamten Arbeitsbereich abdeckt.In another practical embodiment of an arrangement according to the invention, the working range is limited to an angle α of less than 180 °, i. H. the position of the fulcrum within the bearing member is selected relative to the traction mechanism such that the directions of movement in which the bearing member is movable within the working range are within an angle of less than 180 °. Preference is given to working areas which extend over an angle of less than 150 °, more preferably to less than 120 ° and particularly preferably to less than 110 °. In experiments it has been found that particularly good results are achieved in working areas with an angle between 30 ° and 120 °, preferably in working areas between 40 ° and 110 °, and more preferably in working areas between 60 ° to 90 °. In this case, the portion of the working range of the twisting movement, in which the direction of movement is more in the direction of a tangent of the traction means to the pulley than in the direction of the bisector between the two tangents, very large or even be chosen so that this condition the entire work area covers.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform ist die Umlenkrolle funktional mit mindestens einem Rückstellelement und/oder mindestens einem Dämpfungselement verbunden, welches einer Auslenkung der Umlenkrolle aus der Neutralstellung entgegenwirkt. Mittels Dämpfungselementen kann eine zusätzliche Dämpfung der Umlenkrolle innerhalb des Arbeitsbereichs erzielt werden. Mittels Federelementen kann eine Auslegung der Umlenkrolle für die in dem Zugmitteltrieb wirkenden Kräfte erfolgen, insbesondere derart, dass die äußersten Positionen des Arbeitsbereichs nicht oder nur in Ausnahmefällen erreicht werden.In a further practical embodiment, the deflection roller is functionally connected to at least one restoring element and / or at least one damping element, which counteracts a deflection of the deflection roller from the neutral position. By means of damping elements, an additional damping of the deflection roller can be achieved within the work area. By means of spring elements can be carried out a design of the deflection roller for the forces acting in the traction mechanism forces, in particular such that the outermost positions of Work area can not be achieved or only in exceptional cases.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung ist der Arbeitsbereich der Umlenkrolle unabhängig von einem mechanischen Anschlag begrenzt. Dies kann insbesondere auf einer Seite dadurch erfolgen, dass eine Begrenzung des Arbeitsbereichs dadurch erzielt wird, dass die Winkelhalbierende zwischen den beiden Tangenten durch den Mittelpunkt des Lagerelement und den Drehpunkt des Exzenters läuft, so dass der Exzenter keine Wirkung mehr hat, Die Spannvorrichtung befindet sich dann in einem Totpunkt und kann nicht weiter in Richtung Ende des Arbeitsbereichs drehen, da der Drehpunkt einen Umkehrpunkt einnimmt und an dem im Vergleich zu seinen einnehmbaren Positionen nächstkommenden Punkt zu dem Zugmittel angeordnet ist, ohne dass dieser Punkt durch einen mechanischen Anschlag begrenzt ist. Das Lagerelement nimmt in diesem Fall die Position mit maximaler oder minimaler Entfernung des geometrischen Mittelpunkts zum Riemen ein. Es ist besonders bevorzugt, wenn der Arbeitsbereich so gewählt ist, dass der Drehpunkt sich innerhalb eines dem Umlenkbereich zugewandten Winkelabschnitts befindet und somit der Drehpunkt in einem Endbereich des Arbeitsbereichs den nächstkommenden Punkt zu dem Zugmittel einnimmt.In a further practical embodiment of an arrangement according to the invention, the working area of the deflection roller is limited independently of a mechanical stop. This can be done in particular on one side, that a limitation of the work area is achieved in that the bisector between the two tangents through the center of the bearing element and the pivot point of the eccentric runs so that the eccentric has no effect, the tensioning device is located then in a dead center and can not turn towards the end of the work area, since the fulcrum occupies a reversal point and is located at the closest to the traction means compared to its engageable positions, without this point is limited by a mechanical stop. The bearing element in this case occupies the position with maximum or minimum distance of the geometric center to the belt. It is particularly preferred if the working area is selected such that the pivot point is located within an angle section facing the deflection area, and thus the pivot point occupies the closest point to the traction means in an end area of the working area.

Auf der anderen Seite kann der Arbeitsbereich dadurch begrenzt werden, dass die Richtung der Winkelhalbierenden senkrecht zu einer Geraden durch den Drehpunkt des Exzenters und den geometrischen Mittelpunkt des Lagerelements verläuft.On the other hand, the working range can be limited by the fact that the direction of the bisector is perpendicular to a straight line through the pivot point of the eccentric and the geometric center of the bearing element.

Es ist möglich, mechanische Anschläge vorzusehen, insbesondere zur Sicherung von Spannvorrichtungen mit einem Federelement und/oder Dämpfungselement vor einer Auslenkung aus dem Arbeitsbereich, die zu einer Schädigung des Federelements und/oder Dämpfungselements führen könnte. Bevorzugt ist es, solche mechanischen Anschläge entweder nur während der Montage einer Spannvorrichtung zu verwenden oder solche Anschläge außerhalb des Arbeitsbereichs anzuordnen, so dass die Anschläge während des bestimmungsgemäßen Betriebes des Zugmittels bzw. Riemens keine Funktion haben, da sie nicht erreicht werden. Beispielsweise können bei einer Spannvorrichtung, deren Arbeitsbereich sich ausgehend von einer Neutralstellung über einen Winkelbereich von +/–50° erstreckt, mechanische Anschläge für Montagezwecke außerhalb dieses Winkelbereichs vorgesehen sein, beispielsweise bei +/–55°, +/–60° oder +/–70°. Diese mechanischen Anschläge bleiben dann während des Betriebes außer Funktion, so dass auch nicht die Gefahr besteht, dass durch große, auf die mechanischen Anschläge einwirkende Kräfte sich die Anschläge verformen, den Zugmitteltrieb blockieren und so Schäden an einer Hubkolbenbrennkraftmaschine entstehen können.It is possible to provide mechanical stops, in particular for securing tensioning devices with a spring element and / or damping element in front of a deflection from the working area, which could lead to damage of the spring element and / or damping element. It is preferred to use such mechanical stops either only during assembly of a clamping device or to arrange such stops outside the working area, so that the stops during normal operation of the traction device or belt have no function, since they are not achieved. For example, in a tensioning device whose working range extends from a neutral position over an angular range of +/- 50 °, mechanical stops for mounting purposes outside this angular range can be provided, for example at +/- 55 °, +/- 60 ° or + / -70 °. These mechanical stops then remain inoperative during operation, so that there is also no danger that deform by large, acting on the mechanical attacks forces the attacks, block the traction drive and damage to a reciprocating internal combustion engine can occur.

Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Further practical embodiments of the invention are described below in conjunction with the drawings. Show it:

1 einen Zugmitteltrieb in Form eines Riementriebes mit zwei Nockenwellenrädern, einem Kurbelwellenrad, einer Umlenkrolle und einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Spannvorrichtung in einer schematischen Darstellung, 1 a traction drive in the form of a belt drive with two camshaft sprockets, a crankshaft sprocket, a deflection roller and an inventive arrangement of a tensioning device in a schematic representation,

2 den in 1 mit II gekennzeichneten Bereich der Spannvorrichtung in einer vergrößerten Darstellung, 2 the in 1 With II marked area of the clamping device in an enlarged view,

3a die Spannvorrichtung aus 2 in einer ersten Endposition des Arbeitsbereichs und 3a the clamping device off 2 in a first end position of the workspace and

3b die Spannvorrichtung aus 2 in einer zweiten Endposition des Arbeitsbereichs. 3b the clamping device off 2 in a second end position of the workspace.

1 zeigt einen Zugmitteltrieb 10 einer nicht dargestellten Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und zwei Nockenwellen. Der Zugmitteltrieb 10 liegt in Form eines Riementriebes 12 mit einem Riemen 14 vor, der in bekannter Art und Weise über ein Kurbelwellenrad 16 in Richtung des Pfeils 18 angetrieben wird. Bei dem Riemen 14 handelt es sich um einen Zahnriemen, der ausgehend von dem Kurbelwellenrad 16 über eine Spannvorrichtung 20, ein erstes Nockenwellenrad 22 einer Auslassnockenwelle, ein zweites Nockenwellenrad 24 einer Einlassnockenwelle und über eine Zwischenrolle 26 geführt wird. 1 shows a traction drive 10 a reciprocating internal combustion engine, not shown, with a crankshaft and two camshafts. The traction drive 10 lies in the form of a belt drive 12 with a belt 14 before, in a known manner via a crankshaft 16 in the direction of the arrow 18 is driven. At the belt 14 It is a timing belt, which starting from the crankshaft 16 via a tensioning device 20 , a first camshaft sprocket 22 an exhaust camshaft, a second camshaft sprocket 24 an intake camshaft and an intermediate roller 26 to be led.

Während der Gasexpansion wird die nicht dargestellte Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine beschleunigt, während der Kompression wird die Kurbelwelle abgebremst. Dadurch entstehen Schwingungen im gesamten Zugmitteltrieb 10. Die mit den Schwingungen verbundenen Kräfte verschieben die Spannvorrichtung 20, wodurch die Spannung des Riemens 14 variiert. Als Folge entstehen auch Drehschwingungen in den Nockenwellenrädern 22, 24, wodurch die tatsächlichen Winkel der Nockenwellen (Istwinkel) ebenfalls „schwingen”. Weitere Schwingungen entstehen in Hubkolbenbrennkraftmaschinen, die verstellbare Nockenwellen aufweisen, insbesondere wenn die Nockenwellen mit hoher Geschwindigkeit verstellt werden.During the gas expansion, the crankshaft, not shown, of the reciprocating internal combustion engine is accelerated, during the compression, the crankshaft is decelerated. This creates vibrations throughout the traction drive 10 , The forces associated with the vibrations displace the tensioning device 20 , causing the tension of the belt 14 varied. As a result, torsional vibrations also occur in the camshaft gears 22 . 24 , whereby the actual angles of the camshafts (actual angle) also "swing". Further vibrations occur in reciprocating internal combustion engines which have adjustable camshafts, especially when the camshafts are displaced at high speed.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung wird nachfolgend in Verbindung mit 2 beschrieben, die den in 1 mit II gekennzeichneten Bereich und die Spannvorrichtung 20 in einer vergrößerten Darstellung mit weiteren Details zeigt.An embodiment of an arrangement according to the invention will be described below in connection with 2 described the in 1 With II marked area and the tensioning device 20 in an enlarged view with further details shows.

Wie aus 2 ersichtlich, umfasst die Spannvorrichtung 20 eine Umlenkrolle 28 und ein innerhalb der Umlenkrolle angeordnetes Lagerelement 30, wobei die Umlenkrolle 28 um einen geometrischen Mittelpunkt M des Lagerelements 30 drehbar gelagert ist und innerhalb des Lagerelements 30 ein exzentrisch zu dem Mittelpunkt M angeordneter Drehpunkt D vorgesehen ist, um welchen das Lagerelement 30 während des Umlaufens des als Zugmittel dienenden Riemens 14 aus der in 2 gezeigten Neutralstellung innerhalb eines Arbeitsbereichs verdrehbar ist. Dadurch ergibt sich in der gezeigten Ausführungsform ein Arbeitsbereich, der sich über einen Winkel α von 100° erstreckt, wobei die in 2 gezeigte Neutralstellung hier so gewählt ist, dass diese mittig angeordnet ist. Eine Verstellung des Arbeitsbereichs ist dementsprechend in der gezeigten Ausführungsform um jeweils 50° nach rechts und nach links bis zu den mit A und B gekennzeichneten Punkten möglich. Mit der gestrichelten Linie 14A ist der Verlauf des Riemens im Bereich der Spannvorrichtung 20 gezeigt, wie er sich einstellt, wenn das Lagerelement 30 um den Drehpunkt D um 50° derart verdreht ist, dass der Mittelpunkt M im Bereich des Punktes A liegt. Mit der gestrichelten Linie 14B ist der Verlauf des Riemens im Bereich der Spannvorrichtung 20 gezeigt, wie er sich einstellt, wenn das Lagerelement um den Drehpunkt D um 50° derart verdreht ist, dass der Mittelpunkt M im Bereich des Punktes B liegt. How out 2 can be seen, includes the clamping device 20 a pulley 28 and a bearing element disposed within the pulley 30 , wherein the deflection roller 28 around a geometric center M of the bearing element 30 is rotatably mounted and within the bearing element 30 an eccentric to the center M arranged pivot point D is provided, about which the bearing element 30 during the circulation of the belt serving as traction means 14 from the in 2 shown neutral position within a work area is rotatable. This results in the embodiment shown, a work area extending over an angle α of 100 °, wherein the in 2 shown neutral position is chosen here so that it is centered. An adjustment of the work area is accordingly in the embodiment shown by 50 ° to the right and left to the points marked A and B points possible. With the dashed line 14A is the course of the belt in the area of the tensioning device 20 shown how he adjusts when the bearing element 30 is rotated by the pivot point D by 50 ° such that the center M is in the region of the point A. With the dashed line 14B is the course of the belt in the area of the tensioning device 20 shown how it adjusts when the bearing element is rotated by the pivot point D by 50 ° such that the center M is in the region of the point B.

In 2 sind auch die Tangenten T1 und T2 des als Zugmittel dienenden Riemens 14 in der gezeigten Neutralstellung eingetragen. Ferner ist die Winkelhalbierende WH zwischen den beiden Tangenten T1 und T2 eingetragen, welche in dem Fall, dass die in Richtung der Tangenten T1 und T2 wirkenden Riemenkräfte gleich groß sind, die Richtung der resultierenden Kraft auf die Umlenkrolle 28 darstellt. In Richtung der Winkelhalbierenden WH werden Spannvorrichtungen gemäß Stand der Technik häufig orientiert, so dass durch eine Verstellung des Arbeitsbereichs entweder ein möglichst großer Anstieg der Riemenspannung oder eine möglichst große Reduzierung der Riemenspannung erzielt wird.In 2 are also the tangents T1 and T2 of the belt serving as traction means 14 entered in the neutral position shown. Further, the bisecting line WH is entered between the two tangents T1 and T2, which in the case that the belt forces acting in the direction of the tangents T1 and T2 are equal, the direction of the resultant force on the guide roller 28 represents. In the direction of the bisectors WH clamping devices are often oriented according to the prior art, so that by adjusting the working range either the largest possible increase in the belt tension or the largest possible reduction of the belt tension is achieved.

Die Bewegungsrichtung BR des Mittelpunkts M des Lagerelements 30, welche sich ausgehend von der Neutralstellung bei der in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Anordnung ergibt, ist ebenfalls gekennzeichnet. Sie stimmt in der gezeigten Ausführungsform mit der Richtung der Tangente T1 überein. Mit anderen Worten ausgedrückt, bewirkt eine geringfügige Verdrehung des Lagerelements 30 um den Drehpunkt D zunächst ausschließlich eine Bewegung des Lagerelements in Richtung der Bewegung des Riemens entlang der Tangente T1, wenn der Mittelpunkt M in Richtung Punkt A verschoben wird und entgegengesetzt zur Richtung des Riemens in Richtung der Tangente T1, wenn der Mittelpunkt M in Richtung Punkt B verschoben wird. Gleichzeitig wird der Riemen 14 gespannt, wenn sich der Mittelpunkt M aus der in 2 gezeigten Neutralstellung in Richtung Punkt B verschoben wird, und die Spannung des Riemens 14 wird reduziert, wenn sich der Mittelpunkt M in Richtung Punkt A verschoben wird.The direction of movement BR of the center M of the bearing element 30 which, starting from the neutral position at the in 2 shown inventive arrangement is also indicated. It agrees with the direction of the tangent T1 in the embodiment shown. In other words, causes a slight rotation of the bearing element 30 around the pivot point D, initially only a movement of the bearing element in the direction of movement of the belt along the tangent T1, when the center M is displaced in the direction of point A and opposite to the direction of the belt in the direction of the tangent T1, when the center point M in the direction point B is moved. At the same time the belt 14 curious when the center M from the in 2 shown neutral position is moved in the direction of point B, and the tension of the belt 14 is reduced when the center M is shifted in the direction of point A.

Die Bewegungsrichtungen BRA und BRB, welche sich ergeben, wenn der Mittelpunkt M die Punkte A bzw. B erreicht hat, sind in 2 gestrichelt eingetragen. Wie erkennbar ist, steht die Bewegungsrichtung BRA ungefähr senkrecht auf der Winkelhalbierenden WH, während der Winkel zwischen BRA und T1 kleiner ist als 90°.The directions of movement BRA and BRB, which result when the center point M has reached the points A and B, are in 2 entered dashed. As can be seen, the direction of movement BRA is approximately perpendicular to the bisecting line WH, while the angle between BRA and T1 is less than 90 °.

Die Bewegungsrichtung BRB steht in einem Winkel von 27° auf die Winkelhalbierende WH, weist jedoch gegenüber der Bewegungsrichtung BR, die parallel zu der Tangenten T1 verläuft, nur einen Winkel von 23° auf. Damit ist die Lage des Drehpunkts D innerhalb des Lagerelements 30 relativ zu dem Zugmitteltrieb 10 (hier: Riementrieb 12) so gewählt, dass die Bewegungsrichtung BR des Mittelpunkts M des Lagerelements 30 in gesamten Arbeitsbereich der Verdrehbewegung mehr in Richtung der Tangente T1 des als Zugmittel dienenden Riemens 14 an die Umlenkrolle 28 weist als in Richtung der Winkelhalbierenden WH zwischen den beiden Tangenten T1 und T2. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Lagerelement 30 aufgrund der Anordnung des Drehpunkts D derart geführt, dass die Umlenkrolle 28 überwiegend oder ausschließlich (hier: nur unmittelbar im Bereich der Neutralstellung) in Richtung der Tangenten T1 bewegt wird. Dazu ist der Drehpunkt D in Neutralstellung relativ zu dem geometrischen Mittelpunkt M des Lagerelements 30 innerhalb eines in Richtung Umschlingungsbereich der Umlenkrolle orientierten Halbkreises des Lagerelements 30 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform befindet sich der Drehpunkt D sogar innerhalb eines durch den Umschlingungswinkel β festgelegten Kreissegments, insbesondere in einem Kreissegment, das einerseits durch den Schenkel 32 zu dem Berührungspunkt der Tangenten T1 und andererseits durch den auf der Winkelhalbierenden WH liegenden Schenkel 34 festgelegt ist.The direction of movement BRB is at an angle of 27 ° to the bisecting WH, but with respect to the direction of movement BR, which is parallel to the tangents T1, only at an angle of 23 °. Thus, the position of the pivot point D is within the bearing element 30 relative to the traction drive 10 (here: belt drive 12 ) is selected such that the direction of movement BR of the center M of the bearing element 30 in the entire working range of the twisting movement more in the direction of the tangent T1 of the belt serving as a traction device 14 to the pulley 28 points as in the direction bisector WH between the two tangents T1 and T2. In other words, the bearing element becomes 30 due to the arrangement of the pivot point D guided such that the deflection roller 28 predominantly or exclusively (here: only directly in the region of the neutral position) is moved in the direction of the tangents T1. For this purpose, the pivot point D in neutral position relative to the geometric center M of the bearing element 30 within a semicircle of the bearing element oriented in the direction of the wrap area of the deflection roller 30 arranged. In the illustrated embodiment, the pivot point D is even within a fixed by the wrap angle β circle segment, in particular in a circle segment, on the one hand by the leg 32 to the point of contact of the tangents T1 and on the other hand by the lying on the bisecting WH 34 is fixed.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Drehpunkt D des Exzenters in Neutralstellung der Spannvorrichtung 20 auf dem Schenkel 32 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass durch Schwingungen, beispielsweise von einer der Nockenwellen 22, 24 ausgehend verursachte Kräfte, die in Richtung des Schenkels 32 wirken, sich nicht auf die Spannung des Riemens 14 auswirken, weil solche Kräfte dann auf der gleichen Wirkachse liegen wie der Drehpunkt D des Exzenters und der geometrische Mittelpunkt M des Lagerelements 30.In a particularly preferred embodiment of the invention, the pivot point D of the eccentric in the neutral position of the clamping device 20 on the thigh 32 arranged. This has the advantage that by vibrations, for example from one of the camshafts 22 . 24 starting forces that are directed towards the thigh 32 do not affect the tension of the belt 14 impact, because such forces are then on the same axis of action as the pivot point D of the eccentric and the geometric center M of the bearing element 30 ,

In den 3a und 3b ist die Spannvorrichtung 20 aus 2 in den jeweiligen Endpositionen des Arbeitsbereichs gezeigt. In the 3a and 3b is the tensioning device 20 out 2 shown in the respective end positions of the workspace.

Wie in 3a erkennbar ist, ist die erste Begrenzung des Arbeitsbereichs dadurch realisiert, dass der Drehpunkt D des Exzenters mit dem geometrischen Mittelpunkt M des Lagerelements auf der Winkelhalbierenden WH fluchten. Die Spannung des Riemens 14A ist in dieser Endposition des Arbeitsbereichs am geringsten.As in 3a can be seen, the first boundary of the work area is realized in that the pivot point D of the eccentric are aligned with the geometric center M of the bearing element on the bisector WH. The tension of the belt 14A is lowest in this end position of the workspace.

Wie in 3b erkennbar ist, ist die zweite Begrenzung des Arbeitsbereichs dadurch realisiert, dass die Verbindungsgerade VG durch den Drehpunkt D des Exzenters senkrecht auf der Winkelhalbierenden WH steht. Die Spannung des Riemens 14B ist in dieser Endposition am größten.As in 3b can be seen, the second boundary of the work area is realized in that the connecting line VG through the pivot point D of the eccentric is perpendicular to the bisecting WH. The tension of the belt 14B is the largest in this end position.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims may be essential both individually and in any desired combinations for the realization of the invention in its various embodiments. The invention may be varied within the scope of the claims and in consideration of the knowledge of the person skilled in the art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Zugmitteltriebtraction drive
1212: Riementriebbelt drive
1414: Riemenbelt
1616: Kurbelwellenradcrankshaft gear
1818: Pfeilarrow
2020: Spannvorrichtungjig
2222: Nockenwellenradcamshaft
2424: Nockenwellenradcamshaft
2626: Zwischenrolleintermediate wheel
2828: Umlenkrolleidler pulley
3030: Lagerelementbearing element
3232: Schenkelleg
3434: Schenkelleg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10049505 A1 [0002]

Claims

Arrangement of a tensioning device ( 20 ) on a traction mechanism drive ( 10 ), the tensioning device ( 20 ) a pulley ( 28 ) and within the pulley ( 28 ) arranged bearing element ( 30 ), wherein the deflection roller ( 28 ) about a geometric center (M) of the bearing element ( 30 ) is rotatably mounted and within the bearing element ( 30 ) an eccentric to the center (M) arranged pivot point (D) is provided around which the bearing element ( 30 ) is rotatable during rotation of the traction means from a neutral position within a working range, characterized in that the position of the pivot point (D) within the bearing element ( 30 ) relative to the traction drive ( 10 ) is selected such that the direction of movement (BR) of the center point (M) of the bearing element ( 30 ) at least in a portion of the working range of the rotational movement more in the direction of a tangent (T1, T2) of the traction means ( 10 ) to the pulley ( 28 ) points in the direction of the bisector (WH) between the two tangents (T1, T2).

Arrangement according to the preceding claim, characterized in that the at least one subsection of the working area, in which the rotational movement more in the direction of a tangent (T1, T2) of the traction means to the deflection roller ( 28 ) comprises, as in the direction of the bisecting line (WH) between the two tangents (T1, T2), at least one central section to the neutral position of the working area comprises.

Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the at least one subsection of the working region, in which the rotational movement more in the direction of a tangent (T1, T2) of the traction means to the deflection roller ( 28 ) points in the direction of the bisector (WH) between the two tangents, extending over at least 50 percent of the total work area.

Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the tangent of the traction means, in the direction of the direction of movement of the center (M) of the bearing element at least in a portion of the working range of the rotational movement more than in the direction bisector (WH) through the both tangents, that tangent of the traction means, which on the in the direction of rotation of the traction mechanism drive ( 10 ) considered behind the pulley ( 28 ) arranged side is located.

Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the traction mechanism drive is a belt drive ( 12 ).

Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the traction mechanism drive part of a control drive of a motor vehicle with at least one camshaft and a corresponding Nockenwellenrad ( 22 . 24 ).

Arrangement according to the preceding claim, characterized in that the tensioning device in the traction mechanism drive as an endless element immediately adjacent to the at least one camshaft wheel ( 22 . 24 ) is arranged.

Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the working range is limited to an angle α of less than 180 °.

Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the deflection roller is functionally connected to at least one return element and / or at least one damping element, which is a deflection of the deflection roller ( 28 ) counteracts from the neutral position.

Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the working area of the deflection roller ( 28 ) is limited independently of a mechanical stop.