DE102016221797B4

DE102016221797B4 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE102016221797B4
Application number: DE102016221797.6A
Authority: DE
Inventors: Christof Faria
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2036-11-09
Also published as: US20210285526A1; EP3538789A1; DE102016221797A1; CN109983253B; US11293530B2; WO2018086656A1; CN109983253A

Abstract

Spannvorrichtung (101, 201, 301, 401, 501) zur Montage auf einer Basis (5), umfassend:
- ein erstes Spannteil (3) und ein zweites Spannteil (4), die gegenseitig und gegenüber der Basis (5) beweglich sind,
- eine zwischen den Spannteilen (3, 4) eingespannte Feder (7), die die Spannteile (3, 4) in deren gegenseitiger Bewegungsrichtung kraftbeaufschlagt,
- ein erstes Arretierteil (8), das die Spannteile (3, 4) bei gespannter Feder (7) lösbar miteinander arretiert,
- und ein zweites Arretierteil (13) zum lösbaren Arretieren des zweiten Spannteils (4) mit der Basis (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierteile (8, 13) unter Bildung eines Gelenks mit begrenzter Bewegung ineinander greifen, wobei das erste Arretierteil (8) an der Bewegungsgrenze des Gelenks das zweite Arretierteil (13) mitbewegt, wodurch sich die Arretierung des zweiten Spannteils (4) mit der Basis (5) löst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zur Montage auf einer Basis und insbesondere einen Riemenspanner zum Vorspannen des Riemens eines Nebenaggregate-Riementriebs eines Verbrennungsmotors. Die Spannvorrichtung umfasst:

- ein erstes Spannteil und ein zweites Spannteil, die gegenseitig und gegenüber der Basis beweglich sind,
- eine zwischen den Spannteilen eingespannte Feder, die die Spannteile in deren gegenseitiger Bewegungsrichtung kraftbeaufschlagt,
- ein erstes Arretierteil, das die Spannteile bei gespannter Feder lösbar miteinander arretiert,
- und ein zweites Arretierteil zum lösbaren Arretieren des zweiten Spannteils mit der Basis.

Gattungsgemäße Spannvorrichtungen gehen aus der EP 2 154 394 B1 und der DE 10 2013 002 993 A1 hervor. Es handelt sich jeweils um einen Riemenspanner, der häufig auch als Zweiarm- oder Pendelspanner bezeichnet wird und typischerweise den Riemen eines Startergenerator-Riementriebs eines Verbrennungsmotors vorspannt. Bei derartigen Riementrieben bewirkt die wechselweise im Generatorbetrieb Drehmoment aufnehmende und im Startbetrieb des Verbrennungsmotors Drehmoment abgebende Riemenscheibe des Startergenerators einen dementsprechenden Wechsel von Zugtrum und Leertrum des umlaufenden Riemens. Daher erfordert das Spannen des Leertrums einen Riemenspanner mit zwei Spannrollen, die den Riemen vor und hinter der Riemenscheibe vorspannen.
Eine weitere Anwendung eines solchen Riemenspanners ist ein konventioneller Nebenaggregate-Riementrieb, d.h. ein Riementrieb ohne Startbetrieb des Generators. In diesem Fall kann sich die entkoppelnde Wirkung des Riemenspanners ggfls. in Verbindung mit einem Riemenscheibenentkoppler, der mit einer Entkopplerfeder und/oder einem Freilauf ausgestattet ist, günstig auf die Dynamik des Riementriebs auswirken.
Im Neuzustand und im Servicefall werden die Montage des Riemenspanners in den Riementrieb, die Montage und Demontage des Riemens und ggfls. die Demontage des Riemenspanners aus dem Riementrieb durch eine Doppelarretierung mit einer inneren und einer äußeren Arretierung erleichtert. Die innere Arretierung arretiert unter stark vorgespannter Feder den ersten Spannarm relativ zum zweiten Spannarm, und die äußere Arretierung arretiert den zweiten Spannarm relativ zum Riementrieb. Je nach Positionierung des Riemenspanners im Riementrieb stützt sich die äußere Arretierung am Startergenerator gemäß der DE 10 2013 002 993 A1 oder am Motorblock des Verbrennungsmotors gemäß der EP 2 154 394 B1 ab.
Die Doppelarretierung erleichtert die Arbeit beim Auflegen eines neuen Riemens insbesondere dann, wenn der Riemenspanner infolge eines gerissenen Riemens maximal entspannt ist und in dessen Montagestellung zurück gestellt werden muss, in der die beiden Spannrollen so weit voneinander weg verdreht sind, dass das Auflegen des neuen Riemens weitgehend ungehindert erfolgen kann. Denn in diesem Zustand können die Spannarme, falls sie nicht arretiert sind, nicht gegen den (fehlenden) Riemen abgestützt werden, um den Riemenspanner in die Montagestellung zurückzustellen. Sie würden vielmehr ohne gegenseitiges Aufspreizen nur gemeinsam im Kreis gedreht werden. Die Doppelarretierung ermöglicht in wenigen Schritten das Spannen und Rückstellen des Riemenspanners in die Montagestellung. Hierzu wird nur ein Mechaniker benötigt, der dies folgendermaßen erledigt:

Zunächst wird der zweite Spannarm relativ zum Riementrieb, also typischerweise gegenüber dem Startergenerator bzw. gegenüber dem Motorblock durch Setzen des zweiten Arretierteils arretiert. Hierzu ist der Riemenspanner ggfls. zu verdrehen, um die äußere Arretierung in ihre fluchtende Arretierposition zu bringen.

Anschließend wird der erste Spannarm so verdreht, dass sich die beiden Spannrollen voneinander weg verdrehen. Dies kann einhändig und bevorzugt mit einem Werkzeug erfolgen, mit dem die Kraft der sich dabei stärker spannenden Feder gut aufgebracht werden kann. Wenn sich die innere Arretierung in deren fluchtender Arretierposition befindet, kann der Mechaniker mit der freien anderen Hand das erste Arretierteil setzen und den ersten Spannarm relativ zum zweiten Spannarm arretieren. Der Riemenspanner befindet sich nun in dessen doppelt arretierter Montagestellung.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, allgemein eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art mit verbesserter Doppelarretierung anzugeben.
Die Lösung hierfür ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1. Demnach sollen die Arretierteile unter Bildung eines Gelenks mit begrenzter Bewegung ineinander greifen, wobei das erste Arretierteil an der Bewegungsgrenze des Gelenks das zweite Arretierteil mitbewegt, wodurch sich die Arretierung des zweiten Spannteils mit der Basis löst. Gegenüber bekannten Doppelarretierungen bewirkt die gelenkige Verbindung der beiden Arretierteile ein erheblich vereinfachtes Handling, da sich das Gelenk zumindest beim Lösen und bevorzugt auch beim Setzen der äußeren Arretierung an der Bewegungsgrenze befindet, so dass das zweite Arretierteil zwingend vom ersten Arretierteil mitbewegt wird und sich die äußere Arretierung löst. Folglich ist eine unmittelbare Betätigung des zweiten Arretierteils zumindest beim Lösen der äußeren Arretierung nicht erforderlich.
Außerdem reduziert die Verbindung der Arretierteile zu einem einzigen Arretierwerkzeug die Anzahl einzelner Bauteile, die nach der Montage der Spannvorrichtung auf die Basis und nach dem Lösen der Arretierungen ungenutzt vorliegen und rückgeführt oder entsorgt werden müssen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung im Allgemeinen und eines Riemenspanners für einen Nebenaggregate-Riementrieb eines Verbrennungsmotors im Besonderen dargestellt sind. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:

1a-b eine Prinzipdarstellung der Erfindung anhand einer längsbeweglichen Spannvorrichtung;
2a-e eine Prinzipdarstellung der Erfindung anhand einer ersten drehbeweglichen Spannvorrichtung;
3 die Prinzipdarstellung gemäß den 2 mit einer zweiten drehbeweglichen Spannvorrichtung;
4 die Prinzipdarstellung gemäß den 2 mit einer dritten drehbeweglichen Spannvorrichtung;
5 die Prinzipdarstellung gemäß den 2 mit einer vierten drehbeweglichen Spannvorrichtung;
6a-c eine Prinzipdarstellung der Montagesequenz eines erfindungsgemäßen Riemenspanners in den Nebenaggregate-Riementrieb eines Verbrennungsmotors;
7 das erste Ausführungsbeispiel des Riemenspanners gemäß den 6 in perspektivischer Darstellung;
8 das zweite Ausführungsbeispiel des Riemenspanners gemäß den 6 in perspektivischer Darstellung.

Die 1a und 1b zeigen in der Draufsicht bzw. als Schnitt I-I eine Spannvorrichtung 101, die im (nicht arretierten) Betriebszustand ein die Spannvorrichtung 101 umgreifendes Bauteil 2 spannt. Die Spannvorrichtung 101 umfasst ein erstes Spannteil 3 und ein zweites Spannteil 4, das das erste Spannteil 3 längsbeweglich führt und das auf einer Basis 5 längsbeweglich geführt montiert ist. Die Richtung der Längsbeweglichkeit gegenüber der Basis 5 ist durch Lagerstellen 6 vorgegeben, die das zweite Spannteil 4 an dessen Längsseiten einfassen. Die beiden Spannteile 3, 4 werden von einer dazwischen in deren Längsrichtung eingespannten Feder 7 kraftbeaufschlagt. Die Feder 7 ist vorliegend eine Schraubendruckfeder, deren Spannkraft die Spannvorrichtung 101 im Sinne einer Verlängerung beaufschlagt.
Die beiden Spannteile 3, 4 sind in der dargestellten Position, in der die Feder 7 stark gespannt ist, miteinander arretiert, so dass die Spannvorrichtung 101 nach außen, d.h. gegenüber dem betrieblich zu spannenden Bauteil 2 kraftfrei ist. Diese innere Arretierung ist lösbar und erfolgt mittels eines ersten Arretierteils 8, das als mehrfach abgewinkelter Arretierstift ausgebildet ist. Dieser ist mit einem ersten Endabschnitt 10 zwischen ersten Klemmflächen 11 und 12 der Spannteile 3, 4 verspannt und schließt den innen über die Spannvorrichtung 101 verlaufenden Kraftfluss der Feder 7.
Das zweite Spannteil 4 ist mittels eines zweiten Arretierteils 13 mit der Basis 5 arretiert, wobei diese äußere Arretierung ebenfalls lösbar ist. Das zweite Arretierteil 13 ist eine Hülse, die den zweiten Endabschnitt 15 des Arretierstifts umschließt und bei äußerer Krafteinwirkung auf die Spannvorrichtung 101 zwischen zweiten Klemmflächen 16 und 17 verspannt ist, die durch Bohrungen 18 und 19 im zweiten Spannteil 4 und in der Basis 5 gebildet sind. Die längsbeweglich auf dem zweiten Endabschnitt 15 aufgenommene Hülse bildet mit dem Arretierstift ein Gelenk und vorliegend ein Dreh- und Schiebegelenk, dessen Gelenkverschiebung in beide Verschieberichtungen durch radiale Stufen 20 und 21 am Arretierstift, die gegen die jeweiligen Stirnseiten 22 und 23 der Hülse anschlagen, begrenzt ist.
In einer nicht dargestellten Alternative kann der zweite Endabschnitt 15 des Arretierstifts auch vollständig innerhalb einer dann entsprechend verlängerten Hülse verlaufen und deren Inneren anschlagen.
In dem dargestellten, doppelt arretierten Zustand der Spannvorrichtung 101 ist die innere Arretierung verspannt, und die äußere Arretierung ist kraftfrei. Die betriebliche Aktivierung der Spannvorrichtung 101 erfolgt durch Lösen der beiden Arretierungen. Zunächst wird die innere Arretierung dadurch kraftfrei gemacht, dass das erste Spannteil 3 mit einer äußeren Kraft beaufschlagt wird, die die Spannvorrichtung 101 gegen die sich dabei weiter spannende Feder 7 verkürzt. Diese äußere Kraft wird über die dabei verspannte äußere Arretierung an der Basis 5 abgestützt. Im kraftfreien Zustand der inneren Arretierung wird der erste Endabschnitt 10 des Arretierstifts durch Herausziehen von den ersten Klemmflächen 11, 12 entfernt, so dass die innere Arretierung gelöst ist. Daraufhin wird die äußere Kraft weggenommen, so dass das erste Spannteil 3 unter Einwirkung der Spannkraft der Feder 7 ausfährt und die beiden Spannteile 3, 4 das Bauteil 2 spannen. In diesem Zustand ist die äußere Arretierung erneut kraftfrei.
Das Lösen der inneren Arretierung, d.h. das nur teilweise Herausziehen des Arretierstifts erfolgt im wesentlichen kraftfrei, da der Kraftfluss der dabei verspannten äußeren Arretierung über die Hülse und nicht über den darin längsbewegten zweiten Endabschnitt 15 des Arretierstifts verläuft. Dennoch ist das Herausziehen des Arretierstifts - ohne Gewalteinwirkung - nur teilweise, d.h. bis zur Bewegungsgrenze des Schiebegelenks möglich, die durch die untere Stirnseite 23 der gegen die zweiten Klemmflächen 16, 17 verspannten Hülse und die daran anschlagende untere Stufe 21 des Arretierstifts vorgegeben ist.
Anschließend wird die äußere Arretierung dadurch gelöst, dass der Arretierstift im zweiten Schritt vollständig herausgezogen wird. Dabei befindet sich das Schiebegelenk an einer ersten Bewegungsgrenze, und die untere Stufe 21 des Arretierstifts bewegt die daran mit der unteren Stirnseite 23 anliegende Hülse mit. Die Spannvorrichtung 101 befindet sich im Anschluss daran im nicht arretierten Betriebszustand. Dieses erfindungsgemäße Prinzip, wonach an der Bewegungsgrenze des Gelenks das erste Arretierteil 8 das zweite Arretierteil 13 zwangsweise mitbewegt, so dass sich die äußere Arretierung löst, gilt auch für alle nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Das vom nicht arretierten Betriebszustand ausgehende Arretieren der Spannvorrichtung 101 in den dargestellten, doppelt arretierten Zustand erfolgt umgekehrt in folgenden Schritten:

- Längsverschieben der Spannvorrichtung 101 zwecks Fluchtung der Bohrungen 18, 19 miteinander.
- Setzen der äußeren Arretierung. Die obere Stufe 20 des Arretierstifts bildet nicht nur eine verliersichere Verbindung der Hülse mit dem Arretierstift, sondern unterstützt als zweite Bewegungsgrenze des Schiebegelenks auch das Einführen der Hülse in die beiden Bohrungen 18, 19.
- Äußere Kraftbeaufschlagung des ersten Spannteils 3 gegen die sich spannende Feder 7 zwecks gegenseitiger Positionierung der ersten Klemmflächen 11, 12.
- Setzen der inneren Arretierung durch Einführen des ersten Endabschnitts 10 des Arretierstifts zwischen die ersten Klemmflächen 11, 12.
- Wegnahme der äußeren Kraft.

Die in den 2a bis 2e stark vereinfacht dargestellte Spannvorrichtung 201 umfasst die beiden Spannteile 3 und 4, die gegenseitig und gegenüber der hier nicht dargestellten Basis drehbeweglich sind, und die hier nicht sichtbare, da im Inneren der Spannvorrichtung 201 angeordnete Feder, die das erste Spannteil 3 gegenüber dem zweiten Spannteil 4 mit Drehmoment in der in 2a eingezeichneten Pfeilrichtung beaufschlagt. Die beweglich auf dem zweiten Endabschnitt 15 des Arretierstifts aufgenommene Hülse schlägt mit ihren beiden Stirnseiten 22, 23 gegen die Stufen 20 und 21 an, die hier als radiale Abwinkelungen des (mehrfach umgebogenen) Arretierstifts ausgebildet sind.
Anders als bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel sind die Stufen 20, 21 in diesem Fall so gering beabstandet, dass die Hülse und der Arretierstift gegenseitig kaum verschiebbar sind, sondern im wesentlichen nur drehgelenkig ineinander greifen. Folglich sind die Bewegungsgrenzen des Gelenks nur in Verschieberichtung und durch das geringe Axialspiel der Hülse auf dem zweiten Endabschnitt 15 des Arretierstifts vorgegeben. Die Ausbildung des Gelenks als quasi reines Drehgelenk hat den Vorteil, dass der seitens der Basis gegenüber der Hülse axial überstehende Endabschnitt 15 des Arretierstifts und mithin eine 1b entsprechende Bohrung 19 in der Basis 5 sehr kurz ausgeführt werden können. Wie bereits vorstehend für die Spannvorrichtung 101 erwähnt, kann der Endabschnitt 15 auch vollständig innerhalb der Hülse verlaufen und im Inneren der Hülse anschlagen.
Als nicht dargestellte Alternativen zu den Abwinkelungen können die Stufen 20 und/oder 21 des Arretierstifts auch als Verformungen mit nicht kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sein, dessen Hüllkreis größer als der Innendurchmesser der Hülse ist.
Die innere Arretierung ist durch den Arretierstift und die zwei an Vorsprüngen 24 und 25 der Spannteile 3, 4 verlaufenden ersten Klemmflächen 11 und 12 gebildet, zwischen denen der Arretierstift mit dessen mittlerem Abschnitt 26 eingespannt ist und dabei den innen über die Spannvorrichtung 201 verlaufenden Kraftfluss der Feder 7 schließt. Die äußere Arretierung ist wiederum durch die zweite Klemmfläche 16 in der Bohrung 18 im zweiten Spannteil 4, eine den 1a und 1b entsprechende Bohrung 19 mit zweiter Klemmfläche 17 der Basis 5 und die dazwischen verspannte Hülse gebildet.
Die 2a bis 2e zeigen das Lösen der beiden Arretierungen als Sequenz.
2a / Ausgangszustand: Die Spannvorrichtung 201 befindet sich in doppelt arretiertem Zustand.
2b / Entspannen der inneren Arretierung: Das erste Spannteil 3 wird mit einem äu-ßeren Drehmoment beaufschlagt, das dem Drehmoment der Feder entgegen gerichtet ist und das erste Spannteil 3 in der eingezeichneten Pfeilrichtung so weit verdreht, bis die ersten Klemmflächen 11, 12 und damit die innere Arretierung kraftfrei ist. Die Abstützung des äußeren Drehmoments erfolgt über die äußere Arretierung, wie es durch den Pfeil an der Hülse symbolisiert ist. Der Verdrehwinkel des ersten Spannteils 3 ist durch einen weiteren Vorsprung 27 am ersten Spannteil 3 begrenzt, der im dargestellten kraftfreien Zustand der inneren Arretierung gegen den Vorsprung 25 am zweiten Spannteil 4 anschlägt. Dieser Anschlag verhindert eine Überlastung der sich beim Entspannen der inneren Arretierung weiter spannenden Feder und ist so beschaffen, dass die beiden Vorsprünge 27 und 25 bei gerade kraftfreier innerer Arretierung gegeneinander anschlagen.
2c / Lösen der inneren Arretierung: Im ersten Schritt wird der Arretierstift bei kraftfreier innerer Arretierung und verspannter äußerer Arretierung in der eingezeichneten Pfeilrichtung so weit im Gelenk gegenüber dem Vorsprung 24 verdreht, dass das erste Spannteil 3 gegenüber dem mittleren Abschnitt 26 des Arretierstifts frei verdrehbar ist.
2d / Entspannen der äußeren Arretierung: Das äußere Drehmoment wird weggenommen, so dass das erste Spannteil 3 sich unter Einwirkung des Federmoments in der eingezeichneten Pfeilrichtung verdreht und gemeinsam mit dem zweiten Spannteil 4 ein (hier nicht dargestelltes) Bauteil spannt. In diesem Gleichgewichtszustand ist die äußere Arretierung kraftfrei.
2e / Lösen der äußeren Arretierung: Der Arretierstift wird im zweiten Schritt zusammen mit der gelenkig und verliersicher damit verbundenen Hülse durch Herausziehen aus der Basis und der Bohrung 18 vollständig entfernt. Die Spannvorrichtung 201 befindet sich nun im nicht arretierten Betriebszustand.
Die in den 3 bis 5 gezeigten Spannvorrichtungen 301, 401 und 501 unterscheiden sich bezüglich der zuvor für die Spannvorrichtung 201 erläuterten Arretierungen, wobei nachfolgend lediglich die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale genannt sind.
3: Die innere Arretierung ist gegenüber der Ausführung gemäß den 2 durch eine radiale Bohrung 28 im ersten Spannteil 3 und den darin eingesteckten ersten Endabschnitt 10 des Arretierstifts einerseits und durch dessen zweiten Endabschnitt 15 mit der darauf drehbeweglichen Hülse in der Bohrung 18 des zweiten Spannteils 4 andererseits gebildet. Folglich verlaufen die ersten Klemmflächen 11 und 12 in den Bohrungen 28 bzw. 18.
4: Gegenüber der Ausführung gemäß 3 ist die innere Arretierung durch die radiale Bohrung 28 im ersten Spannteil 3, eine radiale Bohrung 29 durch den Vorsprung 25 am zweiten Spannteil 4 und den ersten Endabschnitt 10 des Arretierstifts gebildet, der in die Bohrungen 28, 29 eingesteckt ist. Da die Bohrungen 28 und 29 die ersten Klemmflächen 11 bzw. 12 bilden, ist der mittlere Abschnitt 26 des Arretierstifts kraftfrei.
5: Die äußere Arretierung ist gegenüber der Ausführung gemäß den 2 durch einen weiteren Arretierstift 30 gebildet, der die Bohrung 18 am zweiten Spannteil 4 durchsetzt. Das Gelenk ist wie bei den Ausführungen gemäß den 2 bis 4 ein Drehgelenk ohne nennenswerte Längsbeweglichkeit, wobei die Gelenkverdrehung in diesem Fall durch orthogonal ineinander greifende Ösen 31 und 32 des Arretierstifts und des weiteren Arretierstifts 30 ermöglicht ist. Die geringe Gelenkverschiebung ist durch das gegenseitige Spiel der Ösen 31, 32 begrenzt.
Die 6a bis 6c zeigen eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung, nämlich als Riemenspanner 601 zum Vorspannen des Riemens 33 eines Nebenaggregate-Riementriebs eines Verbrennungsmotors. Der Riemen 33 umschlingt jeweils die Riemenscheibe 34, 35 und 36 der Kurbelwelle, der Wasserpumpe und des Generators sowie eine Umlenkrolle 37. Das erste Spannteil 3 des Riemenspanners 601 ist ein erster Spannarm 38 mit einer ersten Spannrolle 39, und das zweite Spannteil 4 ist ein zweiter Spannarm 40 mit einer zweiten Spannrolle 41. Die Spannarme 38, 40 sind gegenseitig und gegenüber dem Motorblock 42 drehbeweglich gelagert. Die Spannrollen 39, 41 sind in der durch die Pfeile in 6a eingezeichneten Umlaufrichtung des Riemens 33 unmittelbar vor bzw. unmittelbar hinter der Riemenscheibe 36 des Generators angeordnet. Der Generator ist ein auch als Motor betreibbarer Startergenerator, wobei die Spannarme 38, 40 bei wechselndem Betriebszustand des Generators verschwenken und die Spannrollen 39, 41 abwechselnd das betrieblich momentane Leertrum des Riemens 33 mit Vorspannkraft beaufschlagen. Diese wird durch die Feder 7 erzeugt, die im Inneren des Riemenspanners 601 so zwischen den Spannarmen 38, 40 eingespannt ist, dass die Federkraft die Spannarme 38, 40 mit den Spannrollen 39, 41 zum Generator hin und aufeinander zu verdreht.
Die Arbeitsweise des Riemenspanners 601, d.h. das spannende Hineinschwenken des jeweiligen Spannarms 38 oder 40 in das aktuelle Leertrum des Riemens 33 bewirkt auch eine sogenannte Entkopplung der rotierenden Generatormasse von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Diese Entkopplung übernimmt üblicherweise ein Entkoppler am Generator (z.B. ein Generatorfreilauf mit oder ohne Federentkopplung) oder an der Kurbelwelle, der bei konventionellen Generatormaschinen ohne Starterbetrieb auf der Generator- bzw. auf der Kurbelwelle angeordnet ist und die vergleichsweise träge rotierende Generatormasse von der Kurbelwelle abkoppelt, wenn deren Drehzahlgradient negativ ist. Dementsprechend ist der erfindungsgemäße Riemenspanner 601 auch bei konventionellen Generator-Riementrieben (ohne Starterbetrieb) alternativ oder unterstützend zum Entkoppler verwendbar.
In 6a befindet sich der Riemenspanner 601 in doppelt arretiertem Zustand, so dass der Riemen 33 ohne Vorspannung ist. Die beiden Arretierungen sind durch die eingezeichneten Kreuze symbolisiert, wobei die äußere Arretierung den zweiten Spannarm 40 mit dem Motorblock 42 - korrespondierend mit der Basis 5 in 1b - arretiert. In alternativen Ausführungen kann der Riemenspanner 601 allgemein auf einem am Motorblock 42 befestigten Teil und - in entsprechend modifizierter Form - auf einem Generator mit oder ohne Startfunktion montiert sein.
6b zeigt den Riemenspanner 601 mit gelöster innerer und noch nicht gelöster äußerer Arretierung, wobei der Riemen 33 bereits vorgespannt ist.
6c zeigt den Riemenspanner 601 mit gelöster innerer und äußerer Arretierung, wobei der Riemenspanner 601 in eine Stellung verdreht ist, die sich etwa mittig zwischen dessen beiden Betriebsstellungen im Generatorbetrieb und im Motorbetrieb des Generators befindet.
In 7 ist ein Ausführungsbeispiel des in den 6a bis 6c schematisch dargestellten Riemenspanners 601 dargestellt. Die beiden Spannarme 38, 40 des Riemenspanners 701 sind jeweils drehbeweglich auf einem Spannergehäuse gelagert, das aus einem Hohlbolzen 43 und zwei endseitig daran befestigten Anlaufscheiben, von denen nur die motorblockferne, obere Anlaufscheibe 44 sichtbar ist, zusammengesetzt ist. Die Befestigung des Spannergehäuses am Motorblock 42 (s. 6a) erfolgt mittels einer nicht dargestellten Schraube, die den Hohlbolzen 43 durchsetzt. Die die beiden Spannrollen 39 und 41 aufeinander zu verdrehende Feder (Feder 7 in 6a) ist eine zwischen den Spannarmen 38, 40 eingespannte Schraubendrehfeder, die - in der Figur nicht sichtbar - in einem zylindrischen Ringraum im Innern der Spannarme 38, 40 konzentrisch zum Hohlbolzen 43 angeordnet ist.
Der Riemenspanner 701 befindet sich in dessen Montagestellung, in der die innere Arretierung die beiden Spannarme 38, 40 gegenseitig aufgespreizt hält und die beiden Spannrollen 39, 41 so weit voneinander weg verdreht sind, dass im Falle des montierten Riementriebs gemäß 6a der Riemen 33 frei von Vorspannung oder allenfalls nur geringfügig vorgespannt ist. Somit kann der Riemen 33 bei der Montage des Riementriebs kraftfrei bzw. kraftarm aufgelegt werden.
Die innere Arretierung umfasst als erstes Arretierteil 8 den mehrfach abgewinkelten Arretierstift, dessen erster Endabschnitt 10 die zur Drehachse 45 des Riemenspanners 701 parallele Bohrung 28 durch den Vorsprung 24 am ersten Spannarm 38 durchsetzt und das Drehmoment der stark gespannten Feder an der durch den Vorsprung 25 gebildeten ersten Klemmfläche 12 am zweiten Spannarm 40 abstützt. Das als Hülse ausgebildete zweite Arretierteil 13 durchsetzt die zur Drehachse 45 ebenfalls parallele Bohrung 18 im zweiten Spannarm 40, wobei der die Hülse durchsetzende zweite Endabschnitt 15 des Arretierstifts das kombinierte Dreh-Schiebegelenk bildet, dessen Gelenkverschiebung durch die an den Stirnseiten 22, 23 der Hülse anschlagenden und durch die Abwinkelungen des Arretierstifts gebildeten Stufen 20 bzw. 21 begrenzt ist.
Im Falle einer nicht automatisierten Montage des Riementriebs ist lediglich ein Mechaniker erforderlich, der auch das Lösen der beiden Arretierungen alleine bewerkstelligt. Dies erfolgt grundsätzlich wie oben für die 1 und 2 erläutert, wobei der Mechaniker das zum Lösen der inneren Arretierung erforderliche Drehmoment mit einer Hand aufbringt, hält und wegnimmt und mit der anderen Hand den Arretierstift mit der Hülse im ersten Schritt zieht und im zweiten Schritt gemeinsam mit der Hülse vollständig entfernt. Das Verdrehen und Halten der Spannarme 38, 40 kann mittels Standardwerkzeugen bewerkstelligt werden. Vorliegend sind die rollenseitigen Enden der Spannarme 38, 40 jeweils mit einem Zweiflach 46 für einen Maulschlüssel versehen. Im Rahmen von Servicearbeiten erfolgt die Rückstellung des Riemenspanners 701 in dessen Montagestellung in dazu umgekehrter Reihenfolge: Es wird zuerst die äußere Arretierung und anschließend die innere Arretierung gesetzt.
8 zeigt einen gegenüber 7 modifizierten Riemenspanner 801, dessen Spannarme 38, 40 in einer Stellung, in der die Feder zum Lösen der inneren Arretierung stärker als in der Montagestellung gespannt ist, wie bei den Spannvorrichtungen 201 und 501 gegeneinander anschlagen. Der weitere Vorsprung 27, der konstruktiv durch umfängliche Verlängerung des Vorsprungs 24 am ersten Spannarm 38 gebildet ist, steht dem Vorsprung 25 am zweiten Spannarm 40 auf der gegenüberliegenden Seite des Arretierstifts gering beabstandet gegenüber. Um beim Lösen der inneren Arretierung eine Überlastung der Feder infolge Überdrehung zu verhindern, ist dieser Abstand so bemessen, dass die beiden Vorsprünge 27 und 25 bei gerade kraftfreier innerer Arretierung gegeneinander anschlagen.

Claims

Spannvorrichtung (101, 201, 301, 401, 501) zur Montage auf einer Basis (5), umfassend: - ein erstes Spannteil (3) und ein zweites Spannteil (4), die gegenseitig und gegenüber der Basis (5) beweglich sind, - eine zwischen den Spannteilen (3, 4) eingespannte Feder (7), die die Spannteile (3, 4) in deren gegenseitiger Bewegungsrichtung kraftbeaufschlagt, - ein erstes Arretierteil (8), das die Spannteile (3, 4) bei gespannter Feder (7) lösbar miteinander arretiert, - und ein zweites Arretierteil (13) zum lösbaren Arretieren des zweiten Spannteils (4) mit der Basis (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierteile (8, 13) unter Bildung eines Gelenks mit begrenzter Bewegung ineinander greifen, wobei das erste Arretierteil (8) an der Bewegungsgrenze des Gelenks das zweite Arretierteil (13) mitbewegt, wodurch sich die Arretierung des zweiten Spannteils (4) mit der Basis (5) löst.
Spannvorrichtung (101, 201, 301, 401, 501) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ein Dreh-Schiebegelenk mit begrenzter Gelenkverschiebung ist, wobei das erste Arretierteil (8) an der Grenze der Gelenkverschiebung das zweite Arretierteil (13) mitbewegt.
Spannvorrichtung (101, 201, 301, 401, 501) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierteile (8, 13) zur Begrenzung der Gelenkverschiebung gegeneinander anschlagen.
Spannvorrichtung (101, 201, 301, 401, 501) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverschiebung in beide Verschieberichtungen begrenzt ist.
Spannvorrichtung (501) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverdrehung durch ineinander greifende Ösen (31, 32) der Arretierteile (8, 13) ermöglicht ist.
Spannvorrichtung (101, 201, 301, 401) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Arretierteil (8) ein Arretierstift ist und dass das zweite Arretierteil (13) eine Hülse ist, die den Arretierstift umschließt.
Spannvorrichtung (101, 201, 301, 401) nach Anspruch 6 soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverschiebung durch Abwinkelungen oder Stufen (20, 21) des Arretierstifts begrenzt ist, gegen die die Hülse mit beiden Stirnseiten (22, 23) anschlägt.
Spannvorrichtung (201, 301, 401, 501) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierung des ersten Spannteils (3) mit dem zweiten Spannteil (4) durch Drehen des ersten Arretierteils (8) im Gelenk lösbar ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung ein Riemenspanner (601, 701, 801) zum Vorspannen des Riemens (33) eines Nebenaggregate-Riementriebs eines die Basis (5) bildenden Verbrennungsmotors ist, wobei: - das erste Spannteil (3) ein erster Spannarm (38) mit einer ersten Spannrolle (39) ist, - das zweite Spannteil (4) ein zweiter Spannarm (40) mit einer zweiten Spannrolle (41) ist, - die zwischen den Spannarmen (38, 40) eingespannte Feder (7) die Spannrollen (39, 41) zwecks Erzeugung der Riemenvorspannung aufeinander zu verdreht, - das erste Arretierteil (8) die Spannarme (38, 40) miteinander in einer Montagestellung des Riemenspanners (601, 701, 801) arretiert, in der die Spannrollen (39, 41) zwecks Reduzierung oder Aufhebung der Riemenvorspannung voneinander weg verdreht sind, - und das zweite Arretierteil (13) den zweiten Spannarm (40) mit dem Motorblock (42) oder einem daran befestigten Teil des Verbrennungsmotors arretiert.
Spannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannarme (38, 40) in einer Stellung, in der die Feder (7) stärker als in der Montagestellung des Riemenspanners (801) gespannt ist, gegeneinander anschlagen.