DE19533457A1

DE19533457A1 - Befestigungsauge für eine Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE19533457A1
Application number: DE19533457A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Polster; Werner Schmidt
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1995-09-09
Filing date: 1995-09-09
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2015-09-10
Also published as: US5746673A; JPH09170447A; DE19533457B4

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, insbeson dere Riementrieb, für den Antrieb von Aggregaten einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Zylindergehäuse, in dem ein Kolben längsverschiebbar geführt ist wobei zwischen diesen Bauteilen eine Druckfeder zur Ausübung einer linearen Kraft auf den zu spannenden Zugmitteltrieb eingesetzt ist. Die Spannvorrichtung umfaßt weiterhin jeweils am freien Ende des Zylindergehäuses und des Kolbens ein Befestigungsauge, das mit einer zentrischen Buchse versehen ist, die mittels eines elastischen Rings in einer Ausnehmung der Befestigungshülse angeordnet ist.

Hintergrund der Erfindung

Spannvorrichtungen dieser Bauart sind mit einem Befestigungsauge an einem Befestigungspunkt des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine befestigt und stehen mit dem weiteren Befestigungsauge mittelbar oder unmittelbar mit einem den Zugmittetrieb spannenden Bauteil, insbesondere einer Spannrolle in Verbindung. Die Anordnung des elastischen Rings im Befestigungsauge soll insbesondere einen Fluchtungsfehler der Bauteile ausgleichen, zwischen denen die Spannvorrichtung eingesetzt ist. Der elastische Ring ist dabei hohen mecha nischen Beanspruchungen ausgesetzt, die in Verbindung mit hohen Umgebungs temperaturen den Verschleiß erhöhen und damit sich nachteilig auf die Lebens dauer auswirken.

Eine gattungsbildende Spannvorrichtung ist aus der DE-OS 42 03 449 bekannt, dessen Befestigungsauge mit einem elastischen Ring versehen ist, dessen Aus bildung und Anordnung bei einer Schwenkbewegung der Spannvorrichtung ein nachteilig hohes Reibmoment entgegengesetzt.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gestaltung des Befestigungsauges vorzusehen, das ein geringes Reibmoment aufweist, einen verbesserten Fluchtungsfehleraus gleich besitzt, hohen Beanspruchungen standhält, die Montage vereinfacht und kostengünstige Bauteile umfaßt.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.

Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 ist die Bohrungswandung der Befesti gungshülse und die Mantelfläche des elastischen Rings so gestaltet, daß sich eine ausschließlich mittige, umlaufende Kontaktzone ergibt, von der aus sich ein zu beiden Stirnseiten des Befestigungsauges ein radial vergrößernder Spalt einstellt. Diese geometrische Ausbildung ermöglicht einen gewünschten großen Fluchtungsfehlerausgleich in beiden Richtungen, ohne daß dabei eine unzuläs sig hohe, nachteilige, den Verschleiß fördernde Walkarbeit des Befestigungs rings entsteht. Die erfindungsgemäße Kontaktzone begünstigt außerdem in einer einfachen Weise die Einflußnahme auf die Federkonstante des elastischen Rings in der Form, daß sich mit zunehmender Krafteinleitung in das Befestigungsauge die Kontaktfläche vergrößert. Durch eine entsprechende geometrische Aus bildung der Kontaktflächen kann dabei gezielt Einfluß auf den Dämpfungsgrad des elastischen Rings genommen werden. Aufgrund der geringeren Walkarbeit des elastischen Rings ist dieser auch für höhere Temperaturen einsetzbar. In vorteilhafter Weise besitzt das erfindungsgemäße Befestigungsauge auch ein geringes Reibmoment bei Schwenkbewegungen aufgrund der reduzierten Kontaktzone im Vergleich zur bisherigen vollzylindrischen Gestaltung der in Verbindung stehenden Bauteile.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Kontaktzone ermöglicht die Verwendung von steiferen Materialien für den elastischen Ring. Ein solcher hohen Flächen pressungen standhaltender elastischer Ring ermöglicht eine Beibehaltung der Bauteilabmessungen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Befestigungshülse mit einer radial nach innen gerichteten balligen, d. h. konvexen Bohrungswandung versehen zur Bildung einer Kontaktzone für den elastischen Ring, der über eine zylindrische Mantelfläche verfügt. Alternativ bietet sich dazu an, die Mantelflä che des elastischen Rings ballig bzw. konvex auszubilden zur Schaffung einer Kontaktzone, die in der Einbaulage an einer zylindrischen Bohrungswandung der Befestigungshülse an liegt. Diese kostengünstig darstellbaren Maßnahmen begünstigen wirksam den Fluchtungsfehlerausgleich.

Es kann für spezielle Anwendungsfälle ebenfalls zweckmäßig sein, daß sowohl die Mantelfläche des elastischen Rings als auch die Bohrungswandung ballig gestaltet sind.

Zur Schaffung einer definierten Lageposition des elastischen Rings in der Befesti gungshülse ist der elastische Ring beidseitig mit radial nach außen gerichteten Borden versehen, die eine radiale Überdeckung zur Bohrungswandung bzw. Wandung der Ausnehmung der Befestigungshülse sicherstellen und damit eine wirksame formschlüssige Sicherung bewirken. Damit die Borde die Kippbeweg lichkeit beim Fluchtungsfehlerausgleich der Spannvorrichtung nicht nachteilig behindern, ist jeweils ein axiales Spiel zwischen der Innenseite der Borde und der Stirnseite der Befestigungshülse vorgesehen.

Zur Sicherstellung, daß eine Schwenkbewegung im Befestigungsauge ausschließ lich zwischen der Buchse und dem elastischen Ring erfolgt, sieht die Erfindung einen verdrehgesichert angeordneten, elastischen Ring vor. Erfindungsgemäß ist dazu die Mantelfläche des elastischen Rings zumindest mit einer über die gesamte axiale Länge sich erstreckende Abflachung versehen, die an eine entsprechende Wandung der Befestigungshülse angepaßt ist. Als weitere form schlüssige Sicherung bietet es sich beispielsweise an, die Buchse mit zumindest einer radial nach außen gerichteten, über die axiale Länge der Buchse sich erstreckende Wulst zu versehen, die in eine entsprechende Ausnehmung im elastischen Ring eingreift. Weiterhin können diese Bauteile mittels einer kraft schlüssigen Verbindung durch einen Preßsitz und/oder eine Klebung verbunden sein.

Die weitere Erfindung nach Anspruch 9 sieht zwischen der Mantelfläche der Buchse und der Bohrungswandung des elastischen Rings ein Einbauspiel vor. Dieses Spiel ist insbesondere von Vorteil bei Verwendung eines elastischen Rings aus einem hochfesten Material. Das außerdem aus Toleranzgründen erforderliche Einbauspiel vereinfacht die Montage und begünstigt die Lebens dauer des elastischen Ringes und damit des Befestigungsauges. Dieser Erfin dungsgedanke umfaßt außerdem eine formschlüssige Lagesicherung zwischen dem elastischen Ring und der Buchse, die gleichzeitig die Funktion einer Verliersicherung übernimmt und so ausgebildet ist, daß diese eine Verdrehung der Buchse zum elastischen Ring ermöglicht. Als Werkstoff für die Buchse ist vorzugsweise Stahl vorgesehen, alternativ kann eine Aluminiumbuchse oder eine Buchse verwendet werden, die aus einem entsprechendem die Fertigkeits anforderungen erfüllenden Werkstoff hergestellt ist.

Dazu bietet es sich an, daß der elastische Ring an der Bohrungswandung mittig einen radial nach innen gerichteten Wulst aufweist, der in der Einbaulage in eine Umlaufnut der Buchse eingreift. Alternativ kann dazu auch eine Lagesiche rung mittels einer radial nach außen gerichteten Wulst an der Buchse dienen, die in eine im elastischen Ring eingebrachte Ringnut verrastet.

Erfindungsgemäß ist der elastische Ring aus einem mechanisch hoch bean spruchbaren Werkstoff hergestellt, wozu sich insbesondere ein Kunststoff wie PA 46, PA 66, GF anbietet. Diese Werkstoffe besitzen eine hohe Druck- und Verschleißfestigkeit sowie eine hohe Temperaturbeständigkeit und eignen sich somit insbesondere für die Verwendung von elastischen Ringen eines Befesti gungsauges für an Brennkraftmaschinen eingesetzte Spannvorrichtungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Befestigungsauge in einer Schnittdar stellung;

Fig. 2 in einer Einzelteilzeichnung einen erfindungsgemäßen elasti schen Ring eines Befestigungsauges, gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Spannvorrichtung, die mit erfindungsgemäßen Befesti gungsaugen versehen ist;

Fig. 4 die Schnittansicht gemäß der Linie IV-IV eines Befestigungs auges gemäß Fig. 3;

Fig. 5 die Schnittansicht eines Befestigungsauges aus Fig. 3 gemäß der Linie V-V.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 1 ist ein Befestigungsauge 1 im Schnitt abgebildet, das eine Befesti gungshülse 2 umfaßt, in die ein elastischer Ring 3 eingesetzt ist, der eine mit einer zentrischen Bohrung versehene Buchse 4 koaxial umschließt. Die Befesti gungshülse 2 ist mit einer Spannvorrichtung 5 (siehe Fig. 3) verbunden und verfügt über eine Ausnehmung 6, die radial nach innen gerichtet ballig gestaltet ist zur Bildung einer mittigen umlaufenden Kontaktzone 7. Der elastische Ring 3 liegt dabei mit einer zylindrischen Mantelfläche 8 ausschließlich über die Kontaktzone 7 an der Befestigungshülse 2 an. Durch die ballige bzw. konvex gestaltete Ausnehmung 6 bildet sich ausgehend von der Kontaktzone 7 jeweils zu den Stirnseiten 9a, 9b ein sich kontinuierlich radial vergrößernder Spalt 10a, 10b. Bedingt durch den Spalt 10a, 10b ergibt sich eine gewünschte ungehinder te Kippbeweglichkeit und ein damit verbundener Fluchtungsfehlerausgleich für die Spannvorrichtung 5.

Zur Erreichung einer Lagepositionierung des elastischen Rings 3 verfügt dieser an beiden Enden über radial nach außen gerichtete Borde 11a, 11b, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Ausnehmung 6, wodurch sich eine Überdeckung "Y" ergibt. Zur Vermeidung einer Beeinflus sung der Kippbeweglichkeit sind die Borde 11a, 11b axial zu den Stirnseiten 9a, 9b beabstandet angeordnet und bilden dabei ein Spiel "X".

Die Erfindung umfaßt einen aus einem relativ steifen Material hergestellten elastischen Ring 3. Das steifere Material erfordert aus Montage- und Toleranz gründen ein Radialspiel zwischen einer Bohrungswandung 12 des elastischen Rings 3 und einer Mantelfläche 16 der Buchse 4. Das Einbauspiel ermöglicht, daß bei einer auftretenden Schwenkbewegung der Spannvorrichtung 5 diese innerhalb der Spannvorrichtung 5 ausschließlich zwischen der starr befestigten Buchse 4 und dem elastischen Ring 3 erfolgt. Zur Erreichung einer formschlüssi gen Sicherung der Buchse 4 verfügt der elastische Ring 3 mittig über eine radial nach innen gerichtete, umlaufende Wulst 14, die im eingebauten Zustand in eine Ringnut 15 der Buchse 4 verrastet.

Die Fig. 2, in der der elastische Ring 13 als Einzelteil im Längsschnitt abgebil det ist, verfügt im Unterschied zum elastischen Ring 3 gemäß Fig. 1 über eine ballig ausgebildete Mantelfläche 18. Zur Verdeutlichung der Balligkeit dient das Maß "Z", das ein Differenzmaß zwischen dem Größt- und dem Kleinst durchmesser der Mantelfläche 18 angibt. Im Bereich des Größtdurchmessers der Mantelfläche 18 stellt sich dabei die Kontaktzone 7 ein.

Die in Fig. 3 abgebildete mit zwei erfindungsgemäßen Befestigungsaugen 1 versehene Spannvorrichtung 5, verfügt über ein Zylindergehäuse 17, in dem ein Kolben 19 längsverschiebbar geführt ist. Der Kolben 19 steht mit einer Kolben stange 20 in Verbindung, die endseitig einstückig mit einem Befestigungsauge 1 verbunden ist. Das Zylindergehäuse 17 verfügt über eine Bodenwand 21, an der ein weiteres Befestigungsauge 1 angeordnet ist. Damit besitzt die Spannvor richtung 5 einen allgemein üblichen Aufbau, so daß dieser bzw. die Funktion nicht näher zu beschreiben ist.

In den Fig. 4 und 5 ist jeweils das Befestigungsauge 1 in einer Schnittdar stellung abgebildet, wobei diese Figuren unterschiedliche Maßnahmen zur Verdrehsicherung des Rings 3, 23 in der Befestigungshülse 2, 22 aufzeigen. Übereinstimmend verläuft der Zeichnungsschnitt dabei mittig durch den elasti schen Ring 3, 23 im Bereich der Kontaktzone 7 (siehe Fig. 3). Gemäß Fig. 4 verfügt der elastische Ring 23 über zwei gegenüberliegend angeordnete Ab flachungen 25 an der Mantelfläche 28, die mit einer entsprechend daran ange paßten Ausnehmung 26 eine Verdrehsicherung 24 bilden. Damit ist sicherge stellt, daß bei einer auftretenden Schwenkbewegung der Spannvorrichtung 5 die Bewegung innerhalb des Befestigungsauges 1 zwischen der Buchse 4 und dem elastischen Ring 23 erfolgt. Dagegen zeigt das Befestigungsauge 1 in Fig. 5 jeweils vollzylindrisch gestaltete, geometrisch abgestimmte Bauteile. Zur Schaf fung einer Verdrehsicherung 27 zwischen dem elastischen Ring 3 und der Befestigungshülse 2 ist der elastische Ring 3 über seine Mantelfläche 8 an der Ausnehmung 6 der Befestigungshülse 2 verklebt. Alternativ bietet sich dazu ebenfalls eine Preßpassung zwischen dem elastischen Ring 3 und der Befesti gungshülse 2 an.

Bezugszeichenliste

1 Befestigungsauge
2 Befestigungshülse
3 Ring
4 Buchse
5 Spannvorrichtung
6 Ausnehmung
7 Kontaktzone
8 Mantelfläche
9a Stirnseite
9b Stirnseite
10a Spalt
10b Spalt
11a Bord
11b Bord
12 Bohrungswandung
13 Ring
14 Wulst
15 Ringnut
16 Mantelfläche
17 Zylindergehäuse
18 Mantelfläche
19 Kolben
20 Kolbenstange
21 Bodenwand
22 Befestigungshülse
23 Ring
24 Verdrehsicherung
25 Abflachung
26 Ausnehmung
27 Verdrehsicherung
28 Mantelfläche

Claims

1. Spannvorrichtung (5) für einen Zugmitteltrieb, insbesondere Riementrieb, bestimmt zum Antrieb von Aggregaten einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Zylindergehäuse (17), in dem ein Kolben (19) längsverschiebbar geführt ist, wobei zwischen diesen Bauteilen eine Druckfeder eingesetzt ist zur Ausübung einer linearen Kraft auf den zu spannenden Zugmitteltrieb und die Spannvor richtung (5) weiterhin jeweils am freien Ende des Zylindergehäuses (17) und einer Kolbenstange (20) ein Befestigungsauge (1) angeordnet ist, das mit einer Buchse (4) versehen ist, die mittels eines elastischen Rings (3, 13, 23) in einer Ausnehmung (6, 26) der mit dem Zylindergehäuse (17) und der Kolbenstange (20) verbundenen Befestigungshülse (2, 22) angeordnet ist, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Ausnehmung (6, 26) der Befestigungshülse (2, 22) und eine Mantelfläche (8, 18) des elastischen Rings (3, 13, 23) so ausgebildet sind, daß sich eine mittige umlaufende Kontaktzone (7) ergibt, von der aus sich zu beiden Stirnseiten (9a, 9b) der Befestigungshülse (2, 22) ein kontinuierlich radial sich vergrößernder Spalt (10a, 10b) einstellt.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungshülse (2) eine radial nach innen gerichtete konvexe bzw. ballige Ausnehmung (6) aufweist, an der der elastische Ring (3) in einer Einbaulage über eine zylindrische Mantelfläche (8) kraftschlüssig anliegt.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (18) des elastischen Rings (13) konvex bzw. ballig ausgebildet ist, die in der Einbaulage an einer zylindrischen Ausnehmung der Befestigungshülse anliegt.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Mantelfläche (8) des elastischen Rings (3) als auch die Ausnehmung (6) der Befestigungshülse (2) ballig gestaltet sind.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ring (3, 13) an beiden Enden radial nach außen gerichtete Borde (11a, 11 b) aufweist, wobei zur Erreichung einer radialen Überdeckung "Y" ein Außendurchmesser der Borde (11 a, 11b) größer ist als ein Innendurchmesser der Ausnehmung (6, 26) (Fig. 1).

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig zwischen den Borden (11a, 11b) des elastischen Rings (3) und den Stirnseiten (9a, 9b) der Befestigungshülse (2) ein axiales Spiel "X" vorgesehen ist (Fig. 1).

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ring (3, 23) verdrehgesichert in der Befestigungshülse (2, 22) einge setzt ist.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaffung einer Verdrehsicherung (24) die Mantelfläche (28) des elastischen Rings (23) zumindest über eine Abflachung (25) verfügt, die sich über die axiale Länge des elastischen Rings (23) erstreckt, wobei die Ausnehmung (26) der Befestigungshülse (22) eine an die Abflachung (25) angepaßte Ausnehmung (26) aufweist (Fig. 4).

9. Spannvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Einbauspiel zwischen einer Bohrungswandung (12) des elastischen Rings (3) und einer Mantelfläche (16) der Buchse (4) vorgesehen ist und eine formschlüssige Lagesicherung zwischen dem elastischen Ring (3) und der Buchse (4).

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ring (3) an der Bohrungswandung (12) mittig einen radial nach innen gerichteten Wulst (14) aufweist, der in der Einbaulage in eine Umlaufnut (15) der Buchse (4) eingreift (Fig. 1).

11. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch einen elastischen Ring (3, 13, 23), der aus einem hoch be anspruchbaren, insbesondere druck- und verschleißfesten Kunststoff hergestellt ist, wie beispielsweise PA, PA 46, PA 66 GF.