DE19919567A1

DE19919567A1 - Spanneinrichtung für Zugmittel

Info

Publication number: DE19919567A1
Application number: DE1999119567
Authority: DE
Inventors: Matthias Schmidl; Horst Adel
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1999-04-29
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 2000-11-02

Abstract

Eine Spanneinrichtung für Zugmittel, insbesondere Riemen, ist mit einem um eine Drehachse (D) herum schwenkbar angeordneten Spannarm (1) versehen. Der Spannarm (1) ist mit einem Spannmittel, insbesondere Riemenscheibe (2), zum Spannen des Zugmittels versehen. Ein Spannelement (3) greift an dem Spannhebel (1) an und federt den Spannarm (1) gegen das Zugmittel an. Es wird vorgeschlagen, daß die außerhalb des Spannarms (1) angeordnete virtuelle Drehachse (D) eine Mittelpunktsachse einer gekrümmten Kulissenbahn (7) ist, entlang welcher Kulissenbahn (7) der Spannarm (1) verschiebbar angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Spanneinrichtungen für Zugmittel, insbeson dere Riemen. Derartige Spanneinrichtungen werden vorzugsweise im Riemen trieb von Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt.

Hintergrund der Erfindung

Aus der DE 38 09 169 A1 beispielsweise ist eine automatische Riemen spanneinrichtung bekannt, bei der eine Riemenscheibe gegen einen Steuer riemen angefedert ist. Die Riemenscheibe ist drehbar gelagert an einem zen tralen Bereich eines Spannarmes, und zwar mit einem an einer Achse mon tierten Lager. Das eine Ende des Spannarmes ist an einem Motorkörper mit einer Achse drehbar befestigt. Eine Spannfeder ist vorgesehen, um den Span narm vorzuspannen und eine automatische Spanneinrichtung auf diese Weise zu unterstützen, um die Vibration oder Schwingungen des Steuerriemens zu verringern. Der Trum des Riemens, gegen den die Riemenscheibe angefedert ist, erfährt während des Betriebs der Brennkraftmaschine Auslenkungen quer zur Laufrichtung, denen die Riemenscheibe folgt.

An dem Spannarm ist ein erster Hebelarm durch den Abstand von der Dreh achse des Spannarms zur Achse der Riemenscheibe festgelegt. Ein zweiter Hebelarm ist durch den Abstand von der Drehachse des Spannarms zu dem Angriffspunkt der Spannfeder festgelegt. Das Verhältnis der Längen dieser beiden Hebelarme zueinander ist auf den Riementrieb abgestimmt, wobei eine Auslenkung der Spannfeder eine dem Hebelverhältnis entsprechenden Aus lenkung der Riemenscheibe zur Folge hat. Je größer beispielsweise der Ab stand zwischen der Drehachse des Spannarms und der Achse der Riemen scheibe bzw. der Wirklinie des Spannmittels wird, desto größer wird der Span narm ausgelegt, um das erforderliche Hebelverhältnis zu gewährleisten. Aller dings wird der so vergrößerte Spannarm vom Gewicht her schwerer. Außerdem kann der Spannarm nicht beliebig vergrößert werden, da der zur Verfügung stehende Bauraum im Riementrieb einer Brennkraftmaschine knapp bemessen ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Spanneinrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs anzugeben, die große Hebelarme ermöglicht, und die ohne erhöhten Aufwand im Zugmitteltrieb vorgesehen werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die außerhalb des Spannarms angeordnete virtuelle Drehachse des Spannarms eine Mittel punktsachse einer gekrümmten Kulissenbahn ist, entlang welcher Kulissen bahn der Spannarm verschiebbar angeordnet ist. Je flacher die Krümmung der Kulissenbahn ist, desto weiter entfernt ist deren Mittelpunktsachse, also die Drehachse des Spannarms angeordnet. Der Spannarm selbst braucht demzu folge nicht vergrößert werden. Die Länge der Kulissenbahn ist an die betriebs bedingten Schwenkbewegungen des Spannarms angepaßt. Der Spannarm ist vorzugsweise entlang dieser gekrümmten Kulissenbahn zwangsgeführt, so daß der Spannarm lediglich Bewegungen entlang der Kulissenbahn durchführen kann. Wenn der Spannarm entlang der Kulissenbahn verschoben wird, schwenkt dieser um die virtuelle Drehachse, die außerhalb des Spannarms angeordnet ist.

Vorzugsweise ist eine Führungskulisse vorgesehen, die eine gekrümmte Kulis senbahn und ein Kulissenglied, vorzugsweise Kulissenstein, aufweist. Der Ku lissenstein kann beispielsweise gestellfest angeordnet sein. Wenn der Spannarm unter der wirksamen Kraft des Spannelementes gegen das Zugmittel angefedert werden soll, verschwenkt der Spannarm, wobei eine Re lativverschiebung zwischen dem Kulissenglied und der gekrümmten Kulissen bahn stattfindet. Es ist denkbar, daß als Kulissenglied wenigstens zwei in Richtung der Kulissenbahn hintereinander angeordneten Rollen vorgesehen sind, die mit der gekrümmten Kulissenbahn zusammenarbeiten.

Die Kulissenbahn kann an dem Spannarm selbst ausgebildet sein, beispiels weise in Form einer Ausnehmung, die spangebend oder spanlos hergestellt sein kann.

Selbstverständlich ist es möglich, die gekrümmte Kulissenbahn an einem ge stellfesten Maschinenteil anzuordnen und das Kulissenglied an dem Spannarm vorzusehen.

Bei einer besonders vorteilhaften erfindungsgemäßen Weiterbildung ist ein bogenförmiger Kulissenstein vorgesehen, der in einer bogenförmigen Ausneh mung angeordnet ist, wobei die bogenförmige Ausnehmung durch die ge krümmte Kulissenbahn begrenzt ist, und wobei die bogenförmigen Anlagenflä chen des Kulissensteins mit der gekrümmten Kulissenbahn zusammenarbeiten. Bei dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung ist eine Zwangssteuerung des Spannarms gewährleistet. Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung besteht darin, daß die umfangsseitigen Enden der bogenförmi gen Ausnehmung als Anschläge eingesetzt werden können, um Spannarmbe wegungen zu begrenzen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn unter bestimmten Betriebsbedingungen große Auslenkungen in dem beispielsweise von der Riemenscheibe belasteten Trum auftreten, die eine unerwünscht hohe Auslenkung des Spannarms aus dem Riementrieb heraus zur Folge hätten, wenn kein Anschlag für den Spannarm vorgesehen ist. Die Ausnehmung läßt sich in besonders günstiger Weise unmittelbar an dem Spannarm ausbilden.

Wenn das Kulissenglied gestellfest angeordnet ist, bietet sich bei einer Brenn kraftmaschine vorzugsweise der Motorblock an, um das Kulissenglied daran zu befestigen. Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, daß das Kulissen glied eine Durchgangsöffnung aufweist, durch die ein Schraubenschaft einer Schraube hindurchgeführt und mit dem Motorblock oder einem anderen Ma schinenteil verschraubt ist, wobei der Kulissenstein zwischen einem Schrau benkopf der Schraube und dem Maschinenteil bzw. dem Motorblock einge spannt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt zwei Figuren dar gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Spannein richtung aus Fig. 1 entlang der Linie II-II.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung nach Fig. 1 ist ein Spannarm 1 vorgesehen, der an seinem einen Ende eine drehbare Riemenscheibe 2 trägt. An dem anderen Ende des Spannarmes 1 greift ein an sich bekann tes Spannelement 3 an, dessen Gehäuse eine nicht dargestellte Druckfeder aufnimmt. Das eine Ende des Spannelementes 3 ist mit dem Spannarm 1 ver schraubt und das andere Ende des Spannelementes 3 ist mit einem Motorblock 4 verschraubt, wie er in der Fig. 2 deutlich erkennbar ist. Der Spannarm 1 ist mit einer bogenförmigen Ausnehmung 5 versehen, die durch bogenförmig ge krümmten Wände begrenzt ist, wobei die Wände eine gekrümmte Kulissen bahn 6 für einen Kulissenstein 7 bilden. Quer zur Erstreckungsrichtung der Kulissenbahn 6 ist der Kulissenstein 7 nahezu spielfrei angeordnet, wobei bo genförmige Anlageflächen 8 des Kulissensteins 7 mit der gekrümmten Kulis senbahn 6 zusammenarbeiten.

Die gekrümmte Kulissenbahn 6 ist durch die Mantelfläche einer tiefgezogenen, beschichteten Gleitlagerbuchse 9 gebildet, die in die Ausnehmung 5 eingefügt, vorzugsweise eingepreßt ist. Die Anlagenflächen 8 des Kulissensteins 7 sind durch die Mantelfläche von tiefgezogenen harten Lagerschalen 10 gebildet, die auf einen Kern 11 des Kulissensteins 7 aufgesetzt, vorzugsweise aufgepreßt oder aufgeschrumpft sind.

In Erstreckungsrichtung der gekrümmten Kulissenbahn 6 ist die Ausnehmung 5 durch die Gleitlagerbuchsen 9 begrenzt, die Anschläge 12 für den Kulissen stein 7 bilden.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt die erfindungsgemäße Spanneinrichtung aus Fig. 1. Hier ist deutlich erkennbar, daß auf dem Kern 11 des Kulissensteins 7 zwei axial benachbarte Lagerschalen 10 angeordnet sind. Der Kern 11 ist mit einer Durchgangsöffnung 13 versehen, durch die ein Schraubenschaft 14 einer Schraube 15 hindurchgeführt und mit dem Motorblock 4 verschraubt ist. Der Kulissenstein 7 ist zwischen einem Schraubenkopf 16 der Schraube 15 und dem Motorblock 4 eingespannt.

Weiterhin ist dieser Darstellung zu entnehmen, daß das Spannelement 3 mit seinem unteren Ende an den Motorblock 4 angeschraubt ist.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Spanneinrich tung näher erläutert. Die gekrümmte Kulissenbahn 6 ist Teil einer Kreisbahn, deren außerhalb des Spannarms 1 angeordnete Mittelpunktsachse eine virtu elle Drehachse D bildet, um die der Spannarm 1 schwenkt. Zwischen der virtu ellen Drehachse D und dem Angriffspunkt des Spannelementes 3 an dem Spannarm 1 ist ein Hebelarm h1 gebildet. Zwischen der virtuellen Drehachse D und der Rotationsachse der Riemenscheibe 2 ist ein Hebelarm h2 gebildet. Das Hebelverhältnis h1 zu h2 legt die Bogenlänge fest, um die die Riemen scheibe 2 ausgelenkt wird, wenn der Spannarm 1 im Angriffspunkt des Span nelements 3 um einen bestimmten Betrag ausgelenkt wird. Mit der erfindungs gemäßen Spanneinrichtung läßt sich das Hebelverhältnis nahezu beliebig var rieren, wobei selbstverständlich Anwendungen möglich sind, bei denen der Hebelarm h1 größer als der Hebelarm h2 gewählt ist.

Selbstverständlich sind von der Erfindung auch solche Weiterbildungen erfaßt, bei denen die Krümmung der Kulissenbahn zwischen deren Anfang und Ende variiert. Dies hat zur Folge, daß die virtuelle Drehachse des Spannarms ver schoben wird. Dieser Effekt kann gezielt genutzt werden, beispielsweise um den Hebelarm auf Seiten der Riemenscheibe zu vergrößern und auf Seiten des Spannelements zu verkleinern, wenn der Spannarm in eine seiner beiden Endlagen geschwenkt wird.

Bezugszahlenliste

1

Spannarm

2

Riemenscheibe

3

Spannelement

4

Motorblock

5

Ausnehmung

6

Kulissenbahn

7

Kulissenstein

8

Anlagefläche

9

Gleitlagerbuchse

10

Lagerschale

11

Kern

12

Anschlag

13

Durchgangsöffnung

14

Schraubenschaft

15

Schraube

16

Schraubenkopf

Claims

1. Spanneinrichtung für Zugmittel, insbesondere Riemen, mit einem um eine Drehachse (D) herum schwenkbar angeordneten Spannarm (1), der mit ei nem Spannmittel, insbesondere Riemenscheibe (2), zum Spannen des Zugmittels versehen ist, und mit einem an dem Spannhebel (1) angreifen den Spannelement (3), das den Spannarm (1) gegen das Zugmittel anfe dert, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Spannarms (1) an geordnete virtuelle Drehachse (D) eine Mittelpunktsachse einer gekrümm ten Kulissenbahn (6) ist, entlang welcher Kulissenbahn (6) der Spannarm (1) verschiebbar angeordnet ist.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Führungskulisse vorgese hen ist, die die gekrümmte Kulissenbahn (6) und ein Kulissenglied, vor zugsweise Kulissenstein (7), aufweist.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, bei der das Kulissenglied gestellfest angeordnet ist, wobei die gekrümmte Kulissenbahn (6) an dem Spannarm (1) ausgebildet ist.

4. Spanneinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Kulissenstein (7) bogenförmig ausgebildet ist und in einer bogenförmigen Ausnehmung (5) angeordnet ist, wobei die bogenförmige Ausnehmung durch die gekrümmte Kulissenbahn (6) begrenzt ist, und wobei die bogenförmigen Anlageflächen (8) des Kulissensteins (7) mit der gekrümmten Kulissenbahn (6) zusam menarbeiten.

5. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, bei der das Kulissenglied (Kulissen stein 7) eine Durchgangsöffnung (13) aufweist, durch die ein Schrauben schaft (14) einer Schraube (15) hindurchgeführt und mit einem Maschinen teil (Motorblock 4) verschraubt ist, wobei der Kulissenstein (7) zwischen ei nem Schraubenkopf (16) der Schraube (15) und dem Maschinenteil (Motor block 4) eingespannt ist.