DE202008002864U1

DE202008002864U1 - Riemenspanner nach dem Einfachexzenter-Prinzip

Info

Publication number: DE202008002864U1
Application number: DE200820002864
Authority: DE
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2018-03-01

Abstract

Riemenspanner nach dem Einfachexzenter-Prinzip für einen Antriebsriemen bei einem Kraftfahrzeugmotor, umfassend ein hülsenartiges Grundelement (8) zur ortsfest lösbaren Befestigung am Motorgehäuse (16), das unter Bildung einer Gleitlagerstelle von einer Exzenterbuchse (11) umgeben ist, welche ein Wälzlager (19) mit Andruckrolle (7) trägt, wobei zur Aufbringung der Spannkraft auf den Antriebsriemen eine zwischen dem Grundelement (8) und der Exzenterbuchse (11) wirkende Torsionsfeder (12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anordnung der Torsionsfeder (12) an der dem Motorgehäuse (16) abgewandten Stirnseite (9) ein erstes Ende der Torsionsfeder (12) an einer mit dem Grundelement (8) verbundenen und die Stirnseite (9) bildenden Grundplatte (10) zum Eingriff kommt, wogegen das zweite Ende der Torsionsfeder (12) direkt an der Exzenterbuchse (11) zum Eingriff kommt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Riemenspanner für einen Antriebsriemen, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugmotors, nach dem Einfachexzenter-Prinzip, umfassend ein hülsenartiges Grundelement zu ortsfest lösbaren Befestigung am Motorgehäuse, das unter Bildung einer Gleitlagerstelle von einer Exzenterbuchse umgeben ist, welche ein Wälzlager mit Andruckrolle trägt, wobei zur Aufbringung der Spannkraft auf den Antriebsriemen eine zwischen dem Grundelement und der Exzenterbuchse wirkende Torsionsfeder vorgesehen ist.
Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf Antriebsriementriebe im Kraftfahrzeugmotorbereich. Antriebsriemen werden hier beispielsweise zum Betrieb von Nockenwellen genutzt. Dabei wird die Drehbewegung der Kurbelwelle entsprechend des gewünschten Übersetzungsverhältnisses auf meist zwei oben liegende Nockenwellen übertragen. Der Antriebsriemen wird für diesen exemplarischen Anwendungsfall von einem Zahnriemen gebildet. Um stets die erforderliche Riemenspannung sicherzustellen, kommen Riemenspanner zum Einsatz, welche nach dem Doppelexzenter-Prinzip oder dem Einfachexzenter-Prinzip funktionieren können. Die vorliegende Erfindung widmet sich dem Einfachexzenter-Prinzip.
Der hier interessierende Riemenspanner nach dem Einfachexzenter-Prinzip besteht im Wesentlichen aus einem Grundelement, an welchem eine Exzenterbuchse schwenkbar angeordnet ist. Eine zur Aufbringung der Spannkraft erforderliche Torsionsfeder wirkt zwischen der Exzenterbuchse und der Grundplatte, in dem sie zwischen diesen beiden Bauteilen endseitig verankert ist. In Axialrichtung gesehen ist die Torsionsfeder hier zwischen dem Motorgehäuse und der auf der Exzenterbuchse gelagerten Andruckrolle für den Antriebsriemen positioniert. Dies führt zu dem Nachteil, dass sich die Andruckrolle nicht unmittelbar am Motorgehäuse platzieren lässt, sondern wegen der dazwischen liegenden Torsionsfeder einen gewissen Abstand hierzu wahren muss, der bei beengten Bauraumverhältnissen problematisch ist. Weiterhin gestaltet sich die Montage dieses Riemenspanners am Motorgehäuse recht aufwendig, da nach Befestigung des Riemenspanners am Motorgehäuse die Riemenvorspannung durch Verdrehen der Exzenterbuchse relativ aufwendig einzustellen ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Riemenspanner der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass dieser kompaktbauend ausgeführt ist und sich einfach und schnell am Motorgehäuse montieren lässt.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Riemenspanner nach dem Einfachexzenter-Prinzip gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur bauraumsparenden Anordnung der Torsionsfeder an der dem Kraftfahrzeugmotor abgewandten Stirnseite ein erstes Ende der Torsionsfeder an einer mit dem Grundelement verbundenen und die Stirnseite bildenden Grundplatte zum Eingriff kommt, wo gegen das zweite Ende der Torsionsfeder direkt an der Exzenterbuchse zum Eingriff kommt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass geeignete konstruktive Voraussetzungen geschaffen sind, um die Torsionsfeder an der dem Motorgehäuse abgewandten Stirnseite des Riemenspanners unterzubringen. Im Vergleich zum Stand der Technik ist bei einem Spanner mit der Feder auf der dem Motorgehäuse abgewandten Seite darauf zu achten, die Wickelrichtung der Torsionsfeder umgekehrt auszuführen, um die gleiche Spannrichtung wie bei einem Riemenspanner mit der Torsionsfeder auf der dem Motor zugewandten Seite zu erzielen. Natürlich kann die Spannrichtung des Riemenspanners mit Einfachexzenter je nach Anwendungsfall im Uhrzeiger- oder im Gegenuhrzeigersinn gewählt werden. Die erfindungsgemäße Lösung ist diesbezüglich flexibel. In jedem Fall lässt sich die Andruckrolle des erfindungsgemäßen Riemenspanners sehr dicht benachbart zum Motorgehäuse positionieren, so dass sich der gesamte Riementrieb recht bauraumsparend am Kraftfahrzeugmotor unterbringen lässt. Die erfindungsgemäße Verlagerung der Torsionsfeder an die dem Motorgehäuse abgewandet Stirnseite schafft die technische Voraussetzung dafür, die Einstellung des Riemenspanners während der Montage zu vereinfachen, wie im Detail an nachfolgender Stelle näher ausgeführt werden wird.
Gemäß einer die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass das hülsenartige Grundelement an der dem Motorgehäuse zugewandten Stirnseite einen Bundabschnitt größeren Durchmessers zur Anlage am Motorgehäuse einerseits und zur Begrenzung der Endlagenposition der Exzenterbuchse andererseits aufweist. Hierdurch lässt sich zum einen eine sichere Anlage des Riemenspanners mit ausreichend großer Spannfläche gegenüber dem Motorgehäuse bilden. Zum anderen bestimmt die axiale Stärke des Bundabschnittes in einfacher Weise das Spaltmaß zwischen der Andruckrolle und dem benachbarten Motorgehäuse. Natürlich spielen hierbei auch andere Einflussfaktoren, wie Lagerauswahl, eine Rolle. Vorzugsweise wird als Wälzlager ein dauergespieltes einreihiges Rillenkugellager mit beidseitiger Lippendichtung ver wendet, da sich dieses bauraumsparend in den Riemenspanner integrieren lässt.
Das hülsenartige Grundelement weist gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme an der dem Motorgehäuse abgewandten Stirnseite einen unrunden Querschnitt auf. Der unrunde Querschnitt bildet eine formschlüssig wirkende Verdrehsicherung gegenüber der Grundplatte. Dieser unrunde Querschnitt lässt sich in einfacher Weise durch mindestens eine sekantenartige Absatzkante am runden Außenquerschnitt des Grundelements herstellen, vorzugsweise durch Fräsen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei solcher Absatzkanten vorgesehen, die in V-Form zueinander angeordnet sind. Zur Sicherung dieser formschlüssigen Verbindungsstelle können in einfacher Weise Verstemmungsstellen in die Grundplatte eingebracht werden, welche eine kraftschlüssig wirkende Lösesicherung bilden. Diese Verstemmungsstellen lassen sich vorzugsweise durch Prägen einbringen. Es ist alternativ natürlich auch möglich eine stoffschlüssige Sicherung durch Laserschweißen oder dergleichen vorzusehen. Alternativ dazu ist es auch denkbar, diese Verbindung nach Art einer Pressverbindung herzustellen.
Vorteilhafterweise weist der Bundabschnitt des hülsenartigen Grundelements eine angeformten Positionierkralle auf. Diese Positionierkralle dient der erleichterten Einstellung einer definierten Winkelposition bei der Montage des Riemenspanners am Motorgehäuse. Die Positionierkralle kommt insoweit in eine korrespondierende Ausnehmung seitens des Motorgehäuses neben einer Gewindebohrung zum Einschrauben einer zur Befestigung des Riemenspanners vorgesehenen Schraube oder eines Stehbolzens zum Eingriff.
Eine Lagesicherung für die Montage der Exzenterbuchse erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Sicherungsstiftes. Hierfür sind Exzenterbuchse und Grundplatte mit zueinander korrespondierenden Mitteln, beispielsweise Bohrungen, zur Aufnahme des Sicherungsstiftes ausgestattet, durch dessen Ziehen die zuvor vorgespannte Exzenterbuchse mit hierauf drehend gelagerter Andruckrolle in die Betriebsposition gelangt, also eine Spannkraft gegen den Antriebsriemen aus übt. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Exzenterbuchse über ein Montagewerkzeug, beispielsweise Hakenschlüssel oder Dorn, auszulenken, um durch Herausschwenken und dadurch Vorspannen des Riemenspanners die Montage des Riemens vorzunehmen.
Gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, die Gleitlagerstelle zwischen hülsenartigem Grundelement und hierauf schwenkbar gelagerter Exzenterbuchse mit einem Trockenreibbelag zu versehen. Der Trockenreibbelag, welcher vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) enthält, dient daneben auch der Schwingungsdämpfung des Systems. Dieser Trockenreibbelag sollte in Anpassung an die Formgestaltung des hülsenartigen Grundelements sowohl in axialer Richtung außen über das hülsenartige Grundelement verlaufen und zumindest über die gesamte Länge der Gleitlagerung sowie auch in radialer Richtung über den benachbarten Absatz des Bundabschnittes, so dass eine bessere axiale Lagerung erzielt wird. Denn die Exzenterbuchse wird in Axialrichtung durch die Torsionsfeder gegen den Bundabschnitt des hülsenartigen Grundelements gedrückt.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargstellt. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Zahnriementriebs mit einem Riemenspanner nach dem Einfachexzenter-Prinzip,
2 eine erste perspektivische Ansicht des Riemenspanners nach 1,
3 eine zweite perspektivische Ansicht des Riemenspanners nach 1, und
4 einen Längsschnitt durch den Riemenspanner der vorgenannten Figuren.
Gemäß 1 wird der hier dargestellte Zahnriementrieb eines Kraftfahrzeugmotors angetrieben durch eine Kurbelwelle 1. Der Antriebsriemen 2 des Riementriebs leitet die Antriebsleistung weiter an eine benachbarte Wasserpumpe 3. Zwei oben liegende Nockenwellen 4a und 4b bilden ebenfalls einen Abtrieb. Zur Erzielung des erforderlichen Umschlingungswinkels um das Antriebsrad der Nockenwelle 4b ist weiterhin eine Umlenkrolle 5 vorgesehen. Zum gleichen Zwecke und zum Spannen des Antriebsriemens 2 dient ein gegenüberliegend platzierter Riemenspanner 6. Der Riemenspanner 6 ist nach dem Einfachexzenter-Prinzip ausgebildet.
Gemäß 2 umfasst der Riemenspanner 6 eine Andruckrolle 7, über welche die Spannkraft auf den – hier nicht dargestellten – Antriebsriemen aufgebracht wird. Die Andruckrolle 7 ist an einem hülsenartigen Grundelement 8 drehgelagert. Das hülsenartige Grundelement, durch welches eine – nicht weiter dargestellte – Befestigungsschraube zur Anbringung an das Motorgehäuse verläuft, weist an seiner dem Motorgehäuse abgewandten Stirnseite 9 einen unrunden Querschnitt auf, der im Wesentlichen V-förmig ausgebildet ist, und der formschlüssig mit einer Grundplatte 10 zwecks Bildung einer verdrehsicheren Verbindung zusammenwirkt. Zwischen der Grundplatte 10 und einer innerhalb der Andruckrolle 7 angeordneten Exzenterbuchse 11 wirkt eine Torsionsfeder 12 zur Aufbringung der Spannkraft über den Exzenter.
Der unrunde Querschnitt der formschlüssigen Verbindung zwischen hülsenartigen Grundelement 8 und Grundplatte 10 wird durch zwei gegenüberliegende sekantenartige Absatzkanten 13a und 13b am Grundelement 8 gebildet. Zur Sicherung gegen ungewolltes Lösen sind im Bereich der Absatzkanten 13a und 13b Verstemmungsstellen 14 in die Grundplatte 10 eingeprägt.
Ferner sind in der Exzenterbuchse 11 sowie in der Grundplatte 10 zueinander korrespondierende Ausnehmungen zur Aufnahme eines Sicherungsstiftes 15 ausgebildet. Durch Ziehen des Sicherungsstiftes 15 gelangt die vorgespannte Exzenterbuchse 11 mit Andruckrolle 7 während der Montage in die Betriebsposition.
Gemäß 3 weist das hülsenartige Grundelement 8 an dem dem Motorgehäuse 16 zugewandten Ende eines Bundabschnitt 17 auf, der im montierten Zustand mit dem Motorgehäuse 16 in Kontakt kommt. Im Bundabschnitt 17 ist eine Positionierkralle 18 angeformt. Die Positionierkralle 18 dient zur Einstellung einer definierten Winkelposition des Grundelements 8 bei der Montage am Motorgehäuse 16, wo diese in einer – nicht weiter dargestellten – korrespondierenden Ausnehmung zum Eingriff kommt.
Gemäß 4 ist die Andruckrolle 7 über ein Wälzlager 19 drehbar auf der Exzenterbuchse 11 gelagert. Das Wälzlager 19 ist nach Art eines befetteten einreihigen Rillenkugellagers mit beidseitiger Lippendichtung ausgeführt. Ferner ist zwecks Schwingungsdämpfung die Gleitlagerstelle zwischen dem hülsenartigen Grundelement 8 und der Exzenterbuchse 11 mit einem Trockenreibbelag 20 mit PTFE versehen. Der Trockenreibbelag 20 erstreckt sich in axialer Richtung über das hülsenartige Grundelement 8 sowie auch in radiale Richtung über den Seitenbereich des benachbarten Absatzes vom Bundabschnitt 17 des Hülsenelements 8.

1: Kurbelwelle
2: Antriebsriemen
3: Wasserpumpe
4: Nockenwelle
5: Umlenkrolle
6: Riemenspanner
7: Andruckrolle
8: Grundelement
9: Stirnseite (motorabgewandt)
10: Grundplatte
11: Exzenterbuchse
12: Torsionsfeder
13: Absatzkante
14: Verstemmungsstellen
15: Sicherungsstift
16: Motorgehäuse
17: Bundabschnitt
18: Positionierkralle
19: Wälzlager
20: Trockenreibbelag

Claims

Riemenspanner nach dem Einfachexzenter-Prinzip für einen Antriebsriemen bei einem Kraftfahrzeugmotor, umfassend ein hülsenartiges Grundelement (8) zur ortsfest lösbaren Befestigung am Motorgehäuse (16), das unter Bildung einer Gleitlagerstelle von einer Exzenterbuchse (11) umgeben ist, welche ein Wälzlager (19) mit Andruckrolle (7) trägt, wobei zur Aufbringung der Spannkraft auf den Antriebsriemen eine zwischen dem Grundelement (8) und der Exzenterbuchse (11) wirkende Torsionsfeder (12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anordnung der Torsionsfeder (12) an der dem Motorgehäuse (16) abgewandten Stirnseite (9) ein erstes Ende der Torsionsfeder (12) an einer mit dem Grundelement (8) verbundenen und die Stirnseite (9) bildenden Grundplatte (10) zum Eingriff kommt, wogegen das zweite Ende der Torsionsfeder (12) direkt an der Exzenterbuchse (11) zum Eingriff kommt.
Riemenspanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenartige Grundelement (8) an der dem Motorgehäuse (16) zugewandten Stirnseite einen Bundabschnitt (17) größeren Durchmessers zur Anlage am Motorgehäuse (16) einerseits und zur axialen Begrenzung der Endlagenposition der Exzenterbuchse (11) andererseits aufweist.
Riemenspanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenartige Grundelement (8) an der dem Motorgehäuse (16) abge wandten Stirnseite (9) einen unrunden Querschnitt aufweist, welcher zur formschlüssig verdrehsicheren Verbindung mit einer hierzu korrespondierenden Ausnehmung der Grundplatte (10) dient.
Riemenspanner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der unrunde Querschnitt der formschlüssigen Verbindung aus mindestens einer sekantenartigen Absatzkante (13a, 13b) am einen runden Außenquerschnitt aufweisenden hülsenartigen Grundelement (8) gebildet ist.
Riemenspanner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige verdrehsichere Verbindung zwischen dem hülsenartigen Grundelement (8) und der Grundplatte (10) durch Verstemmungsstellen (14) kraftschlüssig vor einem ungewollten Lösen gesichert ist.
Riemenspanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterbuchse (11) und die Grundplatte (10) mit zueinander korrespondierenden Mitteln zur Aufnahme eines Sicherungsstiftes (15) ausgestattet ist, durch dessen Ziehen die vorgespannte Exzenterbuchse (11) mit Andruckrolle (7) in die Betriebsposition gelangt.
Riemenspanner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bundabschnitt (17) des hülsenartigen Grundelements (8) eine angeformten Positionierkralle (18) zur Einstellung einer definierten Winkelposition bei der Montage am Motorgehäuse (16) aufweist.
Riemenspanner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (19) nach Art eines befetteten einreihigen Rillenkugellagers mit beidseitigen Dichtscheiben ausgeführt ist.
Riemenspanner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale und radiale Gleitlagerstelle mit einem Trockenreibbelag (20) mit Polytetrafluorethylen (PTFE) zur Schwingungsdämpfung versehen ist.
Riemenspanner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenreibbelag (20) in axialer Richtung außen über das hülsenartige Grundelement (8) sowie in radialer Richtung über den benachbarten Absatz des Bundabschnitts (17) verläuft.