DE3814525A1

DE3814525A1 - Tensioning system

Info

Publication number: DE3814525A1
Application number: DE19883814525
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Hiestermann; Stanislaw Dr Ing Kaszuba
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1987-05-05
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1988-11-17

Abstract

A tensioning system for a drive arrangement of an internal combustion engine is described, which has a first and a second tensioning device (1, 2), assigned to a belt or chain drive respectively, for eccentric adjustment of a tensioning roller (3, 16), the first tensioning device (1) having a spring, automatically adjusting the tensioning roller (3) of the first drive (4). In order to reduce the design and maintenance cost of such a tensioning system, it is proposed that the first tensioning device (1) having the spring be connected to the second tensioning device (2) in such a way that the reaction forces occurring in the first drive (4), at least during operation in the upper load range of the internal combustion engine, be capable of transmission for tension adjustment of the tensioning roller (16) of the second tensioning device (2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannsystem für eine Antriebsanordnung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a clamping system for a drive arrangement Internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Herkömmliche Brennkraftmaschinen, beispielsweise von Personenkraftfahrzeugen, weisen zum Antrieb der zur Steuerung der Brennkraftmaschine dienenden Nocken wellen häufig einen Zahnriementrieb sowie zum Antrieb der sogenannten Nebentriebe, wie zum Beispiel der Lichtmaschine, der Kühlwasserpumpe, eines Ladekompressors und dgl., einen weiteren, beispielsweise aus einem Keilrippenriemen (Poly-V-Riemen) bestehenden Riementrieb auf.Conventional internal combustion engines, for example of passenger vehicles, have to drive the cam used to control the internal combustion engine often wave a toothed belt drive and to drive the so-called auxiliary drives, such as the alternator, the cooling water pump, a charging compressor and the like, another one, for example made of a V-ribbed belt (poly-V belt) existing belt drive.

Zur Erreichung der gewünschten Lebensdauer dieser Riementriebe ist es erforder lich, die Riemen mit einer möglichst über die gesamte Betriebszeit konstant bleiben den Vorspannung zu versehen. Dazu ist es bekannt, den Keilriemen für die Neben triebe mit einer mittels einer Feder arbeitenden, automatisch wirkenden Spannvorrich tung auszustatten, wobei die Feder beispielsweise auf einen eine Spannrolle tragenden Schwenkhebel einwirkt und diesen im Sinne der Vorspannung des Keilriemens belastet. Dabei ist es auch bekannt, die Spannvorrichtung mit einer hydraulisch wirkenden Dämpfungsvorrichtung nach Art eines Stoßdämpfers zu versehen. Auf die gleiche Weise kann aber auch der Zahnriemen des Nockenwellenantriebs gespannt werden.It is necessary to achieve the desired service life of these belt drives Lich, the belts remain as constant as possible over the entire operating time to provide the preload. To do this, it is known to use the V-belt for the secondary drives with a spring-working, automatically acting tensioning device device to equip, the spring, for example, on a tensioning roller bearing Swing lever acts and loads it in terms of the pretension of the V-belt. It is also known to use a hydraulically acting tensioning device To provide damping device in the manner of a shock absorber. The same However, the toothed belt of the camshaft drive can also be tensioned.

Daneben ist es heute üblich, den Zahnriemen des Nockenwellenantriebs mittels einer auf einem Exzenterbund gelagerten Spannrolle im Zuge der Wartungsarbeiten an der Brennkraftmaschine bei Bedarf von Hand nachzuspannen.In addition, it is common today to use a toothed belt for the camshaft drive tensioning roller mounted on an eccentric collar in the course of maintenance work retension the engine by hand if necessary.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, den Wartungsaufwand für die Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung der Riementriebe zu verringern bzw. den für eine automatische Nachspannung erforderlichen Bauaufwand zu reduzie ren.The object underlying the invention is now the maintenance effort for maintaining a constant tension in the belt drives or to reduce the construction effort required for automatic re-tensioning ren.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß werden also die den beiden Trieben zugeordneten Spannvorrich tungen miteinander verbunden, wobei die in dem ersten Riementrieb lastabhängig entstehenden Trumkräften als Stellkräfte zur Nachspannung des zweiten Riementriebes ausgenutzt werden.This object is achieved according to the characterizing part of patent claim 1. According to the invention, the tensioning device assigned to the two drives lines connected to each other, the load in the first belt drive resulting strand forces as actuating forces for re-tensioning the second belt drive be exploited.

Zweckmäßigerweise kann dabei die erste Spannvorrichtung ein mit einem Ende über einen Schwenkhebel an der Spannrolle des ersten Triebes, vorzugsweise des Riementriebes für die Nebenantriebe, angreifendes Feder-Dämpfer-Element aufweisen, das mit seinem anderen Ende an einem Betätigungshebel angreift, der mit einem die Spannrolle des zweiten Triebes, vorzugsweise des Zahnriementriebes für die Nockenwelle, la gernden Exzenterbund verbunden ist. Um ein Nachlassen der Spannung des Zahnriemen triebes zu vermeiden, soll der zweiten Spannvorrichtung eine Rückstellsperre zugeord net sein. Schließlich ist es vorteilhaft, den Exzenterbund der zweiten Spannvorrich tung elastisch nachgiebig zu lagern, um so den Unterschied der im Zahnriementrieb auftretenden Trumkräfte bei kaltem und warmem Motor auszugleichen.Appropriately, the first clamping device can have one end a pivot lever on the tension pulley of the first drive, preferably the belt drive for the power take-off, attacking spring-damper element that with its other end engages an actuating lever that with one the tension pulley of the second drive, preferably the toothed belt drive for the camshaft, la eccentric collar is connected. To reduce the tension in the timing belt To avoid drive, the second clamping device should be assigned a reset lock be nice. Finally, it is advantageous to use the eccentric collar of the second clamping device elastic resilient storage, so the difference that in the timing belt drive Compensate strand forces with cold and warm engine.

Während die automatische Einstellung der Riemenspannung des ersten Riementriebes ohnehin durch das Feder-Dämpfer-Element gegeben ist, erfolgt erfindungsgemäß auch die Einstellung der Riemenspannung des zweiten Riementriebs, vorzugsweise also des Zahnriementriebs, beim Durchfahren eines höheren Lastzustandes der Brenn kraftmaschine vollautomatisch, so daß beide Riementriebe wartungsfrei arbeiten können. Beim Ausfall des ersten Riementriebes, beispielsweise beim Reißen des Keil rippenriemen, ist der Weiterlauf der Brennkraftmaschine wegen der Rückstellarretierung der Zahnriemen-Exzenterspannrolle gewährleistet.During the automatic adjustment of the belt tension of the first belt drive is given anyway by the spring-damper element takes place according to the invention also the adjustment of the belt tension of the second belt drive, preferably So the toothed belt drive, when driving through a higher load state of the burner fully automatic, so that both belt drives work maintenance-free can. If the first belt drive fails, for example if the wedge breaks ribbed belt, the engine continues to run because of the reset lock the toothed belt eccentric tensioning roller ensures.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt inIn the drawing, an embodiment of the invention is shown, the following is explained in more detail. The drawing shows in

Fig. 1 in einer Seitenansicht die beiden miteinander verbundenen Spannvor richtungen für den ersten und den zweiten Riementrieb und Fig. 1 in a side view, the two interconnected Spannvor directions for the first and second belt drives and

Fig. 2 einen Schnitt durch das Spannsystem gemäß den Schnittlinien II-II nach Fig. 1. Fig. 2 shows a section through the clamping system according to the section lines II-II of FIG. 1.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, besteht das Spannsystem gemäß der Erfindung aus einer ersten Spannvorrichtung 1 zum selbsttätigen Nachspannen eines ersten Riementriebes, dessen beispielsweise durch einen Keilrippenriemen (Poly-V-Riemen) bestehender Keilriemen mit 4 bezeichnet ist, sowie aus einer zweiten Spannvorrich tung 2 für einen mit 17 bezeichneten Zahnriemen. Die erste Spannvorrichtung 1 für den zum Antrieb der Nebentriebe einer Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel der Lichtmaschine, der Kühlwasserpumpe, eines Ladekompressors oder dgl., vorge sehenen Riementrieb weist eine an einem Hebelarm 8 eines zweiarmigen Schwenkhebels 5 gehaltene Spannrolle 3 auf, die unmittelbar an dem Keilriemen 4 angreift. Der Schwenkhebel 5 ist dazu, wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, schwenkbar an einer Stirnseite des Gehäuses 30 der Brennkraftmaschine gehalten, indem er bei spielsweise unter Verwendung eines Lagers 25 auf einer mittels einer Verschraubung 6 an einer Zwischenwelle befestigten Antriebsbuchse 24 eines Zwischenrades 31 des Zahnriementriebes gelagert ist. Selbstverständlich kann die Lagerung des Schwenk hebels 5 an dem stirnseitigen Brennkraftmaschinen-Gehäuse auch auf andere Weise erfolgen. Die Halterung der Spannrolle 3 an dem Schwenkhebel 5 erfolgt, wie ebenfalls aus der Fig. 2 ersichtlich ist, dadurch, daß ein mittels einer Schraube 7 am Hebelarm 8 festgelegter Tragring 21 vorgesehen ist, auf dem eine Nabe 23 der Spannrolle 3 unter Zwischenschaltung eines Lagers 22 gehalten ist. Am freien Ende des zweiten Hebelarms 9 des Schwenkhebels 5 ist ein Ende eines insgesamt mit 11 bezeichneten Feder-Dämpfer-Elementes befestigt. Dazu greift eine Schraube 10 durch eine Durch gangsbohrung eines Halteauges 27 des Feder-Dämpfer-Elementes und ist in einem Gewinde 26 am Ende des Hebelarms 9 befestigt.As can be seen from the drawing, the tensioning system according to the invention consists of a first tensioning device 1 for automatically retensioning a first belt drive, the V-belt of which, for example, by means of a V-ribbed belt (poly-V belt) is denoted by 4, and a second tensioning device 2 for a toothed belt designated 17 . The first tensioning device 1 for the drive of the auxiliary drives of an internal combustion engine, such as, for example, the alternator, the cooling water pump, a charging compressor or the like. The belt drive provided has a tensioning roller 3 held on a lever arm 8 of a two-armed pivot lever 5 , which directly on the V-belt 4 attacks. For this purpose, as can be seen in particular from FIG. 2, the pivot lever 5 is pivotably held on an end face of the housing 30 of the internal combustion engine by, for example, using a bearing 25 on a drive bushing 24 of an intermediate wheel 31 fastened to an intermediate shaft by means of a screw connection 6 of the toothed belt drive is mounted. Of course, the pivoting lever 5 can also be mounted on the end-side internal combustion engine housing in another way. The tensioning roller 3 is held on the swivel lever 5 , as can also be seen from FIG. 2, in that a support ring 21, which is fixed by means of a screw 7 on the lever arm 8 , is provided, on which a hub 23 of the tensioning roller 3 with the interposition of a bearing 22 is held. At the free end of the second lever arm 9 of the pivot lever 5 , one end of a spring damper element, generally designated 11, is attached. For this purpose, a screw 10 engages through a through bore of a holding eye 27 of the spring-damper element and is fastened in a thread 26 at the end of the lever arm 9 .

Das Feder-Dämpfer-Element 11 ist nach Art eines mit einer Feder ausgestatteten Stoßdämpfers ausgebildet und weist neben dem Befestigungsauge 27, an dem der Hebelarm 9 des Schwenkhebels 5 angelenkt ist, an seinem anderen Ende ein zweites Befestigungsauge 28 auf, an dem ein Betätigungshebel 13 für die zweite Spannvorrich tung 2 angelenkt ist. Auch hierbei wird eine Schraube 12 verwendet, die durch eine Durchgangsbohrung des Befestigungsauges 28 greift und in einem Gewinde 29 des Betätigungshebels 13 festgelegt ist.The spring-damper element 11 is designed in the manner of a shock absorber equipped with a spring and, in addition to the fastening eye 27 to which the lever arm 9 of the pivoting lever 5 is articulated, has at its other end a second fastening eye 28 on which an actuating lever 13 for the second Spannvorrich device 2 is articulated. Here, too, a screw 12 is used which engages through a through hole in the fastening eye 28 and is fixed in a thread 29 of the actuating lever 13 .

Der Betätigungshebel 13 ist seinerseits mit einem Exzenterbund 14 starr verbunden, der auf einem an der Stirnseite des Gehäuses 30 der Brennkraftmaschine mittels einer Befestigungsschraube 15 befestigten Lagerbuchse 15 a gelagert ist. Auf dem Exzenterbund 14 ist dann mittels eines Lagers 19 eine Spannrolle 16 drehbar gelagert, die beispielsweise an der Rückseite des Zahnriemens 17 zwecks Nachspannung des selben angreift. Um zu verhindern, daß eine einmal eingestellte Spannung des Zahnriemens 17 im weiteren Verlauf des Betriebes wieder verlorengeht, soll eine Rückstellsperre vorgesehen sein, die beispielsweise durch eine in Spannrichtung freige hende, dagegen in Rückstellrichtung sperrende Vorrichtung an dem Exzenterbund gebildet ist. So kann beispielsweise zwischen dem Exzenterbund 14 und der Lager buchse 15 a ein mit 18 bezeichneter Freilauf vorgesehen sein oder es wird an dem Exzenterbund eine ebenfalls bekannte Ratschensperre angebracht.The operating lever 13 is in turn rigidly connected to a eccentric collar 14 which is mounted on a 30 of the internal combustion engine mounted on the front of the housing by means of a fastening screw 15 bearing bush 15 a. On the eccentric collar 14 , a tensioning roller 16 is then rotatably mounted by means of a bearing 19 , which acts, for example, on the back of the toothed belt 17 for the purpose of re-tensioning the same. In order to prevent a once set tension of the toothed belt 17 from being lost again in the further course of operation, a reset lock should be provided, which is formed, for example, by a device in the tensioning direction, on the other hand locking in the reset direction, on the eccentric collar. For example , a freewheel designated 18 can be provided between the eccentric collar 14 and the bearing bush 15 a, or a ratchet lock , which is also known, is attached to the eccentric collar.

Nachstehend soll nun die Funktion und Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Spann systems näher beschrieben werden. Zunächst wird der für den Antrieb der Nebentriebe vorgesehene Keilriemen 4 durch die in dem Feder-Dämpfer-Element 11 vorgesehene Feder gespannt. Dabei wirkt das Feder-Dämpfer-Element 11 auf das freie Ende des Hebelarms 9 des Schwenkhebels 5 und verschwenkt diesen bei der in der Fig. 1 gezeigten Darstellung im Uhrzeigersinn, wodurch über die an dem Schwenkhebel 5 gelagerte Schwenkrolle 3 eine Vorspannung auf den Keilriemen 4 aufgebracht wird. Gleichzeitig wirkt das Feder-Dämpfer-Element 11 über den Betätigungshebel 13 auf den Exzenterbund 14 der zweiten Spannvorrichtung 2 und versucht auch diesen im Sinne einer Erhöhung der Vorspannung des Zahnriemens 17 zu verstellen. Eine Nachspannung des Zahnriemens 17 über die auf dem Exzenterbund 14 gelagerte Spann rolle 16 erfolgt dabei insbesondere während des Betriebs der Brennkraftmaschine, wenn durch den Antrieb der Nebentriebe am Keilriemen 4 eine Reaktionskraft auf tritt, die über den Schwenkhebel 9 und das bei schnellen Änderungen starre Feder- Dämpfer-Element 11 auf den Betätigungshebel 13 der zweiten Spannvorrichtung 2 übertragen wird. Da die in dem Keilriemen 4 während des Antriebs der Nebentriebe auftretenden Trumkräfte lastabhängig sind, wird das Gesamtsystem so ausgelegt, daß im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine die Spannrolle 16 des Zahnriemen triebes durch die Trumkräfte des Riementriebes für die Nebenantriebe aus der Rück stellsperre befreit wird und der Zahnriemen somit gespannt wird. Beim Nachlassen der Motorlast arretiert die an der zweiten Spannvorrichtung 2 vorgesehene Rückstellsperre 18 die erreichte Position des Exzenterbundes 14 und fixiert somit die erreichte Zahn riemenspannung.The function and mode of operation of the clamping system according to the invention will now be described in more detail below. First, the V-belt 4 provided for driving the auxiliary drives is tensioned by the spring provided in the spring-damper element 11 . Here, the spring-damper element 11 acts on the free end of the lever 9 of the pivot lever 5 and pivots it in the embodiment shown in the Fig. 1 representation clockwise thereby about the bearing on the pivot lever 5 pivot roller 3, a bias voltage on the V-belt 4 is applied. At the same time, the spring-damper element 11 acts on the eccentric collar 14 of the second tensioning device 2 via the actuating lever 13 and also tries to adjust this in order to increase the pretension of the toothed belt 17 . A re-tensioning of the toothed belt 17 on the tensioning roller 16 mounted on the eccentric collar 14 takes place in particular during operation of the internal combustion engine, when a reaction force occurs on the V-belt 4 through the drive of the auxiliary drives, which spring via the swivel lever 9 and the spring which is rigid during rapid changes - Damper element 11 is transmitted to the actuating lever 13 of the second clamping device 2 . Since the belt forces occurring in the V-belt 4 during the drive of the auxiliary drives are load-dependent, the overall system is designed such that in the upper load range of the internal combustion engine the tensioning roller 16 of the toothed belt drive is released from the return lock by the belt forces of the belt drive for the auxiliary drives and the Toothed belt is thus tensioned. When the engine load decreases, the reset lock 18 provided on the second tensioning device 2 locks the position of the eccentric collar 14 reached and thus fixes the toothed belt tension achieved.

Um den Unterschied der in dem Zahnriemen 17 im kalten und warmen Zustand auf tretenden Trumkräfte ausgleichen zu können, kann zudem eine elastische Lagerung des Exzenterbundes 14 am Gehäuse 30, beispielsweise mit Hilfe einer elastischen Bettung 32 vorgesehen sein.In order to be able to compensate for the difference in strand forces occurring in the toothed belt 17 in the cold and warm state, an elastic mounting of the eccentric collar 14 on the housing 30 can also be provided, for example with the aid of an elastic bedding 32 .

Bei der Erfindung wird also unter Beibehaltung der Aufbringung der Vorspannkraft für den Keilriemen 4 mit Hilfe des Feder-Dämpfer-Elementes 11 durch Verwendung der um ein Vielfaches höheren, im Betrieb auftretenden Rückstellkraft des Riemen triebes zugleich die Spannrolle 16 des Zahnriementriebes nachgespannt, so daß das gesamte Spannsystem vollautomatisch wirksam ist, das heißt ohne manuelle Nachstel lung auskommt.In the invention is thus while maintaining the application of the biasing force for the V-belt 4 with the help of the spring-damper element 11 by using the many times higher, occurring during operation restoring force of the belt also tensioned the tension roller 16 of the toothed belt drive, so that entire clamping system is fully automatically effective, i.e. it does not require manual adjustment.

Claims

1. tensioning system for a drive arrangement of an internal combustion engine with a first and a second, each assigned to a belt or chain drive Spannvor direction for eccentric adjustment of a tensioning roller, wherein the first Spannvor direction has a tensioning roller of the first drive automatically adjusting spring, characterized in that the spring-containing first Spannvor direction ( 1 ) is connected to the second clamping device ( 2 ) such that the reaction forces occurring during operation at least in the upper load range of the internal combustion engine in the first drive are transferable for tension adjustment of the tensioning roller ( 16 ) of the second tensioning device.

2. Clamping system according to claim 1, characterized in that the first Spannvorrich device ( 1 ) with one end via a pivot lever ( 5 ) on the tensioning roller ( 3 ) of the first drive engaging spring-damper element ( 11 ) having its other end engages an actuating lever ( 13 ) which is connected to an eccentric collar ( 14 ) supporting the tensioning roller ( 16 ) of the second drive.

3. Clamping system according to claim 1 or 2, characterized in that the second clamping device ( 2 ) is assigned a reset lock ( 18 ).

4. Clamping system according to claim 2, characterized in that the eccentric collar ( 14 ) is elastically resilient.