DE4124637A1

DE4124637A1 - Riemenspanneinrichtung

Info

Publication number: DE4124637A1
Application number: DE19914124637
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Ing Giese
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1991-07-25
Filing date: 1991-07-25
Publication date: 1993-01-28

Description

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine Spanneinrichtung dieser Art ist bereits durch die DE-OS 37 18 227 bekannt. Der Spannarm ist mit einem Ende um eine Drehachse in einem ortsfesten Gehäuse gelagert. Die Dämpfungseinrichtung besteht dabei aus einem konzentrisch zu dieser Drehachse angeordneten Freilauf, dessen Innenring drehfest mit dem ortsfesten Gehäuse verbunden ist, während der Außenring drehfest mit einer rohrförmigen Führungshülse verbunden ist, die den Außenring umschließt. Die Führungshülse ist in eine rohrförmige Reibbüchse eingeführt, wobei die Reibbüchse drehfest mit dem Spannarmende verbunden ist. In einer Drehrichtung des Span narms drehen die Führungshülse und die Reibbüchse ohne Relativbewegung zueinander. In entgegengesetzter Schwenkrichtung sperrt der Freilauf, so daß die Führungshülse drehfest mit dem ortsfesten Gehäuse verbunden ist, und die mit dem Spannarm verbundene Reibbüchse in gleitreibendem Kontakt mit der Führungshülse steht. Der Zusammenbau einer solchen Spanneinrichtung ist allerdings aufwendig, da bereits die Dämpfungs einrichtung aus mehreren Einzelkomponenten zusammengesetzt werden muß. Außerdem besteht die Gefahr, daß Komponenten der Dämpfungseinrichtung während des Zusammenbaus beschädigt werden. Der Zusammenbau erfolgt dabei auf eine Weise, daß zunächst der Außenring des Freilaufs form- oder kraftschlüssig mit der Führungshülse verbunden wird, was entweder besondere konstruktive Maßnahmen erfordert oder durch einen Preßvor gang zu bewerkstelligen ist. Dann wird die Reibbüchse auf die Füh rungshülse aufgeschoben, die beide mit ihren einander zugewandten Flächen in reibendem Kontakt miteinander stehen. Während des Aufschie bens besteht nun die Gefahr, daß die Reibbüchse verkantet und beschä digt wird, so daß Partikel aus der Reibbüchse ausbrechen können und die Reibung zwischen Reibbüchse und Führungshülse unkontrolliert verändert wird. Dann wird die Reibbüchse mit dem Spannarmende drehfest verbunden, was dadurch erreicht wird, daß Vorsprünge und Ausnehmungen von Reibbüchse und Spannarmende ineinandergreifen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Spanneinrichtung der eingangs genannten Art die Dämpfungseinrichtung so zu gestalten, daß diese auf einfache Art und Weise in die Spanneinrichtung zu inte grieren ist, wobei insbesondere erreicht werden soll, daß separate Führungshülsen und Reibbüchsen für die Dämpfungseinrichtung nicht mehr erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Klemmkörper des Freilaufs derart ausgebildet sind, daß sie in Sperrichtung des Freilaufs in gleitreibendem Kontakt mit wenigstens einer der einander zugewandten Klemmbahnen stehen.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung der Klemmkörper wirkt der Freilauf in seiner Sperrichtung als Reibbremse, so daß die Bewegung des Spannarms gedämpft wird. Der Freilauf übernimmt die Funktion der Dämpfungseinrichtung, so daß separate Reibbüchsen und Führungshülsen für die Reibbüchsen nicht mehr erforderlich sind. Außerdem entfallen Einpreßvorgänge und es ist gewährleistet, daß keine Beschädigungen an der Dämpfungseinrichtung während des Einbaus in die Spanneinrichtung auftreten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 beschrieben.

Besonders vorteilhaft erweist sich gemäß Anspruch 2, eine der Klemm bahnen an dem ortsfesten Gehäuse und die dieser Klemmbahn zugewandte Klemmbahn an dem drehbar gelagerten Spannarmende auszubilden. Auf diese Weise kann auf einen separaten Innen- bzw. Außenring für den Freilauf verzichtet werden.

Hierbei ist es, wie in Anspruch 3 vorgeschlagen, vorteilhaft, die eine Klemmbahn zylindrisch glatt auszubilden und die andere Klemmbahn mit parallel zur Drehachse des Spannarms verlaufenden Nuten zu versehen, die in den Drehrichtungen des Spannarms aufeinanderfolgend ausgebildet sind, wobei die Klemmkörper in den Nuten angeordnet sind. Es bedarf deshalb keiner zusätzlichen Mittel, wie beispielsweise eines Käfigs, um die Klemmkörper in den Drehrichtungen des Spannarms in definiertem Abstand zueinander zu halten. Die Klemmkörper stützen sich gemäß Anspruch 4 mit einer der Nut zugewandten bogenförmigen Anlagefläche an der Nut ab, und weisen an ihrer der zylindrischen Klemmbahn zugewand ten Seite mit dieser Klemmbahn zusammenwirkende Reibflächen auf. Bekanntermaßen müssen die Klemmkörper an die Klemmbahnen angefedert werden. Die Anordnung der Klemmkörper in den Nuten macht es nun gemäß Anspruch 5 möglich, einander benachbarte Klemmkörper durch Federele mente derart miteinander zu verbinden, daß die Klemmkörper gegen die Klemmbahnen angefedert sind.

Zweckmäßigerweise sollen nach Anspruch 6 die Federelemente als ela stisch vorgespannte Bänder ausgebildet sein, wobei die Enden eines Bandes mit den einander benachbarten Klemmkörpern verbunden sind. Fertigungstechnisch besonders günstig ist es, gemäß Anspruch 7 die Klemmkörper und die elastischen Bänder aus Kunststoff zu bilden, wobei die elastischen Bänder einstückig mit den Klemmkörpern verbunden sind. Auf diese Weise können die Klemmkörper und die elastischen Bänder in einem Spritzvorgang hergestellt werden. Da beim Spritzgießen von massiven Kunststoffteilen innere Spannungen aufgrund unterschiedlicher Abkühlungsgeschwindigkeiten auftreten können, mag es gemäß Anspruch 8 zweckmäßig sein, die Klemmkörper als Hohlkörper auszuführen. In den Ansprüchen 9 und 10 wird vorgeschlagen, die Oberfläche der Klemmkörper mit einer vergleichsweise harten und verschleißfesten Schicht, bei spielsweise mittels Ionenimplantation zu versehen, bzw. die Klemm körper und die Federelemente aus Stahl zu bilden, wobei in diesem Fall die Klemmkörper mit den Federelementen entweder einstückig oder durch Schweißung miteinander verbunden sind. Die in diesen Ansprüchen vor geschlagenen Maßnahmen ermöglichen eine Beeinflussung der Reibung zwischen Klemmkörper und Klemmbahnen. Zur weiteren Gewichtseinsparung, aber auch zur einfachen Ausbildung der Nuten wird nach Anspruch 11 ferner vorgeschlagen, das drehbar gelagerte Spannarmende als Hohlkör per auszubilden. Dies kann wirtschaftlich beispielsweise in einem Tiefziehverfahren erreicht werden. Wirtschaftlich und technisch ein fach ist es gemäß Anspruch 12, zur Lagerung des Spannarmendes in dem ortsfesten Gehäuse Kunststoffgleitlager vorzusehen. Eine konstruktiv besonders einfache Dämpfungseinrichtung wird nach Anspruch 13 dadurch gebildet, daß beide Klemmbahnen zylindrisch glatt ausgebildet sind und zwischen den Klemmbahnen zumindest ein Klemmkörper vorgesehen ist. Dieser Klemmkörper wird ebenso wie in dem obengenannten Ausführungs beispiel durch ein elastisch vorgespanntes Band gegen die Klemmbahnen angefedert. In diesem Beispiel sind die Klemmbahnen besonders einfach in ihrer konstruktiven Gestaltung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen ver wiesen, in der zwei Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Spannein richtung mit in Nuten des Spannarmendes angeordneten Klemm körpern,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 mit ein stückig mit den Federelementen verbundenen Klemmkörpern und

Fig. 3 ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel einer Spanneinrichtung mit einem Querschnitt wie in Fig. 2, wobei zylindrische Klemm bahnen mit einem einzigen dazwischen angeordneten Klemmkörper vorgesehen sind, an dem ein Federelement einstückig ausgebil det ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Spanneinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Spannarm 1, der mit einem Spannarmende 2 um eine Drehachse 3 in einem ortsfesten Gehäuse 4 drehbar gelagert ist. Der Spannarm 1 wird über eine Drehfeder 5, die mit einem Ende 6 am ortsfesten Gehäuse 4 und mit ihrem anderen Ende 7 am Spannarm 1 befestigt ist, in einer Drehrichtung derart gespannt, daß über eine am Spannarm 1 befestigte Spannrolle 8 eine nicht dargestellte Kette oder ein Riemen gespannt wird. Das ortsfeste Gehäuse 4 ist über eine mit der Drehachse 3 fluch tenden Schraube 9 an einem ortsfesten Flanschteil 10 befestigt. Das Spannarmende 2 ist als Hohlkörper ausgebildet, und mit zylindrischen Mantelflächen 11 über Kunststoffgleitlager 12 in dem ortsfesten Gehäu se 4 gelagert. Zwischen den in axialer Richtung des Spannarmendes 2 benachbarten zylindrischen Mantelflächen 11 sind parallel zur Dreh achse 3 verlaufende, die Klemmbahn 13 bildende Nuten 14 an diesem Spannarmende 2 ausgebildet, in denen Klemmkörper 15 angeordnet sind.

Der Aufbau und die Wirkungsweise dieser Klemmkörper 15 wird anhand der Fig. 2 näher erläutert, die einen Querschnitt der in Fig. 1 darge stellten Spanneinrichtung zeigt. Zwischen dem hier dargestellten rohrförmigen zylindrischen ortsfesten Gehäuse 4 und dem dazu konzen trisch und innenliegend angeordneten Spannarmende 2, das in dieser Figur nur teilweise dargestellt ist, sind die Klemmkörper 15 angeord net. Die in diesem Querschnitt dargestellten Nuten 14 sind als bogen förmige Vertiefungen ausgebildet und über den Umfang des Spannarmendes 2 verteilt. Die in den Nuten 14 angeordneten Klemmkörper 15 stützen sich mit einer der Nut 14 zugewandten Anlagefläche 16 in der Nut 14 ab, so daß sie in den Drehrichtungen des Spannarms 1 unverschieblich zueinander, in bekannter Weise jedoch begrenzt kippbar sind. Weiterhin weisen die Klemmkörper 15 an ihrer der zylindrischen Klemmbahn 17 des ortsfesten Gehäuses 4 zugewandten Seite Reibflächen 18 auf. Einander benachbarte Klemmkörper 15 sind durch Federelemente 19 derart mitein ander verbunden, daß die Klemmkörper 15 mit ihren Reibflächen 18 gegen die zylindrische Klemmbahn 17 des ortsfesten Gehäuses 4 angefedert sind. In dieser Darstellung sind die Federelemente 19 elastisch vor gespannte Bänder 20, wobei die Bandenden 21 eines Bandes 20 in radia ler Richtung zur Drehachse 3 versetzt zueinander mit den einander benachbarten Klemmkörpern 15 verbunden sind. Durch die Krümmungen 22 eines Bandes 20 ist in diesem Band 21 Federenergie gespeichert, so daß die Bänder 20 als Druckfeder wirken. In dieser Darstellung sind die Klemmkörper 15 und die elastisch vorgespannten Bänder 20 aus Kunst stoff gebildet, wobei benachbarte Klemmkörper 15 einstückig mit den Bändern 20 verbunden sind. Die Klemmkörper 15 sind in diesem Beispiel als Hohlkörper ausgeführt, was aus fertigungstechnischen Gründen zweckmäßig für ein Spritzgießverfahren ist. Bei einer Drehung des Spannarmendes 2 in Uhrzeigerrichtung werden die angefederten Klemm körper 15 in eine Kipplage gebracht, in der die Reibflächen 18 der Klemmkörper 15 in erhöhtem gleitreibendem Kontakt mit der Klemmbahn 17 des ortsfesten Gehäuses 4 stehen. Dies bewirkt eine Dämpfung der Drehbewegung des Spannarmendes 2. In entgegengesetzter Drehrichtung des Spannarmendes 2 befinden sich die Klemmkörper 15 in einer Kipp lage, in der zwar die Reibflächen 18 der Klemmkörper 15 gegen die Klemmbahnen 17 des ortsfesten Gehäuses 4 angefedert sind, jedoch ist in dieser Drehrichtung der gleitreibende Kontakt zwischen den Reib flächen 18 und der Klemmbahn 17 erheblich niedriger als in Uhrzei gerrichtung.

In Fig. 3 ist eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Spann einrichtung in einem Querschnitt wie in Fig. 2 dargestellt, jedoch sind hier die an dem Spannarmende 2 und dem ortsfesten Gehäuse 4 ausgebildeten und zueinander konzentrischen Klemmbahnen 13, 17 beide zylindrisch. Zwischen diesen Klemmbahnen ist in diesem Ausführungsbei spiel ein Klemmkörper 15 angeordnet. Die Anfederung des Klemmkörpers 15 gegen die Klemmbahnen 13, 17 erfolgt auch hier über ein elastisch vorgespanntes Band 20, ähnlich einer Ringfeder, dessen Enden 21 ein stückig mit dem Klemmkörper 15 verbunden sind, wobei die Bandenden 21 derart radial versetzt zueinander sind, daß der Klemmkörper 15 gegen die Klemmbahnen 13, 17 angefedert wird. Das Band 20 mit seinen an den Klemmkörper 15 einstückig angeformten Enden 21 umschließt das Spannar mende 2 ringförmig. Die Wirkungsweise dieser dargestellten Spannein richtung ist im wesentlichen analog zu den Ausführungen, die zur Fig. 2 gemacht wurden, mit dem Unterschied, daß die Anlageflächen 16 und die Reibfläche 18 des Klemmkörpers 15 jeweils in gleitreibendem Kon takt mit der Klemmbahn 13 bzw. der Klemmbahn 17 stehen.

Bezugszahlenliste

1 Spannarm
2 Spannarmende
3 Drehachse
4 Gehäuse
5 Drehfeder
6 Drehfederende
7 Drehfederende
8 Spannrolle
9 Schraube
10 ortsfestes Flanschteil
11 zylindrische Mantelfläche
12 Kunststoffgleitlager
13 Klemmbahn
14 Nuten
15 Klemmkörper
16 Anlagefläche
17 Klemmbahn
18 Reibfläche
19 Federelement
20 elastisch vorgespanntes Band
21 Bandende
22 Krümmung

Claims

1. Spanneinrichtung für Riemen oder Ketten und dergleichen, bestehend aus einem den Riemen oder die Kette über ein Federelement spannenden Spannarm, wobei ein Spannarmende um eine Drehachse in einem ortsfesten Gehäuse gelagert ist, weiter bestehend aus einer das Spannarmende konzentrisch umgebenden, den Spannarm in einer Drehrichtung dämpfenden Dämpfungseinrichtung, die einen Freilauf aufweist, der einander zu gewandte und zur Drehachse konzentrische Klemmbahnen mit dazwischen angeordneten und mit diesen Klemmbahnen zusammenwirkende Klemmkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (15) des Frei laufs derart ausgebildet sind, daß sie in Sperrichtung des Freilauf in gleitreibendem Kontakt mit wenigstens einer der einander zugewandten Klemmbahnen (13, 17) stehen.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Klemmbahnen (13, 17) an dem ortsfesten Gehäuse (4) und die dieser Klemmbahn (13, 17) zugewandte Klemmbahn (13, 17) an dem drehbar gela gerten Spannarmende (2) ausgebildet ist.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Klemmbahn (17) zylindrisch ausgebildet ist, und die andere Klemm bahn (13) durch parallel zur Drehachse (3) des Spannarms (1) verlau fende und in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Nuten (14) gebildet ist, in denen die Klemmkörper (15) angeordnet sind.

4. Spanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (14) im Querschnitt gesehen, bogenförmig ausgebildet sind, und die Klemmkörper (15) sich mit einer der Nut (14) zugewandten bogenför migen Anlagefläche (16) in der Nut (14) abstützen, wobei die Klemm körper (15) an ihrer der zylindrischen Klemmbahn (17) zugewandten Seite mit dieser Klemmbahn (17) zusammenwirkende Reibflächen (18) aufweisen.

5. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3, 4, dadurch gekenn zeichnet, daß einander benachbarte Klemmkörper (15) durch Federelemen te (19) derart miteinander verbunden sind, daß die Klemmkörper (15) gegen die Klemmbahnen (13, 17) angefedert sind.

6. Spanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (19) elastisch vorgespannte Bänder (20) sind, und die Enden (21) eines Bandes mit den einander benachbarten Klemmkörpern (15) verbunden sind.

7. Spanneinrichtung nach den Ansprüchen 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (15) und die Federelemente (19) aus Kunststoff gebil det und die Federelemente (19) einstückig mit den Klemmkörpern (15) verbunden sind.

8. Spanneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (15) als Massiv- oder als Hohlkörper ausgeführt sind.

9. Spanneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Klemmkörper (15) mit einer vergleichsweise harten und verschleißfesten Schicht, beispielsweise mittels Ionenimplantation versehen ist;

10. Spanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (15) und die Federelemente (19) aus Stahl gebildet sind, wobei die Federelemente (19) mit den Klemmkörpern (15) einstückig oder durch Schweißung miteinander verbunden sind.

11. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbar gelagerte Spannarmende (2) als Hohlkörper ausgebildet ist.

12. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Spannarmendes (2) über Kunststoffgleitlager (12) erfolgt.

13. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbahnen (13, 17) zylindrisch glatt ausgebildet sind, und zwischen den Klemmbahnen (13, 17) zumindest ein Klemmkörper (15) angeordnet ist.