WO1996003598A1

WO1996003598A1 - Einrichtung zur dämpfung von federschwingungen

Info

Publication number: WO1996003598A1
Application number: PCT/EP1995/001217
Authority: WO
Inventors: Michael Schmid
Original assignee: Ina Wälzlager Schaeffler Kg
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1995-04-01
Publication date: 1996-02-08
Also published as: DE4426666A1; DE19580805D2; JPH10502997A; US5702314A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, umfassend ein Basisteil und einen Spannrollenträger, die teilweise konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei eine diese Teile verspannende, auf einer Hülse geführte Torsionsfeder eingesetzt ist. Erfindungsgemäß ist eine zwischen der Hülse (6) und dem Innendurchmesser der Torsionsfeder (13) eingesetzte, innen an der Torsionsfeder (13) anliegende Spannbuchse (20) vorgesehen, die einen Längsschlitz (21) aufweist.

Description

Einrichtung zur Dämpfung von Federschwingungen

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, umfassend ein Basisteil und einen Spannrollenträger, die teilweise konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei eine beide Teile verspannende, auf einer Hülse geführte Torsionsfeder eingesetzt ist, die eine Verlagerung des Spannrollenträgers in eine Endlage auslöst, in der eine Spannrolle den Zugmitteltrieb verspannt und das der Spannrollenträger zur Dämpfung von Stellbewegungen mit einem Reib¬ element in Verbindung steht.

Aus der DE-C 32 25 41 1 ist eine derartige Spannvorrichtung bekannt, bei der ein Spannrollenträger mittels einer Hülse auf einer Achse des Basisteils gelagert ist. Die Hülse ist dabei umgeben von einer Torsionsfeder, die zwischen dem Basisteil und dem Spannrollenträger verspannt ist. Das am Basisteil anliegende Federende stützt sich an einem Ringflansch eines Lagerteils ab, das ansonsten buchsenartig gestaltet auf der Hülse des Spannrollenträgers geführt ist. Das Lagerteil besitzt eine radial gestufte Mantelfläche und eine Längserstreckung, die einem Teilbereich der Federlänge entspricht. Das Lagerteil ist so gestaltet, daß zumindest der Endbereich der Torsionsfeder an dem zum Ringflansch weisen¬ den Ende unmittelbar an der Mantelfläche des Lagerteils anliegt.

In nachteiliger Weise bewirkt der bekannte Aufbau aufgrund der teilweisen Federanlage am Lagerteil eine Begrenzung der radialen Bewegung der Feder¬ windungen bei einer Verschwenkung des Spannrollenträgers auf wenige Win¬ dungen. Bei hochfrequenten Stellbewegungen des Spannrollenträgers kann dieser Aufbau nachteilige, die Feder zerstörende Resonanzschwingungen aus- lösen, verbunden mit einem Ausfall der Spannvorrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Spannvorrichtung zu schaf¬ fen, die durch eine kostengünstige Maßnahme eine erhöhte Sicherheit gegen einen Ausfall der Torsionsfeder und außerdem eine Geräuschdämpfung der Spannvorrichtung bewirkt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichnungsteil von Anspruch 1 genannten Merkmale.

Danach ist in dem kreisringförmigen Raum zwischen der Torsionsfeder und der Hülse eine längsgeschlitzte Spannbuchse eingesetzt. Die sich nahezu über die gesamte Länge der Torsionsfeder im eingebauten Zustand erstreckende Spann- buchse ist dazu so gestaltet, daß diese am Innenumfang der Torsionsfeder anliegt. Bedingt durch einen Längsschlitz ist die Spannbuchse vorgespannt und verformbar und kann sich so einer Änderung des Innendurchmessers der Tor¬ sionsfeder anpassen, die sich bei einer Verlagerung des Spannrollenträgers der Spannvorrichtung einstellt. In vorteilhafter Weise verhindert die Spannbuchse nachteilige Federschwingungen aufgrund einer stetigen Anlage aller Federwin¬ dungen an der Spannbuchse. Damit wird auch eine nachteilige Geräuschanre¬ gung aufgrund von Federschwingungen unterbunden und gleichzeitig ein wirksamer Schutz gegen Resonanzschwingungen erreicht, die zu einem Feder¬ bruch führen können. Die erfindungsgemäße Spannbuchse stellt eine kostengün- stige und durch ein einfaches Einschieben der Spannbuchse in die Torsionsfeder leicht montierbare Maßnahme dar, mit der die Lebensdauer der Torsionsfeder und damit die Funktionsfähigkeit der Spannvorrichtung verbessert werden kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ist der Außendurchmesser der Spannbuchse im nicht eingebauten Zustand größer als der Innendurchmesser der Torsionsfeder in der Einbaulage. Aufgrund dieser Überdeckung liegt die Spannbuchse kraftschlüssig, d. h. unter Vorspannung an der Torsionsfeder an. Die Spannbuchsengestaltung besitzt neben einer Dämpfung der Federschwingungen gleichfalls eine die Dämpfung des Reib- elementes unterstützende Wirkung. Die erfindungsgemäße Spannbuchse benö¬ tigt in vorteilhafter Weise keine Lage- oder Drehfixierung aufgrund der kraft¬ schlüssigen Anlage innen an der Torsionsfeder. Nach Anspruch 3 weist die Spannbuchse eine Wandstärke auf, die etwa dem halben Wert des Abstandes entspricht, der sich zwischen der Mantelfläche der Hülse und dem Innendurchmesser der Torsionsfeder ergibt. Diese Ausbildung gewährleistet eine ausreichende Steifigkeit der Spannbuchse, mit der die Gefahr von auftretenden Resonanzschwingungen der Federwindungen der Torsions¬ feder unterbunden wird. Außerdem verbleibt ein ausreichend großer radialer Freiraum für die Torsionsfeder, deren Windungen sich bei einer Stellbewegung des schwenkbaren Teils radial nach innen verlagern, so daß es nicht zu einer nachteiligen Beeinflussung der Dämpfungscharakteristik der Torsionsfeder kommt bei einer Anlage der Spannbuchse an die Mantelfläche der Hülse.

Gemäß Anspruch 4 ist die Spannbuchse ausgehend vom schwenkbaren Teil innen konisch aufgeweitet gestaltet. Damit ist die Steifigkeit der Spannbuchse angepaßt an die Beanspruchung der Torsionsfeder, deren radiale Verlagerung im Bereich des Spannrollenträgers den größten Wert erreicht. Diese Gestaltung nimmt damit in vorteilhafter Weise Einfluß auf die Beanspruchung der Torsions¬ feder, wodurch die Verformung auf mehr Windungen übertragen wird.

Für die Spannbuchse ist nach Anspruch 5 ein dauerhaft elastischer Werkstoff vorgesehen. Dazu bietet es sich an, die Spannbuchse aus einem Kunststoff oder Federstahl zu fertigen. Gemäß Anspruch 6 ist dazu ein Polymerewerkstoff vorgesehen, der eine kostengünstig herstellbare Spannbuchse ermöglicht und außerdem die Forderung nach einer geräuschdämpfenden Spannbuchse unter¬ stützt. Als geeigneter, verschleißfester Kunststoff eignet sich dazu insbesondere ein Thermoplast oder ein verstärkter Kunststoff wie z. B. PA 66 GF.

Die Gestaltungsvielfalt der Erfindung weiter unterstreichend sind nach Anspruch 7 zwei Spannbuchsen vorgesehen, die konzentrisch zueinander im Innern der Torsionsfeder eingesetzt sind. Zur Vermeidung einer übereinstimmenden Lage der jeweiligen Spannbuchsenschlitze sind diese um 180° zueinander versetzt eingebaut. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die nachfolgend beschrieben wird.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 wird durch eine Schnittdarstellung verdeutlicht. Danach umfaßt die Spannvorrichtung 1 ein Basisteil 2 in einer weitestgehend rotationssymmetrischen Ausgestaltung, das auf einer Mantelfläche 3 mit zwei radial gegenüberliegend angeordneten Laschen 4 versehen ist zur Befestigung der Spannvorrichtung 1 , z. B. an einem Kurbelge¬ häuse einer Brennkraftmaschine. Zentrisch ist im Basisteil 2 endseitig von einem Boden 5 ausgehend eine Hülse 6 vorgesehen, die sich axial bis über das vom Boden 5 gegenüberliegende Ende der Mantelfläche 3 erstreckt. Die Hülse 6 dient zur Aufnahme und Lagerung einer Welle 7, die über Gleitlagerbuchsen 8 gelagert ist und eine Verbindung zwischen einem Spannrollenträger 9 und einer Reibscheibe 10 herstellt.

Zur Erreichung einer drehfesten Verbindung ist der Spannrollenträger 9 bzw. die Reibscheibe 10 drehfest über eine Verzahnung 11 mit der Welle 7 verbunden, wobei das abgesetzte, mit der Verzahnung 1 1 versehene Ende der Welle 7 mit dem Spannteil 9 oder der Reibscheibe 10 verstemmt ist. In einem Hohlraum 12 des Basisteils 2, der sich axial vom Boden 5 des Basisteils 2 bis zu dem schwenkbaren Teil 9 erstreckt, ist eine Torsionsfeder 13 angeordnet, die als Schraubenfeder ausgebildet ist, und in der Betriebsstellung des Spannsystems 1 den Spannrollenträger 9 stets in eine den Zugmitteltrieb erhöhende Stellung ver¬ schwenkt. Zur Drehfixierung der Torsionsfeder 13 sind deren Enden am Boden 5 bzw. am schwenkbaren Teil 9 über Haltebleche 19 gesichert. Am Innen¬ umfang der Torsionsfeder 13 liegt eine Spannbuchse 20 an, die mit einem Längsschlitz 21 versehen ist. Durch die mit einer radial nach außen gerichteten Vorspannung eingesetzte Spannbuchse 20 wird vorteilhaft eine nachteilige Eigenschwingung bzw. Resonanzschwingung der Torsionsfeder 20 vermieden. Das schwenkbare Teil 9 ist an seiner dem Basisteil 2 gegenüberliegenden Stirnseite mit einem exzentrisch angeordneten Gehäuse 14 versehen, in das eine Paßbohrung 15 mit einer anschließenden Gewindebohrung 16 eingebracht ist. Diese Bohrungen dienen zur Aufnahme und Befestigung einer nicht darge- stellten, mit dem Zugmitteltrieb in Verbindung stehenden Spannrolle. Die am Spannrollenträger 9 befestigte und mit dem Basisteil zusammenwirkende Reib¬ scheibe 10 liegt mit einer kreisringförmigen Scheibe 1 7 am Reibbelag 18 an.

Eine von der Torsionsfeder 13 auf den Spannrollenträger 9 ausgeübte Axialkraft wird über die Welle 7 auf die Reibscheibe 10 übertragen, die eine Kraft auf den Reibbelag 18 ausübt und damit eine Dämpfung der Bewegung des Spannteils bewirkt, z. B. bei auftretenden Stoßbelastungen im Zugmitteltrieb. Zur Ver¬ meidung einer nachteiligen, häufig Geräusche verursachenden Federschwingung der Torsionsfeder 13 ist die Spannbuchse 20 am Innenumfang der Torsionsfeder 13 anliegend eingesetzt. Die Gestaltung des Basisteils 2 sieht eine Mantelfläche 3 vor, die über den Boden 5 axial verlängert ausgebildet ist, wodurch der Reibbelag 18 axial und radial überdeckt wird und durch eine Einbeziehung der Reibscheibe 10 nahezu vollständig geschützt angeordnet ist.

Bezugszahlenliste

1 Spannvorrichtung

2 Basisteil

3 Mantelfläche

4 Lasche

5 Boden 6 Hülse

7 Welle

8 Gleitlagerbuchse

9 Spannrollenträger

10 Reibscheibe 1 1 Verzahnung

12 Hohlraum

13 Torsionsfeder

14 Gehäuse

15 Paßbohrung 16 Gewindebohrung

17 Reibfläche

18 Reibbelag

19 Halteblech

20 Spannbuchse 21 Längsschlitz

Claims

Ansprüche

1. Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, umfassend ein Basisteil und einen Spannrollenträger, die teilweise konzentrisch zueinander angeordnet sind, und eine beide Teile verspannende, auf einer Hülse geführte Torsionsfeder, die eine Verlagerung des Spannrollenträgers in eine Endlage auslöst, in der eine Spann- rolle den Zugmitteltrieb verspannt, wobei der Spannrollenträger zur Dämpfung von Stellbewegungen mit einem Reibelement in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hülse (6) und der Torsionsfeder (13) eine der Länge der Torsionsfeder (13) entsprechende, mit einem Längsschlitz (21 ) versehene Spannbuchse (20) innen an der Torsionsfeder (13) anliegt.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) im nicht eingebauten Zustand einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein sich im eingebauten Zustand einstellender Innen¬ durchmesser der Torsionsfeder (13).

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) eine Wandstärke aufweist, die etwa dem halben Wert eines Abstandes entspricht, der sich zwischen einer Mantelfläche der Hülse (6) und dem Innendurchmesser der Torsionsfeder (13) ergibt.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) ausgehend vom schwenkbaren Teil (9) innen konisch aufge¬ weitet gestaltet ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) aus einem dauerhaft elastischen Material hergestellt ist. 6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Materi¬ al für die Spannbuchse (20) ein Kunststoff, insbesondere Thermoplast oder ein verstärkter Kunststoff w^;e PA 66 GF, vorgesehen ist.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrisch zueinander angeordnete Spannbuchsen (20) vorgesehen sind, deren Längsschlitze (21) zueinander um 180 ° versetzt angeordnet sind.

GEÄNDERTE ANSPRUCHE

[beim Internationalen Büro am 1. August 1995 (01.08.95) eingegangen; ursprünglicher Anspruch 1 geändert; alle weiteren Ansprüche unverändert (2 Seiten)]

1. Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, umfassend ein Basisteil und einen Spannrollenträger, die teilweise konzentrisch zueinander angeordnet sind, und eine beide Teile verspannende, auf einer Hülse geführte Torsionsfeder, die eine Verlagerung des Spannrollenträgers in eine Endlage auslöst, in der eine Spann- rolle den Zugmitteltrieb verspannt, wobei der Spannrollenträger zur Dämpfung von Stellbewegungen mit einem Reibelement in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in einem kreisringförmigen Raum zwischen der Hülse (6) und einem Innenumfang der Torsionsfeder (13) eine radial nach außen gegen die Torsionsfeder (13) vorgespannte Spannbuchse (20) anliegt, die bis auf einen Längsschlitz (21 ) einen geschlossenen zylindrischen Körper bildet und deren Längserstreckung der Einbaulänge der Torsionsfeder (13) angepaßt ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) im nicht eingebauten Zustand einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein sich im eingebauten Zustand einstellender Innen¬ durchmesser der Torsionsfeder (13).

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) eine Wandstärke aufweist, die etwa dem halben Wert eines Abstandes entspricht, der sich zwischen einer Mantelfläche der Hülse (6) und dem Innendurchmesser der Torsionsfeder (13) ergibt.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) ausgehend vom schwenkbaren Teil (9) innen konisch aufge- weitet gestaltet ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) aus einem dauerhaft elastischen Material hergestellt ist.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Materi¬ al für die Spannbuchse (20) ein Kunststoff, insbesondere Thermoplast oder ein verstärkter Kunststoff wie PA 66 GF, vorgesehen ist.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrisch zueinander angeordnete Spannbuchsen (20) vorgesehen sind, deren Längsschlitze (21 ) zueinander um 180° versetzt angeordnet sind.