WO2005024271A1 - Umlauftriebspannvorrichtung für einen umlauftrieb eines verbrennungsmotors - Google Patents

Abstract

Umlauftriebspannvorrichtung (1) für einen Umlauftrieb (37) eines Verbrennungsmotors (38), mit einem Torsionsdrehstab (7), einem mit dem Torsionsdrehstab (7) verbundenen rohrartigen Element (6) und einer an einem schwenkbaren Arm (4) gelagerten Umlenkeinrichtung (2) des Umlauftriebes (37), wobei der Arm (4) mit dem rohrartigen Element (6) verbunden und entgegen der Krafteinwirkung des Torsionsdrehstabes (7) auf das rohrartige Element (6) durch Verdrehen auslenkbar ist, und der Torsionsdrehstab (7) wenigstens bereichsweise in dem rohrartigen Element (6) verläuft. Um eine derartige Umlauftriebspannvorrichtung dahingehend zu verbessern, dass sie bei einer konstruktiv möglichst einfachen, kompakten Ausbildung eine möglichst gute Dämpfungsfunktion gewährleistet, ist das rohrartige Element (6) über mindestens zwei Gleitlagerstellen (31, 32) in einem Gehäuse (5) gelagert, wobei die Gleitlagerstellen (31, 32) eine Dämpfung der Auslenkung des Armes (4) bilden. Bei einem entsprechenden Verfahren werden die Gleitlager (31, 32) zwischen dem mit dem Arm (4) sowie der Umlenkeinrichtung (2) versehenen rohrartigen Element (6) und dem Gehäuse (5) angeordnet, und der Torsionsdrehstab (7) wenigstens abschnittsweise durch das rohrartige Element (6) geführt und damit drehfest verbunden.

Description

Umlauftriebspannvorrichtung für einen Umlauftrieb eines Verbrennungsmotors

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umlauftriebspannvorrichtung für einen Umlauftrieb eines Verbrennungsmotors mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Aus der DE 39 12 944 A1 ist eine gattungsgemäße Umlauftriebspannvorrichtung bekannt. Eine Anzahl von sechseckigen Drehstäben läuft aneinanderliegend in einem Führungsrohr. An dem Führungsrohr und den Drehstäben ist ein eine Spannrolle tragender Spannhebel angeordnet. Zum Dämpfen einer Schwenkbewegung der Spannrolle reiben die flachen, aneinanderliegenden Längsflächen der sechseckigen Drehstäbe aneinander. An einem der Spannrolle abgewandten Ende des Führungsrohres kann an dem Führungsrohr drehfest ein konusartig ausgebildetes Gummielement vorgesehen sein, welches an einer Innenwand eines Haltebechers reiben kann. Das Gummielement soll eine noch stärkere Dämpfung durch Ausnutzung der Torsion des Führungsrohres erreichen.

Bei dieser Spannvorrichtung ist das Dämpfungsverhalten von der Größe der sich effektiv berührenden Drehstaboberfläche abhängig und oft nicht ausreichend genau bestimmbar. Die zusätzliche Dämpfung über das Gummielement in dem Haltebecher benötigt relativ viel Bauraum und ist umständlich zu montieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Umlauftriebspannvorrichtung und ein zugehöriges Montageverfahren zu schaffen, mit denen auf eine konstruktiv möglichst einfache und platzsparende Weise eine möglichst gute Dämpfungsfunktion erreichbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Umlauftriebspannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Wenn an der Umlenkeinrichtung die entsprechende Spannkraft des Riemens als Gegenkraft des Torsionsdrehstabes wirkt, verteilen sich die Haltekräfte auf die beiden Gleitlagerstellen. Die Gleitlagerstellen bilden eine gute Dämpfung. Die Größe der Dämpfung wird durch den Abstand der Gleitlagerstellen bzw. ihren Abstand von der Umlenkeinrichtung beeinflusst, sowie durch das Verhältnis von Drehmoment zu Spannkraft zu Gleitlagerstellendurchmesser. Die Gleitlagerstellen zwischen dem rohrartigen Element und dem Gehäuse sind relativ platzsparend. Sie führen zu einer kompakten Bauweise von der Umlenkeinrichtung her angeordnet. Damit bleibt der Umlenkeinrichtung für die Umschlingung des Riemens ausreichend Raum.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Abstand der Gleitlagerstellen zueinander bei der Herstellung variabel einstellbar sein. Hierdurch ist das Dämpfverhalten der Gleitlagerstellen wählbar.

Günstigerweise können die Gleitlagerstellen in einem rohrartigen Aufnahmeabschnitt des Gehäuses gelagert sein, durch welchen das rohrartige Element wenigstens abschnittsweise geführt ist. Damit ist die Umlauftriebspannvorrichtung kompakt ausgebildet.

Vorteilhafterweise kann das Gehäuse einen Befestigungsbereich aufweisen, an welchem der Torsionsdrehstab drehfest an dem Gehäuse lagerbar ist. Das Gehäuse dient als Abstützung für den Torsionsdrehstab an einer Seite, gegenüber welcher durch das Verdrehen des Torsionsdrehstabes ein Schwenken der Umlenkeinrichtung erfolgt.

Besonders bevorzugt kann das Gehäuse ein Fenster aufweisen, durch welches sich der Arm erstreckt. Somit kann sich der Arm vom Inneren des Gehäuses durch das Fenster hindurch nach außen erstrecken. Die Spannvorrichtung ist damit insgesamt relativ kompakt aufgebaut.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Fenster zwischen einem rohrartigen Aufnahmeabschnitt des Gehäuses und einem Befestigungsbereich des Gehäuses vorgesehen sein, wobei das rohrartige Element we- nigstens abschnittsweise durch den Aufnahmeabschnitt geführt ist und der Torsionsdrehstab drehfest an dem Befestigungsbereich lagerbar ist. Hiermit ist das Befestigen des Torsionsdrehstabes und das Lagern des rohrartigen Elementes günstig separierbar bei gleichzeitig kompakter Ausbildung der Umlauftriebspannvorrichtung.

Besonders günstig kann das Fenster einen maximalen Schwenkbereich des Armes um eine Drehachse des rohrartigen Elementes begrenzen.

Vorzugsweise kann das Fenster einen maximalen Positionsbereich des Armes relativ zu dem Gehäuse in Längsrichtung einer Drehachse des rohrartigen Elementes definieren.

Besonders vorteilhaft kann der Arm näher an einem Festabschnitt des Torsionsdrehstabes vorgesehen sein als an einem Drehabschnitt des Torsionsdrehstabes. Hierdurch ist der effektive Hebelarm zwischen Umlenkeinrichtung und Festabschnitt des Torsionsdrehstabes verringert.

Besonders günstig kann sich der Arm wenigstens abschnittsweise längs einer Drehachse des rohrartigen Elementes entlang des Gehäuses erstrecken. Damit erst kann die Position der Umlenkeinrichtung in Längsrichtung der Drehachse gesehen gegenüber dem Abzweigungsort des Armes von dem rohrartigen Element versetzt angeordnet sein. Dementsprechend bestimmt sich der Abstand zwischen dem Kraftangriffspunkt der Umlenkeinrichtung und den Gleitlagerstellen. Dies hat Einfluss auf den Grad der Dämpfung.

Vorteilhafterweise kann der Arm wenigstens abschnittsweise in unmittelbarer Nähe zu dem Gehäuse geführt sein. Damit ist die Umlauftriebspannvorrichtung in radialer Richtung bezüglich einer Drehachse des rohrartigen Elementes kompakt ausgebildet.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Arm mit der Umlenkeinrichtung wenigstens bereichsweise einen Befestigungsabschnitt des Gehäuses um- schließend ausgebildet sein. Dies führt zu einer besonders kompakten Ausbildung der Umlauftriebspannvorrichtung.

Besonders vorteilhaft kann die Umlenkeinrichtung einen Befestigungsbereich des Gehäuses wenigstens abschnittsweise axial bezüglich einer Drehachse des rohrartigen Elementes überlappend angeordnet sein. Das Überlappen in axialer Richtung reduziert die Ausdehnung in radialer Richtung.

Bevorzugterweise kann das rohrartige Element bei der Herstellung relativ zu dem Gehäuse und relativ zu dem Torsionsdrehstab um eine Drehachse des rohrartigen Elementes verschwenkbar sein, bevor das rohrartige Element mit dem Torsionsdrehstab verbunden wird. Dies erlaubt es, das rohrartige Element in eine gewünschte Drehposition bezüglich des Gehäuses zu bringen und den Torsionsdrehstab auf ein bestimmtes Moment durch Torsion vorzuspannen. Wird das rohrartige Element dann mit dem Torsionsdrehstab verbunden, erreicht das rohrartige Element bei diesem bestimmten Drehmoment die spezifische Drehposition. Fertigungstoleranzen spielen damit eine untergeordnete Rolle.

Vorteilhafterweise kann das rohrartige Element bei der Herstellung relativ zu dem Gehäuse und relativ zu dem Torsionsdrehstab entlang einer Drehachse des rohrartigen Elementes bewegbar sein, bevor das rohrartige Element mit dem Torsionsdrehstab verbunden wird. Hierdurch kann das rohrartige Element bezüglich Torsionsdrehstab und Gehäuse in eine gewünschte Position entlang der Drehachse gebracht werden. Fertigungstoleranzen sind damit von sekundärer Bedeutung.

Die Aufgabe wird ferner gelöst mit einem Verfahren zum Montieren einer Umlauftriebspannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 16.

Durch die Anordnung der beiden Gleitlager zwischen dem rohrartigen Element und dem Gehäuse sind die Dämpfungselemente sehr raumsparend für die spätere Spannvorrichtung zusammenzufügen. Der Torsionsdrehstab wird in dem rohrartigen Element vorgesehen und die Verbindung zwischen dem Torsionsdrehstab und dem rohrartigen Element gewährleistet die spätere Drehmomentabstützung zu dem Arm der Umlenkeinrichtung. Damit ist beim Ausbilden der Lagerung die gewünschte Dämpfung erreichbar.

Gemäß einer vorteilhaften Variante kann das drehfeste Verbinden des Torsionsdrehstabes mit dem rohrartigen Element erfolgen, nachdem der Arm mit dem rohrartigen Element relativ zu dem Gehäuse in eine bestimmte Drehposition bezüglich einer Drehachse des rohrartigen Elementes gebracht wurde und ein Drehabschnitt des Torsionsdrehstabes gegenüber einem Festabschnitt des Torsionsdrehstabes bis zum Erreichen eines bestimmten Momentes verdreht wurde. Das Definieren der Drehposition bei der ein bestimmtes Moment erreicht wird, kann ohne großen Ein- fluss von Fertigungstoleranzen erfolgen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante kann das drehfeste Verbinden des Torsionsdrehstabes mit dem rohrartigen Element erfolgen, nachdem das rohrartige E- lement in Längsrichtung seiner Drehachse in eine bestimmte Position relativ zu dem Gehäuse ausgerichtet wurde. Damit ist das rohrartige Element ebenfalls ohne großen Einfluss von Fertigungstoleranzen in eine gewünschte Position längs der Drehachse bringbar.

Die beiden zuvor genannten vorteilhaften Varianten des Verfahrens für das drehfeste Verbinden des Torsionsdrehstabes mit dem rohrartigen Element können denkbar auch unabhängig von der Konstruktion mit den zwei Gleitlagern, die Dämpfungen bilden, erfolgen. Sie können nämlich auch zum Montieren in Verbindung mit anderen Arten der Lagerung oder Befestigung der Spanneinrichtung verwendet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Torsionsdrehstab drehfest an einem Befestigungsabschnitt des Gehäuses gelagert werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht auf eine Seite der erfindungsgemäßen Umlauftriebspannvorrichtung, Figur 2 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Umlauftriebspannvorrichtung von Figur 1 , und

Figur 3 eine schematische Ansicht auf einen Verbrennungsmotor mit der erfindungsgemäßen Umlauftriebspannvorrichtung.

Figur 1 zeigt einen Riemenspanner 1 , der eine erfindungsgemäße Umlauftriebspannvorrichtung darstellt. Mit dem Riemenspanner ist ein einen Umlauftrieb darstellender Riementrieb 37 eines Verbrennungsmotors spannbar.

Zum Verdeutlichen der Anordnung ist in Figur 3 eine Ansicht auf einen schematisch angedeuteten Verbrennungsmotor 38 mit einem Riementrieb 37 gezeigt. Der Riementrieb 37 ist über ein Kurbelwellenrad 39, ein Generatorrad 40 und ein Kompressorrad 41 geführt. Der Riementrieb kann auch über weitere Räder von Aggregaten und/oder Rollen geführt sein, beispielsweise Umlenkrollen.

In diesem Ausführungsbeispiel ist eine eine Umlenkeinrichtung darstellende Spannrolle 2 des Riemenspanners 1 zwischen dem Kurbelwellenrad 39 und dem Generatorrad 40 vorgesehen. Die Spannrolle 2 ist gegen eine Federkraft schwenkbar gelagert und spannt somit den Riementrieb 37.

Im Detail gemäß Figur 1 weist der Riemenspanner 1 die Spannrolle 2 auf, die um eine Spannrollenachse 3 drehbar an einen schwenkbaren Arm 4 gelagert ist. Der Riemen 37 ist in Figur 1 im Querschnitt an einer Seite der Spannrolle 2 dargestellt und umschlingt sie mit einem bestimmten Winkel.

Abschnittsweise innerhalb eines Gehäuses 5 verlaufend sind ein Rohr 6 als rohrartiges Element und ein Torsionsdrehstab 7 vorgesehen. Das Rohr 6 und der Torsionsdrehstab sind jeweils wenigstens abschnittsweise um eine Drehachse 8 drehbar und/oder tordierbar. Die Drehachse 8 ist gleichzeitig eine Längs-Mittelachse jeweils des Rohres 6 und des Torsionsdrehstabes 7. Das Gehäuse 5 kann aus Aluminium hergestellt sein, vorzugsweise aus Aluminium- druckguss. An dem Gehäuse sind zwei voneinander beabstandete Befestigungsvorrichtungen 9, 10 vorgesehen, mit deren Hilfe der Riemenspanner 1 über Verbindungselemente an dem Verbrennungsmotor 38 befestigbar ist. Die Befestigungsvorrichtungen 9, 10 sind in dieser Ausführungsform laschenartig ausgebildet und weisen jeweils ein Durchgangsloch 11, 12 auf, durch das sich jeweils ein Befestigungsmittel erstrecken kann, wie z.B. Schrauben. Die Durchgangslöcher 11 , 12 haben jeweils eine Mittelachse 13, 14, durch welche der Abstand zwischen den Befestigungsvorrichtungen 9, 10 definiert ist.

Alternativ kann das Gehäuse 5 in einen Halter integriert sein.

In der in Figur 1 gezeigten Ansicht überdecken sich die Spannrollenachse 3 und die Drehachse 8, welche voneinander beabstandet sind.

Der in Figur 2 gezeigten Schnittdarstellung des Riemenspanners 1 ist insbesondere der innere Aufbau des Riemenspanners 1 zu entnehmen.

Ein Befestigungsbereich 15 des Gehäuses 5 weist ein Loch 16 auf, in das ein Festabschnitt 17 des Torsionsdrehstabes 7 aufgenommen und an dem Gehäuse 5 drehfest gelagert ist.

Je nach Anwendung kann der Festabschnitt 17 des Torsionsdrehstabes 7 auch anders als an dem Gehäuse zum Ausbilden eines Gegenhalts befestigt sein. Denkbar ist beispielsweise eine Anordnung an einem schwenkbaren Hebel, der ebenfalls an dem Riementrieb 37 abgestützt ist. Es entsteht dann eher eine sich je nach Stellung und Spannung des Riementriebes 37 einstellende Spannkraft zwischen dem Hebel und dem Arm 4.

Der Torsionsdrehstab 7 erstreckt sich bereichsweise durch das Rohr 6. An einem Drehabschnitt 18 des Torsionsdrehstabes 7 ist dieser drehfest mit einem ersten Abschnitt 19 des Rohres 6 verbunden. Der Torsionsdrehstab 7 steht bei seinem Drehabschnitt 18 etwas über das Rohr 6 über. Das Rohr 6 ist an dem ersten Abschnitt 19 verjüngt ausgebildet, wodurch ein Innendurchmesser 21 des Rohres 6 hier gleich einem Außendurchmesser 22 des Torsionsdrehstabes 7 ist. Im übrigen Bereich des Rohres 6 ist ein Innendurchmesser 23 des Rohres 6 größer als der Außendurchmesser 22 des Torsionsdrehstabes 7.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Torsionsdrehstab 7 wenigstens abschnittsweise eine mehrkantige Querschnittsform aufweisen. Insbesondere kann der Torsionsdrehstab 7 aus einer Mehrzahl von Torsionselementen bestehen, beispielsweise aus Torsionsblättern oder mehrkantigen Torsionsstäben, welche aneinanderliegend angeordnet sein können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in Figur 1 erkennbar, dass der Torsionsdrehstab aus mehreren stapelartig flach aneinanderliegenden Torsionsblättern gebildet ist. Die Querschnittsform des gesamten Drehstabs 7 ist ein Vierkant. Der Torsionsdrehstab ist formschlüssig mit dem Gehäuse 5 und dem Rohr 6 verbunden, wobei das Loch 16 als ein Vierkantloch ausgebildet ist und das Rohr 6 durch Verformen im Bereich seines ersten Abschnittes 19 zu dem Torsionsdrehstab 7 ebenfalls vierkantartig formschlüssig ausgebildet ist.

Der Arm 4 weist einen spannrollenseitigen Armabschnitt 27 und einen rohrseitigen Armabschnitt 28 auf. In einer Bohrung 29 des rohrseitigen Armabschnittes 28 ist ein zweiter Abschnitt 20 des Rohres 6 drehfest aufgenommen. An dem spannrollenseitigen Armabschnitt 27 des Armes 4 ist die Spannrolle 2 um die Spannrollenachse 3 drehbar gelagert aufgenommen. Zusammen mit dem Arm 4 ist die Spannrolle 2 um die gemeinsame Drehachse 8 des Rohres 6 und des Torsionsdrehstabes 7 entgegen einer Krafteinwirkung des Torsionsdrehstabes 7 und des Rohres 6 durch Verdrehen auslenkbar.

Die Spannrollenachse 3 ist um einen Abstand 30 von der Drehachse 8 beabstandet und verläuft parallel zu dieser. Der Abstand 30 kann etwa 15 bis 40 mm betragen, vorzugsweise etwa 20 mm. Das Gehäuse 5 weist einen rohrartigen Aufnahmeabschnitt 24 auf, durch welchen das Rohr 6 abschnittsweise geführt ist. An einem ersten Ende 25 und an einem zweiten Ende 26 des rohrartigen Aufnahmeabschnittes 24 ist jeweils ein Gleitlager 31 , 32 zwischen dem rohrartigen Aufnahmeabschnitt 24 und dem Rohr 6 zum Lagern des Rohres 6 vorgesehen. Ein Abstand 33 der Gleitlager 31, 32 zueinander ist bei der Herstellung variabel einstellbar. Der Abstand zwischen den Mittenbereichen der Gleitlager kann beispielsweise einen Wert zwischen 20 und 120 mm haben.

Zwischen dem Aufnahmeabschnitt 24 und dem Befestigungsbereich 15 weist das Gehäuse 5 ein Fenster 42 auf. Der Arm 4 erstreckt sich durch das Fenster 42, insbesondere mit seinem rohrseitigen Armabschnitt 28. Dabei ist der Arm 4 näher an einem Festabschnitt 17 des Torsionsdrehstabes 7 vorgesehen als an dem Drehabschnitt 18 des Torsionsdrehstabes.

In Richtung der Drehachse 8 definiert das Fenster 42 einen maximalen Positionsbereich des Armes 4 relativ zu dem Gehäuse. Ferner definiert das Fenster 42 einen maximalen Schwenkbereich des Armes 4 um die Drehachse 8 relativ zu dem Gehäuse 5.

Der Arm 4 erstreckt sich abschnittsweise längs der Drehachse 8 entlang des Gehäuses 5. Insbesondere verläuft ein Zwischenabschnitt 43 abschnittsweise längs der Drehachse 8 in unmittelbarer Nähe des Befestigungsbereiches 15 des Gehäuses 5.

Der Arm 4 mit der Spannrolle 2 umschließen den Befestigungsabschnitt 15 des Gehäuses 5 abschnittsweise. Die Spannrolle ist den Befestigungsbereich 15 abschnittsweise radial und axial bezüglich der Drehachse 8 überlappend angeordnet. Dabei ist ein Abstand 44 zwischen dem Befestigungsbereich 15 und einer Mittelebene 35 der Spannrolle 2 geringer als die Hälfte einer Breite 45 einer Spannrollenlauffläche 46. Ferner ist der Abstand 30 der Spannrollenachse 3 zu der Drehachse 8 geringer als der Laufradius 47 der Spannrolle 2.

Die Lagerung des Rohres 6 mit Hilfe der Gleitlager 31, 32 erfolgt auf einer Seite bezüglich der Spannrolle 2. Im vorliegenden Fall sind zudem die Gleitlager 31 , 32 auf einer Seite des rohrseitigen Armabschnitts 28 und seiner Koppelstelle an dem rohrartigen Element 6 vorgesehen.

Mit Hilfe der Gleitlager 31 , 32 wird eine Dämpfwirkung erzielt. Befindet sich der Riemenspanner 1 in einem den Riementrieb 37 spannenden Zustand, insbesondere wenn in der Mittelebene 35 die Spannkraft F wirkt, wird eine Schwenkbewegung der Spannrolle 2 und des Armes 4 um die Drehachse gedämpft. Durch die Spannkraft F werden eine Querkraft F1 an dem ersten Gleitlager 31 sowie eine Querkraft F2 an dem zweiten Gleitlager 32 hervorgerufen. Bedingt durch die Querkräfte F1 , F2 treten zwischen den Gleitlagern 31 , 32 und dem Rohr 6 Reibungskräfte auf. Diese wirken einer Relativbewegung des Rohres 6 gegenüber dem Gehäuse 5 und entsprechend der Spannrolle 2 gegenüber dem Gehäuse 5 entgegen und dämpfen somit die Schwenkbewegung. Zwischen dem Rohr 6 und dem rohrartigen Aufnahmeabschnitt 24 des Gehäuses 5 wird einzig durch die Gleitlager 31 , 32 eine Dämpfung erzielt.

Die mit den Gleitlagern 31, 32 erzielbare Dämpfwirkung der Schwenkbewegung des Rohres 6 um die Drehachse 8 ist von dem Abstand 33 der Gleitlager 31 , 32 zueinander und von einem Abstand 34 des an dem ersten Ende 25 des rohrartigen Aufnahmeabschnittes 24 vorgesehenen ersten Gleitlagers 31 zu der Mittelebene 35 der Spannrolle 2 abhängig. Der Abstand 34 des ersten Gleitlagers 31 zu der Mittelebene kann etwa im Bereich zwischen 50 und 90 mm liegen, vorzugsweise bei etwa 60 mm.

Bei konstanter, in der Mittelebene der Spannrolle 2 wirkender Spannkraft F ist die Dämpfwirkung in den Gleitlagern 31 , 32 umso größer, je geringer der Abstand 33 des ersten Gleitlagers 31 zu dem zweiten Gleitlager 32 ist und je größer der Abstand 34 des ersten Gleitlagers zu der Mittelebene 35 der Spannrolle 2 ist. Bei einem Verhältnis Q des ersten Abstandes 34 zwischen dem ersten Gleitlager 31 und der Mittelebene 35 zu dem zweiten Abstand 33 zwischen den beiden Gleitlagern 31 , 32 von 2, 8 ergibt sich etwa eine Dämpfung von 55% bezüglich einer Nominalspannkraft. Bei einem Verhältnis Q von 2,00 ergibt sich eine Dämpfung von etwa 43% bezüglich der Nominalspannkraft und bei einem Verhältnis Q von 1 ,75 eine Dämpfung von etwa 36% bezüglich der Nominalspannkraft. Dabei ist die Nominalspannkraft eine für den Riementrieb erforderliche, konstruktiv bestimmte Spannkraft F, wobei der Riemen 37 eine Nennlänge hat und sich in Nennposition befindet.

Außerdem ist die Dämpfung von einem Verhältnis P des durch den Torsionsdrehstab 7 aufgebrachten Drehmomentes M (in Nmm) zu der Spannkraft F (in N) zu einem Durchmesser 48 der Gleitlager 31 , 32 (in mm) abhängig. Bei einem Verhältnis P von M : F : Gleitlagerdurchmesser 48 von 1,11 ergibt sich eine Dämpfung von etwa 55% bezüglich der Nominalspannkraft, bei einem Verhältnis P von 1 , 39 eine Dämpfung von etwa 43% bezüglich der Nominalspannkraft und bei einem Verhältnis P von 1 ,66 eine Dämpfung von etwa 36% bezüglich der Nominalspannkraft.

Bildet man ein Verhältnis (Q/P) des vorgenannten Verhältnisses Q zu dem vorgenannten Verhältnis P, so entspricht ein Wert von 3,0 etwa 72% Dämpfung, ein Wert von 2,5 etwa 60% Dämpfung, ein Wert von 2,0 etwa 48% Dämpfung, ein Wert von 1,5 etwa 35% Dämpfung und ein Wert von 1,0 etwa 22% Dämpfung. Diese Verhältnisse können beispielsweise erreicht werden, wenn das Rohr 6 aus geschliffenem, gas-nitro-behandeltem Stahl besteht und die Gleitlager 31 , 32 aus einem PTFE- Material hergestellt sind.

Die Nachspannkräfte des Riemenspanners 1 liegen etwa im Bereich von 30 bis 40% der Nominalspannkraft. Die Dämpfkraft liegt etwa im Bereich von 140 bis 160% der Nominalspannkraft. Es ergibt sich eine Dämpfung von weniger als 15% der Nominalkraft in einer nachspannenden Richtung und eine Dämpfung von mehr als 60% der Nominalspannkraft in einer die Spannkraft erhöhenden Richtung des Riemenspanners 1.

Zur Montage des Riemenspanners 1 wird der rohrseitige Armabschnitt 28 des Armes 4 im Bereich des Fensters 42 des Gehäuses 5 positioniert. Das Rohr 6 wird durch den rohrartigen Aufnahmeabschnitt 24 eingeführt und drehfest mit dem Arm 4 verbunden. Das Rohr 6 weist dabei noch durchgängig den Innendurchmesser 23 auf, der größer als der Außendurchmesser 22 des Torsionsdrehstabes 7 ist. An dem ersten Ende 25 und dem zweiten Ende 26 des rohrartigen Aufnahmeabschnittes werden zwischen dem rohrartigen Aufnahmeabschnitt 24 und dem Rohr 6 die Gleit- lager 31, 32 in bestimmtem Abstand 33 zueinander positioniert. Damit wird das mit den Gleitlagern 31, 32 erzielte Dämpfverhalten gewählt.

Der Festabschnitt 17 des Torsionsdrehstabes 7 wird mit dem Befestigungsbereich 15 des Gehäuses 5 drehfest verbunden, wobei sich der Torsionsdrehstab 7 abschnittsweise durch den rohrartigen Aufnahmeabschnitt 24 erstreckt.

Beim Vorsehen des Torsionsdrehstabes 7 und des Rohres 6 in den genannten Positionen wird gleichzeitig der Torsionsdrehstab 7 sich abschnittsweise durch das Rohr 6 erstreckend angeordnet. Durch Zusammendrücken bzw. Verstemmen des ersten Abschnittes 19 des Rohres 6 werden der Torsionsdrehstab 7 und das Rohr 6 drehfest miteinander verbunden. Dabei wird der Innendurchmesser 21 des Rohres 6 in diesem Bereich gleich dem Außendurchmesser 22 des Torsionsdrehstabes 7.

Im Folgenden wird beschrieben, wie das rohrartige Element relativ zu dem Torsionsdrehstab 7 und relativ zu dem Gehäuse 5 positioniert wird, bevor es mit dem Torsionsdrehstab 7 drehfest verbunden wird.

Der Arm 4 wird mit dem Rohr 6 relativ zu dem Gehäuse 5 in eine bestimmte Drehposition bezüglich der Drehachse 8 gebracht. Der Torsionsdrehstab 7 wird an seinem Drehabschnitt 18 gegenüber seinem Festabschnitt 17 bis zum Erreichen eines bestimmten Drehmomentes verdreht und in dieser Position gehalten. In der so erreichten Relativlage des Drehabschnittes 18 des Torsionsdrehstabes 7 und des ersten Abschnittes 19 des Rohres 6 werden das Rohr 6 und der Torsionsdrehstab 7 drehfest miteinander verbunden. Auf diese Weise ist das Erreichen eines bestimmten Spannmomentes des Riemenspanners 1 relativ unabhängig von Fertigungstoleranzen an eine bestimmte Schwenkposition der Spannrolle 2 um die Drehachse 8 geknüpft.

Gleichzeitig oder alternativ kann der Arm mit dem Rohr 6 in eine bestimmte Position in Längsrichtung der Drehachse 8 relativ zu dem Gehäuse 5 gebracht werden, bevor das Rohr 6 mit dem Torsionsdrehstab drehfest verbunden wird. Hierdurch ist die Position des Armes 4 längs zu der Drehachse 8 relativ unabhängig von Fertigungstoleranzen einstellbar.

Es ist verständlich, dass das Einstellen des Spannmoments mit Hilfe des Verdre- hens und anschließenden Verbindens des Torsionsdrehstabs mit dem rohrartigen Element 6 sowie das geschilderte Ausrichten des Armes mit dem Rohr 6 in Längsrichtung der Drehachse nicht zwangsweise von der Art der Lagerung des rohrartigen Elements gegenüber dem Gehäuse abhängt. Es müssten nicht zwangsweise Gleitlager verwendet werden.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Riemenspanners beschrieben.

In vorgespannter Ruhelage liegt der Arm in Folge der Torsionskraft in Anlage an einer Seite des Fensters an. Beim Anbau an einen Motor wird die Spannkraft F wird durch Verschwenken der Spannrolle 2 aus der Ruhelage um die Drehachse 8 gegenüber dem Riementrieb 7 aufgebaut. Das Rohr 6 hat, verglichen mit dem Torsionsdrehstab 7, ein wesentlich größeres Flächenträgheitsmoment gegen ein Verdrehen, so dass-sein Federbeitrag deutlich geringer ist als der des Torsionsdrehstabes 7.

Wenn sich das Rohr gegenüber dem Gehäuse 5 nicht bewegt, wirken Haftreibungskräfte zwischen den Lagern 31 , 32 und dem Rohr 6. Bewegt sich das Rohr 6 um die Drehachse 8 gegenüber dem Gehäuse, wirken Gleitreibungskräfte zwischen den jeweiligen Lagern 31, 32 und dem Rohr 6. Die Größe der Reibungskräfte ist abhängig von den von den Gleitlagern 31 , 32 jeweils aufzunehmenden, quer zur Drehachse 8 gerichteten Querkräften F1 und F2.

Die Größe der Querkräfte F1 , F2 ist abhängig von der Spannkraft F, dem Abstand 33 der Gleitlager 31 , 32 zueinander und vom Abstand 34 des ersten Gleitlagers 31 zu der Mittelebene 35 der Spannrolle 2, in welcher die Spannkraft F wirkt, sowie von dem Verhältnis von Drehmoment M zu Spannkraft F zu Gleitlagerdurchmesser 48. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Mittelebene 35 durch ein bezüg- lieh der Breite 45 der Spannrollenlauffläche 46 mittig angeordnetes Spannrollenlager 36 definiert. Je größer die Querkräfte F1 , F2 sind, desto höher sind die Reibungskräfte in den Gleitlagern 31 , 32 und somit die Dämpfung des Drehens des Rohres 6 um die Drehachse 8.

Bei angenommener gleicher Spannkraft von beispielsweise 1000 Newton und einem Abstand 34 zwischen dem ersten Gleitlager 31 und der Mittelebene 35 von 60 mm, ergibt sich bei einem Abstand 33 von 80 mm zwischen den Gleitlagern 31 , 32 eine Summe von F1 + F2 von 2500 Newton. Beträgt der Abstand 33 zwischen den Gleitlagern 31 , 32 40 mm, ist die Summe der beiden Kräfte F1 , F24000 Newton.

Wird der Arm 4 entgegen seiner Federkraft betätigt, wirkt eine Kraft von 1000 Newton zuzüglich beispielsweise 300 Newton aus Reibmoment. Wenn der Arm 4 nachspannt, besteht eine Spannkraft von nur ca. 40 % der Nennkraft von 1000 Newton mit entsprechend weniger Dämpfkraft. Diese Zahlenwerte sind für die genannten Bedingungen Beispiele und können je nach konstruktivem Bedürfnis variiert werden.

Claims

Ansprüche

1. Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) für einen Umlauftrieb (37) eines Verbrennungsmotors (38), mit einem Torsionsdrehstab (7), einem mit dem Torsionsdrehstab (7) verbundenen rohrartigen Element (6) und einer an einem schwenkbaren Arm (4) gelagerten Umlenkeinrichtung (2) des Umlauftriebes (37), wobei der Arm (4) mit dem rohrartigen Element (6) verbunden und entgegen der Krafteinwirkung des Torsionsdrehstabes (7) auf das rohrartige Element (6) durch Verdrehen auslenkbar ist, und der Torsionsdrehstab (7) wenigstens bereichsweise in dem rohrartigen Element (6) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrartige Element (6) über mindestens zwei Gleitlagerstellen (31 , 32) in einem Gehäuse (5) gelagert ist, wobei die Gleitlagerstellen (31, 32) eine Dämpfung der Auslenkung des Armes (4) bilden.

2. Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (33) der Gleitlagerstellen (31 , 32) zueinander bei der Herstellung variabel einstellbar ist.

3. Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerstellen (31 , 32) in einem rohrartigen Aufnahmeabschnitt (24) des Gehäuses (5) gelagert sind, durch welchen das rohrartige Element (6) wenigstens abschnittsweise geführt ist.

4. Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) einen Befestigungsbereich (15) aufweist, an welchem der Torsionsdrehstab (7) drehfest an dem Gehäuse (5) lagerbar ist.

5. Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) ein Fenster (42) aufweist, durch welches sich der Arm (4) erstreckt.

6. Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (42) zwischen einem rohrartigen Aufnahmeabschnitt (24) des Gehäuses (5) und einem Befestigungsbereich (15) des Gehäuses (5) vorgesehen ist, wobei das rohrartige Element (6) wenigstens abschnittsweise durch den Aufnahmeabschnitt (24) geführt ist und der Torsionsdrehstab (7) drehfest an dem Befestigungsbereich (15) lagerbar ist.

7. Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (42) einen maximalen Schwenkbereich des Armes (4) um eine Drehachse (8) des rohrartigen Elementes 6 definiert.

8. Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (42) einen maximalen Positionsbereich des Armes (4) relativ zu dem Gehäuse (5) in Längsrichtung einer Drehachse (8) des rohrartigen Elementes (6) definiert.

9. Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (4) näher an einem Festabschnitt (17) des Torsionsdrehstabes (7) vorgesehen ist als an einem Drehabschnitt (18) des Torsionsdrehstabes (7).

10. Umlauftriebspannvorrichtung (1) nach wenigstens einem der Ansprüche, a u ch g®kennzβBclhn@t, dass sich der Arm (4) wenigstens abschnittsweise etwa längs einer Drehachse (8) des rohrartigen Elementes (6) entlang des Gehäuses (5) erstreckt.

11. Umlauftriebspannvorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (4) wenigstens abschnittsweise in unmittelbarer Nähe zu dem Gehäuse (5) verlaufend angeordnet ist.

12. Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (4) mit der Umlenkeinrichtung (2) wenigstens bereichsweise einen Befestigungsabschnitt (15) des Gehäuses (5) umschließend ausgebildet ist.

13. Umlauftriebspannvorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (2) einen Befestigungsbereich (15) des Gehäuses (5) wenigstens abschnittsweise axial bezüglich einer Drehachse (18) des rohrartigen Elementes (6) überlappend angeordnet ist.

14. Umlauftriebspannvorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrartige Element (6) bei der Herstellung relativ zu dem Gehäuse (5) und relativ zu dem Torsionsdrehstab (7) um eine Drehachse (8) des rohrartigen Elementes (6) verschwenkbar ist, bevor das rohrartige Element (6) mit dem Torsionsdrehstab (7) verbunden wird.

15. Umlauftriebspannvorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrartige Element (6) bei der Herstellung relativ zu dem Gehäuse (5) und relativ zu dem Torsionsdrehstab (7) entlang einer Drehachse (8) des rohrartigen Elementes bewegbar ist, bevor das rohrartige Element (6) mit dem Torsionsdrehstab (7) verbunden wird.

16. Verfahren zum Montieren einer Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) für einen Umlauftrieb (37) eines Verbrennungsmotors (38), wobei die Umlauftriebspannvorrichtung (1 ) mindestens einen Torsionsdrehstab (7), ein rohrartiges Element (6), eine an einem Arm (4) gelagerte Umlenkeinrichtung (2) des Umlauftriebes (37), ein Gehäuse (5) und wenigstens zwei Gleitlagern (31 , 32) hat, aufweisend: Anordnen der beiden Gleitlager (31 , 32) zwischen dem mit dem Arm (4) sowie der Umlenkeinrichtung (2) versehenen rohrartigen Element (6) und dem Gehäuse (5), Führen des Torsionsdrehstabes (7) wenigstens abschnittsweise durch das rohrartige Element (6) und drehfestes Verbinden des Torsionsdrehstabes (7) mit dem rohrartigen Element (6).

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das drehfeste Verbinden des Torsionsdrehstabes (7) mit dem rohrartigen Element (6) erfolgt, nachdem der Arm (4) mit dem rohrartigen Element (6) relativ zu dem Gehäuse (5) in eine bestimmte Drehposition bezüglich einer Drehachse (8) des rohrartigen Elementes (6) gebracht wurde und ein Drehabschnitt (18) des Torsionsdrehstabes (7) gegenüber einem Festabschnitt (17) des Torsionsdrehstabes (7) bis zum Erreichen eines bestimmten Drehmomentes verdreht wurde.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das drehfeste Verbinden des Torsionsdrehstabes (7) mit dem rohrartigen Element (6) erfolgt, nachdem das rohrartige Element (6) in Längsrichtung seiner Drehachse (8) in eine bestimmte Position relativ zu dem Gehäuse (5) ausgerichtet wurde.

9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsdrehstab (7) drehfest an einem Befestigungsabschnitt (15) des Gehäuses gelagert wird.