WO2006061063A1

WO2006061063A1 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: WO2006061063A1
Application number: PCT/EP2005/011552
Authority: WO
Inventors: Hans Bauer
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2006-06-15
Also published as: DE102004058773A1

Abstract

Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Riemen- oder Kettentriebes, mit einem ein Andrückelement (3) aufweisenden Spannarm (2), der gegen das Zugmittel federbelastet auf einem feststehenden tragenden Bauteil (1) drehgelagert ist, wobei zwischen dem tragenden Bauteil (1) und einem zu diesem radial beabstandeten spannarmfesten Teil (4) ein ringförmiger Freiraum (5) gebildet ist, in welchem zumindest ein federbelasteter Reibkörper (6) angeordnet ist, der sich sowohl am tragenden Bauteil (1) als auch am spannarmfesten Teil (4) derart abstützt, dass je nach Drehrichtung des Spannarms (2) eine unterschiedliche Dämpfungswirkung erzielbar ist. Bei dieser Spannvorrichtung ist zur Erzielung verbesserten Dämpfungseigenschaften vorgesehen, dass der wenigstens eine Reibkörper (6) in Umfangsrichtung weitgehend keilförmig ausgebildet ist, und auf einer in Umfangsrichtung in den Freiraum (5) hineingerichteten sowie den freien Querschnitt des Freiraumes (5) vermindernden zugeordneten Rampe (7) geführt ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Spannvorrichtung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Riemen- oder Kettentriebes, mit einem ein Andrückelement aufweisenden Spannarm, der gegen das Zugmittel federbelastet auf einem feststehenden tragenden Bauteil drehgelagert ist, wobei zwischen dem tragenden Bauteil und einem zu diesem radial beabstandeten spannarmfesten Teil ein ringförmiger Freiraum gebildet ist, in welchem zumindest ein federbelasteter Reibkörper angeordnet ist, der sich sowohl am tragenden Bauteil als auch am spannarm- festen Teil derart abstützt, dass je nach Drehrichtung des Spannarms eine unterschiedliche Dämpfungswirkung erzielbar ist.

Hintergrund der Erfindung

Die DE 44 28 560 A1 offenbart eine Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Riemen- oder Kettentriebs, mit einem eine Spannrolle aufweisenden Spannarm, der mittels einer an einem Gehäuse abgestützten Feder gegen das Zugmittel angefedert ist, und mit einer gehäusefesten Schwenkachse, gegenüber der der Spannarm mittels eines in einem Ringraum angeordneten Gleitlagerrin- ges schwenkbar gelagert ist, wobei der Ringraum radial von einem gehäusefesten Teil und einem spannarmfesten Teil begrenzt ist. Um eine richtungsabhängige Dämpfung zu erzielen wird vorgeschlagen, dass der Gleitlagerring an einer Stelle einen durchgängigen Schlitz aufweist und an seinem Umfang mit wenigs- tens zwei axial gerichteten Nuten versehen ist, die eine dazwischen gebildete schmale und flexible Lamelle begrenzen, die schiefwinklig zur Mantelfläche des der Lamelle zugewandten Teils angeordnet ist und daran anliegt.

Demgegenüber ist aus der DE 40 29 940 A1 eine Dämpfungseinrichtung für ein Riemenspannsystem bekannt, welche aus mindestens einem Ringsegment besteht, das schwenkbar an einem drehfesten tragenden Teil gelagert ist, wobei zwischen dem Ringsegment und diesem drehfesten Teil eine Feder vorgesehen ist, die das Ringsegment gegen eine zylindrische Innenmantelfläche eines mit einer Spannrolle versehenes Schwenkteils nach Art einer an sich bekannten Backenbremse drückt.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Riemen- oder Kettentriebes mit gegenüber bekannten Spannvorrichtungen verbesserten Dämpfungseigenschaften zu schaffen, welche insbesondere neben einer gerichteten Dämpfung eine Einstellung der Dämpfungskraft in weiten Grenzen ermöglicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zur Verbesserung des Betriebsverhaltens des Zugmittels eines Riemen- oder Kettentriebs eine Dämp- fung in Spannrichtung des Zugmittels weitestgehend zu minimieren und entgegen der Spannrichtung zu erhöhen ist.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 geht die Erfindung aus von einer Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Riemen- oder Kettentriebes, mit ei- nem ein Andrückelement tragenden Spannarm, der gegen das Zugmittel federbelastet auf einem feststehenden tragenden Bauteil drehbar gelagert ist, wobei zwischen dem tragenden Bauteil und einem zu diesem radial beabstandeten spannarmfesten Teil ein ringförmiger Freiraum gebildet ist, in welchem zumin- dest ein federbelasteter Reibkörper angeordnet ist, der sich sowohl am tragenden Bauteil als auch am spannarmfesten Teil derart abstützt, dass je nach Drehrichtung des Spannarms eine unterschiedliche Dämpfungswirkung erzielbar ist.

Zudem ist zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgesehen, dass der zumindest eine Reibkörper in Umfangsrichtung weitgehend keilförmig ausgebildet ist, und auf einer in Umfangsrichtung in den Freiraum hinein gerichteten sowie den freien Querschnitt des Freiraums vermindernden Rampe geführt ist.

Durch die weitgehend keilförmige Ausbildung des wenigstens einen Reibkörpers ist eine wirkungsvollere Dämpfung der Spannvorrichtung erzielbar, indem sowohl radial innen als auch radial außen zwischen dem wenigstens einen Reibkörper und dem jeweils benachbarten Teil Reibpaarungen gebildet sind. Ferner ist in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Spannarmes eine selbsttätige Minderung bzw. Aufhebung oder eine Verstärkung der Dämpfung zu verzeichnen.

Die Spannvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 ist entspre- chend den Merkmalen der Unteransprüche weiter ausbildbar. Danach kann gemäß einer ersten Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Rampe am tragenden Bauteil oder am spannarmfesten Teil angeordnet ist.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Rampe und das tragende Bauteil oder das spannarmfeste Teil einstückig ausgebildet. Jedoch kann es auch angezeigt sein, dass die Rampe durch ein separat gefertigtes und mit dem tragenden Bauteil oder spannarmfesten Teil drehfest verbindbares Teil, vorzugsweise Ringteil, gebildet ist.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist die Rampe entgegen der Drehrichtung des Spannarmes zum Spannen des Zugmittels gerichtet ausgebildet, wodurch in Spannrichtung des Spannarms eine maßgebliche Minderung der Dämpfung und in entgegengesetzter Richtung eine hohe Dämpfung erzielbar ist.

Gemäß einer anderen Variante kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Reibkörper in Richtung des verminderten Querschnitts des Freiraums durch eine Feder belastet beziehungsweise vorgespannt ausgebildet ist.

Zweckmäßigerweise sind eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung über die Mantelfläche des tragenden Bauteils oder des spannarmfesten Teils verteilte Ram- pen derart angeordnet bzw. ausgebildet, dass eine den auf einer Rampe geführten Reibkörper federbelastende Druckfeder sich einenends am Reibkörper und anderenends an einer radialen Stirnfläche der benachbarten Rampe abstützt. Des Weiteren kann die Führungsfläche der Rampe für den Reibkörper im Querschnitt konvex, eben oder konkav ausgebildet sein.

Ferner wird zudem vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Reibkörper vorzugsweise aus Kunststoff gebildet ist, wobei sich als Kunststoff ein thermoplastischer Kunststoff auf der Basis eines hochwärmebeständigen Polyamides (PA), wie PA46, besonders bewährt hat.

Der Kunststoff kann dabei einen Reibungsminderer als Zuschlagstoff, wie PoIy- tetrafluorethylen (PTFE) aufweisen, wodurch eine ruckfreie Relativbewegung zwischen den jeweiligen Reibkörpern und den benachbarten Reibungspartnern gewährleistet wird.

Durch die Wahl der Anzahl der Reibkörper, die Anordnung derselben über dem Umfang, die Materialwahl der Reibpaarungen, die Größe der gebildeten Reib- paarungsflächen, die Ausbildung der Führungsfläche der jeweiligen Rampe, den Keilwinkel und / oder die Wahl der Federrate der Druckfeder ist die Dämp- fung im Sinne der Erfindung in weiten Grenzen einstellbar. Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch eine erfindungsgemäß ausgebildete Spannvorrichtung in einer Seitenansicht.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Die beispielhaft dargestellte Spannvorrichtung, die sich in ihrem Grundaufbau an den Aufbau der Spannvorrichtung gemäß der DE 40 29 940 A1 anlehnt, besteht demnach aus einem einenends auf einem feststehenden und beispielsweise als Schwenkachse ausgebildeten tragenden Bauteil 1 drehbar gelagerten Spannarm 2, der seinerseits anderenends eine vorliegend lediglich angedeutete drehgelagerte Spannrolle 3 trägt. Anstelle der Spannrolle 3 kann aber auch ein Gleitschuh montiert sein.

Ferner ist der Spannarm 2 hier mittels einer an sich bekannten und daher nicht näher dargestellten Schraubendrehfeder, die sich zum einen am tragenden Bauteil 1 und zum anderen am Spannarm 2 abstützt, derart federkraftbelastet, dass die Spannrolle 3 gegen ein nicht näher gezeigtes an sich bekanntes Zugmittel eines Riemen- oder Kettentriebs drückt, und somit eine Mindestvorspan- nung desselben gewährleistet bzw. den Schlupf zwischen dem Zugmittel und dessen An- und Abtriebsrollen reduziert ist.

Des Weiteren weist der Spannarm 2 ein zum tragenden Bauteil 1 radial beab- standetes spannarmfestes Teil 4 auf, welches vorliegend zylindrisch ausgebildet ist und sozusagen aus der Blattebene herausragt sowie das tragende Bauteil 1 konzentrisch umgibt.

Zwischen dem tragenden Bauteil 1 und dem spannarmfesten Teil 4 ist somit ein ringförmiger Freiraum 5 gebildet, in welchem zumindest ein, vorliegend drei federbelastete Reibkörper 6 angeordnet sind, die sich ihrerseits sowohl am tragenden Bauteil 1 als auch am spannarmfesten Teil 4 abstützen.

Erfindungsgemäß sind diese Reibkörper 6 in Umfangsrichtung weitgehend keil- förmig ausgebildet und jeweils auf in Umfangsrichtung in den Freiraum 5 hineinreichenden sowie den freien Querschnitt des Freiraums 5 vermindernden Rampen 7 geführt.

Wie bereits erläutert wurde, ist durch die genannte keilförmige Ausbildung der Reibkörper 6 eine wirkungsvollere Dämpfung der Spannvorrichtung erzielbar, indem sowohl radial innen als auch radial außen zwischen den Reibkörpern 6 und dem jeweils benachbarten Teil, vorliegend somit der Führungsfläche 8 der Rampe 7 und der inneren Mantelfläche 9 des spannarmfesten Teils 4, Reibpaarungen gebildet sind.

In mechanischer Umkehr des genannten Aufbaus können jedoch auch die Rampen 7 am spannarmfesten Teil 4 angeordnet sein, wodurch Reibpaarungen zwischen den Reibkörpern 6 und den Führungsflächen 8 der Rampen 7 sowie zwischen den Reibkörpern 6 und der äußeren Mantelfläche 10 eines rotationssymmetrisch ausgebildeten tragenden Bauteils 1 erzeugbar sind (nicht näher dargestellt). Der erzielbare und gewünschte Effekt ist auch durch diese Aufbauvariante erreichbar.

Als zweckmäßig hat sich erwiesen, die Rampe 7 beziehungsweise die Mehr- zahl von Rampen 7 einstückig mit dem tragenden Bauteil 1 bzw. mit dem spannarmfesten Teil 4 und beispielsweise aus Metall auszubilden. Möglich ist es jedoch auch und wird durch die Erfindung mit erfasst, dass die wenigstens eine Rampe 7 durch ein separat gefertigtes und mit dem tragenden Bauteil 1 oder spannarmfesten Teil 4 drehfest verbindbares Teil gebildet ist.

So kann die wenigstens eine Rampe 7 durch ein Ringteil gebildet sein, welches durch Stoffschluss, wie z. B. durch eine Klebung oder andere geeignete und an sich bekannte Befestigungsmaßnahmen, mit dem tragenden Bauteil 1 bzw. dem spannarmfesten Teil 4 drehfest verbunden ist (nicht näher gezeigt).

Es ist insoweit die Möglichkeit gegeben, die wenigstens eine Rampe 7 aus vom tragenden Bauteil 1 oder spannarmfesten Teil 4 abweichenden Materialien, beispielsweise aus Kunststoff, Keramik, Nichteisenmetall oder einem Verbundwerkstoff zu fertigen.

Wie der einzigen Figur weiter zu entnehmen ist, sind die Rampen 7 entgegen der mittels eines Pfeils dargestellten Drehrichtung des Spannarmes 2 zum Spannen des Zugmittels ausgerichtet. Durch diese bauliche Maßnahme wird die gewünschte gerichtete Dämpfung des Spannarmes 2 derart bewirkt, dass während des Drehens des Spannarmes 2 in Pfeilrichtung gegen ein Zugmittel, mittels der von der vorbeschriebenen jedoch nicht näher gezeigten Schrauben- drehfeder aufgebrachten Federkraft, selbsttätig eine Minderung bzw. Aufhebung der Dämpfung, und während des Drehens des Spannarmes 2 in entgegengesetzter Richtung infolge einer durch das Zugmittel aufgebrachten Gegenkraft, selbsttätig eine Verstärkung der Dämpfung zu verzeichnen ist.

Was die Reibkörper 6 weiter anbelangt, so sind diese in Richtung des verminderten Querschnitts des ringförmigen, jedoch nicht unbedingt kreisförmigen Freiraumes 5 zwischen dem tragenden Bauteil 1 und dem spannarmfesten Teil 4 jeweils mittels einer Druckfeder 11 vorgespannt, wobei sich die Druckfedern 11 vorliegend besonders zweckmäßig einenends am Reibkörper 6 und andere- nends an der benachbarten Rampe 7 bzw. deren Stirnfläche abstützen.

Weiterhin ist der einzigen Figur zu entnehmen, dass die Führungsflächen 8 der Rampen 7 im Querschnitt konvex, also nach außen gewölbt ausgebildet ist, auf welchen sich die jeweiligen Reibkörper 6 mit ihrer korrespondierenden und demgemäß konkav ausgebildeten Führungsfläche 12 abstützen.

Die Erfindung umfasst jedoch auch Führungsflächen 8 der Rampen 7, die im Querschnitt eben oder konkav ausgebildet sind, auf denen sich der jeweils zu- geordnete Reibkörper 6 mittels seiner entsprechend angepassten ebenen bzw. konvexen Führungsfläche 12 abstützt (nicht näher gezeigt).

Vorzugsweise bestehen die Reibkörper 6 aus Kunststoff, jedoch können auch jedwede anderen geeigneten Werkstoffe zur Realisierung einer bestimmten Reibpaarung mit bestimmten erzielbaren Dämpfungseffekten zur Anwendung kommen, wie beispielsweise die eingangs bereits erwähnten Keramiken, Eisenmetalle, Nichteisenmetalle oder Verbundwerkstoffe.

Besonders gute Ergebnisse sind jedoch mit dem genannten Kunststoff, vorzugsweise mit einem thermoplastischen Kunststoff auf der Basis eines hochwärmebeständigen Polyamides (PA), wie PA46, erzielbar, wobei diesem ferner ein Reibungsminderer als Zuschlagstoff, vorliegend Polytetrafluorethylen (PTFE) beigefügt wurde. Mittels eines derartigen Reibungsminderers ist beson- ders vorteilhaft eine ruckfreie Relativbewegung zwischen dem jeweiligen Reibkörper 6 und dem benachbarten Reibungspartner, nämlich der jeweiligen Rampe 7 und dem spannarmfesten Teil 4 bzw. dem tragenden Bauteil 1 , gewährleistet.

Für den Fachmann ist in Kenntnis der Erfindung unter Zugrundelegung der vorstehenden Ausführungen nachvollziehbar, dass durch die Wahl der Anzahl der Reibkörper 6, die Anordnung derselben über dem Umfang, die Materialwahl der realisierten Reibpaarungen, die Größe der gebildeten Reibpaarungsflä- chen, die Ausbildung der Führungsflächen 8 der Rampen 7 und demgemäß auch der korrespondierenden Führungsflächen 12 der Reibkörper 6, nämlich im Querschnitt konvex, eben oder konkav, den Winkel der Rampe 7 und / oder durch die Wahl der Federrate der zugeordneten Druckfedern 11 die Dämpfung des Spannarmes 2 entgegen der mittels des Pfeils dargestellten Drehrichtung des Spannarmes 2 zum Spannen des Zugmittels in weiten Grenzen einstellbar ist, und demgemäß sensibel an die jeweils aktuellen Bedingungen angepasst werden kann, welches im Endeffekt zu einem verbesserten Zugmittelverhalten des Riemen- oder Kettentriebs führt. Da vorzugsweise eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten Reibkörpern 6 zur Anwendung kommen, die obendrein unabhängig voneinander arbeiten bzw. wirken, können Form- und/oder Toleranzabweichungen über den Umfang ohne Dämpfungsverlust sehr gut ausgeglichen werden.

Bezugszeichen

I tragendes Bauteil 2 Spannarm

3 Spannrolle, Andrückelement

4 spannarmfestes Teil

5 Freiraum

6 Reibkörper 7 Rampe

8 Führungsfläche (Rampe 7)

9 Mantelfläche (spannarmfestes Teil 4)

10 Mantelfläche (tragendes Bauteil 1 )

I 1 Druckfeder 12 Führungsfläche (Reibkörper 6)

Claims

Patentansprüche

1. Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Riemen- oder Kettentriebes, mit einem ein Andrückelement (3) aufweisenden Spannarm (2), der gegen das Zugmittel federbelastet auf einem feststehenden tragenden Bauteil (1 ) drehgelagert ist, wobei zwischen dem tragenden Bauteil (1) und einem zu diesem radial beabstandeten spannarmfesten Teil (4) ein ringförmiger Freiraum (5) gebildet ist, in welchem zumindest ein federbe- lasteter Reibkörper (6) angeordnet ist, der sich sowohl am tragenden

Bauteil (1) als auch am spannarmfesten Teil (4) derart abstützt, dass je nach Drehrichtung des Spannarms (2) eine unterschiedliche Dämpfungswirkung erzielbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Reibkörper (6) in Umfangsrichtung weitgehend keilförmig aus- gebildet ist, und auf einer in Umfangsrichtung in den Freiraum (5) hineingerichteten sowie den freien Querschnitt des Freiraumes (5) vermindernden zugeordneten Rampe (7) geführt ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rampe (7) am tragenden Bauteil (1) oder am spannarmfesten Teil (4) angeordnet ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rampe (7) und das tragendes Bauteil (1) oder spann- armfestes Teil (4) einstückig ausgebildet sind.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rampe (7) durch ein separat gefertigtes und mit dem tragenden Bauteil (1) oder spannarmfesten Teil (4) drehfest verbindbares Teil, vorzugsweise Ringteil, gebildet ist.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rampe (7) entgegen der Drehrichtung des Spannarmes (2) zum Spannen des Zugmittels ausgerichtet ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Reibkörper (6) in Richtung des verminderten Querschnitts des Freiraumes (5) federbelastet beziehungs- weise vorgespannt ist.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung über die Mantelfläche (9, 10) des tragenden Bauteils (1) oder spannarmfesten Teils (4) verteilte Rampen (7) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass eine den auf der Rampe (7) geführten Reibkörper (6) federbelastende Druckfeder (11) sich ei- nenends am Reibkörper (6) und anderenends an der benachbarten Rampe (7) abstützt.

8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (8) der jeweiligen Rampe (7) für den jeweiligen Reibkörper (6) im Querschnitt konvex, eben oder konkav ausgebildet ist.

9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Reibkörper (6) vorzugsweise aus Kunststoff gebildet ist.

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff ein thermoplastischer Kunststoff auf der Basis eines hochwärmebeständigen Polyamides (PA), wie PA46, gewählt ist.

11. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff einen Reibungsminderer als Zuschlagstoff, wie Polytetra- fluoräthylen (PTFE), aufweist.

12. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfung der Spannvorrichtung durch die Wahl der Anzahl der Reibkörper (6), die Anordnung derselben über dem Umfang, den Klemmm- bzw. Keilwinkel der Rampen (7), die Materialwahl der Reibpaarungen, die Größe der gebildeten Reibpaarungsfläche, die Ausbildung der Führungsflächen (8) der Rampen (7) und/oder die Wahl der Federrate der Druckfedern (11) in weiten Grenzen einstellbar ist.