DE10044125A1 - Mechanische Riemenspanneinheit mit hydraulischer Unterstützung - Google Patents

Mechanische Riemenspanneinheit mit hydraulischer Unterstützung

Info

Publication number
DE10044125A1
DE10044125A1 DE2000144125 DE10044125A DE10044125A1 DE 10044125 A1 DE10044125 A1 DE 10044125A1 DE 2000144125 DE2000144125 DE 2000144125 DE 10044125 A DE10044125 A DE 10044125A DE 10044125 A1 DE10044125 A1 DE 10044125A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tensioning
roller carrier
tensioning roller
hydraulic
damping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2000144125
Other languages
English (en)
Inventor
Werner Petri
Michael Bogner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INA Waelzlager Schaeffler OHG filed Critical INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority to DE2000144125 priority Critical patent/DE10044125A1/de
Publication of DE10044125A1 publication Critical patent/DE10044125A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H7/10Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley
    • F16H7/12Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley
    • F16H7/1209Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley with vibration damping means
    • F16H7/1218Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley with vibration damping means of the dry friction type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H7/10Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley
    • F16H7/12Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley
    • F16H7/1209Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley with vibration damping means
    • F16H7/1236Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley with vibration damping means of the fluid and restriction type, e.g. dashpot
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0802Actuators for final output members
    • F16H2007/0806Compression coil springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0802Actuators for final output members
    • F16H2007/081Torsion springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H7/0848Means for varying tension of belts, ropes, or chains with means for impeding reverse motion
    • F16H2007/0859Check valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H7/0829Means for varying tension of belts, ropes, or chains with vibration damping means
    • F16H7/0831Means for varying tension of belts, ropes, or chains with vibration damping means of the dry friction type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H7/0829Means for varying tension of belts, ropes, or chains with vibration damping means
    • F16H7/0836Means for varying tension of belts, ropes, or chains with vibration damping means of the fluid and restriction type, e.g. dashpot

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannsystem (1) für einen Zugmitteltrieb, bei dem eine hydraulische Spannvorrichtung (2) mit einer mechanischen Spannvorrichtung (3) kombiniert ist zur Erzielung einer Vorspannkraft, mit der eine Spannrolle (10) an einem Zugmittel (11) abgestützt ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, insbesondere für einen Riemen eines Zugmitteltriebs, vorzugsweise eingesetzt zum Antrieb von Aggregaten einer Brennkraftmaschine. Die Spannvorrichtung umfasst ein Basisteil sowie einen schwenkbar angeordneten Spannrollenträger, welcher in einer Einbaulage über eine Spannrolle kraftschlüssig an dem Zugmittel abge- Stützt ist.
Hintergrund der Erfindung
Aus dem US-Patent 44 72 162 ist eine Spannvorrichtung bekannt, bei der zwi­ schen einem als Gehäuse gestalteten Basisteil und einem Spannrollenträger eine Torsionsfeder eingesetzt ist. Die teilweise ineinandergreifenden und durch die Kraft der Torsionsfeder axial aneinandergedrückten Bauteile, das Gehäuse und der Spannrollenträger, sind mittels einer beide Bauteile zentrisch durch­ setzenden, in einer Hülse geführten Schraube an einer Brennkraftmaschine befestigt. Zur Schwingungsdämpfung des Spannrollenträgers zeigt die be­ kannte Vorrichtung eine aus einem Thermoplast oder einem Elastomer herge­ stellte Reibbuchse, die einerseits am Spannrollenträger und andererseits mit dem Gehäuse verbunden ist.
Die DE 196 09 420 A1 zeigt eine Spannvorrichtung mit einem mechanisch­ hydraulischen Betätigungselement versehen mit einem Gehäuse, in dem zen­ trisch ein Zylinder ausgebildet ist, in dem ein Kolben geführt ist. In axialer Ver­ längerung des Kolbens ist endseitig ein Befestigungsauge vorgesehen, mit dem das Hydraulikelement schwenkbar an dem Spannrollenträger zu befesti­ gen ist. Ein weiteres Befestigungsauge ist am Gehäuse angeordnet, mit dem die Spannvorrichtung beispielsweise ortsfest, aber schwenkbar an der Brenn­ kraftmaschine zu befestigen ist. Diese bekannte Spannvorrichtung ist mit ei­ nem federkraftbeaufschlagten, in dem Zylinder längsverschiebbar geführten und einen Druckraum im Zylinder begrenzenden Kolben versehen. Eine Kol­ benbewegung bewirkt einen Volumenaustausch des Hydraulikfluids zwischen dem Druckraum und dem Gehäuse.
Die rein mechanische Spannvorrichtung in Verbindung mit der Dämpfungsein­ richtung ermöglicht eine Grunddämpfung unabhängig von der Geschwindigkeit der Stellbewegungen des Spannrollenträgers und ermöglicht dabei vorrangig eine Dämpfung niederfrequenter Schwingungen des Spannrollenträgers. Die weitere Spannvorrichtung, versehen mit einem mechanischhydraulischen Be­ tätigungselement, bei der die Vorspannkraft auf den Spannrollenträger mittels einer im Hydraulikelement integrierten Druckfeder, in Verbindung mit einem wirksamen Hebelarm erfolgt, ermöglicht eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfung. Dabei steigt die Dämpfungskraft bei höheren Frequenzen und/oder großen Schwingungsamplituden an. Beide Spannvorrichtungen haben sich bewährt und verfügen über eine hohe Funktionssicherheit. Bedingt durch die unterschiedliche Wirkungsweise ist jede Anwendung dieser bekannten Spann­ vorrichtungen ein Kompromiss hinsichtlich der Dämpfungscharakteristik. Wei­ terhin ist jede dieser Spannvorrichtungen begrenzt hinsichtlich der Vorspann­ kraft. Für zum Antrieb großdimensionierter Generatoren oder Statergenerator- Konzepte vorgesehene Zugmitteltriebe werden hohe Vorspannkräfte benötigt. Eine rein mechanische Spannvorrichtung hat den Nachteil, dass der Feder­ drahtdurchmesser der Torsionsfeder zur Erzeugung einer ausreichenden Vor­ spannkraft sehr groß dimensioniert werden muss, wodurch aufgrund der größe­ ren Steifigkeit die Montage erschwert und weiterhin ein nachteilig großer Bau­ raum erforderlich ist. Eine ausschließlich hydraulische Spannvorrichtung be­ sitzt dagegen nachteilig eine ausschließlich geschwindigkeitsproportionale Dämpfungscharakteristik.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Spannvorrichtung mit einer erhöhten Vorspannkraft zu realisieren, die gleichzeitig eine ausreichende Dämpfungseigenschaft besitzt, die kostengünstig darstellbar und einfach zu montieren ist.
Diese Problemstellung wird erfindungsgemäß durch ein Spannsystem gelöst, das sowohl eine mechanische als auch eine hydraulische Komponente um­ fasst. Gemäß der Erfindung ist das Spannsystem mit zwei voneinander ge­ trennten Vorrichtungen, einer mechanischen Spannvorrichtung sowie einer hydraulischen Spannvorrichtung kombiniert, die eine Einheit bilden, um ge­ meinsam eine erhöhte Vorspannkraft zu realisieren. Der kombinierte Aufbau ermöglicht eine Addition der von den Spanneinrichtungen erzeugten Momente, d. h. einerseits dem von der Torsionsfeder der mechanischen Spannvorrich­ tung erzeugten, in den Spannrollenträger eingeleiteten Moment und anderer­ seits dem von der Druckfeder der hydraulischen Spannvorrichtung in Verbin­ dung mit dem wirksamen Hebelarm, d. h. dem Anlenkpunkt dieser Spannvor­ richtung am Spannrollenträger erzeugten Moment.
Zur Dämpfung von Stellbewegungen der Spannrolle bzw. des Spannarms, ver­ ursacht durch die Drehungleichförmigkeit der Brennkraftmaschine, die zu Schwingungen des Zugmittels und damit der Spannrolle führen, besitzt jede Spannvorrichtung des erfindungsgemäßen Spannsystems eine Dämpfungsein­ richtung. Eine Grunddämpfung zwischen dem Spannrollenträger und dem Ba­ sisteil der mechanischen Spannungsvorrichtung erfolgt mittels eines einge­ setzten Reibelementes. Die hydraulische Spannvorrichtung bewirkt eine Dämpfung, indem eine gegen die Federkraft wirkende Kraft des Zugmittels das Hydraulikfluid aus dem Druckraum über einen Leckspalt verdrängt.
In vorteilhafter Weise dämpft das in der mechanischen Spannvorrichtung ein­ gesetzte Reibelement unabhängig von der Geschwindigkeit der Stellbewegung niederfrequente Schwingungen des Spannrollenträgers und sorgt damit für eine wirkungsvolle Grunddämpfung. Dagegen ermöglicht die hydraulische Spannvorrichtung eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfung der Stellbewe­ gungen des Spannrollenträgers, wobei sich bei höheren Frequenzen und/oder großen Schwingungsamplituden die Dämpfungskraft vergrößert.
Die Erfindung erfüllt gleichzeitig die Anforderungen hinsichtlich einer erhöhten Vorspannkraft des Zugmitteltriebes, beispielsweise zum Antrieb eines großdi­ mensionierten Generators.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der ab­ hängigen Ansprüche 2 bis 9.
Das erfindungsgemäße Spannsystem eignet sich vorzugsweise für ein riemen­ getriebenes Startergeneratorkonzept von Brennkraftmaschinen. Der Starterge­ nerator übernimmt dabei sowohl die Funktion des Generators als auch die des Starters einer Brennkraftmaschine. Die von dem Spannsystem erzeugte hohe Vorspannkraft ist dabei für einen Startergeneratorantrieb ausreichend, bei dem sich zwischen dem Startbetrieb und dem Normalbetrieb ein Richtungswechsel des Drehmomentes einstellt. Während des Startbetriebs wird von dem Starter­ generator ein Drehmoment in das Zugmittel eingeleitet, während bei dem Nor­ malbetrieb das Drehmoment von der Kurbelwellen-Riemenscheibe der Brenn­ kraftmaschine in das Zugmittel eingeleitet wird. Damit verbunden ist ein Wech­ sel des Zugtrums und des Leertrums. Die kombinierte mechanische und hy­ draulische Spannvorrichtung des erfindungsgemäßen Spannsystems erzeugt vorteilhaft eine Vorspannkraft des Zugmittels, die unabhängig von dem Start- oder Normalbetrieb einen schlupffreien Antrieb aller Aggregate einschließlich des Startergenerators ermöglicht.
Der bevorzugte Aufbau des erfindungsgemäßen Spannsystems umfasst ein Basisteil sowie einen Spannrollenträger, die teilweise konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei die Spannrolle an einem stirnseitig des Spannrollen­ trägers angeordneten Schwenkarm befestigt ist. Die mechanische Spannvor­ richtung verfügt weiterhin über eine als Schraubenfeder gestaltete Torsionsfe­ der, die eine zylindrische Nabe des Spannrollenträgers umschließt und deren Federenden am Basisteil bzw. am Spannrollenträger befestigt sind. Dabei ist die Feder so gewickelt, dass der Schwenkarm und die dazugehörige Spannrolle des Spannrollenträgers im eingebauten Zustand kraftschlüssig an dem Zugmittel abgestützt sind.
Die weitere hydraulische Spannvorrichtung des erfindungsgemäßen Spannsy­ stems umfasst ein mechanisch-hydraulisches Betätigungselement, das mit ei­ nem Ende ortsfest, beispielsweise am Gehäuse der Brennkraftmaschine befe­ stigt ist und mit dem weiteren Ende an dem Schwenkarm des Spannrollenträ­ gers angreift. Der Aufbau der hydraulischen Spannvorrichtung schließt einen federkraftbeaufschlagten, in einem Zylinder geführten Kolben ein, der einen Druckraum begrenzt. Dabei ist der Druckraum durch ein Einwegventil von ei­ nem den Zylinder umgebenden, teilweise mit einem Hydraulikfluid gefüllten Innenraum getrennt, der sich in einem den Zylinder umschließenden Gehäuse bildet. Ein Volumenaustausch des Hydraulikfluids zwischen dem Druckraum und dem Innenraum, bedingt durch eine Kolbenbewegung, erfolgt abhängig von der Bewegungsrichtung des Kolbens über das Einwegventil oder über ei­ nen Leckspalt, der sich zwischen dem Kolben und der Zylinderwand einstellt. Das von der hydraulischen Spannvorrichtung erzeugte Moment wird bestimmt durch die Kraft der auf den Kolben wirkenden Feder in Verbindung mit dem Hebelarm, mit dem die hydraulische Spannvorrichtung an dem Spannrollenträ­ ger angreift.
Sowohl die mechanische Spannvorrichtung als auch die hydraulische Spann­ vorrichtung des erfindungsgemäßen kombinierten Spannsystems bewirken eine Dämpfung der Stellbewegungen der Spannrolle. Eine vom Zugmittel auf die Spannrolle und damit auf die hydraulische Spannvorrichtung ausgelöste Kraft führt zu einer Verdrängung des Hydraulikfluids aus dem Druckraum über den Leckspalt zwischen dem Kolben und der Zylinderwandung, wobei sich durch die Scherkräfte der Druckmittelverdrängung eine Dämpfung der Spannrollen-Stellbewegung einstellt. Die weitere mechanische Spannvorrich­ tung verfügt über ein ausschließlich von einer Axialkraft beaufschlagtes Rei­ belement, vorzugsweise ausgebildet als eine kreisringförmige Reibscheibe, die zwischen dem Basisteil und dem Spannrollenträger angeordnet ist.
Vorteilhaft ist das Reibelement zwischen einem Boden des Basisteils und ei­ nem drehfest mit dem Spannrollenträger verbundenen Ringflansch angeordnet. Der Aufbau sieht vor, dass der drehfest mit dem Basisteil verbundene Ring­ flansch sich über das Reibelement an dem Spannrollenträger abstützt. Alterna­ tiv dazu eignet sich eine mechanische Spannvorrichtung, deren drehfest mit dem Spannrollenträger verbundener Ringflansch sich über das Reibelement an dem Basisteil abstützt. Die Anordnung des Reibelementes in der mechani­ schen Spannvorrichtung stellt eine Grunddämpfung sicher, mit der insbesonde­ re niederfrequente Schwingungen des Spannrollenträgers wirksam gedämpft werden. Die unterschiedlichen Dämpfungscharakteristika der mechanischen und der hydraulischen Spannvorrichtung ergänzen sich und bewirken eine in allen Betriebssituationen wirksame Dämpfung des erfindungsgemäßen Spann­ systems.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1 in einer Ansicht das erfindungsgemäße Spannsystem;
Fig. 2 die Schnittdarstellung des in Fig. 1 abgebildeten Spann­ systems entlang der Linie II-II, die den Aufbau der mecha­ nischen Spannvorrichtung verdeutlicht;
Fig. 3 in einem vergrößerten Maßstab in einem Längsschnitt die hydraulische Spannvorrichtung des erfindungsgemäßen Spannsystems;
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines Zugmitteltriebs, in dem das erfindungsgemäße Spannsystem integriert ist;
Fig. 5 ein Kennfeld, das die Wirkungsweise der mechanischen Spannvorrichtung verdeutlicht;
Fig. 6 die Abhängigkeit der Dämpfungskraft von der Frequenz, dargestellt in einem Kennfeld für eine hydraulische Spann­ vorrichtung;
Fig. 7 das Kennfeld des erfindungsgemäßen Spannsystems, das sowohl eine mechanische als auch eine hydraulische Spannvorrichtung beinhaltet;
Fig. 8 das Kennfeld einer kombinierten mechanisch-hydraulisch wirkenden Spannvorrichtung gemäß Fig. 7 bezogen auf eine geänderte Frequenz.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Ein in den Fig. 1 und 2 dargestelltes Spannsystem 1 umfasst eine hydrauli­ sche Spannvorrichtung 2 sowie eine mechanische Spannvorrichtung 3. Das Spannsystem 1 umfasst ein Basisteil 4, in dessen Tragrohr 6 eine Verschrau­ bung 5 eingesetzt ist, mit der das Spannsystem 1 beispielsweise an dem Ge­ häuse einer Brennkraftmaschine ortsfest angeordnet sind. Auf einer Manttelflä­ che des Tragrohres 6 ist ein Spannrollenträger 7 über eine Nabe 8 drehbar geführt. Stirnseitig bildet der Spannrollenträger 7 einen Spannarm 9, an dem endseitig eine drehbare Spannrolle 10 angeordnet ist, die im eingebauten Zu­ stand kraftbeaufschlagt an einem Zugmittel 11, insbesondere einem Riemen abgestützt ist.
Die kraftschlüssige Abstützung der Spannrolle 10 an dem Zugmittel 11 wird durch die erfindungsgemäße Kombination der hydraulischen Spannvorrichtung 2 mit der mechanischen Spannvorrichtung 3 erzielt. Der Aufbau der mechani­ schen Spannvorrichtung 3 umfasst eine Torsionsfeder 12, die mit einem Fede­ rende an dem Basisteil 4 und mit dem weiteren Federende an dem Schwenk­ arm 9 lagefixiert ist. Die hydraulische Spannvorrichtung 2, deren Aufbau und Wirkungsweise in Fig. 3 dargestellt ist, besitzt ein erstes Befestigungsauge 13a, mit dem die Spannvorrichtung 2 beispielsweise an der Brennkraftmaschi­ ne befestigt ist. Mit dem weiteren Befestigungsauge 13b ist die Spannvorrich­ tung 2 an dem Schwenkarm 9 des Spannrollenträgers 7 angekoppelt. Die Spannvorrichtungen 2, 3 sind so gestaltet und ausgelegt, dass deren Feder­ kräfte sich addieren, um so eine hohe Vorspannkraft des Zugmittels 11 zu rea­ lisieren. Ein derartiges Spannsystem 1 kann beispielsweise für ein Startergene­ ratorkonzept eingesetzt werden, bei dem sich ein Richtungswechsel des Drehmoments im Zugmittel 11 einstellt, abhängig von der Startfunktion bzw. Betriebsfunktion des Startergenerators.
Jede Spannvorrichtung des erfindungsgemäßen Spannsystems 1 verfügt wei­ terhin über eine Dämpfung, wobei die mechanische Spannvorrichtung 3 ein zwischen dem Basisteil 4 und dem Spannrollenträger 7 eingesetztes Reibele­ ment 14 umfasst. Als Reibelement 14 dient dazu eine kreisringförmig gestaltete Scheibe, die zwischen einem drehstarr am Tragrohr 6 des Basisteils 4 ange­ ordneten Ringflansch 15 und einer Stirnseite des Spannrollenträgers 7 einge­ setzt ist. Das Reibelement 14 wird dabei ausschließlich von einer Axialkraft der Torsionsfeder 12 beansprucht und bewirkt eine Grunddämpfung, unabhängig von der Stellgeschwindigkeit des Schwenkarms 9. Die Dämpfung der hydrauli­ schen Spannvorrichtung 2 wird in der Beschreibung der Fig. 3 erläutert. Die Vorspannkraft, mit der die Spannrolle 10 am Zugmittel 11 abgestützt ist, ist beeinflussbar durch die Gestaltung der Torsionsfeder 12, beispielsweise durch den Drahtdurchmesser sowie durch die Anlenkung der hydraulischen Spann­ vorrichtung 2 an dem Schwenkarm 9, mit dem der wirksame Hebelarm festge­ legt wird, der das aufzubringende Moment bestimmt.
Die Fig. 3 zeigt die hydraulische Spannvorrichtung 2 in einem Längsschnitt. Das weitestgehend zylindrisch gestaltete besitzt ein topfartiges Gehäuse 16, das endseitig ein Befestigungsauge 13a umfasst. Öffnungsseitig ist zentrisch in das Gehäuse 16 ein Zylinder 17 eingebracht, in dem längsverschiebbar ein Kolben 18 geführt ist. Der Kolben 18 begrenzt den mit einem Hydraulikfluid gefüllten Druckraum 19. Ein Volumenaustausch des Hydraulikfluids zwischen dem Druckraum 19 und einem kreisringförmig gestalteten Innenraum 20, wel­ cher sich zwischen dem Gehäuse 16 und dem Zylinder 17 einstellt, wird durch eine Kolbenbewegung ausgelöst. Der Kolben 18 ist an dem vom Druckraum 19 abgewandten Ende mit dem Befestigungsauge 13b an dem Schwenkarm 9 des Spannrollenträgers 7 verbunden, wie die Fig. 1 zeigt. Vom Zugmittel 11 in das Spannsystem 1 eingeleitete Schwingungen werden auf den Kolben 18 übertra­ gen, verbunden mit einem Volumenaustausch des Hydraulikfluids. Abhängig von der Bewegungsrichtung des Kolbens 18 wird dabei Hydraulikfluid über einen Leckspalt 22, welcher sich zwischen dem Kolben 18 und dem Zylinder 17 einstellt, verdrängt und gelangt in den Innenraum 20, oder das Hydraulikfluid strömt vom Innenraum 20 über das Einwegventil 21 in den Druckraum 19. Die Kolbenbewegung, die den Druckraum 19 verkleinert und das Hydraulikfluid über den Leckspalt 22 verdrängt, bewirkt eine wirksame Schwingungsdämp­ fung, wobei bei höheren Frequenzen und/oder großen Schwingungsamplituden die Dämpfungskraft ansteigt. Die Vorspannkraft der hydraulischen Spannvor­ richtung 2 wird verursacht durch eine im Gehäuse 16 eingesetzte Schrauben­ feder 23, deren weiteres Ende an einer am Kolben 18 lagefixierten Halteschei­ be 24 abgestützt ist.
In Fig. 4 ist in einer Prinzipdarstellung ein Zugmitteltrieb, versehen mit dem erfindungsgemäßen Spannsystem 1 dargestellt. Das mit dem Spannsystem 1 verbundene Dreieck verdeutlicht mit "a" den durch die Verschraubung 5 fest­ gelegten Drehpunkt des Spannsystems 1; mit "b" ist der Punkt definiert, an dem die hydraulische Spannvorrichtung 2 an dem Schwenkarm 9 des Spannsy­ stems 1 angreift. Der Drehpunkt der Spannrolle 10 ist mit "c" gekennzeichnet. Das Zugmittel 11 des in Fig. 4 abgebildeten Zugmitteltriebs 25 einer Brenn­ kraftmaschine verbindet verschiedene Aggregate bzw. Riemenscheiben. Im Einzelnen verbindet das Zugmittel 11 Riemenscheiben, die mit der Kurbelwelle 26, dem Klimakompressor 27, der Lenkhilfspumpe 28 sowie dem Startergene­ rator 29 verbunden sind. Zwischen der Kurbelwelle 26 und dem Startergene­ rator 29 ist zur Erzielung eines vergrößerten Umschlingungswinkel dieser Bauteile die Umlenkrolle 30 angeordnet. Das Spannsystem 1 stützt sich an dem Zugmittel 11 zwischen der Lenkhilfspumpe 28 und dem Startergenerator 29 ab. Aufgrund der erfindungsgemäßen erhöhten Vorspannkraft, mit der das Spannsystem 1 das Zugmittel 11 beaufschlagt, ist das Spannsystem 1 auch für einen Startergeneratorbetrieb geeignet, bei dem sich ein Richtungswechsel des Drehmoments, abhängig vom Start- oder Normalbetrieb einstellt. Aufgrund der doppelten Funktion des Startergenerators wechseln Lasttrum und Leertrum im Zugmittel 11, je nach dem Betriebsmodus des Startergenerators.
Die Fig. 5 und 6 zeigen die unterschiedlichen Dämpfungscharakteristiken zwischen der mechanischen Spannvorrichtung 3 (Fig. 5) und der hydrauli­ schen Spannvorrichtung 2 (Fig. 6). Dem Kennfeld gemäß Fig. 5 ist zu ent­ nehmen, dass sich bereits nach einer geringen Stellbewegung des Spannrollenträgers 7 der mechanischen Spannvorrichtung 3 eine hohe Dämp­ fungskraft einstellt, d. h. eine Grunddämpfung unabhängig von der Stellge­ schwindigkeit des Spannrollenträgers 7. Die mechanische Spannvorrichtung 3 eignet sich daher insbesondere zur Dämpfung von niederfrequenten Schwin­ gungen. Das in Fig. 6 abgebildete Kennfeld verdeutlicht die Abhängigkeit der Dämpfungskraft von der Frequenz der hydraulischen Spannvorrichtung 2. Die Dämpfungskraft steigt danach mit der Frequenzzunahme und/oder den Schwingungsamplituden.
In den Fig. 7 und 8 ist das Kennfeld einer kombinierten mechanisch­ hydraulischen Spannvorrichtung dargestellt. Das für die Frequenz "f," geltende Kennfeld (Fig. 7) zeigt eine Dämpfung mit einem deutlich höheren Kraftan­ stieg über den Weg im Vergleich zu dem Kennfeld der Fig. 8, bestimmt für die Frequenz "f2". Dabei ist die Frequenz "f2" < "f1" ausgelegt.
Bezugszahlenliste
1
Spannsystem
2
hydraulische Spannvorrichtung
3
mechanische Spannvorrichtung
4
Basisteil
5
Verschraubung
6
Tragrohr
7
Spannrollenträger
8
Nabe
9
Schwenkarm
10
Spannrolle
11
Zugmittel
12
Torsionsfeder
13
a Befestigungsauge
13
b Befestigungsauge
14
Reibelement
15
Ringflansch
16
Gehäuse
17
Zylinder
18
Kolben
19
Druckraum
20
Innenraum
21
Einwegventil
22
Leckspalt
23
Schraubenfeder
24
Haltescheibe
25
Zugmitteltrieb
26
Kurbelwelle
27
Klimakompressor
28
Lenkhilfspumpe
29
Startergenerator
30
Umlenkrolle

Claims (9)

1. Spannsystem (1) für einen Zugmitteltrieb (25), umfassend ein ortsfestes Basisteil (4), dem ein schwenkbarer Spannrollenträger (7) zugeordnet ist, wobei ein einstückig mit dem Spannrollenträger (7) verbundener Schwenkarm (9) mittels einer endseitig angeordneten Spannrolle (10) an einem Zugmittel (11) des Zugmitteltriebs (25) anliegt, zur Erzielung einer kraftbeaufschlagten Abstützung der Spannrolle (10) an dem Zugmittel (11) ist das Spannsystem (1) mit einer hydraulischen Spannvorrichtung (2) und einer mechanischen Spannvorrichtung (3) kombiniert, die zur Dämpfung von Stellbewegungen des Spannrollenträgers (7) Dämp­ fungseinrichtungen aufweisen.
2. Spannsystem nach Anspruch 1, vorgesehen für ein Startergenerator­ konzept, bei dem das Drehmoment wahlweise von einer Kurbelwelle ei­ ner Brennkraftmaschine oder einem Startergenerator (29) in das Zug­ mittel eingeleitet wird.
3. Spannsystem nach Anspruch 1, wobei der Spannrollenträger (7) und das Basisteil (4) teilweise konzentrisch zueinander angeordnet sind und die Spannrolle (10) an dem stirnseitig mit dem Spannrollenträger (7) verbundenen Schwenkarm (9) befestigt ist.
4. Spannsystem nach Anspruch 1, dessen mechanische Spannvorrichtung (2) eine als Schraubenfeder gestaltete Torsionsfeder (12) umfasst, die eine zylindrische Nabe (8) des Spannrollenträgers (7) umschließt und deren erstes Federende mit dem Basisteil (4) und deren zweites Fe­ derende mit dem Spannrollenträger (7) drehfest verbunden ist.
5. Spannsystem nach Anspruch 1, wobei die hydraulische Spannvorrich­ tung (2) mit einem Ende ortsfest schwenkbar, beispielsweise an der Brennkraftmaschine befestigt ist und deren weiteres Ende mittelbar oder unmittelbar an dem Schwenkarm (9) des Spannrollenträgers (7) ange­ koppelt ist.
6. Spannsystem nach Anspruch 5, deren hydraulische Spannvorrichtung (2) einen federkraftbeaufschlagten, in einem Zylinder (17) geführten und einen Druckraum (19) begrenzenden Kolben (18) umfasst, wobei der mit einem Hydraulikfluid gefüllte Druckraum (19) durch ein Einwegventil (21) von einem den Zylinder (17) umgebenden, teilweise mit Hydraulikfluid gefüllten Innenraum (20) eines Gehäuses (16) getrennt ist und ein durch die Kolbenbewegung bedingter Volumenaustausch zwischen dem Druckraum (19) und dem Innenraum (20), abhängig von der Bewe­ gungsrichtung des Kolbens (18) über das Einwegventil (21) oder über einen Leckspalt (22) zwischen dem Kolben (18) und dem Zylinder (17) erfolgt.
7. Spannsystem nach Anspruch 1, bei der ein von einer Axialkraft der Tor­ sionsfeder (12) beaufschlagtes, kreisringförmig gestaltetes Reibelement (14) zwischen dem Basisteil (4) und dem Spannrollenträger (7) einge­ setzt ist.
8. Spannsystem nach Anspruch 7, wobei das Reibelement (14) zwischen einem Boden des Basisteils (4) und einem drehfest mit dem Spannrollenträger (7) verbundenen Ringflansch (15) angeordnet ist.
9. Spannsystem nach Anspruch 8, wobei der Ringflansch sich über das Reibelement (14) an dem Spannrollenträger (7) abstützt.
DE2000144125 2000-09-06 2000-09-06 Mechanische Riemenspanneinheit mit hydraulischer Unterstützung Ceased DE10044125A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000144125 DE10044125A1 (de) 2000-09-06 2000-09-06 Mechanische Riemenspanneinheit mit hydraulischer Unterstützung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000144125 DE10044125A1 (de) 2000-09-06 2000-09-06 Mechanische Riemenspanneinheit mit hydraulischer Unterstützung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10044125A1 true DE10044125A1 (de) 2002-03-14

Family

ID=7655323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000144125 Ceased DE10044125A1 (de) 2000-09-06 2000-09-06 Mechanische Riemenspanneinheit mit hydraulischer Unterstützung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10044125A1 (de)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1267096A1 (de) * 2001-06-15 2002-12-18 DAYCO EUROPE S.r.l. Riemenspanner
DE10159073A1 (de) * 2001-12-01 2003-06-12 Ina Schaeffler Kg Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
DE10159072A1 (de) * 2001-12-01 2003-06-18 Ina Schaeffler Kg Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
DE10225268A1 (de) * 2002-06-07 2003-12-18 Ina Schaeffler Kg Spannvorrichtung
WO2004099650A1 (en) * 2003-05-06 2004-11-18 Litens Automotive Linear tensioner
DE10312514A1 (de) * 2003-03-20 2004-12-02 Ina-Schaeffler Kg Zugmitteltrieb
WO2005019694A1 (de) * 2003-08-16 2005-03-03 Ina-Schaeffler Kg Spannvorrichtung
WO2005111462A1 (de) * 2004-05-11 2005-11-24 Schaeffler Kg Spannsystem mit zumindest zwei kraftmitteln
WO2006074743A1 (de) * 2005-01-14 2006-07-20 Schaeffler Kg Positionierung einer umlenkrolle bei zugmitteltrieb mit riemengetriebenem startergenerator
DE102005031294A1 (de) * 2005-07-05 2007-01-25 Schaeffler Kg Zugmitteltrieb eines Verbrennungskolbenmotors
DE102005046068A1 (de) * 2005-09-27 2007-03-29 Schaeffler Kg Spanneinrichtung für ein Zugmittel wie Riemen oder Kette
WO2007126575A1 (en) * 2006-03-29 2007-11-08 The Gates Corporation Tensioner
DE102007031292A1 (de) 2007-07-05 2009-01-08 Schaeffler Kg Hydraulisch-mechanische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
WO2009024416A1 (de) * 2007-08-18 2009-02-26 Schaeffler Kg Spanneinrichtung für ein zugmittel
DE102012019038A1 (de) 2012-09-27 2014-03-27 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Generator zur Erzeugung von elektrischem Strom in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102010045302B4 (de) 2009-09-18 2020-07-02 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Antriebsriemenspanner für eine Motor/Generator-Einheit

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3208184C1 (de) * 1982-03-06 1983-10-06 Daimler Benz Ag Spannvorrichtung fuer einen Huelltrieb,insbesondere Riementrieb
US4472162A (en) * 1982-04-16 1984-09-18 Dyneer Corporation Belt tensioner
DE4202167A1 (de) * 1991-01-31 1992-08-06 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Selbsttaetiger riemenspanner
DE4306360A1 (en) * 1992-03-19 1993-09-23 Schaeffler Waelzlager Kg Drive belt, for IC-engine camshaft tensioner
DE69002258T2 (de) * 1989-03-15 1994-02-24 Pirelli Transmissioni Ind Spa Treibriemenspanner.
DE4427683A1 (de) * 1993-08-04 1995-02-09 Nsk Ltd Automatisches Spannelement
DE29508244U1 (de) * 1995-05-18 1995-08-24 INA Wälzlager Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach Hydraulische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
DE3546901C2 (de) * 1984-04-10 1997-02-27 Dyneer Corp Automatische Riemenspannvorrichtung
DE19609420A1 (de) * 1996-03-11 1997-09-18 Schaeffler Waelzlager Kg Spanneinrichtung für Zugmittel
DE19849886A1 (de) * 1998-10-29 2000-05-11 Bosch Gmbh Robert Riementrieb, insbesondere bei Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Fahrzeugs

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3208184C1 (de) * 1982-03-06 1983-10-06 Daimler Benz Ag Spannvorrichtung fuer einen Huelltrieb,insbesondere Riementrieb
US4472162A (en) * 1982-04-16 1984-09-18 Dyneer Corporation Belt tensioner
DE3546901C2 (de) * 1984-04-10 1997-02-27 Dyneer Corp Automatische Riemenspannvorrichtung
DE69002258T2 (de) * 1989-03-15 1994-02-24 Pirelli Transmissioni Ind Spa Treibriemenspanner.
DE4202167A1 (de) * 1991-01-31 1992-08-06 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Selbsttaetiger riemenspanner
DE4306360A1 (en) * 1992-03-19 1993-09-23 Schaeffler Waelzlager Kg Drive belt, for IC-engine camshaft tensioner
DE4427683A1 (de) * 1993-08-04 1995-02-09 Nsk Ltd Automatisches Spannelement
DE29508244U1 (de) * 1995-05-18 1995-08-24 INA Wälzlager Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach Hydraulische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
DE19609420A1 (de) * 1996-03-11 1997-09-18 Schaeffler Waelzlager Kg Spanneinrichtung für Zugmittel
DE19849886A1 (de) * 1998-10-29 2000-05-11 Bosch Gmbh Robert Riementrieb, insbesondere bei Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Fahrzeugs

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1267096A1 (de) * 2001-06-15 2002-12-18 DAYCO EUROPE S.r.l. Riemenspanner
DE10159073A1 (de) * 2001-12-01 2003-06-12 Ina Schaeffler Kg Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
DE10159072A1 (de) * 2001-12-01 2003-06-18 Ina Schaeffler Kg Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
DE10225268A1 (de) * 2002-06-07 2003-12-18 Ina Schaeffler Kg Spannvorrichtung
DE10312514A1 (de) * 2003-03-20 2004-12-02 Ina-Schaeffler Kg Zugmitteltrieb
WO2004099650A1 (en) * 2003-05-06 2004-11-18 Litens Automotive Linear tensioner
WO2005019694A1 (de) * 2003-08-16 2005-03-03 Ina-Schaeffler Kg Spannvorrichtung
WO2005111462A1 (de) * 2004-05-11 2005-11-24 Schaeffler Kg Spannsystem mit zumindest zwei kraftmitteln
WO2006074743A1 (de) * 2005-01-14 2006-07-20 Schaeffler Kg Positionierung einer umlenkrolle bei zugmitteltrieb mit riemengetriebenem startergenerator
DE102005031294A1 (de) * 2005-07-05 2007-01-25 Schaeffler Kg Zugmitteltrieb eines Verbrennungskolbenmotors
DE102005031294B4 (de) * 2005-07-05 2014-07-10 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Zugmitteltrieb eines Verbrennungskolbenmotors
DE102005046068A1 (de) * 2005-09-27 2007-03-29 Schaeffler Kg Spanneinrichtung für ein Zugmittel wie Riemen oder Kette
WO2007126575A1 (en) * 2006-03-29 2007-11-08 The Gates Corporation Tensioner
DE102007031292A1 (de) 2007-07-05 2009-01-08 Schaeffler Kg Hydraulisch-mechanische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
WO2009024416A1 (de) * 2007-08-18 2009-02-26 Schaeffler Kg Spanneinrichtung für ein zugmittel
DE102010045302B4 (de) 2009-09-18 2020-07-02 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Antriebsriemenspanner für eine Motor/Generator-Einheit
DE102012019038A1 (de) 2012-09-27 2014-03-27 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Generator zur Erzeugung von elektrischem Strom in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10044125A1 (de) Mechanische Riemenspanneinheit mit hydraulischer Unterstützung
DE68901767T2 (de) Riemenspannvorrichtung mit zwei rollen, abgestuetzt auf einer elastischen torsionsbuchse.
DE10146612B4 (de) Spannvorrichtung
EP1188003A1 (de) Spanneinrichtung für zugmittel wie riemen oder ketten
DE10044645A1 (de) Vorrichtung zur bedarfsgerecht geregelten Einstellung der Zugmittelvorspannung
DE102007015676A1 (de) Spannvorrichtung eines Zugmitteltriebs
DE4224759A1 (de) Spannsystem, reibungsgedämpft für Riemen- oder Kettentriebe
DE4426666A1 (de) Einrichtung zur Dämpfung von Federschwingungen
EP1969255A1 (de) Zugmitteltrieb für eine brennkraftmaschine
DE102006014942A1 (de) Spannvorrichtung eines Zugmitteltriebs
DE102005036206A1 (de) Zugmittelantrieb
DE10057818A1 (de) Zugmitteltrieb für einen Startergenerator
EP1398232B1 (de) Anordnung eines Motors an einer Stützwinde
EP1941182B1 (de) Führungseinheit für einen zugmitteltrieb
DE4338446A1 (de) Riemenspanneinrichtung
KR102538859B1 (ko) 텐셔너 아암 및 편향 부재의 개선된 배열체를 갖는 보기류 구동 텐셔너
EP1273826A2 (de) Spannvorrichtung
JPH02102956A (ja) オートテンショナー
WO2008074577A1 (de) Spannvorrichtung für einen zugmitteltrieb
DE102019112738A1 (de) Entkoppler
DE102005002253A1 (de) Riemenspanner
WO2004042253A1 (de) Feder- und dämpfungsvorrichtung
DE102007020738A1 (de) Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
WO2001071216A1 (de) Spannvorrichtung für zugmittel
WO2005061927A1 (de) Spannsystem für einen zugmitteltrieb

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: INA-SCHAEFFLER KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SCHAEFFLER KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE

8131 Rejection
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20110301