DE10061895B4

DE10061895B4 - Clamping device for a traction mechanism drive

Info

Publication number: DE10061895B4
Application number: DE2000161895
Authority: DE
Inventors: Ralf Dipl.-Ing. Walter; Ralf Dipl.-Ing. Berger; Robert Dipl.-Ing. Normann
Original assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH; INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG; ContiTech Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2020-12-13
Also published as: WO2002048577A1; DE10061895A1; AU2002224924A1; EP1342022A1

Abstract

Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, insbesondere einen Riementrieb, mit einer an dem Riemen anliegenden und diesen dadurch spannenden Spannrolle, welche Spannvorrichtung (1) ein auf den Riemen wirkendes Mittel zur Steuerung oder Regelung der Riemenspannung in Abhängigkeit wenigstens eines erfassten, ein Maß für die Riemenspannung darstellenden Parameters aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrolle (2) auf einer Mantelfläche eines Arbeitsexzenters (12) drehbar gelagert ist, der von einer Torsionsfeder beaufschlagt und in Richtung einer die Riemenspannung erhöhenden Stellung bewegt wird, wobei sich die Torsionsfeder einerseits an dem Arbeitsexzenter (12) und andererseits an einer dreh- und/oder verschiebbar gelagerten Grundplatte (5) abstützt und die Riemenspannung entweder durch die Verschiebung oder Verdrehung
a) der Grundplatte (5), oder
b) einer Adapterplatte (14), auf der die Grundplatte (5) angeordnet ist, oder
c) eines einstückig mit dem Arbeitsexzenter (12) verbundenen und die Relativlage des Arbeitsexzenters (12) zur Grundplatte (5) anzeigenden Zeigers (13) steuer- oder regelbar ist.Clamping device for a traction mechanism, in particular a belt drive, with a voltage applied to the belt and this exciting tension roller, which tensioning device (1) acting on the belt means for controlling or regulating the belt tension in response to at least one detected, a measure of the belt tension performing Having parameters, characterized in that the tensioning roller (2) is rotatably mounted on a lateral surface of a working eccentric (12) which is acted upon by a torsion spring and moved in the direction of a belt tension increasing position, wherein the torsion spring on the one hand on the working eccentric (12 ) and on the other hand on a rotatably and / or displaceably mounted base plate (5) and the belt tension either by the displacement or rotation
a) the base plate (5), or
b) an adapter plate (14) on which the base plate (5) is arranged, or
c) an integrally connected to the working eccentric (12) and the relative position of the working eccentric (12) to the base plate (5) indicating pointer (13) is controlled or regulated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, insbesondere einen Riementrieb, mit einer an dem Riemen anliegenden und diesen dadurch spannenden Spannrolle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a tensioning device for a traction mechanism drive, in particular a belt drive, with a voltage applied to the belt and this characterized exciting tension roller according to the preamble of the claim 1.

Gattungsgemäße Spannvorrichtungen für Riementriebe werden bei Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Der Riementrieb wird von der Kurbelwelle des Motors angetrieben und kann eine Nockenwelle und eventuell Nebenaggregate, beispielsweise eine Einspritzpumpe oder eine Wasserpumpe, antreiben. Steigende Riemenlängen sowie Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle begünstigen dynamische Effekte wie Schwingungen des Riemens, die sich nachteilig auf die Nockenwellen übertragen können. Problematisch ist ebenfalls die temperaturbedingte Ausdehnung des Riemenmaterials, die zu einer Veränderung der Riemenspannung bei sehr hohen oder sehr tiefen Temperaturen führt. Ferner neigen Riemen im Laufe der Zeit dazu, sich verschleißbedingt auszudehnen, so dass anfangs eine eigentlich zu hohe Vorspannkraft gewählt wird, die im Laufe der Zeit immer weiter absinkt.Generic clamping devices for belt drives are used in internal combustion engines for motor vehicles used. The belt drive is from the crankshaft of the engine driven and can be a camshaft and possibly ancillaries, for example an injection pump or a water pump. increasing belt lengths as well as rotational irregularities favor the crankshaft dynamic effects such as vibrations of the belt, which are disadvantageous transferred to the camshafts can. Also problematic is the temperature-related expansion of the Belt material that leads to a change in the belt tension at very high or very low temperatures. Furthermore, belts tend in the Over time, due to wear and tear, so that initially a too high biasing force is selected, which continues to decrease over time.

Die dynamischen Effekte treten verstärkt bei hohen Drehzahlen auf, so dass es wünschenswert ist, die Riemenspannung bei hohen Drehzahlen zu erhöhen und bei niedrigen Drehzahlen zu verringern. Betreibt man den Riementrieb mit einer an die hohen Drehzahlen angepassten, konstanten Riemenspannung, so treten bei niedrigen Drehzahlen, beispielsweise im Leerlauf eines Motors, störende Geräusche auf. Bei den bekannten Spannvorrichtungen muss jeweils ein Kompromiss eingegangen werden, um einerseits die dynamischen Effekte und andererseits die Geräuschentwicklung in den Griff zu bekommen. Dieser Zustand ist jedoch unbefriedigend, da geringere Toleranzen eingehalten werden müssen und dementsprechend höhere Fertigungskosten in der Serienfertigung entstehen.The dynamic effects are amplified at high speeds, so it is desirable to adjust the belt tension to increase at high speeds and reduce at low speeds. If you operate the belt drive with a constant belt tension adapted to the high speeds, so occur at low speeds, for example, at idle one Motors, disturbing Noises on. In the known clamping devices must each have a compromise on the one hand the dynamic effects and on the other hand the noise to manage. This condition is unsatisfactory since lower tolerances must be maintained and accordingly higher production costs arising in series production.

In der DE 196 04 182 A1 wird eine Spannvorrichtung für Kraftfahrzeugmotoren beschrieben, bei der Maßnahmen vorgesehen sind, um Stellbewegungen der Spannvorrichtung zu dämpfen. Ein dazu vorgesehenes Dämpfungsglied ist in einer Strebe integriert und umfasst einen Kolben, der in einem Zylinder zwei mit einem rheologischen Fluid gefüllte Räume begrenzt. Zur Bildung eines geschlossenen Kreislaufs sind die Zylinderräume über eine Bypass-Leitung verbunden. Eine Stellbewegung des Kolbens führt zu einem Volumenaustausch zwischen den beiden Zylinderräumen, wobei die Strömung des rheologischen Fluids im Bypass durch Anlegen einer elektrischen Spannung beeinflussbar ist, wodurch die Dämpfung von Stellbewegungen beeinflusst wird.In the DE 196 04 182 A1 a tensioning device for motor vehicle engines is described in which measures are provided to dampen actuating movements of the tensioning device. An attenuator provided for this purpose is integrated in a strut and comprises a piston which delimits two spaces filled with a rheological fluid in one cylinder. To form a closed circuit, the cylinder chambers are connected via a bypass line. An adjusting movement of the piston leads to a volume exchange between the two cylinder chambers, wherein the flow of the rheological fluid in the bypass can be influenced by applying an electrical voltage, whereby the damping of adjusting movements is influenced.

Eine federnd einstellbare Spannvorrichtung wird in der DE 40 33 777 A1 offenbart. Die Spannvorrichtung umfasst einen Einstellexzenter, der um einen Befestigungsbolzen auf einem festen Untergrund schwenkbar gelagert ist, einen Arbeitsexzenter, der auf dem Einstellexzenter über eine mit einem Ende in einer daran befestigten Grundplatte verankerten Feder schwenkbar angeordnet ist, und eine darauf drehbar gelagerte Spannrolle. Die Spannvorrichtung besitzt zwei Markierungen, die beim Zusammenbau oder zu einem späteren Zeitpunkt bei einem Wechsel des Riemens in Deckung gebracht werden, um eine definierte, vorher festgelegte Spannkraft einzustellen.A spring-adjustable clamping device is in the DE 40 33 777 A1 disclosed. The clamping device comprises a setting eccentric, which is pivotally mounted about a fastening bolt on a solid surface, a working eccentric which is pivotally mounted on the adjusting eccentric via a spring anchored at one end in a base plate attached thereto, and a tensioning roller rotatably mounted thereon. The tensioning device has two markings which are brought into coincidence during assembly or at a later time when changing the belt in order to set a defined, predetermined clamping force.

In der WO 00/57083 wird ein Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Zugmitteltriebs und ein entsprechender Zugmitteltrieb beschrieben. Über einen Sensor werden gegebenenfalls vorhandene Vibrationen in dem Trieb erfasst, anhand des Sensorsignals wird eine mit einem Aktuator verbundene Spannrolle mehr oder weniger stark gegen den Riemen gepresst, um die Vibrationen zu dämpfen.In WO 00/57083 describes a method for controlling or regulating a Traction drive and a corresponding traction drive described. About one Sensor will be any existing vibrations in the shoot detected, based on the sensor signal is a tensioning roller connected to an actuator more or less strongly pressed against the belt to the vibrations to dampen.

Aus der JP 01 135 952 ist eine Spannvorrichtung bekannt, bei der eine Spannrolle an einem Hebel schwenkbar gelagert ist. Das freie Ende des Hebels ist mit einer Spindel gekoppelt, die über ein Schneckengetriebe von einem Elektromotor angetrieben wird. Diese Spannvorrichtung kann ihre Funktion nur dann erfüllen, wenn der Antriebsmotor der Spannvorrichtung ordnungsgemäß funktioniert. Falls es hier zu einer Störung kommt, bleibt die Spannrolle an irgendeiner undefinierten Positi on stehen, so dass eine ordnungsgemäße Spannung des Riemens nicht gewährleistet ist.From the JP 01 135 952 a tensioning device is known in which a tensioning roller is pivotally mounted on a lever. The free end of the lever is coupled to a spindle which is driven via a worm gear by an electric motor. This tensioner can only perform its function if the drive motor of the tensioner is functioning properly. If there is a malfunction, the tension roller remains at any undefined Positi on, so that a proper tension of the belt is not guaranteed.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, bei der eine optimale Riemenspannung bei allen Betriebszuständen gewährleistet ist.Of the The invention is based on the problem of providing a tensioning device, ensuring optimal belt tension under all operating conditions is.

Zur Lösung dieses Problems ist eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.to solution This problem is a tensioning device with the features of Claim 1 provided.

Bei einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung kann die Riemenspannung in Abhängigkeit von der Riemenscheibendrehzahl gesteuert werden. Dabei ist jeder Drehzahl oder einem vorbestimmten Drehzahlbereich eine bestimmte Riemenspannung zugeordnet, die von der Spannvorrichtung automatisch eingestellt wird. Auf diese Weise kann das bei höheren Drehzahlen benötigte hohe Riemenvorspannkraftniveau realisiert werden, ebenso kann die Riemenvorspannkraft im Bereich der Leerlaufdrehzahl abgesenkt werden, um bei diesem ebenfalls sehr wichtigen Betriebspunkt Zahnriemengeräusche gar nicht erst entstehen zu lassen. Es entfällt das umfangreiche experimentelle Aufsuchen eines Mittelwertes der Vorspannung, der über den ganzen Drehzahlbereich konstant bleibt.In a tensioning device according to the invention, the belt tension can be controlled as a function of the pulley speed. In this case, each speed or a predetermined speed range is associated with a specific belt tension, which is set automatically by the tensioning device. In this way, the high belt pretensioning level required at higher speeds can be realized, as well as the belt pretensioning force in the range of idle rotation be lowered to even at this very important operating point toothed belt noise does not even arise. There is no need for extensive experimentation with an average of the bias voltage, which remains constant over the entire speed range.

Der Parameter kann ein direktes oder ein indirektes Maß für die Riemenspannung sein. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung kann auch zur Erfassung der Riemenkraft ausgebildet sein. Es ist zweckmäßig, sowohl die Riemendrehzahl als auch die Riemenkraft als Parameter zu berücksichtigen und mit diesen Eingangsgrößen eine Regelung bzw. Steuerung der Riemenspannung durchzuführen.Of the Parameter can be a direct or an indirect measure of the belt tension be. The tensioning device according to the invention can also be designed to detect the belt force. It is appropriate, both to consider the belt speed as well as the belt force as parameters and with these input variables one To carry out regulation or control of the belt tension.

Ein besonders ruhiger Lauf lässt sich erreichen, wenn die durch den Riementrieb erzeugten Geräusche messtechnisch erfasst werden. Zu diesem Zweck kann im Bereich des Zugmitteltriebs ein Mikrofon angeordnet sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Spannvorrichtung des Zugmitteltriebs sowohl das Riemengeräusch als auch die Riemendrehzahl zur Regelung bzw. Steuerung berücksichtigt.One especially quiet running leaves reach when the noise generated by the belt drive metrologically be recorded. For this purpose, in the area of the traction drive a microphone can be arranged. It is particularly advantageous when the tensioning device of the traction drive both the belt noise as also considered the belt speed for regulation or control.

Bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist die Spannrolle auf einer Mantelfläche eines Arbeitsexzenters drehbar gelagert, der von einer Torsionsfeder beaufschlagt und in Richtung einer die Riemenspannung erhöhenden Stellung bewegt wird, wobei sich die Torsionsfeder einerseits an dem Arbeitsexzenter und andererseits an einer dreh- und/oder verschiebbar gelagerten Grundplatte abstützt. Der Arbeitsexzenter ermöglicht eine bestimmte Voreinstellung bei der Vormontage. Er weist einen bestimmten radialen Schwenkbereich auf und erzeugt eine permanente Vorspannkraft, die zu einer Erhöhung der Riemenspannung führt. Kommt es im Laufe der Zeit zu einer Dehnung des Riemens, so wird diese durch eine entsprechende größere Drehung des Arbeitsexzenters kompensiert.at the tensioning device according to the invention is the tension roller on a lateral surface of a working eccentric rotatably mounted, which is acted upon by a torsion spring and in Direction of a belt tension increasing position is moved, wherein the torsion spring on the one hand to the working eccentric and on the other supported on a rotatably and / or displaceably mounted base plate. Of the Work eccentric allows a certain presetting during pre-assembly. He has a specific one radial pivoting range and generates a permanent biasing force, which leads to an increase the belt tension leads. If it comes to an elongation of the belt over time, so will this by a corresponding larger rotation of the working eccentric compensated.

Um die Riemenspannung während des Betriebs der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung zu beeinflussen ist vorgesehen, das auf den Riemen einwirkende Drehmoment der Torsionsfeder durch die Verschiebung bzw. Verdrehung der Grundplatte zu steuern und/oder zu regeln. Die Grundplatte weist dazu einen Befestigungspunkt auf, der zur Befestigung der Spannvorrichtung an einem anderen Bauteil, beispielsweise an einem Motorgehäuse dient. Um diesen Befestigungspunkt ist die Grundplatte in einem gewissen Winkelbereich drehbar. Ebenso kann die Steuerung bzw. Regelung der Riemenspannung über eine lineare oder kurvenförmige Verschiebung der Grundplatte erfolgen, bevorzugt wird jedoch die Befestigung an einem Drehpunkt und die Verdrehung der Grundplatte um diesen Punkt, indem ein Antrieb an einem anderen, vorzugsweise an einem äußeren Punkt der Grundplatte angreift. Alternativ kann auch eine Adapterplatte verschoben bzw. verdreht werden, auf der die Grundplatte befestigt ist. Als weitere Alternative kann der Zeiger verschoben oder verdreht werden, der einstückig mit dem Arbeitsexzenter verbunden ist und die Relativlage des Arbeitsexzenters zur Grundplatte anzeigt.Around the belt tension during the operation of the clamping device according to the invention it is intended to influence the torque acting on the belt the torsion spring by the displacement or rotation of the base plate to control and / or fix. The base plate has an attachment point for this purpose on, for fixing the clamping device to another component, for example, on a motor housing serves. To this attachment point is the base plate in one rotatable certain angle range. Likewise, the control or regulation the belt tension over a linear or curved Displacement of the base plate done, but is preferred Attachment to a fulcrum and the rotation of the base plate to this point, by a drive on another, preferably at an outer point the base plate attacks. Alternatively, an adapter plate be moved or rotated, on which the base plate attached is. As another alternative, the pointer can be moved or rotated be that one piece connected to the working eccentric and the relative position of the working eccentric to the base plate displays.

Es hat sich als besonders günstig herausgestellt, wenn die Grundplatte elektrisch antreibbar ist, beispielsweise in dem ein Elektromotor als Antrieb verwendet wird. Denkbar ist ebenfalls, die Steuerung bzw. Regelung der Riemenspannung rein mechanisch auszuführen. Infrage kommen aber auch hydraulische Lösungen, bei spielsweise kann ein Hydraulikzylinder verwendet werden. Alternativ ist auch eine pneumatische Lösung denkbar, die mittels einer Unterdruckdose verwirklicht wird. Daneben sind selbstverständlich auch sämtliche sinnvollen Kombinationen dieser Antriebskomponenten möglich. Anstelle der Grundplatte kann auch die Adapterplatte zur Steuerung bzw. Regelung der Riemenspannung bewegt werden.It has proved to be particularly favorable exposed when the base plate is electrically driven, for example in which an electric motor is used as a drive. It is conceivable also, the control or regulation of the belt tension purely mechanical perform. In question, but also hydraulic solutions, for example, can a hydraulic cylinder can be used. Alternatively is also one pneumatic solution conceivable, which is realized by means of a vacuum box. Besides are natural also all meaningful combinations of these drive components possible. Instead of The base plate can also be the adapter plate for control or regulation the belt tension to be moved.

Der Antrieb der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung kann beispielsweise ein elektromotorischer Spindelantrieb sein, der an einem drehpunktfernen Abschnitt der Grundplatte oder der Adapterplatte angreift. Auf diese Weise ergibt sich ein relativ langer Hebelarm zum Drehpunkt, so dass eine geringe Antriebskraft und ein geringer Betätigungsweg ausreicht. Der Antrieb kann eine rotatorische Bewegung ausführen, angesichts der relativ kleinen Antriebsbewegungen im Millimeterbereich kann der Antrieb auch eine lineare Bewegung ausführen, die dennoch zu einer Drehung der Grundplatte oder der Adapterplatte um ihren Dreh- bzw. Befestigungspunkt führt. Es können auch zusätzliche Feder- und/oder Dämpferelemente vorgesehen sein, um eine bestimmte Federungs- oder Dämpfungscharakteristik einzustellen oder um unerwünschte Schwingungen zu beseitigen. Sollte die Steuerung bzw. die Regelung der Riemenspannung ausfallen, beispielsweise durch eine Unterbrechung der Stromversorgung des Antriebsmotors, kann vorgesehen sein, dass die Torsionsfeder die Spannrolle in eine mittlere Stellung bewegt, so dass die Riemenspannung zwar nicht in allen Drehzahlbereichen optimal ist, dennoch ist der sichere Betrieb der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung gewährleistet.Of the Drive the tensioning device according to the invention may be, for example, an electromotive spindle drive, at a fulcrum distal portion of the base plate or the Adapter plate attacks. This results in a relatively long Lever arm to the fulcrum, allowing a low driving force and a low actuation sufficient. The drive can perform a rotational movement, given the relative small drive movements in the millimeter range, the drive also perform a linear motion, nevertheless to a rotation of the base plate or the adapter plate leads around its turning or attachment point. There may also be additional Spring and / or damper elements be provided to adjust a certain suspension or damping characteristics or unwanted Eliminate vibrations. Should the controller or the regulation the belt tension fail, for example, by an interruption the power supply of the drive motor, it can be provided that the torsion spring moves the tension roller to a middle position, so that the belt tension is not in all speed ranges is optimal, yet the safe operation of the clamping device according to the invention guaranteed.

Der Antrieb lässt sich besonders einfach an einem Zeiger befestigen, der standardmäßig bei Spannvorrichtungen vorhanden ist. Dieser Zeiger wird zur Vormontage bzw. später nach einem Austausch des Riemens benötigt, um die Relativlage des Arbeitsexzenters zur Grundplatte anzuzeigen. Dazu ist der Zeiger einstückig mit dem Arbeitsexzenter verbunden und bewegt sich synchron mit diesem, so dass eine einfache optische Kontrolle der Stellung und damit der Riemenspannung möglich ist. Der Antrieb lässt sich sehr einfach mit der Grundplatte verbinden, indem der Endabschnitt der Grundplatte mit dem Antrieb verbunden wird. Auf diese Weise kann ein mechanisches Riemenspannsystem in einer Grundver sion mit konstanter Riemenspannung und in einer verbesserten Version mit einer Steuerung bzw. Regelung der Riemenspannung hergestellt werden.The drive is particularly easy to attach to a pointer, which is standard on clamping devices. This pointer is needed for pre-assembly or later after a replacement of the belt to indicate the relative position of the working eccentric to the base plate. For this purpose, the pointer is integrally connected to the working eccentric and moves in synchronism with this, allowing a simple optical control of the position and thus the belt tension is possible. The drive can be easily connected to the base plate by the end portion of the base plate is connected to the drive. In this way, a mechanical belt tensioning system in a basic version with constant belt tension and in an improved version with a control of the belt tension can be produced.

Bei bestimmten Platzverhältnissen kann der Fall auftreten, dass sich die Spannvorrichtung nicht ohne weiteres auf oder an einem Motorengehäuse anbringen lässt. Dieses kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die gehäuseseitigen Befestigungspunkte zu weit von der Position der Spannvorrichtung entfernt sind. Um die Spannvorrichtung dennoch einsetzen zu können empfiehlt es sich, die Grundplatte auf einer dreh- und/oder verschiebbar gelagerten Adapterplatte anzuordnen. Die Grundplatte ist fest mit der Adapterplatte verbunden, diese wiederum ist um ihren Befestigungspunkt herum drehbar. Alternativ kann selbstverständlich auch hier eine lineare Bewegungsmöglichkeit bzw. eine Kombination vorgesehen sein. Neben dem Drehpunkt weist die Adapterplatte vorzugsweise in ihrem Randbereich einen Anschlusspunkt auf, an dem ein Antrieb angreift. Die Bewegung des Antriebs führt zu einer Drehung der Adapterplatte mitsamt der Grundplatte und der darauf befestigten Spannrolle um ihren Drehpunkt. Als Antriebe kommen die gleichen Antriebe wie bei der Grundplatte infrage, vorzugsweise ein Elektromotor oder eine Unterdruckdose.at certain space conditions It may happen that the clamping device does not work without it another can be mounted on or on a motor housing. This may for example be the case when the housing side Fixing points too far from the position of the clamping device are removed. In order to use the clamping device nevertheless recommends it is, the base plate on a rotatably and / or displaceably mounted To arrange adapter plate. The base plate is fixed to the adapter plate connected, which in turn is rotatable about its attachment point. Alternatively, of course Here too a linear movement possibility or a combination be provided. In addition to the fulcrum, the adapter plate preferably in its edge region on a connection point on which a drive attacks. The movement of the drive leads to a rotation of the adapter plate together with the base plate and the attached tensioning roller around its fulcrum. As drives come the same drives as in the base plate in question, preferably an electric motor or a vacuum box.

Eine vorteilhafte und besonders kostengünstige Variante der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ergibt sich, wenn die Spannrolle nur zwei Betriebsstellungen besitzt, wobei die erste Stellung einer geringen Riemenkraft und die zweite Stellung einer hohen Riemenkraft zugeordnet ist. Eine dementsprechende Steuerung oder Regelung kann besonders einfach und damit kostensparend aufgebaut sein.A advantageous and particularly inexpensive variant of the clamping device according to the invention results when the tension pulley has only two operating positions, wherein the first position of a low belt force and the second Position of a high belt force is assigned. A corresponding Control or regulation can be particularly simple and thus cost-saving be constructed.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung eignet sich insbesondere für einen Riementrieb eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. Darin ist jedoch keine Beschränkung zu sehen, sondern die der Erfindung zugrunde liegende Idee eignet sich ebenso für Keilriemen, Bänder, Ketten und dergleichen.The The clamping device according to the invention is suitable especially for a belt drive of an internal combustion engine of a motor vehicle. This is not a limitation but the idea underlying the invention is suitable also for yourself V-belts, belts, Chains and the like.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Figuren, in denen:The Invention will be described below with reference to several embodiments. Further Advantages and details emerge from the figures, in which:

1 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung im Bereich des Arbeitsexzenters zeigt; 1 shows a detailed view of the clamping device according to the invention in the region of the working eccentric;

2 die mit einem Antrieb gekoppelte Grundplatte der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung zeigt; 2 the coupled with a drive base plate of the clamping device according to the invention;

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem der Antrieb an einem Zeiger angreift; und 3 shows a further embodiment in which the drive acts on a pointer; and

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem die erfindungsgemäße Spannvorrichtung auf einer Adapterplatte angeordnet ist. 4 shows a further embodiment in which the clamping device according to the invention is arranged on an adapter plate.

In 1 ist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung in einer Vorderansicht gezeigt. Die Spannvorrichtung 1 weist eine Spannrolle 2 auf, auf deren äußerer Lauffläche ein nicht dargestellter Riemen geführt wird. Dieser Riemen ist mit einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten, von einer Kurbelwelle angetriebenen Antriebsscheibe verbunden. Der Riementrieb umfasst weitere Scheiben bzw. Riemenscheiben, die mit einer Nockenwelle und Nebenaggregaten verbunden sein können. Die in 1 dargestellte Spannrolle 2 befindet sich zwischen zwei anderen Rollen des Riementriebs und dient zur Beeinflussung der Riemenspannung und zur Erzeugung einer Riemenvorspannkraft.In 1 the clamping device according to the invention is shown in a front view. The tensioning device 1 has a tension roller 2 on, on the outer tread an unillustrated belt is guided. This belt is connected to another, also not shown, driven by a crankshaft drive pulley. The belt drive comprises further pulleys or pulleys, which may be connected to a camshaft and ancillaries. In the 1 illustrated tension roller 2 is located between two other pulleys of the belt drive and serves to influence the belt tension and to generate a belt pretensioning force.

Die gesamte Spannvorrichtung 1 ist durch eine zentrale Befestigungsschraube 3 an einem Gehäuse eines Verbrennungsmotors befestigt. Die Spannrolle 2 ist auf einem schwenkbar gelagerten Einstellexzenter 4 gelagert, zur Voreinstellung ist der Einstellexzenter 4 nach dem Lösen der Befestigungsschraube 3 in einem gewissen Winkelbereich drehbar. Die Bohrung der Befestigungsschraube 3 stellt dabei den Drehpunkt des Einstellexzenters 4 dar. Auf diese Weise kann die Position des Einstellexzenters 4 und die auf ihm gelagerte Spannrolle 2 sowohl horizontal als auch vertikal entlang eines radialen Pfads verschoben werden. Die Verschiebung der Spannrolle 2 bewirkt unmittelbar eine leichte Änderung der Länge des Riemenwegs, so dass in der Folge die Riemenspannung beeinflusst und auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann.The entire clamping device 1 is through a central fixing screw 3 attached to a housing of an internal combustion engine. The tension roller 2 is on a pivotally mounted adjustment eccentric 4 stored, for presetting is the adjustment eccentric 4 after loosening the fixing screw 3 rotatable in a certain angular range. The bore of the fastening screw 3 sets the pivot point of the adjustment eccentric 4 In this way, the position of the adjustment eccentric 4 and the tension roller mounted on it 2 be moved both horizontally and vertically along a radial path. The displacement of the tension pulley 2 immediately causes a slight change in the length of the belt path, so that subsequently the belt tension can be influenced and adjusted to a desired value.

Auf der gehäusenahen Seite der Spannvorrichtung 1 weist diese ferner eine Grundplatte 5 auf, von der in 1 nur der äußere Abschnitt 6, der über den Umriss der Spannrolle 2 hervorragt, zu erkennen ist.On the side of the clamping device near the housing 1 this also has a base plate 5 on, from in 1 only the outer section 6 that is beyond the outline of the tensioner 2 protrudes, can be seen.

In 2 ist die Grundplatte 5 dargestellt. Die Grundplatte 5 weist in ihrem Zentrum eine kreisförmige Öffnung auf, die eine Drehbewegung der Grundplatte 5 ermöglicht. In dem in 2 auf der rechten Seite liegenden Randbereich der Grundplatte 5 befindet sich ein Einhängepunkt 7 für eine in 2 nicht dargestellte Schenkelfeder. Bei der Schenkelfeder handelt es sich um eine Torsionsfeder, deren Drehachse mit dem Mittelpunkt des in 1 dargestellten Einstellexzenters 4 übereinstimmt. Die Schenkelfeder stützt sich einerseits an dem Befestigungspunkt 7 der Grundplatte 5 und andererseits an dem in 4 abgebildeten Arbeitsexzenter 12 ab. Dadurch wirkt auf den Arbeitsexzenter 12 ein permanentes Torsionsmoment ein, das bei einer Dehnung des Riemens zu einer Nachführung des Arbeitsexzenters 12 und der Spannrolle 2 führt, so dass die Riemenspannung annähernd konstant gehalten werden kann. Bei bekannten Bauformen dient die im Bereich des äußeren Abschnitts 6 angeordnete halbkreisförmige Einbuchtung 8 zur Abstützung der Grundplatte 5 an einem gehäuseseitigen Bauteil, beispielsweise einem in das Motorgehäuse eingeschraubten Bolzen. Auf diese Weise wird eine freie Verdrehung der Grundplatte 5 unter der Wirkung der Torsionsfeder verhindert. Dieser Bolzen wird hier jedoch nicht verwendet.In 2 is the base plate 5 shown. The base plate 5 has at its center on a circular opening, which is a rotational movement of the base plate 5 allows. In the in 2 on the right side edge area of the base plate 5 there is a mount point 7 for an in 2 Not illustrated leg spring. The torsion spring is a torsion spring, the axis of rotation with the center of the in 1 setting eccentric shown 4 matches. The leg spring is supported on the one hand at the attachment point 7 the base plate 5 and on the other hand at the in 4 pictured working eccentric 12 from. This affects the working eccentric 12 a permanent torsional moment, which in an extension of the belt to a tracking of the working eccentric 12 and the tension roller 2 leads, so that the belt tension can be kept approximately constant. In known designs that serves in the region of the outer portion 6 arranged semicircular indentation 8th for supporting the base plate 5 on a housing-side component, for example a bolt screwed into the motor housing. In this way, a free rotation of the base plate 5 prevented under the action of the torsion spring. However, this bolt is not used here.

Bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist im Bereich des äußeren Abschnitts 6 der Grundplatte 5 ein Antriebshebel 9 gelenkig mit der Grundplatte 5 gekoppelt. Der Antriebshebel 9 ist mit einem Antrieb verbunden. Der Antriebshebel 9 kann auch als Drehspindel ausgebildet sein, die mit einem Elektromotorantrieb 10 verbunden ist. Durch den an dem äußeren Abschnitt 6 angreifenden An triebshebel 9 wird ein Gegendrehmoment zu dem Torsionsmoment der Schenkelfeder aufgebracht, so dass sich ein Momentengleichgewicht einstellt, das die Grundplatte 5 in einer bestimmten Stellung hält.In the clamping device according to the invention is in the region of the outer portion 6 the base plate 5 a drive lever 9 articulated with the base plate 5 coupled. The drive lever 9 is connected to a drive. The drive lever 9 can also be designed as a rotating spindle, with an electric motor drive 10 connected is. By the at the outer section 6 attacking drive lever 9 a counter torque is applied to the torsional moment of the leg spring, so that a torque equilibrium is established, which is the base plate 5 holds in a certain position.

Um die Vorspannkraft des Riemens zu verändern, wird der Elektromotor 10 eingeschaltet, der den mit ihm bewegungsgekoppelten Antriebshebel 9 beispielsweise nach rechts bewegt. Dadurch wird der äußere Abschnitt 6 der Grundplatte 5 nach rechts bewegt, so dass die Grundplatte 5 insgesamt eine Drehbewegung im Urzeigersinn durchführt. Dabei dreht sich die Grundplatte 5 um ihr Zentrum 11. Dementsprechend bewegt sich der Einhängepunkt 7 der Schenkelfeder ebenfalls auf einer Kreisbahn um das Zentrum 11. Durch die Bewegung des Einhängepunktes 7 der Schenkelfeder wird die Vorspannkraft der Torsionsfeder bzw. das Torsionsmoment verändert. Je nachdem, ob der Antriebhebel 9 in Richtung des Elektromotors 10 oder vom Elektromotor 10 weg bewegt wird, wird das Torsionsmoment erhöht bzw. verringert. Da sich die Torsionsfeder mit ihrem anderen Ende an dem Arbeitsexzenter 12 abstützt, wird dieser zwangsläufig ebenfalls gedreht, wobei die Größe der Drehbewegung auch von weiteren Parametern, beispielsweise der Federsteifigkeit der Torsionsfeder abhängt. Der Verdrehweg des Arbeitsexzenters 12 wird durch Reibungs- und Dämpfungseffekte im Allgemeinen geringer als der Drehweg des Einhängepunktes 7 sein. Durch die Rotation des Arbeitsexzenters 12 verändert sich analog auch die Position der Spannrolle 2, so dass die Riemenspannung entweder erhöht oder gesenkt wird.To change the biasing force of the belt, the electric motor 10 switched on, the motion-coupled with him drive lever 9 for example, moved to the right. This will be the outer section 6 the base plate 5 moved to the right, leaving the base plate 5 a total rotational movement in the clockwise direction. The base plate rotates 5 around her center 11 , Accordingly, the mount point moves 7 the leg spring also on a circular path around the center 11 , By moving the mount point 7 the torsion spring, the biasing force of the torsion spring or the torsional moment is changed. Depending on whether the drive lever 9 in the direction of the electric motor 10 or from the electric motor 10 is moved away, the torsional moment is increased or decreased. Since the torsion spring with its other end to the working eccentric 12 supported, this is also necessarily rotated, the size of the rotational movement also depends on other parameters, such as the spring stiffness of the torsion spring. The Verdrehweg the work eccentric 12 Due to friction and damping effects, it is generally lower than the turning distance of the point of attachment 7 be. Through the rotation of the working eccentric 12 The position of the tension pulley changes analogously 2 so that the belt tension is either increased or decreased.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass die Riemenspannung in bestimmten Zeitabständen messtechnisch erfasst wird. Ebenso wird die momentane Motor- oder Riemenscheibendrehzahl berücksichtigt. Ein Sensor zur Erfassung der Drehzahl ist ohnehin bei jedem Verbrennungsmotor vorhanden. Das entsprechende Signal kann einfach vom Steuergerät des Motors abgegriffen werden. Gegebenenfalls können weitere Parameter berücksichtigt werden, beispielsweise die Außentemperatur oder andere spezifische Motorendaten. Aus den gemessenen Parametern ergibt sich ein optimaler Wert für die Riemenspannung, der mit dem aktuellen Wert verglichen wird. Die Riemenspannung kann durch die Verdrehung der Grundplatte geregelt werden, so dass Soll- und Istwert zusammenfallen. Dementsprechend wird die Grundplatte 5 bei langsamen Drehzahlen, beispielsweise beim Leerlauf des Motors vom Riemen weg bewegt, so dass die Riemenspannung gering ist. Auf diese Weise werden störende Geräusche des Riementriebs vermieden. Bei höheren Drehzahlen, die zum Auftreten dynamischer Effekte führen können, wird die Grundplatte 5 in die entgegengesetzte Richtung gedreht, so dass die Spannrolle 2 in den Riementrieb hineinbewegt wird und den Riemen strafft. Durch die höhere Riemenspannung werden unerwünschte Schwingungen vermieden, die ansonsten im Extremfall zu einem Überspringen des Riemens und zu Beschädigungen des Motors führen könnten.The tensioning device according to the invention can be designed such that the belt tension is detected by measurement at specific time intervals. Similarly, the current engine or pulley speed is taken into account. A sensor for detecting the speed is anyway present in every internal combustion engine. The corresponding signal can easily be tapped from the engine control unit. Optionally, other parameters may be taken into account, such as the outside temperature or other specific engine data. From the measured parameters results an optimum value for the belt tension, which is compared with the current value. The belt tension can be controlled by the rotation of the base plate, so that setpoint and actual value coincide. Accordingly, the base plate 5 at slow speeds, for example, when idling the engine moves away from the belt, so that the belt tension is low. In this way, disturbing noises of the belt drive are avoided. At higher speeds, which can lead to the appearance of dynamic effects, the base plate 5 turned in the opposite direction, leaving the tension roller 2 is moved into the belt drive and tightens the belt. Due to the higher belt tension unwanted vibrations are avoided, which could otherwise lead in extreme cases to a skipping of the belt and damage to the engine.

Ein weiteres, ebenfalls besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist in 3 dargestellt. Der Aufbau der Spannrolle 2 und des Einstellexzenters 4 entspricht demjenigen von 1. Zusätzlich weist die in 3 dargestellte Spannvorrichtung einen Zeiger 13 auf, der einstückig mit dem Arbeitsexzenter 12 verbunden ist und über die Außenkontur der Spannrolle 2 hervorragt. Der Zeiger 13 dient zur optischen Kontrolle der richtigen Einstellung des Arbeitsexzenters 12 und wird bei der Vormontage der Spannvorrichtung 1 oder später während des Betriebs benutzt, um eine Grundeinstellung vorzunehmen. An dem Zeiger 13 ist der Antriebshebel 9 gelenkig befestigt, der an den Elektromotor 10 angeschlossen ist. Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel greift der motorische Antrieb 10 nicht an der Grundplatte, sondern direkt an dem Arbeitsexzenter 12 an.Another, also particularly advantageous embodiment of the clamping device according to the invention is in 3 shown. The structure of the tension pulley 2 and the adjustment eccentric 4 corresponds to that of 1 , In addition, the in 3 illustrated jig a pointer 13 on, in one piece with the work eccentric 12 is connected and over the outer contour of the tension roller 2 protrudes. The pointer 13 serves for optical control of the correct adjustment of the working eccentric 12 and is used during pre-assembly of the clamping device 1 or later during operation to make a default setting. At the pointer 13 is the drive lever 9 hinged, attached to the electric motor 10 connected. In contrast to the first embodiment, the motor drive engages 10 not on the base plate, but directly on the working eccentric 12 at.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung geht aus 4 hervor. Bei bestimmten Platzverhältnissen kann die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 nicht unmittelbar am Motorgehäuse befestigt werden, sondern es wird die Verwendung einer Adapterplatte 14 erforderlich. Derartige Adapterplatten sind normalerweise über wenigstens zwei Befestigungspunkte mit einem Gehäuse oder dergleichen verbunden. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Adapterplatte 14 über einen einzigen Befestigungspunkt 15 mit dem Gehäuse oder einem anderen Motorteil verbunden. Die Spannvorrichtung 1 ist fest mit der Adapterplatte 14 verbunden, beispielsweise geschraubt oder ge nietet. Die Spannvorrichtung 1 ist wie zuvor beschrieben aufgebaut und umfasst die Spannrolle 2 und den Arbeitsexzenter 12. Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen dient die zentrale Befestigungsschraube 16 zur Befestigung der Einzelteile der Spannvorrichtung 1, sie ist jedoch nicht mit dem Motorgehäuse verbunden, so dass die auf der Adapterplatte 14 angeordnete Spannvorrichtung 1 insgesamt um den Befestigungspunkt 15 drehbar ist. Dementsprechend kann die Spannrolle 2 eine Schwenkbewegung um den Befestigungspunkt 15 ausführen und die Riemenspannung entsprechend erhöhen oder senken. Das Schwenken der Adapterplatte 14 erfolgt durch den Antriebshebel 9, der von dem Elektromotor 10 angetrieben wird. Der Antriebshebel 9 greift im Randbereich der Adapterplatte an einem Befestigungspunkt 17, der zwischen dem Befestigungspunkt 15 und der Spannvorrichtung 1 liegt, an. Der Antriebshebel 9 kann eine lineare Bewegung durchführen, die aufgrund der gelenkigen Befestigung im Punkt 17 zu einer Schwenkbewegung der Adapterplatte 14 führt. Es ist jedoch auch möglich, dass der Antriebshebel 9 eine Drehbewegung ausführt.A third embodiment of the clamping device according to the invention is made 4 out. In certain space conditions, the clamping device according to the invention 1 not directly attached to the motor housing, but it is the use of an adapter plate 14 required. Such adapter plates are usually connected via at least two attachment points with a housing or the like. At the in 4 illustrated embodiment is the adapter plate 14 over a single attachment point 15 connected to the housing or other engine part. The tensioning device 1 is fixed to the adapter plate 14 connected, for example screwed or ge riveted. The tensioning device 1 is constructed as described above and includes the tension roller 2 and the work eccentric 12 , In contrast to the previous embodiments, the central fastening screw is used 16 for fixing the individual parts of the clamping device 1 However, it is not connected to the motor housing, so that on the adapter plate 14 arranged clamping device 1 total around the attachment point 15 is rotatable. Accordingly, the tension roller 2 a pivoting movement about the attachment point 15 and increase or decrease the belt tension accordingly. The pivoting of the adapter plate 14 done by the drive lever 9 that of the electric motor 10 is driven. The drive lever 9 engages in the edge region of the adapter plate at an attachment point 17 that is between the attachment point 15 and the tensioning device 1 that is because of. The drive lever 9 can perform a linear movement due to the articulated attachment in the point 17 to a pivoting movement of the adapter plate 14 leads. However, it is also possible that the drive lever 9 performs a rotational movement.

11: Spannvorrichtungjig
22: Spannrolleidler
33: Befestigungsschraubefixing screw
44: Einstellexzenteradjusting eccentric
55: Grundplattebaseplate
66: Außenabschnittouter portion
77: FedereinhängepunktFedereinhängepunkt
88th: Einbuchtungindentation
99: Antriebshebeldrive lever
1010: Elektromotorelectric motor
1111: Zentrumcenter
1212: Arbeitsexzenterworking eccentric
1313: Zeigerpointer
1414: Adapterplatteadapter plate
1515: Befestigungspunktattachment point
1616: Befestigungsschraubefixing screw
1717: Befestigungspunktattachment point

Claims

Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, insbesondere einen Riementrieb, mit einer an dem Riemen anliegenden und diesen dadurch spannenden Spannrolle, welche Spannvorrichtung (1) ein auf den Riemen wirkendes Mittel zur Steuerung oder Regelung der Riemenspannung in Abhängigkeit wenigstens eines erfassten, ein Maß für die Riemenspannung darstellenden Parameters aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrolle (2) auf einer Mantelfläche eines Arbeitsexzenters (12) drehbar gelagert ist, der von einer Torsionsfeder beaufschlagt und in Richtung einer die Riemenspannung erhöhenden Stellung bewegt wird, wobei sich die Torsionsfeder einerseits an dem Arbeitsexzenter (12) und andererseits an einer dreh- und/oder verschiebbar gelagerten Grundplatte (5) abstützt und die Riemenspannung entweder durch die Verschiebung oder Verdrehung a) der Grundplatte (5), oder b) einer Adapterplatte (14), auf der die Grundplatte (5) angeordnet ist, oder c) eines einstückig mit dem Arbeitsexzenter (12) verbundenen und die Relativlage des Arbeitsexzenters (12) zur Grundplatte (5) anzeigenden Zeigers (13) steuer- oder regelbar ist.Clamping device for a traction mechanism drive, in particular a belt drive, with a tensioning roller resting against the belt and thereby exciting it, which tensioning device ( 1 ) has a means acting on the belt for controlling or regulating the belt tension as a function of at least one detected parameter representing a measure of the belt tension, characterized in that the tension roller ( 2 ) on a lateral surface of a working eccentric ( 12 ) is rotatably mounted, which is acted upon by a torsion spring and moved in the direction of a belt tension increasing position, wherein the torsion spring on the one hand on the working eccentric ( 12 ) and on the other hand on a rotatably and / or displaceably mounted base plate ( 5 ) and the belt tension either by the displacement or rotation a) of the base plate ( 5 ), or b) an adapter plate ( 14 ), on which the base plate ( 5 ), or c) one piece with the working eccentric ( 12 ) and the relative position of the working eccentric ( 12 ) to the base plate ( 5 ) indicating pointer ( 13 ) is controllable or controllable.

Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenspannung in Abhängigkeit von wenigstens einem der Parameter Riemenscheibendrehzahl, Riemenkraft oder Riemengeräusch steuer- oder regelbar ist.Clamping device according to claim 1, characterized that the belt tension in dependence of at least one of the parameter pulley speed, belt force or belt noise is controllable or controllable.

Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Spannrolle (2) tragende Grundplatte (5) oder die Adapterplatte (14) oder der Zeiger (13) zur Steuerung oder Regelung der Riemenspannung mechanisch oder elektrisch oder hydraulisch oder pneumatisch bewegbar ist.Clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that the tension roller ( 2 ) supporting base plate ( 5 ) or the adapter plate ( 14 ) or the pointer ( 13 ) is mechanically or electrically or hydraulically or pneumatically movable to control or regulate the belt tension.

Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (5) bzw. die Adapterplatte (14) oder der Zeiger (13) über einen Elektromotor (10) oder eine Unterdruckdose oder einen Hydraulikzylinder antreibbar ist.Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the base plate ( 5 ) or the adapter plate ( 14 ) or the pointer ( 13 ) via an electric motor ( 10 ) or a vacuum box or a hydraulic cylinder is drivable.

Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb an einem vom Drehpunkt der Grundplatte (5) oder der Adapterplatte (14) beabstandeten Abschnitt oder am freien Ende des Zeigers (13) angreift.Clamping device according to claim 4, characterized in that the drive at one of the pivot point of the base plate ( 5 ) or the adapter plate ( 14 ) spaced portion or at the free end of the pointer ( 13 ) attacks.

Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrolle (2) nur zwei Betriebsstellungen besitzt, wobei die erste Stellung einer geringen Riemenkraft und die zweite Stellung einer hohen Riemenkraft zugeordnet ist.Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the tensioning roller ( 2 ) has only two operating positions, wherein the first position of a low belt force and the second position is associated with a high belt force.

Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie am Motorgehäuse eines Verbrennungsmotors angeordnet ist.Clamping device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that they are on the engine housing of an internal combustion engine is arranged.