DE102008033498A1

DE102008033498A1 - Verfahren zur Herstellung einer Grundplatte einer Exzenter-Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE102008033498A1
Application number: DE200810033498
Authority: DE
Inventors: Thomas Grabosch
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2010-01-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung (1) für einen Zugmitteltrieb, insbesondere für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, bei dem eine Grundplatte (2) hergestellt wird, die Stützflächen zur Aufnahme einer Torsionsfeder (3) und/oder eines Exzenters (4) der Exzenter-Spannvorrichtung aufweist. Erfindungsgemäß wird auf eine zur Herstellung der Grundplatte (2) verwendete Blechplatine eine Beschichtung als Oberflächenschutz, insbesondere als Korrosionsschutz, und/oder als Gleitschicht aufgebracht, wobei das Aufbringen der Beschichtung bereits vor einem Umformprozess zur Fertigstellung der Grundplatte erfolgt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Grundplatte einer Exzenter-Spannvorrichtung für ein Zugmitteltrieb, insbesondere für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, bei dem eine Grundplatte hergestellt wird, die Stützflächen zur Aufnahme einer Torsionsfeder und/oder eines Exzenters der Exzenter-Spannvorrichtung aufweist.
Die Grundplatte dient der Befestigung und Ausrichtung der Exzenter-Spannvorrichtung beispielsweise an dem Gehäuse einer Brennkraftmaschine. Sie selbst ist dadurch lagefixiert. Darüber hinaus weist die Exzenter-Spannvorrichtung Bauteile auf, die gegenüber der Grundplatte drehbeweglich gelagert ist, wie beispielsweise wenigstens einen Exzenter. Der wenigstens eine Exzenter ist mittels einer Torsionsfeder gegenüber der Grundplatte vorgespannt, wobei die Torsionsfeder über den Bereich einer ersten Windung ganz oder teilweise an der Grundplatte anliegt. Beim Spannen der Feder verändert sich der Durchmesser der Windung und verändert seine Lage gegenüber der Grundplatte, wodurch diese auf Reibung beansprucht wird. Vorteilhafterweise wird daher insbesondere im Anlagebereich der Torsionsfeder die Grundplatte mit einer Schutzschicht und/oder einer Gleitschicht versehen, um die Grundplattenoberfläche vor vorzeitigem Verschleiß zu schützen. Eine Beschichtung der Oberfläche schützt die Grundplatte zudem vor aggressiven Medien, die insbesondere im Motorraum eines Kraftfahrzeuges vorhanden sind und beispielsweise zur Korrosion der Grundplattenoberfläche führen können.
Neben der Feder der Exzenter-Spannvorrichtung kann auch ein Exzenter an der Grundplatte anliegen. Da der Exzenter gegenüber der Grundplatte drehbeweglich gelagert ist, werden auch bei einer Drehung des Exzenters die jeweiligen Anlageflächen an der Grundplatte auf Reibung beansprucht, so dass hinsichtlich des Oberflächenschutzes das zuvor gesagte gilt.
Es ist daher allgemein üblich, die fertige Grundplatte mit einer Oberflächenbeschichtung zu versehen. Damit die Beschichtung bei der Herstellung der Grundplatte, insbesondere bei Umformprozessen, nicht der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt wird, wird sie in der Regel auf die fertig umgeformte Grundplatte aufgebracht. Dadurch wird die Unversehrtheit der Beschichtung sichergestellt. Zudem ist das Bauteil vollständig mit der aufgebrachten Schicht überzogen.
Als nachteilig erweist sich jedoch, dass die Schichtdicke einschließlich etwaiger Fertigungstoleranzen bei einer nachträglich aufgebrachten Schicht am umzuformenden Rohteil vorzuhalten ist. Ungenauigkeiten wirken sich insbesondere bei engen Passungen negativ aus. Ferner ist die Beschichtung eines komplexen Formteils sehr aufwendig, da gleichmäßige Schichtdicken aufgrund von Hohlräumen und Abwinklungen kaum erreichbar sind. Des Weiteren erfolgt vor und/oder während des Umformprozesses in der Regel eine Schmierung des umzuformenden Teils, um die Formgebung zu erleichtern. Soll nach dem Umformen das Formteil beschichtet werden, muss zunächst die Schmierschicht aufwendig entfernt werden, damit eine ausreichende Haftung der Beschichtung gewährleistet ist. Die einzelnen Verfahrensschritte Einölen, Umformen, Entölen und Beschichten finden darüber hinaus oftmals an unterschiedlichen Werkstätten statt, so dass das Bauteil häufig hin und her zu transportieren ist. Unter ökologischen Gesichtspunkten sowie im Hinblick auf die Kosten ist dies kaum vertretbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Grundplatte einer Exzenter-Spannvorrichtung bereitzustellen, bei dem die vorstehend genannten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll das vorgeschlagene Verfahren die Herstellung einer Grundplatte vereinfachen, kostengünstiger gestalten und sich zudem vorteilhaft auf die Ökobilanz auswirken.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das in Anspruch 1 vorgeschlagene Verfahren. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß wird auf eine zur Herstellung der Grundplatte verwendete Blechplatine eine Beschichtung als Oberflächenschutz, insbesondere als Korrosionsschutz, und/oder als Gleitschicht aufgebracht, wobei das Aufbringen der Beschichtung bereits vor dem Umformprozess zur Fertigstellung der Grundplatte erfolgt. Das vorgeschlagene Verfahren weist den Vorteil auf, dass eine Beschichtung auf eine Blechplatine einfacher und exakter aufgebracht werden kann, als auf ein komplexes Formteil. Auf diese Weise können gleichmäßige Schichtstärken gewährleistet werden. Die Beschichtung zum Schutz der Grundplattenoberfläche besitzt somit durchgehend eine gleich hohe Qualität. Grundsätzlich besteht zwar die Gefahr, dass eine vor dem Umformprozess aufgebrachte Beschichtung beim Umformen des Blechteils beschädigt werden kann, die Oberflächenbereiche, die später als Stütz- oder Anlageflächen dienen sollen, sind davon in der Regel jedoch nicht betroffen. Direkt nach dem Umformen, das heißt werkzeugfallend, kann das Formteil in die Exzenter-Spannvorrichtung eingesetzt werden. Weitere Verfahrensschritte sind nicht erforderlich. Dies wirkt sich auch vorteilhaft auf die Maßhaltigkeit des Bauteils aus, da es bei den Maßeinstellungen am Bauteil keine Schichtstärken einer nachträglichen Beschichtung zu berücksichtigen gilt. Genaue Toleranzen für Pressverbindungen oder enge Spielpassungen werden auf diese Weise ein gehalten. Die Reduzierung des Verfahrens auf wenige Verfahrenschritte wirkt sich zu dem positiv für die Umwelt aus, da Transportwege zwischen verschiedenen Werkstätten entfallen.
Vorzugsweise wird zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Grundplatte eine Blechplatine aus Metall, vorzugsweise Stahlblech verwendet. Stahlblech weist eine geringe Festigkeit auf, lässt sich demnach leicht umformen und stellt zudem ein kostengünstiges Ausgangsmaterial dar.
Weiterhin vorzugsweise ist die vor dem Umformprozess aufgebrachte Beschichtung eine metallische Beschichtung, vorzugsweise eine Verzinkung. Gegebenenfalls kann als Beschichtung auch eine Phosphatierung vorgesehen sein. Beschichtungen der vorstehend genannten Art bilden einen ausreichenden Oberflächenschutz gegen aggressive Medien und verhindern bzw. verringern die Gefahr der Korrosion. Sie sind daher insbesondere zur Beschichtung von Stahlblech geeignet.
Auf die Beschichtung folgt der Verfahrensschritt des Umformens, wobei der Umformprozess wenigstens einen der Verfahrensschritte Tiefziehen, Stanzen und/oder Biegen umfasst. Vorzugsweise ist die fertige Grundplatte ein Stanz-Biegeteil. Schnittkanten ohne oder mit nicht definierter Beschichtung sind dabei zulässig.
Wenn wie bei dem vorgeschlagenen Verfahren dem Umformprozess eine Beschichtung als Verfahrensschritt vorausgeht, kann diese eine Schmierung des umzuformenden Blechteils bzw. der Blechplatine ganz oder teilweise ersetzen. Wird die Oberfläche beispielsweise verzinkt, wirkt die schützende Zinkschicht gleichermaßen als Gleitschicht für die Umformwerkzeuge. Der Umformprozess kann auf diese Weise oberflächenschonend durchgeführt werden. Mit Wegfall der Schmierung als separater Verfahrensschritt, entfällt bzw. reduziert sich das nach dem Umformen erforderliche Reinigen der Grundplatte von Schmiermittelrückständen. Dadurch können die Herstellungskosten der Grundplatte weiter reduziert werden.
Ferner wird vorgeschlagen, auf die vor dem Umformprozess aufgebrachte erste Beschichtung nach dem Umformprozess partiell oder flächendeckend eine zweite Schicht aufzubringen. Die zweite Beschichtung kann beispielsweise als separate Gleitschicht dienen, um Bewegungen der Torsionsfeder und/oder des Exzenters gegenüber der Grundplatte möglichst reibungs- und verschleißarm erfolgen zu lassen. Ferner kann die Entstehung von Quietsch- oder Scheuergeräuschen durch Ausbilden einer Gleitschicht im Kontaktbereich vermieden werden. Beispielsweise kann die zweite Beschichtung bzw. Schicht auch aus einem eine Gleitschicht bildenden Kunststoffring bestehen. Alternativ kann auch eine Folie aus Kunststoff vorgesehen sein, die beispielsweise auf die Kontaktzone aufgeklebt wird. Zur Ausbildung einer separaten Gleitschicht können auch ein Gleitwachs oder ein Gleitlack verwendet werden, die jeweils partiell aufgetragen werden. Die Anordnung einer zweiten Beschichtung besitzt den Vorteil, dass etwaige Schädigungen der ersten Beschichtung ausgeglichen werden. Gegenüber einem aufzutragenen Gleitwachs oder Gleitlack besitzen der Kunststoffring und die Kunststofffolie den Vorteil, dass die Schichtstärke genau vorgegeben und damit ihre Gleichmäßigkeit gewährleistet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Exzenter-Spannvorrichtung mit einer erfindungsgemäß hergestellten Grundplatte,
2 einen Schnitt durch die Exzenter-Spannvorrichtung der 1,
3 eine perspektivische Darstellung der Grundplatte,
4 eine perspektivische Darstellung einer anderen Exzenter-Spannvorrichtung mit einer anderen erfindungsgemäß hergestellten Grundplatte,
5 einen Schnitt durch die Exzenter-Spannvorrichtung der 4 und
6 eine perspektivische Darstellung der Grundplatte.
Die 1 bis 3 geben einen Zahnriemenspanner 1 mit einem Federmechanismus wieder, bei dem der Federmechanismus auf der dem Motor abgewandten Seite angeordnet ist. Bei der Exzenter-Spannvorrichtung 1 der 4 bis 6 handelt es sich ebenfalls um einen Zahnriemenspanner mit einem Federmechanismus, wobei der Federmechanismus jedoch auf der Motorseite angeordnet ist. Beide Zahnriemenspanner weisen eine Torsionsfeder 3 zum Vorspannen eines Arbeitsexzenters 4 gegenüber der Grundplatte 2 auf. Die Torsionsfeder 3 steht somit in Wirkverbindung mit dem Arbeitsexzenter 4 und der Grundplatte 2. Während die Grundplatte 2 lagefixiert ist, erfahren die Torsionsfeder 3 und der Arbeitsexzenter 4 beim Spannen bzw. Entspannen eine Verdrehung gegenüber der Grundplatte 2. Die Grundplatte 2 wird damit an den Kontaktflächen mit der Torsionsfeder 3 und ggf. dem Arbeitsexzenter 4 auf Reibung beansprucht. Zum Schutz der Kontaktflächen sind diese mit einer Beschichtung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren versehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 weist die Grundplatte 2 einen radial innenliegenden Kragen sowie eine außenumfangsseitige teilweise Aufkantung auf, die im Stanz-Biegeverfahren hergestellt sind. Darüber hinaus weist die Grundplatte 2 mittels Stanzen hergestellte Ausnehmungen 10 auf, die als Eingriffsöffnungen für ein Werkzeug dienen. Die Ausnehmungen 10 können zeitgleich mit den Aufkantungen, d. h. erfindungsgemäß nach der Beschichtung ausgebildet werden. Alternativ ist es möglich die Ausnehmungen 10 vor der Beschichtung aus der Blechplatine zu stanzen, um auch eine Beschichtung der Schnittkanten zu gewährleisten. Gleiches gilt für die außenumfangsseitig angeordneten Einkerbungen 11, die vorzugsweise ebenfalls vor dem Beschichten in die Blechplatine eingestanzt werden.
Die Grundplatte 2 des Ausführungsbeispiels der 4 bis 6 weist ebenfalls einen radial innenliegenden Kragen, außenumfangsseitige Aufkantungen sowie Einkerbungen 11 auf. Entsprechend gilt das vorher gesagte. Die Ausbildung von Kragen und Aufkantungen erfolgt erfindungsgemäß nach der Beschichtung. Im Unterschied zum Zahnriemenspanner der 1 bis 3 weist die Grundplatte 2 des Zahnriemenspanners der 4 bis 6 eine separate zweite Beschichtung in Form eines Kunststoffringes 5 auf. Dieser bildet auf der Grundplatte 2 eine separate Gleitschicht aus, die als Gleitlager für die Torsionsfeder 3 dient. Der Kunststoffring 5 gewährleistet, dass eine beim Spannen bzw. Entspannen der Torsionsfeder bewirkte Lageveränderung der am Kunststoffring anliegenden Federwindung gegenüber der Grundplatte reibungsarm ausgeführt werden kann. Zur Aufnahme eines zylinderförmigen Ansatzes des Arbeitszylinders 4 weist der Kunststoffring 5 zudem eine umlaufende Aufnahmenut 12 auf, in der ein hohlzylindrischer Ansatz des Arbeitsexzenters 4 drehbeweglich gelagert ist. Ein weiteres Gleitlager 7 ist innenwandseitig in einer zentralen Ausnehmung des Arbeitsexzenters 4 angeordnet, die der Aufnahme eines Einstellexzenters 6 dient. Zur Abdeckung des Ringspaltes zwischen Einstellexzenter 6 und Arbeitsexzenter 4 ist an dem Einstellexzenter 6 eine Reibscheibe 9 angeordnet, die sich zumindest teilweise über den Arbeitsexzenter 4 erstreckt. Außenumfangsseitig ist der Arbeitsexzenter 4 schließlich von einem Wälzlager 8 umgeben. Einen vergleichbaren Aufbau weist auch der Zahnriemenspanner der 1 bis 3 auf. Es fehlt hier jedoch die Anordnung einer separaten Reibscheibe 9.
Auch wenn das erfindungsgemäße Verfahren vorrangig im Zusammenhang mit der Herstellung einer Grundplatte für eine Exzenter-Spannvorrichtung beschrieben wurde, kann das Verfahren auch zur Herstellung sonstiger Blechformteile herangezogen werden. In entsprechender Weise kann das Verfahren beispielsweise zur Herstellung einer Blechlaufscheibe einer ein- oder mehrteiligen Spann-, Umlenk- oder Stützrolle eines Steuertriebes eingesetzt werden. Mit einer Oberflächenbeschichtung versehene Blechformteile finden sich darüber hinaus auch in Textilmaschinen, Baumaschinen sowie Haushaltsgeräten. Es wird deutlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren vielseitig einsetzbar ist.

1: Exzenter-Spannvorrichtung
2: Grundplatte
3: Torsionsfeder
4: Arbeitsexzenter
5: Kunststoffring
6: Einstellexzenter
7: Gleitlager
8: Wälzlager
9: Reibscheibe
10: Ausnehmung
11: Einkerbung
12: Aufnahmenut

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Grundplatte einer Exzenter-Spannvorrichtung (1) für einen Zugmitteltrieb, insbesondere für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, bei dem eine Grundplatte (2) hergestellt wird, die Stützflächen zur Aufnahme einer Torsionsfeder (3) und/oder eines Exzenters (4) der Exzenter-Spannvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine zur Herstellung der Grundplatte (2) verwendete Blechplatine eine Beschichtung als Oberflächenschutz, insbesondere als Korrosionsschutz, und/oder als Gleitschicht aufgebracht wird, wobei das Aufbringen der Beschichtung bereits vor einem Umformprozess zur Fertigstellung der Grundplatte erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blechplatine aus Metall, vorzugsweise Stahlblech verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vor dem Umformprozess aufgebrachte Beschichtung eine metallische Beschichtung, vorzugsweise eine Verzinkung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformprozess wenigstens einen der Verfahrenschritte Tiefziehen, Stanzen und/oder Biegen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vor dem Umformprozess aufgebrachte Beschichtung den Verfahrensschritt der Schmierung der umzuformenden Blechplatine ganz oder teilweise ersetzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die vor dem Umformprozess aufgebrachte erste Beschichtung nach dem Umformprozess partiell oder flächendeckend eine zweite Schicht aufgebracht wird