DE102013203957B3

DE102013203957B3 - Riemenspanner

Info

Publication number: DE102013203957B3
Application number: DE201310203957
Authority: DE
Inventors: Benjamin Wolf; Roland Arneth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2033-03-09
Also published as: US20140256488A1; CN104033552A; US9103411B2; CN104033552B

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Riemenspanner (1) zum Anbau an einen Generator eines Nebenaggregatetriebs einer Brennkraftmaschine, umfassend: – ein auf dem Generator gelagertes Spannergehäuse (7) mit einer Kavität (22), – zwei Spannrollen (2, 3), die den Riemen in dessen Umlaufrichtung vor und hinter der Riemenscheibe des Generators mit Vorspannkraft beaufschlagen, – eine die Vorspannkraft erzeugende Bogenfeder (5, 6), die in der Kavität aufgenommen ist, – einen kreisbogenförmigen Spannhebel (9), der in der Ebene des Kreisbogens beweglich in der Kavität gelagert ist und der einerseits durch die Kraft der Bogenfeder beaufschlagt ist und andererseits eine der Spannrollen lagert, – und ein am Eingang der Kavität verlaufendes Gleitlager (24) für den Spannhebel. Der Spannhebel soll einen Stahlkern (30) mit einer Aluminiumhülle (31) aufweisen, die den außerhalb der Kavität und innerhalb des Gleitlagers verlaufenden Teil des Stahlkerns vollständig umschließt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Riemenspanner zum Anbau an einen Generator eines Nebenaggregatetriebs einer Brennkraftmaschine, umfassend:

– ein auf dem Generator gelagertes Spannergehäuse mit einer Kavität,
– zwei Spannrollen, die den Riemen in dessen Umlaufrichtung vor und hinter der Riemenscheibe des Generators mit Vorspannkraft beaufschlagen,
– eine die Vorspannkraft erzeugende Bogenfeder, die in der Kavität aufgenommen ist,
– einen kreisbogenförmigen Spannhebel, der in der Ebene des Kreisbogens beweglich in der Kavität gelagert ist und der einerseits durch die Kraft der Bogenfeder beaufschlagt ist und andererseits eine der Spannrollen lagert,
– und ein am Eingang der Kavität verlaufendes Gleitlager für den Spannhebel.

Hintergrund der Erfindung
Eine derartiger Riemenspanner ist aus der DE 10 2011 082 764 A1 und der DE 10 2011 084 680 B3 bekannt. Der Riemenspanner ist zur Montage an einen im Nebenaggregatetrieb einer Brennkraftmaschine angeordneten Startergenerator vorgesehen. Dieser bewirkt mit seiner wechselweise Drehmoment aufnehmenden und abgebenden Riemenscheibe, d.h. im Generatorbetrieb bzw. im Startbetrieb der Brennkraftmaschine einen dementsprechenden Wechsel von Zugtrum und Leertrum des umlaufenden Riemens. Daher erfordert das Spannen des Leertrums einen Riemenspanner mit zwei Spannrollen, die den Riemen vor und hinter der Riemenscheibe vorspannen. Die beiden Spannrollen des Riemenspanners sind einerseits an einem kreisbogenförmigen Spannhebel und andererseits an einem Spannergehäuse gelagert, das eine den Spannhebel lagernde Kavität mit der darin zwischen dem Spannhebel und dem Spannergehäuse eingespannten Bogenfeder aufweist.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Riemenspanner der eingangs genannten Art konstruktiv zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung hierfür ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1. Demnach soll der Spannhebel einen Stahlkern mit einer Aluminiumhülle aufweisen, die den außerhalb der Kavität und innerhalb des Gleitlagers verlaufenden Teil des Stahlkerns vollständig umschließt. Während der Stahlkern die Voraussetzung für die notwendige Hebelfestigkeit gegenüber Biegung und Torsion schafft, sorgt die Umhüllung des Stahlkerns mit Aluminium für einen ausreichenden Korrosionsschutz des Hebelteils, der zum einen außerhalb der Kavität verläuft und Umgebungseinflüssen ausgesetzt ist und zum anderen im Gleitlager reibt.
Der bimetallische Spannhebel ist hinsichtlich seiner Herstellbarkeit vorzugsweise ein Aluminiumdruckgussteil mit Stahlkern.
Alternativ zu Aluminium sind andere Werkstoffe denkbar, die sowohl als schützender Oberflächenüberzug als auch versteifend wirken. Alternative Werkstoffe können andere Leichtmetalle oder auch Kunststoff sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, die einen erfindungsgemäßen Riemenspanner zeigen. Es zeigen:
1 den Riemenspanner in perspektivischer Frontansicht;
2 den Riemenspanner in perspektivischer Rückansicht;
3 den Riemenspanner mit geöffnet dargestelltem Spannergehäuse;
4 den Riemenspanner im Längsschnitt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die Figuren zeigen einen Riemenspanner 1 zum frontseitigen Anbau an einen nicht dargestellten Startergenerator eines Nebenaggregatetriebs einer Brennkraftmaschine. Der Riemenspanner umfasst zwei Spannrollen 2 und 3, die in der eingezeichneten Umlaufrichtung des Riemens vor und hinter der um die Generatorachse 4 drehenden Riemenscheibe des Startergenerators angeordnet sind und abwechselnd das momentane Leertrum des Riemens mit Vorspannkraft beaufschlagen. Die Vorspannkraft wird durch eine Bogenfeder erzeugt, die aus zwei in Reihe geschalteten kreisbogenförmigen Schraubendruckfedern 5 und 6 gebildet ist. Die beiden Federn sind zwischen einem kreisringförmigen Spannergehäuse 7 und einer Federauflage 8 an einem kreisbogenförmigen Spannhebel 9 eingespannt, so dass die beiden Spannrollen aufeinander zu kraftbeaufschlagt werden. Die eine Spannrolle 2 ist an der der Federauflage gegenüberliegenden Seite des Spannhebels gelagert, und die andere Spannrolle 3 ist gehäusefest auf dem Spannergehäuse gelagert.
Das kreisringförmige Spannergehäuse 7 ist auf einer frontseitigen Stirnfläche des Startergenerators konzentrisch zur Generatorachse 4 drehbar gelagert. Dies ermöglicht es, dass bei einem Betriebswechsel des Startergenerators und einem entsprechenden Wechsel von Zugtrum und Leertrum im Riemen das Spannergehäuse mit den Spannrollen 2, 3 um die Generatorachse verschwenkt. Wenn also beispielsweise der Startergenerator vom Starterbetrieb in den Generatorbetrieb wechselt, dann wechselt das Riementrum seitens der einen Spannrolle 2 von Leertrum auf Zugtrum und seitens der anderen Spannrolle 3 von Zugtrum auf Leertrum. Folglich führt dieser Betriebswechsel zu einer Verschwenkung des Spannergehäuses aus dem dann aktuellen Zugtrum seitens der einen Spannrolle heraus in das dann aktuelle Leertrum seitens der anderen Spannrolle hinein, d.h. bei der in 1 eingezeichneten Umlaufrichtung des Riemens zu einer Verschwenkung im Gegenuhrzeigersinn. Dabei wird die Vorspannkraft im Riemen stets durch die Schraubendruckfedern 5, 6 aufrecht erhalten, die den Spannhebel 9 aus dem Spannergehäuse heraus mit Druckkraft beaufschlagen.
Diese Arbeitsweise des Riemenspanners 1, d.h. das spannende Hineinschwenken in das jeweils aktuelle Leertrum bewirkt auch eine sogenannte Entkopplung der rotierenden Startergeneratormasse von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Diese Entkopplung übernimmt üblicherweise ein Entkoppler am Generator (z.B. ein Generatorfreilauf) oder an der Kurbelwelle, der bei konventionellen Generatormaschinen ohne Startermodus auf der Generator- bzw. auf der Kurbelwelle angeordnet ist und die vergleichsweise träge rotierende Generatormasse von der Kurbelwelle abkoppelt, wenn deren Drehzahlgradient negativ ist. Das heißt, der erfindungsgemäße Riemenspanner kann auch bei konventionellen Generator-Riementrieben (ohne Startermodus) alternativ oder unterstützend zum Entkoppler verwendet werden.
Die Axial- und Radialkräfte abstützende und Drehschwingungen dämpfende Drehlagerung des Spannergehäuses 7 erfolgt über einen Gleitlagerring 10, der einerseits an der Stirnfläche des Startergenerators und andererseits an einem mit dem Startergenerator verschraubten Ringflansch 11 anläuft, der gegenüber dem Spannergehäuse drehbeweglich gehaltert ist und das Spannergehäuse drehbar am Startergenerator lagert.
Die Figuren zeigen den Riemenspanner 1 in vollständig, d.h. doppelt arretiertem Zustand. Der Spannhebel 9 ist nahezu vollständig im Spannergehäuse 7 eingefahren und in dieser Position arretiert. Der gegenseitige Abstand der beiden Spannrollen 2, 3 ist dabei so groß, dass eine ungehinderte Montage des Riemens in den Riementrieb möglich ist. Das Spannergehäuse ist relativ zum generatorfesten Ringflansch 11 arretiert. Die Arretierung des Spannhebels relativ zum Spannergehäuse erfolgt mittels eines Arretierstifts 12, der seitens des Spannhebels in einer Ausnehmung 13 (siehe 3 ohne Arretierstift) und seitens des Spannergehäuses in einer mit der Ausnehmung fluchtenden Bohrung 14 eingesteckt ist. Die zweite Arretierung des Spannergehäuses mit dem Ringflansch umfasst zwei achsversetzte Bohrungen 15 im Spannergehäuse und 16 im Ringflansch und eine darin eingesteckte Sicherungsspange 17. Zu Servicezwecken (z.B. beim Riemenwechsel) kann das Verdrehen des Spannhebels und des Spannergehäuses in die Arretierpositionen mittels Standardwerkzeugen bewerkstelligt werden. Hierzu sind die Lagerteller 18 und 19 der Spannrollen jeweils mit einem Innentorx 20 und einem Sechskant 21 versehen.
Das Spannergehäuse 7 hat eine kreisbogenförmige Kavität 22, die durch ein in 3 abgenommenes Gehäuseteil 23 verschlossen und zum Teil mit Fett befüllt ist. In der Kavität sind die Schraubendruckfedern 5, 6 und der Spannhebel 9 in der Ebene des Kreisbogens beweglich gelagert. Diese Lagerung erfolgt mittels eines gehäusefesten Gleitlagers 24, das am Eingang der Kavität im Spannergehäuse eingesetzt ist und den Spannhebel umgreift. Das Gleitlager ist aus zwei miteinander verschnappten Lagerschalen 25 und 26 gebildet, in die jeweils die Hälfte einer Lippendichtung 27 eingesetzt ist, die den Spannhebel dichtend umschließt. Der Innenumfang der Dichtung und des Gleitlagers ist wie der Querschnitt des Spannhebels im wesentlichen rechteckig. Als Spritzschutz der Lagerung dient eine auf das Gehäuseteil aufgesetzte Kunststoffschale 28.
Weiter innen in der Kavität 22 befindet sich ein Zwischenstück 29, das zwischen den einander zugewandten Enden der Schraubendruckfedern 5, 6 eingespannt und in der Kavität gleitend gelagert ist. Das wie das Gleitlager 24 aus Polyamid mit eingelagertem PTFE bestehende Zwischenstück bildet ein weiteres Gleitlager für den Spannhebel 9. Dieser ist ein Aluminiumdruckgussteil, das mit einem kreisbogenförmigen Stahlkern 30 als Einlegeteil gegen Torsion und Biegung versteift ist. Die Aluminiumhülle 31 erstreckt sich von dem Lagerteller 18 ausgehend bis zur Schraubendruckfeder 5 und bildet deren Federauflage 8. Damit umschließt die Aluminiumhülle den außerhalb der Kavität und innerhalb des Gleitlagers verlaufenden Teil des Stahlkerns vollständig und schützt den Stahlkern vor Korrosion. Die Aluminiumhülle endet mit der Federauflage, so dass der weiter innen in der Kavität verlaufende und im weiteren Gleitlager 29 abgestützte Teil des Spannhebels lediglich aus dem freiliegenden und ungehärteten Stahlkern besteht. Dessen Oberfläche ist dort jedoch durch die Fettbefüllung gegen Abrieb und Korrosion geschützt, so dass eine aufwändige Oberflächenbehandlung in diesem Bereich nicht erforderlich ist.
Bezugszeichenliste

1: Riemenspanner
2: eine Spannrolle
3: andere Spannrolle
4: Generatorachse
5: Schraubendruckfeder
6: Schraubendruckfeder
7: Spannergehäuse
8: Federauflage
9: Spannhebel
10: Gleitlagerring
11: Ringflansch
12: Arretierstift
13: Ausnehmung im Spannhebel
14: Bohrung
15: Bohrung
16: Bohrung
17: Sicherungsspange
18: Lagerteller
19: Lagerteller
20: Innentorx
21: Sechskant
22: Kavität
23: Gehäuseteil
24: Gleitlager
25: Lagerschale
26: Lagerschale
27: Dichtung
28: Kunststoffschale
29: Zwischenstück/weiteres Gleitlager
30: Stahlkern
31: Aluminiumhülle

Claims

Riemenspanner (1) zum Anbau an einen Generator eines Nebenaggregatetriebs einer Brennkraftmaschine, umfassend: – ein auf dem Generator gelagertes Spannergehäuse (7) mit einer Kavität (22), – zwei Spannrollen (2, 3), die den Riemen in dessen Umlaufrichtung vor und hinter der Riemenscheibe des Generators mit Vorspannkraft beaufschlagen, – eine die Vorspannkraft erzeugende Bogenfeder (5, 6), die in der Kavität (22) aufgenommen ist, – einen kreisbogenförmigen Spannhebel (9), der in der Ebene des Kreisbogens beweglich in der Kavität (22) gelagert ist und der einerseits durch die Kraft der Bogenfeder (5, 6) beaufschlagt ist und andererseits eine der Spannrollen (2) lagert, – und ein am Eingang der Kavität (22) verlaufendes Gleitlager (24) für den Spannhebel (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Spannhebel (9) einen Stahlkern (30) mit einer Aluminiumhülle (31) aufweist, die den außerhalb der Kavität (22) und innerhalb des Gleitlagers (24) verlaufenden Teil des Stahlkerns (30) vollständig umschließt.
Riemenspanner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannhebel (9) ein Aluminiumdruckgussteil mit Stahlkern (30) ist.
Riemenspanner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenfeder zwei kreisbogenförmige Schraubendruckfedern (5, 6) in Reihenschaltung umfasst, wobei zwischen den einander zugewandten Federenden ein in der Kavität (22) gleitend gelagertes Zwischenstück (29) als weiteres Gleitlager für den Spannhebel (9) eingespannt ist.
Riemenspanner (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavität (22) geschlossen und fettbefüllt ist und dass das Gleitlager (24) mit einer den Spannhebel (9) umschließenden Dichtung (27) versehen ist, wobei das Zwischenstück (29) den innerhalb des weiteren Gleitlagers freiliegenden Stahlkern lagert.