DE19813586B4 - Tensioning device for drive belts - Google Patents

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Abstract

Spannvorrichtung für Treibriemen (7) mit relativ zueinander schwenkbaren Elementen (3, 5), wobei das bewegliche eine Spannrolle (4) aufweist und das andere fest ist, einer dazwischen angeordneten Spannfeder (6) und einer richtungsabhängigen Reibungsdämpfung, wobei eine mit einem freien Ende versehene Schlingfeder (1) mit dem anderen Ende fest an einem der Elemente (3, 5) eingespannt ist und mit ihren Windungen auf einer Reibbuchse (2) unter Gleitreibung bewegbar ist, mit folgenden weiteren Merkmalen:
– Die Reibbuchse (2) weist eine fest eingestellte Reibungsdämpfung gegenüber einem der relativ zueinander schwenkbaren Elemente (3, 5) auf,
– die Schlingfeder (1) sitzt unter Vorspannung auf einer Umfangsfläche (11) der Reibbuchse (2) und bildet
– eine Mitnahmekupplung in einer Schwenkrichtung weg vom Treibriemen (7) mit der fest eingestellten Reibungsdämpfung der Reibbuchse (2) und
– eine Freilaufkupplung in einer Schwenkrichtung zum Treibriemen (7), mit einer Reibungsdämpfung zwischen der Reibbuchse (2) und den Windungen der Schlingfeder...Tensioning device for drive belts (7) with relatively pivotable elements (3, 5), wherein the movable one tensioning roller (4) and the other is fixed, a tension spring arranged therebetween (6) and a direction-dependent friction damping, one with a free end provided wrap spring (1) with the other end fixed to one of the elements (3, 5) is clamped and with their turns on a friction bushing (2) under sliding friction is movable, with the following further features:
- The friction bush (2) has a fixed set friction damping against one of the relatively pivotable elements (3, 5),
- The wrap spring (1) is biased on a peripheral surface (11) of the friction bushing (2) and forms
- An entrainment clutch in a pivoting direction away from the drive belt (7) with the fixed friction damping of the friction bushing (2) and
- An overrunning clutch in a pivoting direction to the drive belt (7), with a friction damping between the friction bushing (2) and the turns of the wrap spring ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a clamping device according to the preamble of the main claim.

Durch die DE 36 37 103 A1 ist eine Spannvorrichtung für Treibriemen bekannt, bei der neben der Spannfeder eine Schlingfeder zwischen schwenkbeweglichen Umfangsflächen eingesetzt ist. Sie ist beispielsweise mit einem Ende fest am beweglichen Element angeordnet, während das andere Ende frei ist. Die Schlingfeder ist aus einem rechteckig profilierten Material gewickelt und hat daher eine größere Umfangsfläche auf einer entsprechenden Reibfläche des festen Elementes. Durch den Schlingfedereffekt wird in einer Schwenkrichtung der Druck der Umfangsfläche auf die Reibfläche größer, während er in die andere Schwenkrichtung gegenüber dem Ruhewert abnimmt.By the DE 36 37 103 A1 a tensioning device for drive belts is known, in which in addition to the tension spring a wrap spring is inserted between pivoting peripheral surfaces. It is for example arranged at one end fixed to the movable element, while the other end is free. The wrap spring is wound from a rectangular profiled material and therefore has a larger peripheral surface on a corresponding friction surface of the fixed element. Due to the wrap spring effect, the pressure of the circumferential surface on the friction surface increases in a pivoting direction, while it decreases in the other pivoting direction relative to the rest value.

Aus der DE 37 18 227 A1 ist eine Spannvorrichtung für Riemen und dgl. bekannt, bei der das Dämpfungsverhalten von der Richtung der Auslenkung des Schwenkarms abhängt. Diese Richtungsabhängigkeit wird mit Hilfe eines Schlingfederfreilaufs realisiert. Hierzu erstreckt sich eine Schlingfeder über axial benachbarte Führungshülsen. Je nach Richtung der Auslenkung des Schwenkarms hat die Schlingfeder entweder keinen Einfluss auf die Verdrehbarkeit der Führungshülsen relativ zueinander oder verbindet die Führungshülsen miteinander kraftschlüssig. Eine Reibdämpfung wird dabei dadurch erzeugt, dass eine der beiden Führungshülsen drehfest mit einem ruhenden Teil eines Schwenklagers für den Schwenkarm verbunden ist und auf die andere Führungshülse eine Reibbuchse einwirkt, die drehfest mit dem Schwenkarm verbunden ist.From the DE 37 18 227 A1 is a tensioning device for belts and the like. Known, in which the damping behavior depends on the direction of the deflection of the swing arm. This directional dependence is realized by means of a wrap spring freewheel. For this purpose, a wrap spring extends over axially adjacent guide sleeves. Depending on the direction of the deflection of the swivel arm, the wrap spring either has no effect on the rotatability of the guide sleeves relative to each other or connects the guide sleeves with each other non-positively. A friction damping is thereby generated, that one of the two guide sleeves is rotatably connected to a stationary part of a pivot bearing for the pivot arm and acting on the other guide sleeve a friction bush, which is rotatably connected to the pivot arm.

Mit Erhöhung des Druckes bilden die Abmessungen und der Oberflächenzustand der Reibflächen eine wesentliche Rolle. Da die Schlingfeder vom Charakter her grundsätzlich zum Blockieren neigt, ist eine definierte Reibungsdämpfung mit gleichbleibenden Ergebnissen in der Serie nicht zu verwirklichen. Weiterhin werden die Reibflächen bei steigender Neigung zum Blockieren abgenützt und ändern damit ihre Reibeigenschaften. Schließlich, wenn der Fall völliges Blockieren eintritt, kommt es zur Überspannung des Treibriemens und damit zum Ausfall des Motors.As the pressure increases, the dimensions and surface condition of the friction surfaces are significant. Since the wrap spring basically has a tendency to block, a defined friction damping with consistent results in the series can not be realized. Furthermore, the friction surfaces are worn with increasing tendency to block and thus change their friction properties. Finally, when the case of complete blocking occurs, it leads to overstressing the drive belt and thus the failure of the engine.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Spannvorrichtung so zu verbessern, dass für die hohe Reibungsdämpfung in Richtung weg vom Treibriemen ein vorausberechnetes Reibmoment in der Serie stets gleich ist und sich im Betrieb nicht mehr verändert.The object of the invention is to improve the above-mentioned clamping device so that for the high friction damping in the direction away from the drive belt a vorausberechnetes friction torque in the series is always the same and does not change during operation.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is solved by the features of claim 1.

Durch diese Merkmale wird der Blockier-Effekt einer Schlingfeder mit mehreren Windungen ausgenützt. Sie nimmt die Reibbuchse durch direkte Kopplung in einer Richtung mit. Die Reibbuchse ist weiterhin über separate Reibflächen mit hohem Reibmoment gegenüber dem entsprechenden Element der Spannvorrichtung angeordnet. Die erforderliche Vorspannung der Reibfläche kann in bekannter Weise durch Federn oder elastische Reibbeläge erreicht werden. Wenn die Schlingfeder in umgekehrter Schwenkrichtung bewegt wird, löst sie sich von der Reibbuchse, wirkt als Freilaufkupplung und gleitet auf dieser mit nicht nennenswertem Reibmoment.These features exploit the blocking effect of a multi-turn wrap. It takes the friction bush by direct coupling in one direction. The friction bushing is furthermore arranged via separate friction surfaces with a high frictional torque with respect to the corresponding element of the tensioning device. The required bias of the friction surface can be achieved in a known manner by springs or elastic friction linings. When the wrap spring is moved in the opposite direction, it releases itself from the friction bushing, acts as an overrunning clutch and slides on it with no appreciable frictional torque.

Bei der Anwendung am Verbrennungsmotor werden die erfindungsgemäßen Merkmale dahingehend genutzt, daß die Reibungsdämpfung in Richtung zum Treibriemen, also in Spannrichtung, verschwindend klein ist und in die entgegengesetzte Richtung sehr hoch, beispielsweise nahe der maximal zulässigen Spannung des Treibriemens.When used on the internal combustion engine features of the invention are used to the effect that the friction damping in the direction of the drive belt, ie in the clamping direction, is vanishingly small and in the opposite direction very high, for example, close to the maximum allowable tension of the drive belt.

Daraus ergeben sich die Vorteile nahezu ungedämpftes und damit extrem schnelles Nachspannen des Treibriemens und maximale Dämpfung bei Stößen, Impulslasten des Motors, etc.This results in the advantages of almost undamped and thus extremely fast tensioning of the drive belt and maximum damping in the case of shocks, impulse loads of the engine, etc.

Die Erfindung wird nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.The invention will be described below with reference to the example shown in the drawing.

Die einzige Figur zeigt den teilweisen Längsschnitt einer Spannvorrichtung für Treibriemen mit Schlingfeder und Reibbuchse. Es sind nur die zum Verständnis wichtigen Einzelheiten und diese schematisch dargestellt.The single FIGURE shows the partial longitudinal section of a tensioning device for drive belt with wrap spring and friction bushing. It is only the details important to understanding and these are shown schematically.

Ein Schwenkarm 3 ist mit einer Spannrolle 4 über eine Reibbuchse 2 auf einem Tragkörper 5 beweglich angeordnet. Eine Spannfeder 6 stellt die Spannrolle 4 gegen einen Treibriemen 7 und spannt diesen mit der Federkraft. Die gesamte Spannvorrichtung kann mit einer Schraube 8 beispielsweise an einen Motorblock befestigt werden.A swivel arm 3 is with a tension roller 4 via a friction bush 2 on a support body 5 movably arranged. A tension spring 6 sets the tension roller 4 against a drive belt 7 and tense it with the spring force. The entire clamping device can with a screw 8th For example, be attached to an engine block.

Die Reibbuchse 2 ist mit einem gering kompressiblen Reibungsbelag 9 versehen und sitzt damit auf der Mantelfläche 10 des Tragkörpers 5. Durch das in der Dicke komprimierte Material des Reibbelages 9 sitzt sie unter radialer Vorspannung auf der Mantelfläche 10 und erzeugt ein Reibmoment, das umgerechnet der maximal zulässigen Spannkraft des Treibriemens 7 entspricht. Erst wenn diese Kraft überschritten wird, dreht sich die Reibbuchse 2 auf dem Tragkörper 5. Dies ergibt eine sehr hohe Reibungsdämpfung.The friction bush 2 is with a low compressible friction lining 9 provided and thus sits on the lateral surface 10 of the supporting body 5 , Due to the thickness of the compressed material of the friction lining 9 it sits under radial prestress on the lateral surface 10 and generates a friction torque, the equivalent of the maximum permissible clamping force of the drive belt 7 equivalent. Only when this force is exceeded, the friction bush rotates 2 on the support body 5 , This results in a very high friction damping.

Auf der Umfangsfläche 11 der Reibbuchse 2 ist eine aus Rechteckmaterial gewickelte Schlingfeder 1 mit etwas mehr als zwei Windungen angeordnet. Sie sitzt mit geringer Vorspannung auf der Umfangsfläche 11, hat ein freies Ende 13 und ein im Schwenkarm 3 festgelegtes Ende 14.On the peripheral surface 11 the friction bush 2 is a wrap spring made of rectangular material 1 arranged with just over two turns. She sits with low bias on the peripheral surface 11 , has a free end 13 and one in the swivel arm 3 fixed end 14 ,

Der Schwenkarm 3 ist über Gleitflächen 15 auf der Umfangsfläche 11 gelagert.The swivel arm 3 is about sliding surfaces 15 on the peripheral surface 11 stored.

Wenn der Treibriemen 7 mit beispielsweise einer starken Impulskraft auf die Spannrolle 4 und gegen die Spannfeder 6 wirkt, wird die Schlingfeder 1 über das feste Ende 14 scheinbar eingewickelt. Es entstehen progressiv steigende Einschnürkräfte, die ein Blockieren zwischen Schlingfeder 1 und Reibbuchse 2 bewirken. Die Reibbuchse 2 wird dadurch mitgenommen und erzeugt die beschriebene starke Reibungsdämpfung.When the drive belt 7 with, for example, a strong impulse force on the tension roller 4 and against the tension spring 6 acts, becomes the wrap 1 about the firm end 14 apparently wrapped. The result is progressively increasing constricting forces, which are blocking between the wrap spring 1 and friction bush 2 cause. The friction bush 2 is thereby taken and generates the described strong friction damping.

In umgekehrter Schwenkrichtung, wenn die Spannrolle 4 bei loserem Treibriemen 7 nachgespannt werden muß, wird die Schlingfeder 1 über das feste Ende 14 scheinbar geöffnet, d. h., die Vorspannung der Ruhestellung gelöst. Sie kann sich dabei ohne nennenswertes Reibmoment im Sinne einer Freilaufkupplung auf der Umfangsfläche 11 der Reibbuchse 2 bewegen. Wegen des hohen Reibmomentes der Reibbuchse 2 auf dem Tragkörper 5 tritt dort keine Bewegung auf. Die Folge ist eine extrem schnell und relativ ungedämpft zustellende Spannrolle 4. Dies entspricht den Erfordernissen der Praxis.In reverse swing direction when the tensioner pulley 4 with loose drive belt 7 must be tightened, the wrap is 1 about the firm end 14 apparently open, that is, the bias of the rest position solved. It can be without significant friction torque in the sense of a one-way clutch on the peripheral surface 11 the friction bush 2 move. Because of the high frictional torque of the friction bush 2 on the support body 5 There is no movement there. The result is an extremely fast and relatively undamped delivering tension roller 4 , This corresponds to the requirements of practice.

Die dargestellte Ausführung ist nur ein Beispiel. Insbesondere die Erzeugung des Reibmoments zwischen Reibbuchse 2 und Tragkörper 5 kann auf diverse Arten radial, axial oder kombiniert, auch mit zusätzlichen Federelementen erzeugt werden. Auch die kinematisch umgekehrte Anordnung der Schlingfeder 1, wobei deren Mantelflächen in einer Bohrungsfläche ein Reibmoment erzeugen, ist gleichermaßen möglich.The illustrated embodiment is just an example. In particular, the generation of the friction torque between Reibbuchse 2 and supporting body 5 Can be produced in various ways radial, axial or combined, with additional spring elements. Also the kinematically reversed arrangement of the wrap spring 1 , Whose lateral surfaces generate a friction torque in a bore surface, is equally possible.

Claims (5)

Spannvorrichtung für Treibriemen (7) mit relativ zueinander schwenkbaren Elementen (3, 5), wobei das bewegliche eine Spannrolle (4) aufweist und das andere fest ist, einer dazwischen angeordneten Spannfeder (6) und einer richtungsabhängigen Reibungsdämpfung, wobei eine mit einem freien Ende versehene Schlingfeder (1) mit dem anderen Ende fest an einem der Elemente (3, 5) eingespannt ist und mit ihren Windungen auf einer Reibbuchse (2) unter Gleitreibung bewegbar ist, mit folgenden weiteren Merkmalen: – Die Reibbuchse (2) weist eine fest eingestellte Reibungsdämpfung gegenüber einem der relativ zueinander schwenkbaren Elemente (3, 5) auf, – die Schlingfeder (1) sitzt unter Vorspannung auf einer Umfangsfläche (11) der Reibbuchse (2) und bildet – eine Mitnahmekupplung in einer Schwenkrichtung weg vom Treibriemen (7) mit der fest eingestellten Reibungsdämpfung der Reibbuchse (2) und – eine Freilaufkupplung in einer Schwenkrichtung zum Treibriemen (7), mit einer Reibungsdämpfung zwischen der Reibbuchse (2) und den Windungen der Schlingfeder (1), die geringer ist als die fest eingestellte Reibungsdämpfung der Reibbuchse (2).Tensioning device for drive belts ( 7 ) with relatively pivotable elements ( 3 . 5 ), the movable one being a tension roller ( 4 ) And the other is fixed, a tension spring arranged therebetween ( 6 ) and a directional friction damping, wherein a provided with a free end wrap ( 1 ) with the other end fixed to one of the elements ( 3 . 5 ) is clamped and with their turns on a friction bush ( 2 ) is movable under sliding friction, with the following further features: - The friction bushing ( 2 ) has a fixed frictional damping with respect to one of the relatively pivotable elements ( 3 . 5 ), - the wrap spring ( 1 ) is biased on a peripheral surface ( 11 ) of the friction bush ( 2 ) and forms - a driving clutch in a pivoting direction away from the drive belt ( 7 ) with the fixed friction damping of the friction bushing ( 2 ) and - an overrunning clutch in a pivoting direction to the drive belt ( 7 ), with a friction damping between the friction bushing ( 2 ) and the turns of the wrap spring ( 1 ), which is lower than the fixed friction damping of the friction bushing ( 2 ). Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbuchse (2) in Umfangsrichtung geschlossen ist.Clamping device according to claim 1, characterized in that the friction bushing ( 2 ) is closed in the circumferential direction. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbuchse (2) über radiale Flächen axial eingespannt ist.Clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that the friction bushing ( 2 ) is axially clamped over radial surfaces. Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbuchse (2) ein Schwenklager bildet.Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the friction bushing ( 2 ) forms a pivot bearing. Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (1) mindestens zwei volle Windungen aufweist.Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the wrap spring ( 1 ) has at least two full turns.
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