DE3637212A1

DE3637212A1 - Spannrollenanordnung an einem riementrieb

Info

Publication number: DE3637212A1
Application number: DE19863637212
Authority: DE
Inventors: Adolf Fischer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1988-05-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannrollenanordnung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art und geht aus von der gattungsbildenden DE-OS 23 18 450.

Beschrieben ist darin eine Riemenspannvorrichtung, insbesondere für den Nockenwellenantrieb einer Brennkraftmaschine, welche ein Kurbelgehäuse und einen Zylinderkopf aufweist. An derartigen Riementrieben besteht die Problematik der Wärmeausdehnungen der Bauteile, so daß die tatsächliche Riemenspannung durch einen einmaligen Einstellvorgang nicht festlegbar ist, sondern vielmehr eine starke Abhängigkeit von den augenblicklichen Wärmeausdehnun gen aufweist. Dazu ist in der o.g. Schrift der die Spannrolle tragende und am Zylinderkopf angeordnete Hebelarm über eine Stellstange abgestützt, welche einen deutlich niedrigeren Wärmeaus dehnungskoeffizienten besitzt als das Kurbelgehäuse und der Zylinderkopf der Brennkraftmaschine. Da das andere Ende der Stellstange am Kurbelgehäuse befestigt ist, erfolgt bei Erwärmung der Brennkraftmaschine aufgrund der unterschiedlichen Wärmeaus dehnungen ein Schwenken des Hebelarmes in Richtung einer verrin gerten Spannrollenanpreßkraft auf den Riementrieb. Neben der Notwendigkeit einer funktionsbedingt großen Baulänge der Stell stange liegt ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung in der starren Anordnung der Spannrolle. Aus dynamischen Gründen ist nämlich eine gewisse Elastizität innerhalb einer Riemenspannvorrichtung erwünscht.

Deshalb ist in einer weiteren, in der DE-OS 26 08 277 gezeigten Spannvorrichtung eine Spiral-Druckfeder vorgesehen, deren Wirk achse durch den Mittelpunkt einer auf einem Tragarm angeordneten Spannroile führt. Die Einleitung der Spannkraft auf die Spannrolle erfolgt hierbei - abweichend von der gattungsbildenden Schrift direkt auf die Spannrolle; eine Übersetzung über einen Hebelarm ist bei dieser Anordnung nicht gegeben. Der dabei vorgesehene Tragarm dient nur zur Lagerung der Spannrolle. Da die Verwendung einer Spiral-Druckfeder jedoch den Nachteil hat, daß die Spannvor richtung zu leicht in Schwingungsbewegungen versetzt werden kann, zeigt diese Schrift daneben eine Einrichtung, welche die Schwenkbewegung der Spannrolle abbremsend bzw. dämpfend beeinflußt. Damit ist diese Anordnung jedoch äußerst aufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spannrolle in einen Riementrieb o. dgl. so anzuordnen, daß eine annähernd gleichbleibende Riemenspannung auch unter Einfluß von Wärmedeh nungen mit geringstmöglichem Bauaufwand und bei Aufrechterhaltung einer gewissen Elastizität innerhalb der Spannvorrichtung gewähr leistet ist.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des ersten Anspruchs gelöst. Eine derartige erfindungsgemäße Anordnung benötigt nur wenige Bauteile, da bei der Verwendung einer Biege Druckfeder - insbesondere wenn diese unter dem Einfluß der Biegung eine hohe Federkraft erzeugt - auf die Anbringung von schwingungsdämpfenden Elementen (wie in der DE-OS 26 08 277) verzichtet werden kann. Da die Krafteinleitung durch die Biege Druckfeder außerhalb des Spannrollenmittelpunktes erfolgt, kann durch geeignete Wahl des Krafteinleitungspunktes, also durch das geeignete Hebel-Übersetzungsverhältnis jede gewünschte Riemenspann kraft erzeugt werden. Vorteilhafterweise ist dabei die Federkenn linie extrem flach ausgelegt, so daß unabhängig vom Grad der Biege-Auslenkung der Biege-Druckfeder stets annähernd die gleiche Riemenspannkraft aufgebracht wird.

Während Anspruch 2 für die Biege-Druckfeder ein vorallem kosten günstiges, und dennoch die Funktion sicherstellendes Band- oder Rundstahl-Material vorschlägt, bildet Anspruch 3 eine erfindungs gemäße Spannrollenanordnung weiter. Ist die Biege-Druckfeder aus Bimetall-Material gefertigt, so ist dadurch eine sich quasi auto matisch regulierende Riemenspannung erzielbar. Bei geeigneter Auslegung des Bimetall-Materials und der daraus gefertigten Biege Druckfeder kann mit steigender Wärmedehnung der den Riemen führenden und tragenden Bauteile eine Zurücknahme des auf den Hebelarm der Spannrolle wirkenden Stützpunktes erzeugt werden, so daß letztlich die auf den Riemen einwirkende Spannkraft keine Veränderung erfährt.

Schließlich beschreibt Anspruch 4 eine vorteilhafte Lagerung der Biege-Druckfeder. Eine Kugelpfanne bietet der Biege-Druckfeder insbesondere dann, wenn deren darin gelagertes Ende ebenfalls kugelförmig ausgebildet ist, eine ausreichende Bewegungsmöglich keit für die Schwenkung des Hebelarmes, ohne daß durch die Lagerkräfte eine nennenswerte Dämpfung aufgebracht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der schematischen Darstel lung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben:

An der Stirnseite einer Brennkraftmaschine 1, bestehend aus einem Zylinderkopf 2 und einem Kurbelgehäuse 3 ist zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle ein Riementrieb angeordnet. Dabei wird der Zahnriemen 4 vom Kurbelwellenrad 5 angetrieben und ist über eine Umlenkrolle 6 sowie eine Spannrolle 7 zum anzutreibenden Nockenwel lenrad 8 geführt. Die Spannrolle 7 ist an einem Hebelarm 9 befe stigt, der um seine Achse 10 schwenkbar gelagert ist. Am freien Ende des Hebelarmes 9 greift die Biege-Druckfeder 11 an. Deren dem Hebelarm 9 zugewandtes Ende ist mit einem Kugelkopf 12 versehen und in der Kugelpfanne 13 des Hebelarmes 9 gelagert, das entgegengesetzte Ende ist in einer am Kurbelgehäuse 3 angeord neten Lagerstelle 14 abgestützt.

Die von der Biege-Druckfeder 11 auf dem Hebelarm 9 aufgebrachte Federkraft F bewirkt eine Auslenkung der Spannrolle 7 in Pfeilrich tung 15 und erhöht somit die Spannung des Riemens 4. Im stationä ren Zustand herrscht zwischen der Riemenspannkraft R sowie der Federkraft F ein Kräftegleichgewicht. Erwärmt sich nun die Brenn kraftmaschine 1, so dehnen sich der Zylinderkopf 2 sowie das Kurbelgehäuse 3 aus. Damit wird der Abstand 16 zwischen dem Kurbelwellenrad 5 sowie dem Nockenwellenrad 8 vergrößert, was zu einer Erhöhung der Spannung des Riemens 4 führt. Diese nunmehr erhöhte Spannkraft R lenkt den Hebelarm 9 entgegen der Pfeilrich tung 15 gegen die Federkraft F soweit aus, bis sich wiederum ein Kräftegleichgewicht eingestellt hat.

Da die Federkraft F von der Achse 10 des Hebelarmes im Abstand a angreift, die Riemenspannkraft R jedoch im größeren Abstand b, kann die Federkraft F sehr hoch gewählt werden, wodurch die Gefahr von Schwingungen des Systems äußerst geringgehalten wird.

Ist die Biege-Druckfeder 11 aus Bimetall gefertigt, so führt eine Erwärmung der Brennkraftmaschine 1 sowie eine gleichzeitige Erwärmung der Biege-Druckfeder 9 durch Wärmestrahlung zu einer stärkeren Biegung und damit zu einer automatischen Zurücknahme des Stützpunktes (Kugelkopf 12), wodurch wiederum eine Auslenkung des Hebelarmes 9 entgegen der Pfeilrichtung 15 erfolgt, und somit eine konstante Riemenspannkraft R erhalten bleibt.

Claims

1. Spannrollenanordnung an einen Riementrieb oder dgl., mit einem die Spannrolle tragenden und um eine Achse schwenk baren Hebelarm, an weichem desweiteren ein Stützelement angreift und die Spannkraft versetzt zum Spannrollenmittel punkt aufbringt, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement als Biege Druckfeder (11) ausgebildet ist.

2. Spannrollenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biege-Druckfeder (11) aus Bandstahl-oder Rund-Material gefertigt ist.

3. Spannrollenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biege-Druckfeder (11) aus Bimetall-Material gefertigt ist.

4. Spannrollenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Biege-Druckfeder (11) zumin dest an einem der beiden Enden in einer Kugelpfanne (13) gelagert ist.