DE4209914A1

DE4209914A1 - Spannvorrichtung für Riemen oder Ketten

Info

Publication number: DE4209914A1
Application number: DE4209914A
Authority: DE
Inventors: Eduard Dipl Golovatai-Schmidt
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-09-30
Also published as: CZ253592A3; BR9203823A; ES2061372B1; CA2076943A1; AU2118892A; SE9202448L; IT1256384B; SE9202448D0; KR930020055A; ES2061372R; ITMI922601A1; US5244438A; ITMI922601A0; CH681910A5; ES2061372A2; JPH05280606A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für Riemen oder Ketten, die voreinstellbar, federkraftbeaufschlagbar ausgebildet ist, insbesondere für einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer auf einem Spannrollenträger gelagerten Laufrolle, wobei der Spann rollenträger exzentrisch ausgebildet und seinerseits auf einem exzen trischen mit dem Gehäuse verschraubbaren Innenteil geführt ist, und mit einer Feder die den Spannrollenträger mit einer Federvorspannung gegenüber dem Gehäuse abstützt.

Eine mechanische Spanneinrichtung der genannten Gattung ist aus der EP-A-04 56 142 bekannt. Eine derartige Spanneinrichtung verfügt über zwei die Laufrolle gegenüber einem Riementrum verstellende Exzenter. Einen ersten Exzenter bildet der Spannrollenträger, auf dem ein Wälz lager angeordnet ist und als zweiter Exzenter wird eine mit einer exzentrischen Innenbohrung versehene Exzenterbundbuchse verwendet, die über eine Befestigungsschraube mit dem Gehäuse verspannbar ist. Die Feder, die eine in Umfangsrichtung um den Lagerbolzen wirkende Spann kraft auf den Spannrollenträger ausübt, ist einerseits am Spannrollen träger und andererseits an einem scheibenförmigen Stellelement ange lenkt. Im Rahmen eines Meßvorgangs soll die Federvorspannung der Feder, die durch Verdrehen des Stellelements festlegbar ist, ermittelt werden, und in dieser Stellung wird dann das Stellelement drehfest mit dem Lagerbolzen verbunden. Die Einstellung der Riemen- bzw. Ketten spannkraft mit einer derartigen Spannvorrichtung ist sehr umständlich und ungenau, da bei der Montageeinstellung der Spannvorrichtung, die durch ein Verdrehen des exzentrisch einer Befestigungsschraube geführ ten Tragbolzens erfolgt, sich die Lage beider Exzenter und auch die Lage des Anlenkpunktes der Feder verändern. Es können somit für die Einhaltung einer vorbestimmten Treibriemenspannung keine exakt defi nierten Positionen oder Einstellwerte vorgegeben werden. Weiterhin ist die vorbekannte Spannvorrichtung bezüglich ihres Herstellungs- und ihres Montageaufwands der zu verwendenden Einzelteile relativ auf wendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die auf günstige Weise und sehr exakt einstellbar ist, einen bauraumoptimierten Aufbau aufweist, wenig Einzelteile umfaßt, einen großen Einstellbereich sowohl für die Vormontage als auch im Betriebszustand aufweist, eine einfache Vormontage ermöglicht und für den Großserieneinsatz verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Innenteil eine Exzenter buchse aufweist, die frei drehbar in eine Grundplatte eingreift, welche über einen radialen Führungsarm am Gehäuse geführt ist. Über diesen radialen Führungsarm wird bei dem Verdrehen des exzentrischen Lagerbolzens eine pleuelstangenartige Bewegung ausgeführt, während der die Spannrolle nahezu exakt in einer senkrechten Ebene zu dem Riemen- bzw. Kettentrum geführt wird. Während dieser Einstellung verändern sich die Lage des durch den Spannrollenträger geschaffenen Betriebs exzenters und die Lage der Einhängepunkte der Feder nur unwesentlich. Diese Ausbildung der Einstellvorrichtung weist bezüglich der vorzuneh menden Einstellung der Riemenspannkraft erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf.

Gemäß dem Anspruch 2 soll der Führungsarm seitlich zwischen zwei Anschlägen, die als Vorsprünge des Gehäuses ausgebildet sind, geführt sein. Damit ist es in einfacher Weise möglich, eine Längsführung des Führungsarms zu ermöglichen, indem am Gehäuse zwei vorstehende Gußvor sprünge angeordnet sind.

Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, den Führungsarm mit einem in axialer Richtung verlaufenden Stift zu versehen, welcher in ein radial verlaufendes Langloch des Gehäuses eingreift. Durch diese Anlenkung des Führungsarms im Langloch kann dieser bei einer Verdrehung des Lagerbolzens pleuelstangenartige Bewegungen ausführen. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit diese Anlenkung in kinematischer Umkehr auszugestalten, das heißt ein Langloch im Führungsarm und einen Stift im Gehäuse vorzusehen.

Zur Einhaltung einer weitestgehend konstanten Lage und Orientierung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung zum Riemen und einer gleichge richteten Vorspann- und Dämpfungskraft bei allen Betriebszuständen ist erfindungsgemäß die Nase im Bereich der Winkelhalbierenden zwischen dem Zug- und Lostrum des Riemens angeordnet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen 5 bis 15 beschrieben. Die Betriebsschwingungen des Riemens und die thermische Ausdehnung des Motors und des Riemens werden vom Spannrollenträger aufgenommen, dessen Schwenkbereich begrenzt ist, so daß beim Abstellen des Motors die Spannrolle nicht so weit vom Riemen weggedrängt werden kann, daß ein Zahnsprung möglich wird. Die Anord nung der unmittelbar in Verbindung stehenden Bauteile durch eine axial und/oder radial ausgerichtete Anordnung unter Beibehaltung der vor gegebenen Innenkontur der Spannrolle bewirkt vorteilhaft eine kompakte Spannvorrichtung. In vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung weiter durch wenige Bauteilen b erstellbar, wodurch eine kostengünstige montagefreundliche Spannvorrichtung geschaffen werden kann. Die Forderung nach einer einfachen Montage wird weiter unterstützt durch einen Exzenterbund, der mit einem Sechskant versehen ist zur vereinfachten Einstellung einer Vorspannkraft für den Riemen bei der Einstellung der Spannvorrichtung.

Die erfindungsgemäße Anordnung sieht weiter vor, daß zwischen beiden Bauteilen der Grundplatte und dem Spannrollenträger eine Torsionsfeder angeordnet ist, die in der Betriebsstellung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung für eine gewünschte Verdrehung des Spannrollenträgers zur Grundplatte sorgt.

Dazu ist der Spannrollenträger gegenüber der Grundplatte so gestaltet, daß sich ein Freiraum zur Aufnahme einer Torsionsfeder bildet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als Torsionsfeder eine Flachspiralfeder vorgesehen, die eine geringe axiale Breite aufweist und somit ebenfalls die erforderliche axiale Breite günstig beeinflußt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht eine Begrenzung des Drehwinkels des Spannrollenträgers zur Grundplatte vor.

Der Spannrollenträger ist dazu mit einer Ausnehmung versehen, die durch Endanschläge begrenzt ist. Durch die Ausnehmung ist eine mit der drehfesten Grundplatte in Verbindung stehende Nase geführt, die einen Festpunkt darstellt und dadurch bei Anlage eines der Endanschläge an die Nase die Verdrehung des Spannrollenträgers begrenzt.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung gestattet weiter eine einstückige Ausbildung der Grundplatte mit dem Lagerbolzen. Dieses zweistufig rohrförmig gestaltete Bauteil ist weiter vorteilhaft spanlos und damit kostengünstig zu fertigen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Exzenterbund in die Bohrung des Lagerbolzens eingepaßt und der mit ihm einstückig ver bundene Sechskant als Kragen ausgebildet, der endseitig radial sowohl den Lagerbolzen als auch den Spannrollenträger radial überdeckt und weiter örtlich den Innenring des Radialwälzlagers überdeckt zur Schaf fung einer Axialsicherung des Wälzlagers. Der Kragen dient weiter zur kraftschlüssigen Anlage des Lagerbolzens bzw. der Grundplatte an ein mit der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung verbundenes Gehäuse.

Zur Erreichung einer wirkungsvollen Reibung und Dämpfung von auftre tenden Resonanzschwingungen im Riemen auf die erfindungsgemäße Spann vorrichtung ist eine Gleitbuchse zwischen dem Lagerbolzen und dem Spannrollenträger vorgesehen, die sich über die gesamte axiale Breite des Lagerbolzens erstreckt und folglich vorteilhaft einen geringen radialen Bauraum beansprucht.

Ein weiterer Ausgestaltungsgedanke der Erfindung sieht eine Laufrolle vor, die spanlos gefertigt und drehfest auf dem Außenring des Wälz lagers angeordnet ist.

Zur Montageerleichterung der Spannvorrichtung ist diese mittels eines Arretierstiftes vormontierbar, wobei der Arretierstift die Laufrolle, den Spannrollenträger und die Grundplatte miteinander lagefixiert.

Vorteilhaft wird mittels eines Arretierstiftes der Spannrollenträger in der Mitte des Arbeitsbereichs fixiert, um so nach einer erfolgten Voreinstellung der Riemenspannkraft mittels des Exzenterbundes und anschließender Verschraubung die erfindungsgemäße Spannvorrichtung nach Entfernen des Arretierstiftes einen maximalen Verstellweg der Spannrolle sicherstellen zu können.

Die Erfindung wird nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel weiter beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in einer Vorderansicht die erfindungsgemäße Spannvor richtung;

Fig. 2 die erfindungsgemäße Spannvorrichtung in einer Schnittdarstellung A-A gemäß Fig. 1;

Fig. 3 die Schnittdarstellung B-B gemäß Fig. 2;

Fig. 4 die Darstellung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in einer Ansicht gemäß Z, siehe Fig. 2 und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der Spannvorrichtung.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 in der Vorder ansicht. Die äußere Kontur wird geprägt durch die Laufrolle 2, die nahezu alle Bauteile radial überdeckt mit Ausnahme einer Nase 9, die eine Verdrehsicherung der Grundplatte 7 darstellt und die zwischen den Anschlägen 18, 19 fixiert ist. Im Bereich der Nase 9 ist weiter eine Bohrung 23 in die Laufrolle 2 eingebracht, die zur Aufnahme eines Arretierstiftes 15 dient, mit dem die Spannrolle 2 gemeinsam mit dem Spannrollenträger und der Grundplatte 7 positionierbar ist vor der Montage der Spannvorrichtung 1. Im mittleren Bereich der Laufrolle 2 ist eine Exzenterbundbuchse 5 versetzt zur Laufrollenmitte angeordnet, die als Sechskant ausgebildet ist und die ebenfalls mittenversetzt eine Bohrung aufweist, durch die die Verschraubung 6 in Form einer Innensechskantschraube eingesetzt ist.

Durch die Schnittdarstellung in Fig. 2 wird der Aufbau der erfin dungsgemäßen Spannvorrichtung 1 weiter verdeutlicht, bei der die Laufrolle 2 nahezu alle Bauteile auch axial überdeckt. Die Spannvor richtung 1 liegt mit der Grundplatte 7 an einem Gehäuse 20, vorzugs weise Kurbelgehäuse oder Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine an und besitzt eine weitestgehend kreisringförmige Außenkontur mit Ausnahme eines örtlich angebrachten Führungsarms 9. Im Bereich der Nabe 13 ist die Grundplatte 7 mit einem ausgehend vom Gehäuse 20 rohrförmigen, axial sich erstreckenden Gehäuse versehen, das im Endbereich übergeht in den Lagerbolzen 4. Die rohrförmige Innengestaltung der Grundplatte 7 ist im Bereich der Nabe 13 oval und geht in eine Bohrung 21 über, wobei das Bauteil zwischen der Nabe 13 und der Bohrung 21 nach innen gestuft ausgebildet ist. Der Lagerbolzen 4 dient zur Aufnahme und Führung des Spannrollenträgers 3, wobei der radiale Abstand zwischen beiden Bauteilen durch die Gleitbuchse 8 ausgeglichen wird. Die Nabe 24 des Spannrollenträgers 3 ist mit einer außermittigen Bohrung ver sehen zur Darstellung einer Exzentrizität. Der Außenumfang der Nabe 24 dient zur Aufnahme des Wälzlagers 14, auf dessen Außenring sich die Laufrolle 2 abstützt. Der Spannrollenträger 3 weitet sich ausgehend vom Lagerbolzen 4 radial in Richtung der Grundplatte 7 aus und bildet einen Freiraum 17, in dem die Torsionsfeder 12 eingebracht ist. In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung in der größtmögli chen Exzentrizität zwischen der Grundplatte 7 und dem Spannrollen träger 3 abgebildet, wobei diese Lage durch den Arretierstift 15 erreicht ist, der die Laufrolle 2 mit dem Spannrollenträger 3 und der Grundplatte 7 lagefixiert. Diese Lage wird vor der Montage festge legt, um einen größtmöglichen Einstell- bzw. Nachstellweg der Laufrol le 2, z. B. bei sich ändernden Riemenlängen erreichen, zu können. Die Spannvorrichtung 1 ist dabei so angeordnet bzw. die Torsionsfeder 12 so zwischen dem Außenumfang der Nabe 13 und dem Spannrollenträger 3 angebracht, daß sich die Laufrolle im Betriebszustand stets in Rich tung einer Verstärkung der Riemenspannung verlagert. Zur Ausrichtung der Spannvorrichtung 1 während der Montage dient weiter der Exzenter bundbuchse 5, der in die Bohrung 21 des Lagerbolzens 4 eingepaßt ist und mit einer außermittigen Bohrung zur Aufnahme der Verschraubung 6 dient, mit der die gesamte Spannvorrichtung 1 am Gehäuse 20 kraft schlüssig verspannt wird. Über den als Sechskant ausgebildeten Kragen 22 der um 360° gedreht werden kann, ergibt sich ein vorteilhafter weiter Einstellbereich der Spannvorrichtung 1, der dem doppelten Wert der Exzentrizität "e" entspricht, der sich zwischen der Mitte der Ver schraubung 6 und der Mitte der Exzenterbundbuchse 5 einstellt. Durch diese Voreinstellung ist die Spannvorrichtung 1 in Richtung des Rie mens ausrichtbar ohne nennenswerte Veränderung der Kraftrichtung der Spannvorrichtung im Betriebszustand aufgrund der Verdrehsicherung der Grundplatte 7, d. h. des Führungsarms 9, der zwischen den Anschlägen 18, 19 positioniert ist.

Aus der Fig. 3 geht insbesondere die Einbaulage der Torsionsfeder 12 hervor, die in ihrem Mittenbereich die ovalförmige gestaltete Nabe 13 der Grundplatte 7 weitestgehend umschließt und deren weiteres Federen de 16 im Spannrollenträger 3 arretiert ist. Die Fig. 3 verdeutlicht weiter die Stellwegbegrenzung des Spannrollenträgers 3 zur Grundplatte 7 durch die Vorsprünge 10, 11, die das Ende einer örtlichen Ausnehmung im Spannrollenträger 3 darstellen, durch den der Führungsarm 9 der Grundplatte 7 geführt ist.

Durch die in Fig. 4 dargestellte Ansicht der Spannvorrichtung 1, wird die Stellwegbegrenzung des Spannrollenträgers 3 weiter verdeutlicht. Wie in Verbindung mit Fig. 2 erkennbar wird die Grundplatte 7 sowohl radial als auch axial bis auf die Ausnehmung 25 vom Spannrollenträger 3 überdeckt. Eine Verdrehung des Spannrollenträgers 3, endet daher bei Anlage einer der Endanschläge 10, 11 am Führungsarm 9.

Ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannvor richtung ist in der Fig. 5 dargestellt. Diese Spannvorrichtung 1 stimmt im wesentlichen mit der Ausführung nach Fig. 1 überein. Ein Unterschied besteht aber darin, daß die Exzenterbundbuchse 5 eine größere axiale Baulänge aufweist und mit ihrem dem Sechskant gegen überliegenden Ende bis in das Innere eines sich kegelförmig erweitern den Abschnitts 27 des Lagerbolzens 4 erstreckt. Dieses Ende der Exzen terbundbuchse 5 weist eine Verstemmung 28 auf, so daß sämtliche Bau teile im Rahmen einer Vormontage axial zueinander fixiert sind. Wei terhin wird eine Schraubenfeder 29 verwendet, die ebenfalls in der Nabe 13 des Spannrollenträgers 3 angeordnet ist. Die Grundplatte 7 weist an ihrem Führungsarm 9 einen Stift 26 auf, der nach erfolgter Montage der Spannvorrichtung in ein nicht dargestelltes Langloch des Gehäuses 20 eingreift, so daß der Führungsarm 9 bei einem Verdrehen der Exzenterbundbuchse 5 gerichtete pleuelstangenartige Bewegungen ausführt.

Bezugszeichen

1 Spannvorrichtung
2 Laufrolle
3 Spannrollenträger
4 Lagerbolzen
5 Exzenterbundbuchse
6 Verschraubung
7 Grundplatte
8 Gleitbuchse
9 Führungsarm
10 Endanschlag
11 Endanschlag
12 Torsionsfeder
13 Nabe
14 Wälzlager
15 Arretierstift
16 Federende
17 Freiraum
18 Anschlag
19 Anschlag
20 Gehäuse
21 Bohrung
22 Kragen
23 Bohrung
24 Nabe
25 Ausnehmung
26 Stift
27 Abschnitt von 4
28 Verstemmung
29 Schraubenfeder

Claims

1. Spannvorrichtung (1) für Riemen oder Ketten, die voreinstellbar, federkraftbeaufschlagbar ausgebildet ist, insbesondere für für einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer auf einem Spannrollen träger (3) gelagerten Laufrolle (2), wobei der Spannrollenträger (2) exzentrisch ausgebildet und seinerseits auf einem exzentrischen mit einem Gehäuse (20) verschraubbaren Innenteil geführt ist, und mit einer Feder (12, 29), die den Spannrollenträger (3) mit einer Feder vorspannung gegenüber dem Gehäuse (20) abstützt, dadurch gekennzeich net, daß das Innenteil eine Exzenterbundbuchse (5) aufweist, die frei drehbar in eine Grundplatte (7) eingreift, welche über einen radialen Führungsarm (9) am Gehäuse (20) geführt ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsarm (9) seitlich zwischen zwei Anschlägen (18, 19), die als Vorsprünge des Gehäuses ausgebildet sind, geführt ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsarm (9) einen in axialer Richtung verlaufenden Stift (26) aufweist, welcher in ein radial verlaufendes Langloch des Gehäuses (20) eingreift.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüchen 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Führungsarm (9) im wesentlichen auf einer Win kelhalbierenden zwischen einem Zug- und einem Lostrum des mit der Spannvorrichtung (1) verbundenen Riemens verläuft.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung einer Vorspannung im Riemen- oder Kettentrum die Exzenter bundbuchse (5) über ein Mehrkantprofil drehbar ist.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannrollenträger (3) die Grundplatte (7) und den Lagerbolzen (4) axial und weitestgehend radial überdeckend ausgebildet ist.

7. Spannvorrichtung, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (7) mit einem rohrförmigen Lagerbolzen (4) verbunden ist, auf dessen Außenmantel der Spannrollenträger (3) und in dessen Innen mantel die Exzenterbundbuchse (5) geführt sind.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannrollenträger (3) auf der zur Grundplatte (7) gerichteten Seite einen Freiraum (17) für eine Torsionsfeder (12) bildet.

9. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannrollenträger (3) Endanschläge (10, 11) aufweist zur Begrenzung des Drehwinkels zwischen der Grundplatte (7) und dem Spannrollenträger (3).

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (7) und der Lagerbolzen (4) als zweistufiges, rohrförmiges Bauteil hergestellt sind, wobei der rohrförmige Innenraum im Bereich einer Nabe (13) eine ovale Kontur aufweist, die in eine Bohrung (21) im Bereich des Lagerbolzens (4) übergeht.

11. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (7) mit dem Lagerbolzen (4) einstückig verbunden und das Bauteil spanlos zu fertigen ist.

12. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterbund (5) eingepaßt in eine Bohrung (21) des Lagerbolzens (4) einen als Sechskant ausgebildeten Kragen (22) aufweist, der als Axial fixierung eines Wälzlagers (14) dient und über den die Grundplatte (7) kraftbeaufschlagt durch die Verschraubung (6) an einem Gehäuse (20) anliegt.

13. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannrollenträger (3) über eine Gleitbuchse (8) mit dem Lagerbolzen (4) verbunden ist, deren axiale Breite über einstimmt mit der des Lagerbolzens (4).

14. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine spanlos gefertigte Laufrolle (2) auf einem Außenring des Wälzlagers (14) drehfest angeordnet ist.

15. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Arretierstift (15) die Laufrolle (2), den Spannrollenträger (3) und die Grundplatte (7) miteinander lagefixiert.