DE4426666A1

DE4426666A1 - Einrichtung zur Dämpfung von Federschwingungen

Info

Publication number: DE4426666A1
Application number: DE4426666A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Schmid
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1996-02-01
Also published as: DE19580805D2; US5702314A; WO1996003598A1; JPH10502997A

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, umfassend ein Basisteil und einen Spannrollenträger, die teilweise konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei eine beide Teile ver spannende, auf einer Hülse geführte Torsionsfeder eingesetzt ist, die eine Verlagerung des Spannrollenträgers in eine Endlage auslöst, in der eine Spannrolle den Zugmitteltrieb verspannt und das der Spann rollenträger zur Dämpfung von Stellbewegungen mit einem Reibelement in Verbindung steht.

Aus der DE-C 32 25 411 ist eine derartige Spannvorrichtung bekannt, bei der ein Spannrollenträger mittels einer Hülse auf einer Achse des Basisteils gelagert ist. Die Hülse ist dabei umgeben von einer Tor sionsfeder, die zwischen dem Basisteil und dem Spannrollenträger verspannt ist. Das am Basisteil anliegende Federende stützt sich an einem Ringflansch eines Lagerteils ab, das ansonsten buchsenartig gestaltet auf der Hülse des Spannrollenträgers geführt ist. Das Lager teil besitzt eine radial gestufte Mantelfläche und eine Längserstreckung, die einem Teilbereich der Federlänge entspricht. Das Lagerteil ist so gestaltet, daß zumindest der Endbereich der Torsionsfeder an dem zum Ringflansch weisenden Ende unmittelbar an der Mantelfläche des Lagerteils anliegt.

In nachteiliger Weise bewirkt der bekannte Aufbau aufgrund der teil weisen Federanlage am Lagerteil eine Begrenzung der radialen Bewegung der Federwindungen bei einer Verschwenkung des Spannrollenträgers auf wenige Windungen. Bei hochfrequenten Stellbewegungen des Spannrollen trägers kann dieser Aufbau nachteilige, die Feder zerstörende Reso nanzschwingungen auslösen, verbunden mit einem Ausfall der Spannvor richtung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Spannvorrichtung zu schaffen, die durch eine kostengünstige Maßnahme eine erhöhte Sicher heit gegen einen Ausfall der Torsionsfeder und außerdem eine Geräusch dämpfung der Spannvorrichtung bewirkt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichnungs teil von Anspruch 1 genannten Merkmale.

Danach ist in dem kreisringförmigen Raum zwischen der Torsionsfeder und der Hülse eine längsgeschlitzte Spannbuchse eingesetzt. Die sich nahezu über die gesamte Länge der Torsionsfeder im eingebauten Zustand erstreckende Spannbuchse ist dazu so gestaltet, daß diese am Innen umfang der Torsionsfeder anliegt. Bedingt durch einen Längsschlitz ist die Spannbuchse vorgespannt und verformbar und kann sich so einer Änderung des Innendurchmessers der Torsionsfeder anpassen, die sich bei einer Verlagerung des Spannrollenträgers der Spannvorrichtung einstellt. In vorteilhafter Weise verhindert die Spannbuchse nachtei lige Federschwingungen aufgrund einer stetigen Anlage aller Federwin dungen an der Spannbuchse. Damit wird auch eine nachteilige Geräusch anregung aufgrund von Federschwingungen unterbunden und gleichzeitig ein wirksamer Schutz gegen Resonanzschwingungen erreicht, die zu einem Federbruch führen können. Die erfindungsgemäße Spannbuchse stellt eine kostengünstige und durch ein einfaches Einschieben der Spannbuchse in die Torsionsfeder leicht montierbare Maßnahme dar, mit der die Lebens dauer der Torsionsfeder und damit die Funktionsfähigkeit der Spannvor richtung verbessert werden kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ist der Außendurchmesser der Spannbuchse im nicht eingebauten Zustand größer als der Innendurchmesser der Torsionsfeder in der Einbaulage. Aufgrund dieser Überdeckung liegt die Spannbuchse kraftschlüssig, d. h. unter Vorspannung an der Torsionsfeder an. Die Spannbuchsenge staltung besitzt neben einer Dämpfung der Federschwingungen gleich falls eine die Dämpfung des Reibelementes unterstützende Wirkung. Die erfindungsgemäße Spannbuchse benötigt in vorteilhafter Weise keine Lage- oder Drehfixierung aufgrund der kraftschlüssigen Anlage innen an der Torsionsfeder.

Nach Anspruch 3 weist die Spannbuchse eine Wandstärke auf, die etwa dem halben Wert des Abstandes entspricht, der sich zwischen der Man telfläche der Hülse und dem Innendurchmesser der Torsionsfeder ergibt. Diese Ausbildung gewährleistet eine ausreichende Steifigkeit der Spannbuchse, mit der die Gefahr von auftretenden Resonanzschwingungen der Federwindungen der Torsionsfeder unterbunden wird. Außerdem ver bleibt ein ausreichend großer radialer Freiraum für die Torsionsfeder, deren Windungen sich bei einer Stellbewegung des schwenkbaren Teils radial nach innen verlagern, so daß es nicht zu einer nachteiligen Beeinflussung der Dämpfungscharakteristik der Torsionsfeder kommt bei einer Anlage der Spannbuchse an die Mantelfläche der Hülse.

Gemäß Anspruch 4 ist die Spannbuchse ausgehend vom schwenkbaren Teil innen konisch aufgeweitet gestaltet. Damit ist die Steifigkeit der Spannbuchse angepaßt an die Beanspruchung der Torsionsfeder, deren radiale Verlagerung im Bereich des Spannrollenträgers den größten Wert erreicht. Diese Gestaltung nimmt damit in vorteilhafter Weise Einfluß auf die Beanspruchung der Torsionsfeder, wodurch die Verformung auf mehr Windungen übertragen wird.

Für die Spannbuchse ist nach Anspruch 5 ein dauerhaft elastischer Werkstoff vorgesehen. Dazu bietet es sich an, die Spannbuchse aus einem Kunststoff oder Federstahl zu fertigen. Gemäß Anspruch 6 ist dazu ein Polymerewerkstoff vorgesehen, der eine kostengünstig her stellbare Spannbuchse ermöglicht und außerdem die Forderung nach einer geräuschdämpfenden Spannbuchse unterstützt. Als geeigneter, ver schleißfester Kunststoff eignet sich dazu insbesondere ein Thermoplast oder ein verstärkter Kunststoff wie z. B. PA 66 GF.

Die Gestaltungsvielfalt der Erfindung weiter unterstreichend sind nach Anspruch 7 zwei Spannbuchsen vorgesehen, die konzentrisch zueinander im Innern der Torsionsfeder eingesetzt sind. Zur Vermeidung einer übereinstimmenden Lage der jeweiligen Spannbuchsenschlitze sind diese um 180° zueinander versetzt eingebaut.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt, die nachfolgend beschrieben wird.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 wird durch eine Schnittdarstellung verdeutlicht. Danach umfaßt die Spannvorrichtung 1 ein Basisteil 2 in einer weitestgehend rotationssymmetrischen Ausge staltung, das auf einer Mantelfläche 3 mit zwei radial gegenüberlie gend angeordneten Laschen 4 versehen ist zur Befestigung der Spann vorrichtung 1, z. B. an einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine. Zentrisch ist im Basisteil 2 endseitig von einem Boden 5 ausgehend eine Hülse 6 vorgesehen, die sich axial bis über das vom Boden 5 gegenüberliegende Ende der Mantelfläche 3 erstreckt. Die Hülse 6 dient zur Aufnahme und Lagerung einer Welle 7, die über Gleitlagerbuchsen 8 gelagert ist und eine Verbindung zwischen einem Spannrollenträger 9 und einer Reibscheibe 10 herstellt.

Zur Erreichung einer drehfesten Verbindung ist der Spannrollenträger 9 bzw. die Reibscheibe 10 drehfest über eine Verzahnung 11 mit der Welle 7 verbunden, wobei das abgesetzte, mit der Verzahnung 11 ver sehene Ende der Welle 7 mit dem Spannteil 9 oder der Reibscheibe 10 verstemmt ist. In einem Hohlraum 12 des Basisteils 2, der sich axial vom Boden 5 des Basisteils 2 bis zu dem schwenkbaren Teil 9 erstreckt, ist eine Torsionsfeder 13 angeordnet, die als Schraubenfeder ausgebil det ist, und in der Betriebsstellung des Spannsystems 1 den Spann rollenträger 9 stets in eine den Zugmitteltrieb erhöhende Stellung verschwenkt. Zur Drehfixierung der Torsionsfeder 13 sind deren Enden am Boden 5 bzw. am schwenkbaren Teil 9 über Haltebleche 19 gesichert. Am Innenumfang der Torsionsfeder 13 liegt eine Spannbuchse 20 an, die mit einem Längsschlitz 21 versehen ist. Durch die mit einer radial nach außen gerichteten Vorspannung eingesetzte Spannbuchse 20 wird vorteilhaft eine nachteilige Eigenschwingung bzw. Resonanzschwingung der Torsionsfeder 20 vermieden. Das schwenkbare Teil 9 ist an seiner dem Basisteil 2 gegenüberliegenden Stirnseite mit einem exzentrisch angeordneten Gehäuse 14 versehen, in das eine Paßbohrung 15 mit einer anschließenden Gewindebohrung 16 eingebracht ist. Diese Bohrungen dienen zur Aufnahme und Befestigung einer nicht dargestellten, mit dem Zugmitteltrieb in Verbindung stehenden Spannrolle. Die am Spannrollen träger 9 befestigte und mit dem Basisteil zusammenwirkende Reibscheibe 10 liegt mit einer kreisringförmigen Scheibe 17 am Reibbelag 18 an.

Eine von der Torsionsfeder 13 auf den Spannrollenträger 9 ausgeübte Axialkraft wild über die Welle 7 auf die Reibscheibe 10 übertragen, die eine Kraft auf den Reibbelag 18 ausübt und damit eine Dämpfung der Bewegung des Spannteils bewirkt, z. B. bei auftretenden Stoßbelastun gen im Zugmitteltrieb. Zur Vermeidung einer nachteiligen, häufig Geräusche verursachenden Federschwingung der Torsionsfeder 13 ist die Spannbuchse 20 am Innenumfang der Torsionsfeder 13 anliegend einge setzt. Die Gestaltung des Basisteils 2 sieht eine Mantelfläche 3 vor, die über den Boden 5 axial verlängert ausgebildet ist, wodurch der Reibbelag 18 axial und radial überdeckt wird und durch eine Einbezie hung der Reibscheibe 10 nahezu vollständig geschützt angeordnet ist.

Bezugszeichenliste

1 Spannvorrichtung
2 Basisteil
3 Mantelfläche
4 Lasche
5 Boden
6 Hülse
7 Welle
8 Gleitlagerbuchse
9 Spannrollenträger
10 Reibscheibe
11 Verzahnung
12 Hohlraum
13 Torsionsfeder
14 Gehäuse
15 Paßbohrung
16 Gewindebohrung
17 Reibfläche
18 Reibbelag
19 Halteblech
20 Spannbuchse
21 Längsschlitz

Claims

1. Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, umfassend ein Basisteil und einen Spannrollenträger, die teilweise konzentrisch zueinander angeordnet sind, und eine beide Teile verspannende, auf einer Hülse geführte Torsionsfeder, die eine Verlagerung des Spannrollenträgers in eine Endlage auslöst, in der eine Spannrolle den Zugmitteltrieb ver spannt, wobei der Spannrollenträger zur Dämpfung von Stellbewegungen mit einem Reibelement in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hülse (6) und der Torsionsfeder (13) eine der Länge der Torsionsfeder (13) entsprechende, mit einem Längsschlitz (21) ver sehene Spannbuchse (20) innen an der Torsionsfeder (13) anliegt.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) im nicht eingebauten Zustand einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein sich im eingebauten Zustand einstel lender Innendurchmesser der Torsionsfeder (13).

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) eine Wandstärke aufweist, die etwa dem halben Wert eines Abstandes entspricht, der sich zwischen einer Mantelfläche der Hülse (6) und dem Innendurchmesser der Torsionsfeder (13) ergibt.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) ausgehend vom schwenkbaren Teil (9) innen konisch aufgeweitet gestaltet ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (20) aus einem dauerhaft elastischen Material hergestellt ist.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Spannbuchse (20) ein Kunststoff, insbesondere Thermo plast oder ein verstärkter Kunststoff wie PA 66 GF, vorgesehen ist.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrisch zueinander angeordnete Spannbuchsen (20) vorgesehen sind, deren Längsschlitze (21) zueinander um 180° versetzt angeordnet sind.