DE10021587A1

DE10021587A1 - Spannvorrichtung für ein Zugmittel

Info

Publication number: DE10021587A1
Application number: DE2000121587
Authority: DE
Inventors: Hermann Stief; Manfred Wilhelm
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2000-05-04
Filing date: 2000-05-04
Publication date: 2001-11-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung (1) für ein Zugmittel (5), die einen Tragkörper (2) umfasst, an dem eine Spannrolle (4) vorgesehen ist, die federnd an dem Zugmittel (5) abgestützt ist. Der eine Zwei-Punkt-Befestigung aufweisende Tragkörper (2) ist mit einer Plattfeder (11) versehen, die bei einer Vormontage der Spannvorrichtung (1) eine selbsttätige Verlagerung der Spannrolle (4) an das Zugmittel (5) sicherstellt.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine einstellbare Spannvorrichtung für ein Zug mittel. Derartige Spannvorrichtungen werden beispielsweise in Zugmitteltrieben von Brennkraftmaschinen eingesetzt zum Antrieb der Nockenwelle oder mit denen Aggregate wie beispielsweise eine Wasserpumpe, ein Generator oder ein Klimakompressor angetrieben werden. Als Zugmittel dient dabei insbeson dere ein Riemen, an dem die Spannvorrichtung über eine Spannrolle federnd abgestützt ist. Die Spannvorrichtung ist über einen Tragkörper an einem Ma schinenteil, beispielsweise dem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine be festigt und verfügt über einen sich selbsttätig einstellenden Arbeitsexzenter, der zwischen dem Tragkörper und der Spannrolle vorgesehen ist. Ein mit dem Arbeitsexzenter zusammenwirkendes Federmittel bewirkt eine kraftschlüssige Anlage der Spannrolle an dem Zugmittel.

Hintergrund der Erfindung

Einen gattungsbildenden Stand der Technik zeigt die DE 43 06 360 A1, die eine Spannvorrichtung mit einem Arbeitsexzenter umfasst, der auf einer in ei ner Lagerhülse eingesetzten Welle befestigt ist. Auf der Mantelfläche des Ar beitsexzenters ist ein Radiallager angeordnet, über das die Spannrolle drehbar gelagert ist. Zur Befestigung der Spannvorrichtung an der Brennkraftmaschine dient ein zweiarmiges Gehäuse, dessen Arme in Endzonen jeweils Montage öffnungen aufweisen, die für Befestigungsschrauben der Spannvorrichtung vorgesehen sind. Zur Erzeugung einer Axialkraft weist die bekannte Spannvor richtung eine Torsionsfeder auf, die konzentrisch zu der Welle bzw. der Lager hülse angeordnet ist und die sich mit einem Federende an dem Arbeitsexzenter und dem weiteren Ende an dem Gehäuse abstützt. In Umfangsrichtung übt die Torsionsfeder eine Kraft aus für eine kraftschlüssige Abstützung der Spannrolle an dem Zugmittel.

Die DE 40 33 777 A1 zeigt eine Spannvorrichtung mit einem Doppelexzenter. Ein erster Exzenter ist dabei auf einem Bolzen schwenkbar angeordnet, wobei der Bolzen an einer Grundplatte abgestützt ist, welche an dem Maschinenteil anliegt. Ein zweiter, den ersten Exzenter koaxial umschließender Arbeitsex zenter ist auf der Mantelfläche mit einem Radiallager versehen, über das die Laufrolle der Spannvorrichtung wälzgelagert ist. Eine zwischen der Grundplatte und dem zweiten Exzenter, dem Arbeitsexzenter eingesetzte Torsionsfeder bewirkt in der Betriebsstellung der Spannvorrichtung eine selbsttätige federnde Anlage der Spannrolle an dem Zugmittel. Die bekannte Spannvorrichtung er fordert eine aufwendige Voreinstellung, die neben einem speziellen Werkzeug eine große Sorgfalt erfordert. Diese komplizierte Voreinstellung birgt gleichzei tig die Gefahr einer Fehleinstellung in sich.

Für Spannvorrichtungen in der zuvor beschriebenen Bauart können Probleme bei der Voreinstellung auftreten, was zu einer großen, nachteiligen Serien streuung der vorgespannten Zugmittel führt. Oftmals ist es erforderlich, den Einstellprozeß zu wiederholen, um eine ausreichende Einstellgenauigkeit zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung

Von den Nachteilen bekannter Lösungen ausgehend, ist es Aufgabe der vor liegenden Erfindung, die Voreinstellung der Spannvorrichtung zu vereinfachen und eine kompakte Spannvorrichtung zu schaffen, die eine automatisierte Montage und Einstellung unter Beibehaltung einer geringen Serienstreuung ermöglicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Die zuvor genannte Problemstellung wird durch das in Anspruch 1 genannte Verfahren erfindungsgemäß gelöst. Danach ist die erfindungsgemäße Spann vorrichtung über eine Zweipunktbefestigung an einem Maschinenteil, insbe sondere an einer Brennkraftmaschine, befestigt. Eine erste Befestigung ist da bei als Drehpunkt des Tragkörpers und damit der gesamten Spannvorrichtung ausgelegt. Eine zweite, eine begrenzte Schwenkbewegung des Tragkörpers zulassende Befestigung ist versetzt zu der ersten Befestigung vorgesehen. Weiterhin ist zwischen dem Tragkörper und der zweiten Befestigung ein Fe dermittel angeordnet, zur Erzielung einer Verlagerung des Tragkörpers und damit der Spannvorrichtung in eine das Zugmittel vorspannende Position. Die se Grundeinstellung oder Voreinstellung des Zugmitteltriebs erfolgt selbsttätig bei gelösten Befestigungen und gleichzeitig arretiertem Arbeitsexzenter ge genüber dem Tragkörper.

Diese erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine vereinfachte und damit kostengünstige Montage und aufgabengerechte Bauteilreduzierung. Zur Mon tage wird die Spannvorrichtung über den Tragkörper mit der ersten Befestigung an der Brennkraftmaschine befestigt, wobei diese Befestigung den Tragkörper nicht lagepositioniert. Die zweite ebenfalls gelöste Befestigung erlaubt eine begrenzte Schwenkbewegung des Tragkörpers und folglich der gesamten Spannvorrichtung. Das erfindungsgemäße Federmittel bewirkt bei diesem Montageschritt eine selbsttätige Verlagerung des Tragkörpers in eine das Zugmittel vorspannende Position, bei der sich die Spannvorrichtung über die Spannrolle am Zugmittel abstützt. Dabei ist der Arbeitsexzenter in einer defi nierten Position über dem Tragkörper arretiert. Die selbsttätige, über das Fe dermittel vorgenommene Voreinstellung der Spannvorrichtung kompensiert sämtliche Bauteiltoleranzen und ermöglicht damit eine definierte, aufgabenge rechte Vorspannung des Zugmittels. Die Montage der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung benötigt keinerlei geschultes Personal. Gleichzeitig vermei det die selbsttätige Voreinstellung Fehleinstellungen. Weiterhin zeichnet sich die Erfindung aus durch eine geringe Serienstreuung, d. h. auch für eine An wendung in Großserien stellen sich gleiche Zugmittelvorspannungen ein.

Der Tragkörper ist im Bereich der zweiten Befestigung mit einer als Langloch gestalteten Ausnehmung versehen, die eine Schwenkbewegung des Tragkör pers und damit der gesamten Spannvorrichtung um die als Drehpunkt ausge legte erste Befestigung des Tragkörpers begrenzt. Die Ausnehmung bzw. das Langloch ist dabei als Radius um den ersten Drehpunkt gestaltet, wobei deren Länge zur Erzielung einer definierten Vorspannung des Zugmittels an die ma ximale Schwenkbewegung der Spannvorrichtung auszulegen ist. Um die Wir kung des Federmittels genau einzugrenzen, kann das Federmittel bzw. deren Federkonstante so ausgewählt werden, dass eine definierte Vorspannung des Zugmittels erzielbar ist. Mit dieser Maßnahme kann durch Austausch des Fe dermittels unmittelbar Einfluss auf die Vorspannung des Zugmittels während der Vormontage genommen werden. Weiterhin bietet es sich an, eine weitest gehend bis auf das Federmittel baugleiche Spannvorrichtung für unterschiedli che Brennkraftmaschinen einzusetzen, wodurch sich der Anteil von Unter schiedsteilen vorteilhaft verringert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der ab hängigen Ansprüche 3 bis 9.

Als eine die Erfindung vorteilhaft unterstützende Maßnahme ist vorgesehen, die zwei Befestigungen des Tragkörpers relativ weit versetzt zueinander anzu ordnen. Gleichzeitig ist die erste als ein Drehpunkt der Spannvorrichtung vor gesehene Befestigung versetzt zu der Drehachse des Arbeitsexzenters ange ordnet. Diese Maßnahmen verbessern die Wirksamkeit des Federmittels zur Voreinstellung der Spannvorrichtung. Außerdem bewirkt ein vergrößerter Ab stand zwischen den Tragkörperbefestigungen eine gesicherte Anlage an dem Maschinenteil, d. h. dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine.

Erfindungsgemäß ist die Spannvorrichtung, insbesondere der Tragkörper, mit einem Werkzeugeingriff versehen, mit dem die Vorspannung des Federmittels aufgebracht, oder der Tragkörper gegenüber dem Maschinenteil positioniert werden kann. Dazu eignet sich beispielsweise eine in den Tragkörper einge brachte asymmetrische Ausnehmung, in die mit Hilfe eines Mehrkantschlüssels eine Drehbewegung des Tragkörpers und gleichzeitig bei Bedarf eine Vor spannung des Federmittels erreicht werden kann.

Als geeignetes Federmittel schließt die Erfindung eine Blattfeder ein, die bei spielsweise hufeisenförmig gestaltet ist und deren Enden nach außen abge winkelt sind. Die Federenden sind an einem Stift des Tragkörpers bzw. an der Schraube der zweiten Befestigung des Tragkörpers verschnappt. Dabei übt die vorgespannte Blattfeder eine Spreizkraft aus, die den Tragkörper und damit die gesamte Spannvorrichtung um die als Drehpunkt ausgelegte erste Befestigung verschwenkt, zur kraftschlüssigen Anlage der Spannrolle an dem Zugmittel.

Alternativ zu einer Blattfeder schließt die Erfindung ebenfalls eine vorzugswei se als Schraubenfeder gestaltete Druckfeder ein, welche zwischen dem Trag körper und der als Schraube oder Bolzen gestalteten zweiten Befestigung des Tragkörpers abgestützt ist.

Zur Befestigung des Tragkörpers an dem Maschinenteil bietet es sich an, eine Schraubverbindung vorzusehen, wobei die Schrauben erst nach abgeschlos sener Voreinstellung bzw. Grundeinstellung des Tragkörpers fest verschraubt werden, zur Lagefixierung der Spannvorrichtung gegenüber dem Maschinen teil.

Das erfindungsgemäße, eine Voreinstellung ermöglichende Federmittel, erfor dert eine Arretierung des Arbeitsexzenters gegenüber dem Tragkörper. Gemäß der Erfindung ist dazu ein Haltestift oder ein Sicherungsstift vorgesehen. Die Erfindung schließt außerdem einen weiteren Sicherungsstift ein, mit dem das Federmittel, eine Blattfeder oder eine Druckfeder während der Vormontage lagepositionierbar ist. Als weitere Vereinfachung schließt die Erfindung ein, sowohl den Arbeitsexzenter als auch das Federmittel mit nur einem Haltemittel während der Montage zu positionieren.

Als eine kostensenkende Maßnahme schließt die Erfindung ein, die erfin dungsgemäße Spannvorrichtung mit einem Federmittel zu versehen, das nach erfolgter Grundeinstellung bzw. Voreinstellung entfällt. Zur Realisierung dieser Maßnahme kann eine Montagevorrichtung eingesetzt werden, die synchron oder nach erfolgter Anlage des Tragkörpers auf den ersten Befestigungspunkt den Tragkörper mit Hilfe des Federmittels verschwenkt und nach abgeschlos sener Vor- bzw. Grundeinstellung und fest verschraubtem Tragkörper der Fe dermittel entfernt werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen dargestellt, die nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Vorderansicht die erfindungsgemäße Spannvor richtung in der Einbaulage, versehen mit einem als Blattfe der gestalteten Federmittel;

Fig. 2 die Rückansicht der in Fig. 1 abgebildeten Spannvor richtung;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung, bei der als Fe dermittel eine Druckfeder vorgesehen ist;

Fig. 4 die Rückansicht der in Fig. 3 abgebildeten Spannvor richtung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 1 die Spannvorrichtung 1 abgebildet, umfas send einen Tragkörper 2, auf dem ein Arbeitsexzenter 3 angeordnet ist, wel cher konzentrisch von einer Spannrolle 4 umschlossen ist. Die Spannrolle 4 ist über ein Radiallager, welches in einem Ringspalt zwischen einer Mantelfläche des Arbeitsexzenters 3 und einer Innenkontur der Spannrolle 4 angeordnet ist, drehbar gelagert. An der Mantelfläche der Spannrolle 4 ist ein Zugmittel 5 ge führt. Zur federnden Anlage der Spannrolle 4 an dem Zugmittel 5 dient eine zwischen dem Tragkörper 2 und dem Arbeitsexzenter 3 angeordnete, in Fig. 1 nicht gezeichnete Torsionsfeder. Der Tragkörper 2 ist über zwei Befestigungs punkte an einem Maschinenteil 6 befestigt. Eine erste, als ein Drehpunkt der Spannvorrichtung 1 ausgelegte Befestigung 9, sowie eine zweite, eine Grund einstellung der Spannvorrichtung 1 ermöglichende Befestigung 10. Dazu weist der Tragkörper 2 Ausnehmungen 7, 8 auf, über die mittels Schrauben 23, 24, der Tragkörper 2 und damit die Spannvorrichtung 1 an dem Maschinenteil 6 zu befestigen ist. Die erste Befestigung 9 umfasst eine als Bohrung gestaltete Ausnehmung 7, um den die Spannvorrichtung 1 begrenzt schwenkbar ist. Die Schwenkbewegung ist durch die als Langloch gestaltete Ausnehmung 8 be grenzt.

Die in Fig. 1 abgebildete Stellung der Spannvorrichtung 1 wird in folgenden Schritten erreicht. Zunächst wird die Spannvorrichtung 1 mittels der Schraube 23 am Maschinenteil 6 befestigt, wobei die Verschraubung gelöst bleibt. An schließend wird eine weitere Schraube 24 in die Ausnehmung 8 der zweiten Befestigung 10 eingeschraubt, ohne den Tragkörper 2 zu fixieren. Zur Erzie lung einer Grundeinstellung, d. h. einer definierten Vorspannung des Zugmit tels 5 ist die Spannvorrichtung 1 mit einer hufeisenartig gestalteten Blattfeder 11 versehen, die mit einem Ende an einem axial vorstehenden Bolzen 13 des Tragkörpers 2 und mit dem weiteren Ende an einem Sicherungsstift 12 abge stützt ist. Nach Entfernen des Sicherungsstiftes 12, der als eine Transportsi cherung dient bzw. die Blattfeder 11 während der Vormontage arretiert, verla gert sich das Blattfederende an die Schraube 24. Damit stützt sich die Blattfe der 11 zwischen dem Tragkörper 2 und einem der Spannvorrichtung 1 nicht zugehörigen Bauteil ab. Die Spreizkraft der Blattfeder 11 bewirkt eine Schwenkbewegung des Tragkörpers 2 im Uhrzeigersinn, um die als ein Dreh punkt ausgelegte Befestigung 9, definiert durch die Schraube 23. Nach erfolg ter Abstützung der Spannrolle 4 an dem Zugmittel 5 werden die Schrauben 23, 24 fest verschraubt sind und damit der Tragkörper 2 am Maschinenteil 6 lagefixiert. Die Montage der Spannvorrichtung 1 ist beendet, nachdem ein weiterer Sicherungsstift 14 entfernt ist, welcher den Arbeitsexzenter 3 gegen über dem Tragkörper 2 lagefixiert. Der Tragkörper 2 ist weiterhin versehen mit einer beispielsweise als Sechskant gestalteten Werkzeugaufnahme 15. Die Werkzeugaufnahme 15 kann als Ausnehmung oder als ein vorstehendes Bau teil des Tragkörpers 2 gestaltet sein und ist nutzbar beispielsweise für eine gezielte Einstellung des Tragkörpers 2 gegenüber dem Maschinenteil 6 oder einer Verstellung der Spannvorrichtung 1.

Aus der Fig. 2 wird die Anordnung der Blattfeder 11 am Tragkörper 2 verdeut licht. Der Tragkörper 2 stützt sich über eine durch eine Kreuzschraffur gekenn zeichnete, nahezu dreieckförmige Fläche an dem Maschinenteil 6 ab. Im Be reich der Ausnehmung 8 ist in dem Tragkörper 2 eine Aussparung 16 vorgese hen, in die ein Ende der Blattfeder 11 hineinragt, welches sich an der Schraube 24 abstützt. Weiterhin bildet der Tragkörper 2 zwischen der Anlagefläche 17 und dem Bolzen 13 einen Absatz 18, der eine formschlüssige Abstützung für das weitere Ende der Blattfeder 11 an dem Bolzen 13 ermöglicht.

In den Fig. 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Spannvorrichtung 1 abgebildet. Die mit dem ersten Ausführungsbei spiel übereinstimmenden Bauteile sind mit den gleichen Bezugsziffern verse hen, so dass bezüglich deren Beschreibung auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann.

Abweichend zu Fig. 1 ist die Spannvorrichtung 1 gemäß Fig. 3 mit einem als Druckfeder 21 ausgebildeten Federmittel versehen. Vergleichbar der Blattfeder 11 gemäß Fig. 1 bewirkt die Druckfeder 21 nach erfolgter Vormontage der Spannvorrichtung 1, bei der diese Vorrichtung mittels gelöster Schrauben 23, 24 am Maschinenteil 6 befestigt ist, ein selbsttätiges Verschwenken der Spannvorrichtung 1 und eine kraftschlüssige Anlage der Spannrolle 4 an dem Zugmittel 5. Die Druckfeder 21 ist dazu in einer Aussparung 19 eingesetzt und geführt und stützt sich über eine Scheibe 20 an der Schraube 24 ab. Mittels einer Sicherung 22 kann die Druckfeder 21 vorgespannt werden, um damit die Vormontage bzw. das Anschrauben der Spannvorrichtung 1 am Maschinenteil 6 zu vereinfachen.

Bezugszahlen

1

Spannvorrichtung

2

Tragkörper

3

Arbeitsexzenter

4

Spannrolle

5

Zugmittel

6

Maschinenteil

7

Ausnehmung

8

Ausnehmung

9

Befestigung

10

Befestigung

11

Blattfeder

12

Sicherungsstift

13

Bolzen

14

Sicherungsstift

15

Werkzeugaufnahme

16

Aussparung

17

Anlagefläche

18

Absatz

19

Aussparung

20

Scheibe

21

Druckfeder

22

Sicherung

23

Schraube

24

Schraube

Claims

1. Verfahren zur Erzielung einer Grundeinstellung für eine einem Zugmit teltrieb zugeordnete Spannvorrichtung (1), die einen Tragkörper (2) und eine an einem Zugmittel (5), wie ein Riemen oder eine Kette, geführte Spannrolle (4) umfaßt, sowie einen sich selbsttätig federnd einstellen den, drehbar gelagerten Arbeitsexzenter (3) zwischen dem Tragkörper (2) und der Spannrolle (4), wobei die Spannvorrichtung (1) über eine er ste, als Drehpunkt ausgelegte Befestigung (9) sowie eine zweite, eine begrenzte Schwenkbewegung der Spannvorrichtung (1) zulassende Befestigung (10) an einem Maschinenteil (6) befestigt ist, und wobei ein zwischen dem Tragkörper (2) und der zweiten Befestigung (10) vorge sehenes Federmittel die Spannvorrichtung (1) bei gelösten Befestigun gen (9) und (10) und bei gleichzeitig arretiertem Arbeitsexzenter (3) in eine das Zugmittel (5) vorspannende Position verlagert.

2. Spannvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei das Trägerteil (2) zur Bildung der Befestigungen (9)und (10) eine als Bohrung gestaltete Ausnehmung (7) und eine als Langloch gestal tete Ausnehmung (8) umfaßt, und das Federmittel mit einem Ende an dem Trägerteil (2) und mit dem weiteren Ende an einer in dem Maschi nenteil (6) eingesetzten Schraube (24) abgestützt ist, und der Arbeitsex zenter (3) mit einem Sicherungsstift (14) gegenüber dem Trägerteil (2) lagepositioniert ist.

3. Spannvorrichtung für ein Zugmittel nach Anspruch 2, wobei die erste, als Schraube (23) ausgeführte Befestigung (9) versetzt zu einer Drehachse des Arbeitsexzenters (3) und der Spannrolle (4) angeordnet ist.

4. Spannvorrichtung für ein Zugmittel nach Anspruch 2, wobei der Trag körper (2) eine Werkzeugaufnahme (15) aufweist, mit der die Spannein richtung (1) gegenüber dem Maschinenteil (6) positioniert werden kann.

5. Spannvorrichtung für ein Zugmittel nach Anspruch 2, mit einem als Blattfeder (11) gestalteten Federmittel, wobei die Blattfeder (11) zwi schen einem in dem Tragkörper (2) eingesetzten Bolzen (13) und der Schraube (24) der zweiten Befestigung (10) angeordnet ist.

6. Spannvorrichtung für ein Zugmittel nach Anspruch 2, bei dem eine als Schraubenfeder gestaltete Druckfeder (21) zwischen dem Tragkörper (2) und der Schraube (24) der zweiten Befestigung (10) abgestützt ist.

7. Spannvorrichtung für ein Zugmittel nach Anspruch 2, wobei der Trag körper (2) ausschließlich mittels Schraubverbindungen, bestehend aus den Schrauben (23, 24) an dem Maschinenteil (6) befestigt ist, die in ei nem gelösten Zustand eine Grund- oder Voreinstellung der Spannvor richtung (1) ermöglichen und in einem festen Zustand den Tragkörper (2) lagepositionieren.

8. Spannvorrichtung für ein Zugmittel nach Anspruch 2, wobei der Ar beitsexzenter (3) während einer Vormontage über einen Sicherungsstift (14) in einer definierten Stellung an dem Tragkörper (2) arretiert ist.

9. Spannvorrichtung für ein Zugmittel nach Anspruch 2 mit einer am Trag körper (2) vorgesehenen Sicherung, ausgebildet als Sicherungsstift (12) oder einer Sicherung (22), mit der das Federmittel in einer Vormontage der Spannvorrichtung (1) vorgespannt positioniert ist.