Die Erfindung betrifft einen Riemenspanner für einen Nebenaggregate- Riementrieb, der einen Generator mit einer Generatorwelle und einer vom Riemen umschlungenen Generatorriemenscheibe umfasst, aufweisend:

- einen am Generator befestigten Flansch mit einer Lagerhülse, die die Generatorwelle umschließt,

- einen ersten Spannarm und einen zweiten Spannarm, die kreisringförmig ausgebildet und an der Lagerhülse gegenseitig schwenkbar gelagert sind,

- zwei an den Spannarmen angebrachte Spannrollen, die den Riemen in dessen Umlaufrichtung vor und hinter der Generatorriemenscheibe mit Vorspannkraft beaufschlagen,

- und eine zwischen den Spannarmen eingespannte Feder zur Erzeugung der Vorspannkraft.

Gattungsgemäße Riemenspanner, die auf einem Startergenerator einer Brennkraftmaschine montiert sind und mit zwei kreisringförmigen Spannarmen die Generatorwelle umschließen, sind in diversen konstruktiven Ausführungen beispielsweise aus EP 2 128 489 B1 , DE 10 2012 223 086 A1 und DE 10 2013 102 562 A1 bekannt.

Diese Riemenspanner haben gegenüber alternativen Konstruktionen, bei denen einer der Spannarme nicht kreisring-, sondern kreisbogenförmig und in einer dazu korrespondierenden Kavität des anderen Spannarms gelagert ist, einen erhebli- chen Vorteil bezüglich der Steifigkeit der Spannarmlagerung. Denn das Kippspiel eines kreisbogenförmigen Spannarms, wie er beispielsweise aus der DE 10 2013 002 993 A1 bekannt ist, ist konstruktionsbedingt deutlich größer als das Kippspiel bei kreisringförmigen Spannarmen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Riemenspanner mit einer verbesserten Lagersteifigkeit der Spannarme anzugeben. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, dass der erste Spannarm radial gegen den Innenmantel der Lagerhülse gelagert ist und dass der zweite Spannarm radial gegen den Außenmantel der Lagerhülse gelagert ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dieser Lagerung der beiden Spannarme um eine Serien- Schaltung der Lagerbauteile in der radialen Reihenfolge erster Spannarm - Lagerhülse - zweiter Spannarm. Aus dem eingangs zitierten Stand der Technik sind lediglich Lagerungen mit der radialen Reihenfolge Lagerhülse - erster Spannarm - zweiter Spannarm oder umgekehrt erster Spannarm - zweiter Spannarm - Lagerhülse bekannt, wenn dort die Lagerung in radial auswärtiger Richtung betrach- tet wird. Der wesentliche Unterschied der erfindungsgemäßen Spannarmlagerung besteht darin, dass beide Spannarme jeweils mit nur einem Lagerspiel an der Lagerhülse gelagert sind. Dies bewirkt den entscheidenden Steifigkeitsvorteil gegenüber den bekannten Lagerungen, bei denen der von der Lagerhülse entfernte Spannarm um zwei Lagerspiele, nämlich um die beiden Lagerspiele radial beid- seits des der Lagerhülse benachbarten Spannarms verkippen kann.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerung kann ein verbessertes Wärmeübertragungsverhalten sein. Denn die durch die Lagerreibung erzeugte Wärme wird jeweils auf relativ kurzem, d.h. direktem Übertragungsweg vom Spannarm in die Lagerhülse übertragen und von dort abgeführt. Hierdurch wird die Temperaturbelastung von Kunststoffbelägen reduziert, die in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung als Gleitlager zwischen den Spannarmen und der Lagerhülse dienen. Die Gleitlager können als Ringe ausgebildet sein, deren Umfangskanten zum Teil oder sämtlich als elastisch verformte Dichtlippen ausgebildet sind. Die Dichtlippen verhindern das Eindringen von Schmutz, Abrieb und Spritzwasser in den jeweiligen Gleitlagerkontakt. Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Riemenspanners für einen Nebenaggregate-Riementrieb einer Brennkraftmaschine dargestellt sind. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigen:

Figur 1 in perspektivischer Darstellung den ersten Riemenspanner, der auf einem Startergenerator montiert ist;

Figur 2 den ersten Riemenspanner in perspektivisch explodierter Darstellung;

Figur 3 den ersten Spannarm des ersten Riemenspanners in perspektivischer

Ansicht auf das Innere des Federraums;

Figur 4 den zweiten Spannarm des ersten Riemenspanners in perspektivischer

Ansicht auf den Mitnehmer;

Figur 5 den Flansch des ersten Riemenspanners in perspektivischer Ansicht auf dessen generatorseitige Anschraubebene;

Figur 6 den ersten Riemenspanner im Längsschnitt;

Figur 7 die Einzelheit X aus Figur 6;

Figur 8 die Einzelheit Y aus Figur 6;

Figur 9 den zweiten Riemenspanner in perspektivisch explodierter Darstellung;

Figur 10 den Flansch des zweiten Riemenspanners in perspektivischer Ansicht auf dessen generatorseitige Anschraubebene;

Figur 1 1 den zweiten Riemenspanner im Längsschnitt;

Figur 12 die Einzelheit X aus Figur 1 1 ; Figur 13 die Einzelheit Y aus Figur 1 1 .

Figur 1 zeigt einen Generator 1 eines Nebenaggregate-Riementriebs einer Brenn- kraftmaschine im Zusammenbau mit dem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Riemenspanners 2, der in Figur 2 explodiert dargestellt ist. Der Generator 1 ist als Startergenerator ausgebildet, der in bekannter Weise nicht nur zur Stromerzeugung, sondern auch zum Riemenstart oder Boosten der Brennkraftmaschine dient und in diesem Fall als (antreibender) Motor betrieben wird. Der Riemenspanner 2 ist mittels eines die Generatorwelle 3 umschließenden Flansche 4 an vier Anschraubpunkten 5 am frontseitigen, d.h. riemenseitigen Teil des Generators 1 befestigt und umfasst zwei Spannrollen 6 und 7, die den (nicht dargestellten) Riemen in dessen Umlaufrichtung vor und hinter der Generatorriemenscheibe 8 vorspannen. Die Spannrollen 6, 7 sind mit einem ersten bzw. zwei- ten Spannarm 9 und 10 verschraubt, die jeweils kreisringförmig geschlossen ausgebildet und sowohl gegenseitig als auch gegenüber dem Generator 1 schwenkbar auf dem Flansch 4 gleitgelagert sind. Eine zwischen den Spannarmen 9, 10 eingespannte Feder 1 1 bewirkt, dass die Spannrollen 6, 7 das sich in Abhängigkeit des Betriebszustands des Generators 1 mit dem Zugtrum vertauschende Leertrum des Riemens vorspannen. Die Schwenklagerung der Spannarme 9, 10 erfolgt vorliegend konzentrisch zur Achse 12 der Generatorwelle 3, kann alternativ aber auch exzentrisch zur Achse 12 sein, solange die Generatorriemenscheibe 8 und der umschlingende Riemen ausreichenden Freigang zum Riemenspanner 2 haben.

Die Komponenten des Riemenspanners 2 und deren Zusammenspiel sind anhand der Figuren 2 bis 8 näher erläutert, die dabei parallel zu betrachten sind. Der Flansch 4 ist ein Stanzbiegeteil aus Stahlblech, an dem die vier Auflageflächen 13 für die Verschraubung am Generator 1 und eine Lagerhülse 14 angeformt sind, und hat im Gleitlagerkontaktbereich ein im wesentlichen Z-förmiges Querschnittsprofil. Der Innenmantel der Lagerhülse 14 ist mit einem darauf verdrehsicher fixierten Gleitlagerring 15 belegt. Der erste Spannarm 9 ist als Aluminium- Druckgussteil ausgeführt und hat einen zylindrischen Kragen 16, dessen Außen- mantel den ersten Spannarm 9 radial gegen den Innenmantel der Lagerhülse 14 lagert. Die Lagerung erfolgt mittels einer Verschlusshülse 17 aus Stahl, deren Außenmantel im Gleitlagerring 15 gleitet. Die Verschlusshülse 17 hält die Komponenten des Riemenspanners 2 axial zusammen und ist über einen Pressverband auf dem Außenmantel des Kragens 16 befestigt und axial zusätzlich durch eine stirnseitige Verstemmung 18 des Kragens 16 gesichert.

Der Gleitlagerring 15 und die Verschlusshülse 17 bilden mit jeweils einem im wesentlichen Z-förmigen Querschnittsprofil eine sich radial erstreckende Stufe 19. Diese dient als Axiallager, mit dem der erste Spannarm 9 in der dem Generator 1 abgewandten Axialrichtung gegen den Flansch 4 gelagert ist.

Der zweite Spannarm 10 ist ebenfalls ein Aluminium-Druckgussteil, dessen zylindrischer Innenmantel mit einem darauf verdrehsicher fixierten Gleitlagerring 20 be- legt ist. Dieser bildet mit einem ebenfalls im wesentlichen Z-förmigen Querschnittsprofil eine sich axial erstreckende Stufe 21 , die den zweiten Spannarm 10 an dessen Innenmantel radial gegen den Außenmantel der Lagerhülse 14 lagert. Die beiden sich radial erstreckenden Schenkel des Gleitlagerrings 20 dienen jeweils als Axiallager, die in Parallelschaltung die beiden Spannarme 9 und 10 in der dem Generator 1 zugewandten Axialrichtung gegen den Flansch 4 lagern.

Der zweite Spannarm 10 ist in der dem Generator 1 abgewandten Axialrichtung mittels eines im wesentlichen ebenen Gleitlagerrings 22, der auf der dem Generator 1 abgewandten Stirnfläche 23 des zweiten Spannarms 10 verdrehsicher fixiert ist, axial gegen den ersten Spannarm 9 gelagert.

Die Gleitlagerringe 15, 20 und 22 bestehen aus Polyamid 46 mit eingelagertem PTFE und können mit Schlitzen versehen sein, wie sie beispielsweise der Gleitlagerring 20 in Form der Schlitze 24 hat. Diese erhöhen die umfängliche Elastizität, so dass sich der Gleitlagerring 20 kraftarm an dessen Bauraum anpasst. Die äußeren Umfangskanten der Gleitlagerringe 20 und 22 sind jeweils als Dichtlippen 25 und 26 ausgebildet, die im montierten Zustand der Gleitlagerringe 20, 22 elastisch leicht verformt sind und das Innere der jeweiligen Gleitlagerung vor eindrin- gendem Schmutz oder Spritzwasser schützen.

Die die Riemenvorspannung erzeugende Feder 1 1 ist eine Bogenfeder, die parallel zur Riemenebene in einem entsprechend bogenförmigen Federraum 27 aufge- nommen ist. Dieser ist axial einerseits von einer umfänglich bogenförmigen Auswölbung 28 des ersten Spannarms 9 und andererseits von der Stirnfläche 23 des zweiten Spannarms 10 begrenzt und verläuft mit der darin aufgenommenen Feder 1 1 in weitestgehender axialer Überlappung mit den Spannrollen 6, 7. Die umfängliche Erstreckung des Federraums 27 verläuft im Umschlingungsbereich der Ge- neratorriemenscheibe 8 und ist durch zwei Wände 29 und 30 an den umfänglichen Enden der Auswölbung 28 begrenzt.

Wie allgemein bekannt, ist eine Bogenfeder stets eine Schraubendruckfeder mit kreisbogenförmig offener Längserstreckung. Die Feder 1 1 kann entweder bereits mit Bogenform oder alternativ als gerade Schraubendruckfeder hergestellt sein, die sich erst beim Einlegen in den Federraum 27 bogenförmig verformt. Die Bogenfeder vereint die relativ hohe Formnutzzahl einer Torsionsfeder mit der umfänglichen Beschränkung der Feder 1 1 auf deren bogenförmigen Bauraum (die Formnutzzahl vergleicht die aufgenommene Energie einer Feder mit der maximal möglichen gespeicherten Arbeit bei gleichem Federvolumen und gleicher Werkstoffspannung). Diese Art der Spannerbefederung erlaubt die lagerungstechnisch günstige Geometrie der ringförmig geschlossenen Spannarme 9, 10, denn die Feder 1 1 kann aufgrund des ausreichend hohen Federvermögens im wesentlichen problemlos im Umschlingungsbereich der Generatorriemenscheibe 8 positioniert werden und dabei axial mit den Spannrollen 6, 7 überlappen. Außerdem können die Spannrollen 6, 7 und damit die Riemenebene mit vergleichsweise geringem Axialabstand zum Generator 1 verlaufen, so dass die Momentenbelastung des vorderen Generatorwellenlagers klein bleibt. Insbesondere, aber dennoch nicht nur für den Fall, dass eine Bogenfeder mit einem für das Federwickeln ungünstig großen Bogenwinkel erforderlich ist, können auch zwei oder mehr Bogenfedern oder gerade Schraubendruckfedern in Reihenschaltung und ein Federraum 27 mit entsprechend daran angepasstem Bogen- winkel vorgesehen sein. Unabhängig davon sind auch parallel geschaltete Bogen- federn in Form eines Federpakets mit einer äußeren und einer inneren Bogenfe- der möglich. Mit Hilfe dieser Parameter lässt sich die Gesamtcharakteristik der Spannerbefederung in weiten Grenzen variieren.

Die Feder 1 1 ist zwischen der einen Wand 29 des ersten Spannarms 9 und einem Mitnehmer 31 des zweiten Spannarms 10 eingespannt, um die beiden Spannrollen 6, 7 aufeinander zu mit Drehmoment zu beaufschlagen. Der Mitnehmer 31 steht gegenüber der Stirnfläche 23 axial hervor und ragt vor der anderen Wand 30 in den Federraum 27 hinein. Dadurch, dass der Mitnehmer 31 vollständig oder zumindest überwiegend in axialer Überlappung mit der Spannrolle 7 verläuft, erzeugt das von der Feder 1 1 und der Spannrolle 7 eingebrachte Reaktionskräftepaar ein vergleichsweise kleines Kippmoment in der Schwenklagerung des zweiten Spannarms 10.

Am Außenbogen der Feder 1 1 sind drei U-förmige Gleitschuhe 32 aus Polyamid fixiert, die die Reaktionskraft der Feder 1 1 in radial auswärtiger Richtung und axial an zumindest einem der Spannarme 9, 10 abstützen. Vorliegend erfolgt die axiale Abstützung an beiden Spannarmen 9, 10. Die radiale Abstützung erfolgt durch den Gleitkontakt der Gleitschuhe 32 mit dem bogenförmigen Außenmantel 33 des Federraums 27. Die axiale Abstützung, die ein axiales Ausweichen oder Ausknicken der Feder 1 1 verhindert, erfolgt seitens des Generators 1 durch den Gleitkontakt der dort im wesentlichen ebenen Gleitschuhe 32 mit der Stirnfläche 23, die in diesem Kontaktbereich aufgrund einer Aussparung 34 im Gleitlagerring 22 freiliegt. Auf der gegenüberliegenden Seite erfolgt die axiale Abstützung durch den Gleitkontakt der Gleitschuhe 32 mit dem Boden 35 des Federraums 27.

Durch die Vielzahl der Gleitkontakte, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils durch eine Kunststoffoberfläche einerseits und eine Metalloberfläche an- derseits gebildet sind, ergibt sich ein weitgehender Spielraum in der Abstimmung der Reib- und mithin der betrieblichen Dämpfungscharakteristik des Riemenspanners 2. Bei der Abstimmung der Gleitkontakte im Hinblick auf deren jeweilige Werkstoff paarung, Oberflächenform und -rauheit sowie ggfls. auf eine Befettung sind auch deren Relativbewegungen zu beachten. Diese werden beispielsweise zwischen den Gleitschuhen 32 und der Stirnfläche 23 des zweiten Spannarms 10 größer, wenn man die Gleitkontakte vom Mitnehmer 31 ausgehend in Richtung der einen Wand 29 betrachtet. Umgekehrt werden dabei die Relativbewegungen zwischen den Gleitschuhen 32 einerseits und dem Außenmantel 33 und dem Boden 35 des Federraums 27 andererseits kleiner.

Das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Riemenspanners 2 ^' ist in den nachfolgend erläuterten Figuren 9 bis 13 illustriert. Die beiden Riemen- spanner 2 und 2 ^' unterscheiden sich im wesentlichen durch konstruktive Details der Spannarm-Schwenklagerung. Der Flansch 4 ^' hat in diesem Fall ein Querschnittsprofil, das im Kontaktbereich zu Gleitlagerringen 36, 37 und 38 im wesentlichen L-förmig ist. Die im Kragen 16 des ersten Spannarms 9 befestigte Verschlusshülse 17 und die Gleitlagerringe 36, 37 haben ebenfalls ein im wesentli- chen L-förmiges Querschnittsprofil. Der am Flansch 4 ^' verdrehsicher fixierte Gleitlagerring 38 ist - von der außenumfänglichen Dichtlippe 39 abgesehen - im wesentlichen eben.

Die Verschlusshülse 17 gleitet mit ihrem Außenmantel im Gleitlagerring 36, der auf der dem Generator abgewandten Stirnfläche 23 des zweiten Spannarms 10 verdrehsicher fixiert ist und den ersten Spannarm 9 an dessen Kragen 16 radial gegen den Innenmantel der Lagerhülse 14 ^' lagert. Der Innenmantel des zweiten Spannarms 10 ist mittels des ebenfalls darauf verdrehsicher fixierten Gleitlagerrings 37 radial gegen den Außenmantel der Lagerhülse 14 ^' gelagert. Die Span- narmlagerung in die dem Generator zugewandte Axialrichtung ist bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel eine axiale Reihenschaltung in der Reihenfolge erster Spannarm 9 - Gleitlagerring 36 - zweiter Spannarm 10 - Gleitlagerring 37 - Flansch 4 ^' . Der erste Spannarm 9 ist in der der dem Generator 1 abgewandten Axialrichtung mittels der Verschlusshülse 17 und des Gleitlagerrings 38 gegen den Flansch 4 ^' gelagert. Der zweite Spannarm 10 ist in dieser Axialrichtung mittels des Gleitlagerrings 36 gegen den ersten Spannarm 9 gelagert. Der jeweils auf dem ersten Spannarm 9 angeformte Sechskant 40 dient als Eingriff für ein Montagewerkzeug, mit dem die beiden Spannarme 9 und 10 entgegen der Federkraft auseinander gespreizt werden können, um sie zwecks Riemenmon- tage mittels einer bekannten und hier nicht dargestellten Arretierung in dieser Position fixieren zu können.

Liste der Bezugszahlen 1 Generator

2 Riemenspanner

3 Generatorwelle

4 Flansch

5 Anschraubpunkt

6 Spannrolle

7 Spannrolle

8 Generatorriemenscheibe

9 erster Spannarm

10 zweiter Spannarm

1 1 Feder

12 Achse

3 Auflagefläche

14 Lagerhülse

15 Gleitlagerring

16 Kragen

17 Verschlusshülse

18 Verstemmung

19 Stufe

20 Gleitlagerring

21 Stufe

22 Gleitlagerring

23 Stirnfläche des zweiten Spannarms

24 Schlitz 25 Dichtlippe

26 Dichtlippe

27 Federraum

28 Auswölbung

29 eine Wand

30 andere Wand

31 Mitnehmer

32 Gleitschuh

33 Außenmantel des Federraums

34 Aussparung

35 Boden des Federraums

36 Gleitlagerring

37 Gleitlagerring

38 Gleitlagerring

39 Dichtlippe

40 Sechskant