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Title:
BELT-TENSIONING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/028920
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a belt-tensioning device (11) comprising a lever arm (13) that is pivotally mounted on a stationary housing (12), a tensioning roller which is retained by the lever arm (13) and is embodied as an idling disk (22), and a bearing shaft (15). Said bearing shaft (15) laterally protrudes from the lever arm (13) while the idling disk (22) is rotatably mounted on the bearing shaft (15) via an inventive rolling bearing which is configured as a self-aligning double-row ball bearing (16) that allows swiveling of the idling disk (22) about the center (23) thereof and is provided with an inner bearing ring (17), an outer bearing ring (20), and rows of balls (18, 19) located therebetween.

Inventors:
Bogner, Michael (Forchheimer Strasse 5, Eckental, 90542, DE)
Singer, Johann (Ringstrasse 12b, Grossenseebach, 91091, DE)
Petri, Werner (Bahnstrasse 17, Erlangen, 91058, DE)
Application Number:
PCT/EP2004/009190
Publication Date:
March 31, 2005
Filing Date:
August 17, 2004
Export Citation:
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Assignee:
INA-SCHAEFFLER KG (Industriestrasse 1 - 3, Herzogenaurach, 91074, DE)
Bogner, Michael (Forchheimer Strasse 5, Eckental, 90542, DE)
Singer, Johann (Ringstrasse 12b, Grossenseebach, 91091, DE)
Petri, Werner (Bahnstrasse 17, Erlangen, 91058, DE)
International Classes:
F16C13/00; F16C23/08; F16H7/12; F16H7/08; (IPC1-7): F16H7/12; F16C23/08
Foreign References:
US4747810A1988-05-31
DE2737917A11979-03-08
DE10024318A12001-11-22
US6106157A2000-08-22
EP0849499A11998-06-24
DE10037634A12002-02-14
Attorney, Agent or Firm:
INA-SCHAEFFLER KG (Industriestrasse 1 - 3, Herzogenaurach, 91074, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Riemenspannvorrichtung (11) mit einem an einem ortsfesten Gehäuse (12) schwenkbar angeordneten Hebelarm (13), einer von dem Hebelarm (13) gehal tenen, als Laufscheibe (22) ausgeführten Spannrolle und einer an dem Hebel arm (13) ausgebildeten seitlichen Lagerabstützfläche (30) für ein Wälzlager, mit welchem die Laufscheibe (22) gegenüber dem Hebelarm (13) drehbar ge lagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager als zweireihiges, eine Verschwenkung der Laufscheibe (22) um ihren Mittelpunkt (23) ermöglichen des Pendelkugellager (16) mit einem Lagerinnenring (17), einem Lageraußen ring (20) und dazwischen angeordneten Kugelreihen (18,19) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnen ring (17) des Pendelkugellagers (16) an dem Hebelarm (13) seitlich anliegend mit einer Schraube (21) befestigt ist, welche in eine achsparallele Gewindeboh rung einer Lagerachse (15) eingeschraubt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufscheibe (22) ein Kunststoffteil ist, welches durch Umspritzen des Lageraußenringes (20) des Pendelkugellagers (16) gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflä che der Laufscheibe (22) ballig (konvex gekrümmt) ausgeführt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflä che der Laufscheibe konkav gekrümmt ausgeführt ist.
Description:
Bezeichnung der Erfindung Riemenspannvorrichtung Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Riemenspannvorrichtung mit einem an einem orts- festen Gehäuse schwenkbar angeordneten Hebelarm, einer von dem Hebel- arm gehaltenen, als Laufscheibe ausgeführten Spannrolle und einer an dem Hebelarm ausgebildeten seitlichen Lagerabstützfläche für ein Wälzlager, mit welchem die Laufscheibe gegenüber dem Hebelarm drehbar gelagert ist.

Hintergrund der Erfindung Eine solche Spannvorrichtung kann in Riemenspannsystemen für Steuer-oder Nebenaggregatetriebe von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden. In diesem Fall wirkt die Laufscheibe oder Spannrolle, welche an dem von einer Feder beaufschlagten schwenkbaren Hebelarm gelagert ist, auf ei- nen umlaufenden Riemen ein, der von einer an der Kurbelwelle des Verbren- nungsmotors befestigten Riemenscheibe angetrieben wird und mehrere Aggre- gate des Motors antreibt. Die Aggregate können beispielsweise ein Generator, eine Wasserpumpe, eine Lenkhilfepumpe und ein Klimakompressor sein.

Beim Einsatz von Spann-und Umlenkrollen darf eine maximal zulässige Ver- schwenkung oder Verkippung der Laufscheibe gegenüber ihrer Drehachse nicht überschritten werden, weil andernfalls die Gefahr des Abwanderns des Riemens von der Laufscheibe besteht. Aufgrund von Verschleiß und Toleran- zen im Riementrieb müssen die Grenzen der zuzulassenden Verkippung der

Laufscheibe sehr eng gesteckt werden. Außerdem steigen die Erwartungen der Automobilindustrie bezüglich der Lebensdauer einzelner Komponenten sowie des Gesamtsystems des Riementriebes stetig. Gleichzeitig sollen die Kosten für die einzelnen Komponenten reduziert werden, was aber im krassen Gegen- satz zu der notwendigen Präzisionsbearbeitung der Bauteile des Riementrie- bes steht.

Aus der Druckschrift DE 195 29 608 C1 ist eine Riemenspannvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, welche bei einer Webmaschine verwendet ist. Diese Spannvorrichtung ermöglicht das Einstellen einer die Spannrolle tra- genden, einseitig gelagerten Lagerachse. Bei Riementrieben ist eine hohe Parallelität der Drehachsen der eingebauten Rollen erforderlich, andernfalls wandert der Riemen, der z. B. ein Zahnriemen sein kann, nach und nach zur Seite aus und kann von einer Rolle abfallen. Bordscheiben an den Rollen be- grenzen zwar den seitlichen Verschiebeweg des Riemens, führen aber bei ei- nem Anlaufen des Riemens an einer solchen Bordscheibe zu dessen raschem Verschleiß. Um eine Wanderung des Riemens zu verhindern, wird die Lager- achse der Spannrolle in eine z. B. empirisch ermittelte Lage gebracht, wodurch einem Versatz der Drehachse entgegengewirkt wird. Dieses Justieren der La- gerachse erfolgt hier durch zwei aneinander liegende Stützscheiben, deren Anlageflächen gegeneinander geneigt sind. Hierzu ist es jedoch erforderlich, die Lagerachse von dem Hebelarm vorher teilweise zu lösen und nach dem Justiervorgang wieder zu befestigen.

Aus der Druckschrift JP 56 088 013 A ist es bekannt, bei einer Vorrichtung mit einem umlaufenden Band ein selbsteinstellbares Pendelkugellager zu verwen- den. Dieses dient hier der drehbaren Lagerung einer Losscheibe, welche von dem Band teilweise umschlungen wird. Das Band ist als Beschickungsband in einem Drucker ausgeführt. Für die Erzeugung der erforderlichen Bandvorspan- nung ist eine separate, von der Losscheibe entfernt angeordnete Spannvorrich- tung vorgesehen.

Zusammenfassung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Riemenspannvorrichtung an- zugeben, welche eine selbsttätige Zentrierung des Riemens auf der Laufschei- be ermöglicht, so dass auf eine manuelle Justierung der Lagerachse der Lauf- scheibe verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Wälzlager als zweireihiges, eine Verschwenkung der Laufscheibe um ihren Mittelpunkt er- möglichendes Pendelkugellager mit einem Lagerinnenring, einem Lageraußen- ring und dazwischen angeordneten Kugelreihen ausgebildet ist.

Bei einer solchen Spannvorrichtung braucht nicht mehr versucht zu werden, die Verkippung der Laufscheibe auf ein Minimum zu reduzieren. Vielmehr erfolgt hier eine selbsttätige Zentrierung des Riemens auf der Laufscheibe. Das ver- wendete Pendelkugellager ermöglicht einen Ausgleich vorhandener Toleran- zen und Verschleißerscheinungen im Riementrieb.

Der Lagerinnenring des Pendelkugellagers kann an dem Hebelarm seitlich anliegend mit einer Schraube befestigt sein, welche in eine achsparallele Ge- windebohrung einer Lagerachse eingeschraubt ist.

Die Laufscheibe kann ein Bauteil aus Stahl sein. Sie kann auch ein Kunststoff- teil sein, welches durch Umspritzen des Lageraußenringes des Pendelkugella- gers gebildet ist.

Die Mantelfläche der Laufscheibe kann zylindrisch oder ballig ausgeführt (kon- vex gekrümmt) sein. Sie kann auch konkav gekrümmt sein. Durch die Kombina- tion des Pendelkugellagers mit einer ballig geformten oder konkav gekrümmten Laufscheibe wird der Vorteil erzielt, dass der Riemen immer versuchen wird, in der Mitte der Laufscheibe zu laufen. Maßtoleranzen und Verschleiß im Riemen- trieb werden von dem Pendelkugellager kompensiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen : Figur 1 einen Aggregatetrieb einer Brennkraftmaschine mit einer einge- bauten erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung in stirnseiti- ger Ansicht ; Figur 2 die erfindungsgemäße Spannvorrichtung in der Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt ; Figur 3 ein für die Spannvorrichtung verwendbares Pendelkugellager im Längsschnitt ; Figur 4 eine Spannvorrichtung nach dem vorbekannten Stand der Tech- nik im Längsschnitt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Eine in Figur 4 dargestellte vorbekannte Riemenspannvorrichtung 1 weist ei- nen verschwenkbaren Hebelarm 2 auf, an welchem eine rechtwinkelig abste- hende Lagerachse 3 mit einer Schraube 4 befestigt ist. Die Lagerachse 3 dient der Halterung einer als Laufscheibe 5 ausgebildeten Spannrolle, welche im Betriebszustand von einem nicht dargestellten, zu spannenden Riemen teilwei- se umschlungen wird. Die Laufscheibe 5 umgibt die Lagerachse 3 unter Ein- haltung eines radialen Abstandes und ist mit Kugellagern 6 und 7 an der La- gerachse 3 drehbar gelagert.

Um eine geringfügige Winkelverstellung der Lagerachse 3 gegenüber dem Hebelarm 2 und damit eine Justierung der Laufscheibe 5 mit ihrer Drehachse an dem Hebelarm 2 durchführen zu können, sind zwischen der Lagerachse 3

und dem Hebelarm 2 zwei Stützscheiben 8 und 9 mit gegeneinander geneigten Anlageflächen angeordnet. Eine relative Verdrehung dieser Stützscheiben 8 und 9 zueinander bewirkt hier daher eine Verschwenkung oder Verkippung der Lagerachse 3 und damit eine Justierung der Laufscheibe 5.

Figur 1 zeigt einen umlaufenden Riemen 10, welcher seine erforderliche Vor- spannung von einer in dem Riementrieb eingebauten erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung 11 erhält. Diese besteht, wie Figur 2 zeigt, aus einem ortsfesten Träger bzw. einer Grundplatte, die im Folgenden mit Gehäuse 12 bezeichnet wird, und einem gegenüber dem Gehäuse 12 verschwenkbaren Hebelarm 13. Das Gehäuse 12 kann an einer Brennkraftmaschine befestigt werden. Die Vorspannung für den Riemen 10 wird von einer Drehfeder 14 er- zeugt, deren eines Ende an dem Gehäuse 12 und deren anderes Ende an dem Hebelarm 13 gehalten ist.

Der Hebelarm 13 weist eine seitliche abstehende Lagerachse 15 auf. Diese ist hier als Zapfen ausgeführt, welcher der Zentrierung eines aufgesteckten Pen- delkugellagers 16, und zwar seines Lagerinnenringes 17 dient. Das auch in Figur 3 dargestellte Pendelkugellager 16 ist mit zwei Kugelreihen 18 und 19 versehen, die sich jeweils zwischen dem Lagerinnenring 17 und einem Lager- außenring 20 befinden.

Der Lagerinnenring 17 ist, wie Figur 2 zeigt, mit einer Schraube 21 an dem Hebelarm 13 seitlich an einer Lagerabstützfläche 30 anliegend befestigt. Diese ist in eine mit der Lagerachse 15 koaxiale Gewindebohrung des Hebelarms 13 eingeschraubt. Die so erzeugte axiale Vorspannung hält den Lagerinnenring 17 am der Lagerabstützfläche 30. Der Lageraußenring 20 ist mit einer Lauf- scheibe 22 aus einem Kunststoff umspritzt, welche eine ballige Mantelfläche für die Anlage des Riemens 10 aufweist. Infolge der Verwendung des Pendelku- gellagers 16 bei dieser Riemenspannvorrichtung 11 kann sich die Laufscheibe 22 während des Laufes des Riemens 10 selbsttätig um ihren Mittelpunkt 23 verschwenken oder verkippen und somit auf toleranz-und verschleißbedingte Verhältnisse des Riementriebes einstellen. Gemäß Figur 1 sind in dem Rie-

mentrieb außer der Riemenspannvorrichtung 11 und einer den Riemen 10 an- treibenden Riemenscheibe, die auf der Kurbelwelle 24 der Brennkraftmaschine sitzt, als Aggregate ein Generator 25, eine Wasserpumpe 26, eine Lenkhilfe- pumpe 27 und ein Klimakompressor 28 eingebaut und über zugehörige Rie- menscheiben von dem Riemen 10 antreibbar. Außerdem ist hier eine Umlenk- rolle 29 erforderlich.

Bezugszahlenliste 1 Riemenspannvorrichtung 2 Hebelarm 3 Lagerachse 4 Schraube 5 Laufscheibe 6 Kugellager 7 Kugellager 8 Stützscheibe 9 Stützscheibe 10 Riemen 11 Riemenspannvorrichtung 12 Gehäuse 13 Hebelarm 14 Drehfeder 15 Lagerachse 16 Pendelkugellager 17 Lagerinnenring 18 Kugelreihe 19 Kugelreihe 20 Lageraußenring 21 Schraube 22 Laufscheibe 23 Mittelpunkt 24 Kurbelwelle 25 Generator 26 Wasserpumpe 27 Lenkhilfepumpe 28 Klimakompressor 29 Umlenkrolle 30 Lagerabstützfläche