Bezeichnung der Erfindung

Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Hintergrund der Erfindung

Spannvorrichtungen für Zugmitteltriebe, wie Riemen- oder Kettentriebe, sind seit geraumer Zeit in den unterschiedlichsten Ausführungsformen, beispielsweise aus der DE 43 45 150 A1 , der DE 698 05 018 T2, der DE 102 25 617 A1 , der DE 102 48 352 A1 , der DE 10 2004 025 739 A1 und der DE 10 2005 029 789 A1 bekannt.

Im Wesentlichen bestehen diese Spannvorrichtungen aus einem ortsfesten Basisteil, mit einem einenends drehbar gelagerten sowie federbelasteten Schwenkarm unterschiedlicher Länge. Anderenends trägt der Schwenkarm zumindest eine überwiegend mittels einer Wälzlagerung drehbar gelagerte Spannrolle.

Eine funktionell relevante Anforderung an derartige Spannvorrichtungen ist die Aufrechterhaltung der Zugmittelführung. Die Rechtwinkligkeit des Gehäuses zum Schwenkarm, eine passgenaue radiale und axiale Schwenkarmlagerung sowie geringe Verschleißraten der Lagerkomponenten gewährleisten die Funktion der Zugmittelführung, insbesondere einer Riemenführung.

Die Schwenkarme sind dabei bevorzugt als Druckgussteile ausgebildet, und beispielsweise aus Aluminium-Druckguss hergestellt. Selbst unter optimalen Herstellungsbedingungen können sich jedoch insbesondere an Spannvorrichtungen mit im Druckgussverfahren hergestellten Schwenkarmen für so genann-

te „Langarm-Spannvorrichtungen" mit 70 mm bis 120 mm Schwenkarmlänge Einzelteiltoleranzen auf bis zu 1 ,5° Rechtwinkligkeitsabweichung summieren, welches eine spanende Bearbeitung der relevanten Anschlussflächen der miteinander zu verbindenden Bauteile erforderlich macht.

So weist die Riemenspanneinrichtung gemäß der DE 43 45 150 A1 einen Schwenkarm mit einer rollenseitig planen Grundfläche auf, auf weicher sich der Lagerinnenring des Wälzlagers der Spannrolle axial abstützt. Zur Befestigung der Spannrolle am Schwenkarm ist eine Schraube vorgesehen, die den topf- förmig ausgebildeten Lagerinnenring axial durchsetzt, sich mittels des Schraubenkopfes am Boden des topfförmigen Lagerinnenringes abstützt und in eine korrespondierende Gewindebohrung des Schwenkarms eingreift. Zwar mag mit einer derartigen Spannvorrichtung die Rechtwinkligkeit des Systems realisiert sein, jedoch ist die exakte Zentrierung des Lagerinnenrings beziehungsweise der Spannrolle in Bezug auf den Schwenkarm bzw. dessen Gewindebohrung mangels Zentriermittel nicht immer gewährleistet, woraus wiederum Funktionsnachteile der Spannvorrichtung resultieren können.

Um diesem Problem zu begegnen, hat es sich in der Fachwelt weitestgehend durchgesetzt, die Spannrolle bei deren Montage mit ihrem Lagerinnenring auf einem Zentrierzapfen des Schwenkarms aufzufädeln, wodurch eine exakte radiale Abstützung des Lagerinnenrings der Spannrolle sowie eine vereinfachte Montage derselben gegeben sind. Die den Lagerinnenring durchsetzende Befestigungsschraube, die gegebenenfalls noch eine Stufe zum radialen An- Schluss an die Innenkontur des Lagerinnenringes aufweisen kann, dient im Wesentlichen ausschließlich der Festlegung der Spannrolle am Schwenkarm (siehe hierzu die Druckschriften DE 698 05 018 T2, DE 102 25 617 A1 , DE 102 48 352 A1 , DE 10 2004 025 739 A1 und DE 10 2005 029 789 A1 ).

Den bekannten technischen Lösungen in den letztgenannten Druckschriften haben jedoch die Gemeinsamkeit, dass diese einen erheblichen Fertigungsaufwand benötigen, da die spanende Bearbeitung der Anschlussfläche des Schwenkarms zur Aufnahme der Spannrolle samt Wälzlagerung durch „Herum-

führen" des Werkzeuges (insbesondere Fingerfräser) um den genannten Zentrierzapfen vergleichsweise aufwendig ist. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb zu schaffen, die bei Gewährleistung eines sicheren Betriebs im Hinblick auf den Stand der Technik insbesondere einen verringerten Fertigungsaufwand benötigt. Ferner soll eine vereinfache Montage der Spannrolle an den Schwenkarm erreicht werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass trotz Verzicht auf einen von der Fachwelt favorisierten, jedoch aufwendig herzustellenden Zentrierzapfen zur Zentrierung der Spannrolle am Schwenkarm dennoch eine sichere und qualitätsgerechte Festlegung der Spannrolle am Schwenkarm möglich ist, wenn weitere Maßnahmen vorgesehen werden, die insbesondere die exakte Zentrierung der Spannrolle in Bezug auf den Schwenkarm betreffen.

Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs wird die gestellte Aufgabe gelöst durch eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb, mit einem an einem ortsfesten Basisteil einenends drehbar gelagerten sowie federbelasteten Schwenk- arm, der anderenends eine mittels zumindest eines Wälzlagers drehgelagerte Spannrolle trägt, wobei der Schwenkarm unter Vermeidung eines herkömmlich vorgesehenen Zentrierzapfens eine in Bezug auf die Drehachse der Spannrolle radial innenliegende und plan ausgebildete erste Grundfläche aufweist, deren Flächeninhalt weitestgehend dem Flächeninhalt der vom Lagerinnenring des Wälzlagers überspannten Ebene entspricht, wobei sich der Lagerinnenring des zumindest einen Wälzlagers auf dieser ersten Grundfläche axial abstützt, wobei die radiale Abstützung der Spannrolle ausschließlich mittels einer das Wälzlager in axialer Richtung durchsetzenden Befestigungsschraube realisiert

ist, welche ihrerseits in eine die erste Grundfläche durchdringende Gewindebohrung des Schwenkarms eingreift, wobei die Spannrolle zumindest einen axial ausgerichteten ring- oder teilringförmigen Flansch aufweist, welcher im montierten Zustand der Spannrolle am Schwenkarm derart in eine korrespon- dierende Ringnut einer radial außen liegenden und zur ersten Grundfläche abgestuften zweiten, weitestgehend planen Grundfläche eingedrungen ist, dass während der Montage zwar eine Vorpositionierung und Sicherung der Spannrolle gegen ein Verrutschen in Bezug auf den Schwenkarm gewährleistet ist, jedoch im Betrieb der Spannvorrichtung eine ungehinderte Drehung der Spannrolle möglich ist.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.

Danach ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß einer ersten möglichen Ausführungsform vorgesehen, dass die Befestigungsschraube zumindest eine in die Bohrung des Lagerinnenrings eindringende und sich radial an die Innenkontur des Lagerinnenrings anschmiegende Zentrierstufe zur exakten Zentrierung der Spannrolle am Schwenkarm aufweist. Die zumindest eine Zent- rierstufe der Befestigungsschraube kann hierbei sowohl zylindrisch als auch konisch ausgebildet sein.

Demgegenüber können gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform zur exakten Zentrierung der Spannrolle in Bezug auf den Schwenkarm auch eine oder mehrere geeignete Konturen und/oder Anbauteile, wie Schutzvorrichtungen gegen Spritzwasser usw. an der Spannrolle und/oder dem Schwenkarm vorgesehen sein.

Wie die Erfindung schließlich noch vorsieht, ist zumindest der Schwenkarm als Metall-Druckguss-Teil ausgebildet und dessen erste Grundfläche zur axialen Abstützung des Lagerinnenrings des zumindest einen Wälzlagers durch Fräsen bzw. Planen mittels eines Walzenstirnfräsers oder dergleichen bearbeitet, welches im Hinblick auf die herkömmliche Bearbeitung einer mit einem Zent-

rierzapfen versehenen Anschlussfläche mittels einem Fingerfräser schneller und kostengünstiger zu bewerkstelligen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Spannvorrichtung ohne Spann- rolle in einer Schnittansicht, und

Fig. 2 den Schwenkarm der Spannvorrichtung gemäß Fig. 1 mit an diesem festlegbarer Spannrolle in einer Explosionsdarstellung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Die in der Fig. 1 gezeigte Spannvorrichtung für einen nicht näher dargestellten Zugmitteltrieb, welcher ein Riemen- oder Kettentrieb sein kann, weist zunächst ein Basisteil 1 auf, das über eine Anlagefläche 2 desselben mittels zumindest eines hier nicht näher gezeigten, aber an sich bekannten, eine Axialbohrung 3 des Basisteils 1 durchdringenden mechanischen Befestigungselementes, wie einer Befestigungsschraube, ortsfest an einem ebenfalls nicht näher gezeigten tragenden Bauteil, beispielsweise an einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, befestigbar ist.

Das Basisteil 1 ist vorzugsweise als Metall-Druckguss-Teil ausgebildet. Zentral innerhalb des Basisteils 1 ist eine die genannte Axialbohrung 3 aufweisende Lageraufnahme 4 angeordnet, auf welcher über eine Gleitlagerung 5 ein Schwenkarm 6 drehgelagert ist.

Der Schwenkarm 6 ist an seinem freien Ende mit einer an sich bekannten und mittels zumindest eines Wälzlagers 7 drehgelagerten Spannrolle 8 bestückbar (Fig. 2). Die Spannrolle 8 ist ihrerseits gegen den Zugmitteltrieb anstellbar, indem mittels einer die Lageraufnahme 4 konzentrisch umgebenden Torsions-

feder 9, die sich einenends am Basisteil 1 und anderenends am Schwenkarm 6 abgestützt, der Schwenkarm 6 zum Basisteil 1 vorgespannt wird bzw. vorspannbar ist. Der Schwenkarm 6 ist ebenfalls als Metall-Druckguss-Teil, beispielsweise als Aluminium-Druckguss-Teil ausgebildet.

Wie der Fig. 2 weiter zu entnehmen ist, verfügt der Schwenkarm 6 in Abkehr zu der von der Fachwelt favorisierten Bauweise über eine in Bezug auf die Drehachse der Spannrolle 8 radial innenliegende und plan ausgebildete erste Grundfläche 10, auf weicher sich der Lagerinnenring 11 des Wälzlagers 7 der Spannrolle 8 axial abstützt. Diese erste Grundfläche 10 ist derart ausgebildet, dass sich auf derselben ausschließlich der Lagerinnenring 11 axial abstützt. Im Wesentlichen ist der Flächeninhalt der ersten Grundfläche 10 so gewählt, dass dieser weitestgehend dem Flächeninhalt der vom Lagerinnenring 11 des Wälzlagers 7 überspannten Ebene entspricht. Wie ersichtlich, ist die erste Grundflä- che 10 axial erhaben ausgebildet und im Durchmesser an den Außendurchmesser des Lagerinnenrings 11 angepasst.

Die radiale Abstützung der Spannrolle 8 ist mittels einer das Wälzlager 7 in axialer Richtung durchsetzenden Befestigungsschraube 12 bewerkstelligt, welche ihrerseits in eine die erste Grundfläche 10 zentral durchdringende Gewindebohrung 13 des Schwenkarms 6 eingreift. Vorliegend weist die Befestigungsschraube 12 einen Schraubenbolzen 12a mit einem im Vergleich zum Innendurchmesser des Lagerinnenrings 11 geringeren Durchmesser auf, sie verfügt jedoch über eine in die Bohrung 14 des Lagerinnenrings 11 eindringen- de und sich radial an die Innenkontur des Lagerinnenrings 11 anschmiegende Zentrierstufe 15, wodurch eine exakte Zentrierung der Spannrolle 8 am Schwenkarm 6 gewährleistet ist.

Durch diesen konstruktiven Aufbau ist eine einfache Zentrierung sowie Festle- gung des Wälzlagers 6 samt angeschlossener Spannrolle 8 bewerkstelligt, wobei die axiale Abstützung der Spannrolle 8 allein an der planen ersten Grundfläche 10 des Schwenkarms 6 und die radiale Abstützung unter Verzicht auf einen herkömmlich einstückig an dem Schwenkarm ausgebildeten Zentrier-

zapfen ausschließlich durch die genannte Befestigungsschraube 12 erfolgt. Ein Verrutschen der Spannrolle 8 in Bezug auf den Schwenkarm 6 sowohl während der Montage als auch im Betrieb der Spannvorrichtung wird wirkungsvoll vermieden.

Das Ausführungsbeispiel zeigt bevorzugt lediglich eine Zentrierstufe 15, welches als ausreichend angesehen wird. Durch die Erfindung mit erfasst sind selbstverständlich auch eine Mehrzahl von koaxial hintereinander angeordneten Zentrierstufen 15. Ebenso ist es möglich, auf Zentrierstufen 15 gänzlich zu verzichten und den Schraubenbolzen 12a derart auszubilden, dass sich dieser über weitestgehend die gesamte Länge an die Innenkontur des Lagerinnenrings 11 anschmiegt oder in den Lagerinnenring eingeschraubt ist (nicht näher dargestellt).

Wie Fig. 2 weiter zeigt, ist die Zentrierstufe 15 zylindrisch ausgebildet. Als zweckmäßig beurteilt und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst ist jedoch auch eine nicht näher dargestellte konische Außenmantelfläche der Zentrierstufe 15, da diese eine weiter vereinfachte Montage und Zentrierung ermöglicht.

Das vorstehende Ausführungsbeispiel stellt auf eine Zentrierung ausschließlich mittels der Befestigungsschraube 12 ab, die ihrerseits bevorzugt zumindest eine Zentrierstufe 15 aufweist. Es ist jedoch auch möglich und wird demgemäß durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst, zur Zentrierung der Spannrolle 8 in Bezug auf den dieselbe tragenden Schwenkarm 6 eine oder mehrere geeignete Konturen, die sich einfach und kostengünstig im Zuge des eigentlichen Gießprozesses herstellen lassen, und/oder Anbauteile, wie Schutzvorrichtungen gegen Spritzwasser und/oder dergleichen, an der Spannrolle 8 und/oder dem Schwenkarm 6 vorzusehen.

Wie bereits einleitend erwähnt wurde, erfordern Schwenkarme 6 für so genannte „Langarm-Spannvorrichtungen" einen erhöhten Fertigungsaufwand durch eine spanende Bearbeitung der Anschlussflächen, hier also der in Rede

stehenden ersten Grundfläche 10, um die erforderliche Rechtwinkligkeit der Spannvorrichtung zu gewährleisten. Diese spanende Bearbeitung wird herkömmlich kosten- und zeitaufwendig mittels beispielsweise eines Fingerfräsers durch „Herumführen" desselben um den, wie bereits oben erläutert, von der Fachwelt favorisierten Zentrierzapfen durchgeführt. Aufgrund der Tatsache, dass ein solcher Zentrierzapfen bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht vorgesehen ist, kann die spanende Bearbeitung der ersten Grundfläche 10 weitaus kostengünstiger durch Fräsen/Planen mittels eines Walzenstirnfräsers oder dergleichen durchgeführt werden.

Ungeachtet der Tatsache, dass durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Spannvorrichtung eine ausreichende Festlegung der Spannrolle 8 am Schwenkarm 6 gewährleistet ist, ist gemäß den Figuren 1 und 2 zur weiteren Erleichterung der Montage der Spannrolle 8 eine zweite, weitestgehend plane Grundfläche 16 am Schwenkarm 6 vorgesehen, die sich nach radial außen an die erste Grundfläche 10 anschließt, jedoch zu derselben axial nach unten abgestuft ist.

Diese zweite Grundfläche 10 verfügt über eine Ringnut 17, die einfach und kostengünstig während des eigentlichen Gießprozesses herstellbar ist. In diese Ringnut 17 dringt während der Montage ein axial ausgerichteter ring- oder teilringförmiger Flansch 18 der Spannrolle 8 ein, und zwar derart, dass während der Montage zwar eine Vorpositionierung und weitgehende Sicherung der Spannrolle 8 gegen ein Verrutschen gewährleistet ist, jedoch im Betrieb der Spannvorrichtung eine ungehinderte Drehung der Spannrolle 8 möglich ist.

Eine spanende Nachbearbeitung der zweiten Grundfläche 16 samt der Ringnut 17 ist nicht erforderlich, da dieselben lediglich der Vorpositionierung und Sicherung der Spannrolle im Montageprozess dienen.

Bezugszeichen

1 Basisteil

2 Anlagefläche 3 Axialbohrung

4 Lageraufnahme

5 Gleitlagerung

6 Schwenkarm

7 Wälzlager 8 Spannrolle

9 Torsionsfeder

10 erste Grundfläche

11 Lagerinnenring des Wälzlagers

12 Befestigungsschraube 12a Schraubenbolzen

13 Gewindebohrung am Schwenkarm 6

14 Bohrung im Lagerinnenring 11

15 Zentrierstufe

16 zweite Grundfläche 17 Ringnut

18 Flansch an der Spannrolle 8