Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
TENSIONING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/036130
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a tensioning device (1a) for tractive means (16), said device comprising a fixed base part (2a), on which a pivoting arm (8) that is connected to a tension roller (15) is rotatably mounted. A conically wound helical torsion spring (12) is inserted between the base part (2a) and the pivoting arm (8).

More Like This:
Inventors:
LANG ANDREAS (DE)
SCHMIDL MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/011281
Publication Date:
May 01, 2003
Filing Date:
October 09, 2002
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
INA SCHAEFFLER KG (DE)
LANG ANDREAS (DE)
SCHMIDL MATTHIAS (DE)
International Classes:
F16H7/12; F16H7/08; (IPC1-7): F16H7/12
Foreign References:
EP0779452A21997-06-18
US5795257A1998-08-18
EP0779452A21997-06-18
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 02 28 February 1997 (1997-02-28)
Attorney, Agent or Firm:
INA-SCHAEFFLER KG (Industriestrasse 1 - 3 Herzogenaurach, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Spannvorrichtung für ein Zugmittel (16), insbesondere Riemen eines Zugmitteltriebs, wobei : die Spannvorrichtung (1a, 1b) ein ortsfestes Basisteil (2a, 2b) aufweist, das eine Drehachse (17) für einen Schwenkarm (8) bil det, der über eine drehbare Spannrolle (15) an dem Zugmittel (16) abgestützt ist ; der Schwenkarm (8) mittels einer Nabe (7) über eine als Gleitla ger gestaltete Reibungsbuchse (11) drehbar mittelbar oder un mittelbar auf dem Basisteil (2a, 2b) gelagert ist ; zueinander parallel verlaufende Gleitlagerflächen der Reibungs buchse (11) zu der Drehachse (17) konzentrisch angeordnete Kegelflächen (9a, 9b) bilden ; eine die Nabe (7) des Schwenkarms (8) konzentrisch umschlie ßende, in einer konischen Form gewickelte Schraubendrehfeder (12) mit einem Federende (14) an dem Schwenkarm (8) und mit einem weiteren Federende (13) mittelbar oder unmittelbar an dem Basisteil (2a, 2b) befestigt ist ; eine insbesondere von dem Basisteil (2a) und der Nabe (7) des Schwenkarms (8) oder des Basisteils (2b) in Verbindung mit einer an dem Basisteils (2b) abgestützten Stützscheibe (21) bestimmte Breite"X"der Spannvorrichtung (1 a, 1 b) gleich oder größer einer Breite"Y"des Schwenkarm s (8) in Verbindung mit der Spann rolle (15) ausgelegt ist.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, deren Spannrolle (15) in Richtung einer Anlagefläche (3) der Spannvorrichtung (1a) zeigend, seitlich an dem Spannarm (8) befestigt ist.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spannrolle (15) seitlich an dem Schwenkarm (8) auf der einer Anlagefläche (20) der Spannvor richtung (1b) abgewandten Seite befestigt ist.
4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Basisteil (2b) zur Füh rung der Reibungsbuchse (11) eine konische Mantelfläche (19) aufweist, die als Kegelfläche (9a) ausgebildet ist.
5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Basisteil (2a) mit einer separaten Führungsbuchse (5) verbunden ist, dessen konische Mantel fläche (6) eine Kegelfläche (9a) für die Reibungsbuchse (11) bildet.
6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die konisch gewickelte Schraubendrehfeder (12) in der Einbaulage von dem Schwenkarm (8) ausgehend, sich in Richtung des Basisteils (2a, 2b) kontinuierlich ver jüngt.
7. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schraubendrehfeder (12) mit einem kleinsten Teilkreisdurchmesser, dem Federende (13), an einer separaten, dem Basisteil (2b) zugeordneten Stützscheibe (21) abge stützt ist.
8. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, mit einer als Druckfeder gestalteten Schraubendrehfeder (12).
9. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schraubendrehfeder (12) als eine Zugfeder ausgebildet ist.
Description:
Spannvorrichtung Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für ein Zug- mittel, insbesondere Riemen eines Zugmitteltriebs. Der Aufbau der Spannvor- richtung umfasst ein ortsfestes, beispielsweise an dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine befestigtes Basisteil, das eine Drehachse für einen Schwenkarm bildet. Am freien Ende ist der Schwenkarm mit einer drehbaren, an dem Zugmittel abgestützten Spannrolle versehen. Mittels einer Nabe ist der Schwenkarm über ein Gleitlager an dem Basisteil drehbar gelagert. Als Gleitla- ger ist dabei eine Reibungsbuchse zwischen parallel verlaufenden Gleitlager- flächen der Nabe und dem Basisteil eingesetzt, die konzentrisch angeordnete Kegelflächen bildet. Eine federnde Abstützung der Spannrolle an dem Zugmit- tel wird mittels einer Schraubendrehfeder erzielt, die konzentrisch die Nabe des Schwenkarms umschließt und mit einem Federende an dem Basisteil und dem weiteren Federende an dem Schwenkarm befestigt ist.

Hintergrund der Erfindung Aus dem bekannten Stand der Technik sind derartige Spannvorrichtungen be- kannt. Die EP 0 779 452 A2 zeigt eine Spannvorrichtung, deren drehfestes Basisteil gemeinsam mit der Nabe des Schwenkarms eine relativ große axiale Länge aufweist. Die mit dem Schwenkarm verbundene Spannrolle ist auf der

von der Reibungsbuchse der Spannvorrichtung abgewandten Seite des Schwenkarms angeordnet, wodurch sich der axiale Bauraum der gesamten Spannvorrichtung weiter vergrößert. Als Federmittel, das zwischen dem Basis- teil und dem Schwenkarm angeordnet ist und das die konisch gestaltete Rei- bungsbuchse kraftschlüssig beaufschlagt, dient eine zylindrische, als Zugfeder wirkende Schraubendrehfeder. Diese bekannte an den Größtdurchmesser der Reibungsbuchse angepasste Schraubendrehfeder besitzt eine große Win- dungszahl und beansprucht damit sowohl in axialer als auch in radialer Rich- tung einen großen Bauraum.

Zusammenfassung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine bauraumoptimierte Spannvor- richtung zu schaffen.

Diese Problemstellung wird erfindungsgemäße, mittels einer Schraubendrehfe- der gelöst, die an die konische Form der Reibungsbuchse angepasst ist. Wei- terhin ist eine Spannrollenanordnung vorgesehen, die innerhalb einer axialen Breite des ortsfesten Basisteils und der Schwenkarmnabe angeordnet ist. Die Verwendung einer konisch gewickelten Schraubendrehfeder vergrößert vorteil- haft die Federdrahtlänge der Schraubendrehfeder, was sich vorteilhaft auf die Dämpfungscharakteristik bzw. das Schwingungsverhalten der Spannvorrich- tung auswirkt. Eine weitere, in radialer Richtung sich einstellende Bauraumop- timierung ist realisierbar, indem die Spannrolle so an dem Schwenkarm ange- ordnet ist, dass diese dem Bereich des Federendes der Schraubendrehfeder mit dem kleinsten Durchmesser zugeordnet ist. Der geometrische Aufbau der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung realisiert somit beispielsweise eine un- mittelbar dem Basiskörper bzw. der Anlagefläche der gesamten Spannvorrich- tung zugeordnete Spannrolle, die damit einen relativ eng an der Kontur der Brennkraftmaschine geführten Zugmittel ermöglicht. Weiterhin ist ein kurzer Schwenkarm und damit verkürzter Hebelarm für die Spannrolle realisierbar, was sich ebenfalls auf den erforderlichen Bauraum der Spannvorrichtung aus- wirkt. Durch die den kleinsten Durchmesser der Schraubendrehfeder zugeord-

nete Spannrolle stellt sich trotz kompakter Bauweise der Spannvorrichtung ein ausreichender Freigang bzw. Schwenkwinkel zwischen diesen Bauteilen ein, der das Stellvermögen, trotz kompakter Bauweise der Spannvorrichtung nicht nachteilig beeinflusst.

Der erforderliche Bauraum einer Spannvorrichtung wird im Wesentlichen durch die geometrische Gestaltung der Schraubendrehfeder und die Lage der Spann- rolle bestimmt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen, die Verwendung von Schraubendrehfedern, deren Federwindungen unterschiedliche Teilkreis- durchmesser aufweisen sowie einer Spannrollenanordnung, die dem kleinsten Teilkreisdurchmesser der Schraubendrehfeder zugeordnet ist, ermöglicht die Realisierung einer kompakten bauraumoptimierten Spannvorrichtung. Vorteil- haft benötigt die erfindungsgemäße mechanische Spannvorrichtung keinen langen Hebelarm des Schwenkarms. Damit verbunden ist eine schwächere Schraubendrehfeder einsetzbar, was sich vorteilhaft auf die axiale Baulänge der Schraubendrehfeder auswirkt.

Aufgrund der kegelig gestalteten Schraubendrehfeder ist in dem durch die Schraubendrehfeder beanspruchten Bauraum eine vorteilhaft vergrößerte Fe- derdrahtlänge genutzt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der ab- hängigen Ansprüche 2 bis 9.

Weiterhin schließt die Erfindung eine Spannvorrichtung ein, deren Spannrolle in einer Einbaulage dem freien Ende des Basisteils zugeordnet ist. Ein derarti- ger Aufbau der Spannvorrichtung sieht vor, dass die Spannrolle an dem Schwenkarm auf der von der Abstützfläche des Basisteils abgewandten Seite drehbar befestigt ist.

Vorzugsweise ist die konisch gewickelte Schraubendrehfeder mit dem größten Teilkreisdurchmesser dem Schwenkarm zugeordnet. Von dem Schwenkarm ausgehend verjüngt sich die Schraubendrehfeder in Richtung des Basisteils

kontinuierlich, wobei die Windungen der Schraubendrehfeder an der konisch verlaufenden Mantelfläche der Schwenkarmnabe geführt sind oder mit gerin- gem radialen Abstand dazu verlaufen. Diese Einbaulage begünstigt eine Spannrollenanordnung an der zur Anlagefläche der Spannvorrichtung gerich- teten Seite des Schwenkarms. Da die Spannrolle dem Endbereich der Schrau- bendrehfeder mit dem geringsten Teilkreisdurchmesser zugeordnet ist, kann gleichzeitig ein Schwenkarm mit einem kurzen Hebel eingesetzt werden. Diese Anordnung schafft einen ausreichenden radialen Abstand zwischen der Spann- rolle und der Schraubendrehfeder bzw. zwischen der Spannrolle und dem Ba- sisteil der Spannvorrichtung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Basisteil, mit einem einstückig angeformten Kegelstumpf, zur Führung bzw. Aufnahme der Rei- bungsbuchse. Alternativ schließt die Erfindung ein Basisteil ein, dem eine se- parate Führungsbuchse zugeordnet ist, an dessen kegelartig geformter Man- telfläche die Reibungsbuchse anliegt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Schraubendrehfeder vorge- sehen, die in einer Einbaulage mit dem größten Teilkreisdurchmesser an dem Schwenkarm abgestützt ist, von dem sich die Schraubenwindungen kontinuier- lich in Richtung des Basisteils verjüngen.

Zur Abstützung der Schraubendrehfeder schließt die Spannvorrichtung außer- dem eine Stützscheibe ein. Die Stützscheibe ist an dem Ende des Basisteils befestigt, das von der Anlagefläche abgewandt ist mit dem das Basisteil an einem Maschinenelement anliegt.

Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit einer als Druckfeder gestalteten Schraubendrehfeder versehen. Alternativ schließt die Erfindung ebenfalls eine als Zugfeder ausgebildete Schraubendrehfeder ein. Unabhängig von der Wirkungsweise der Schraubendrehfedern sind diese so in die Spann- vorrichtung integriert, dass der zwischen dem Schwenkarm und dem Basisteil

bzw. einer separaten Führungsbuchse vorgesehene Konusverband kraftbeauf- schlagt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Anhand von zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Spannvor- richtung, dessen Spannrolle in Richtung einer Anlageflä- che der Spannvorrichtung am Schwenkarm befestigt ist ; Figur 2 eine Spannvorrichtung, mit einer auf der von der Abstütz- fläche der Spannvorrichtung abgewandten Seite des Schwenkarms befestigten Spannrolle.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen Die in Figur 1 abgebildete Spannvorrichtung 1a ist mit einem Basisteil 2a orts- fest über eine Anlagefläche 3 an einem Maschinenteil 4 oder einem Maschi- nenelement, beispielsweise dem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine abgestützt. An dem vom Maschinenteil 4 abgewandten Ende ist an dem Ba- sisteil 2a auf einem zylindrischen Abschnitt eine Führungsbuchse 5 lagefixiert, die eine konische Mantelfläche 6 aufweist. Die Führungsbuchse 5 ist dabei so dem Basisteil 2a zugeordnet, dass deren größter Durchmesserbereich dem freien Ende des Basisteils 2a zugeordnet ist und deren konische Mantelfläche 6 sich in Richtung der Anlagefläche 3 kontinuierlich verjüngt. Die Führungs- buchse 5 ist konzentrisch von einer Nabe 7 eines Schwenkarms 8 radial beabstandet umschlossen, wobei die Bauteile, die Führungsbuchse 5 und der Schwenkarm 8 im Bereich der Nabe 7 jeweils Kegelflächen 9a, 9b bilden, die einen Einbauraum 10 für eine Reibungsbuchse 11 radial begrenzen.

Zur Erzielung einer Spreizkraft zwischen dem Schwenkarm 8 und dem Basisteil 2a dient eine als Druckfeder ausgelegte Schraubendrehfeder 12, deren erstes Federende 13 an dem Basisteil 2a lagefixiert ist und deren zweites Federende 14 dem Schwenkarm 8 zugeordnet ist. Die Schraubendrehfeder 12 ist dabei einer äußeren Kontur der Nabe 7 des Schwenkarms 8 entsprechend konisch gewickelt. Dadurch vergrößert sich die Federdrahtlänge der Schraubendrehfe- der 12 im Vergleich zu einer zylindrisch gewickelten Feder. Neben einer Spreizkraft übt die Schraubendrehfeder 12 eine in Umfangsrichtung wirkende Kraftkomponente aus, wodurch der Schwenkarm 8 in Verbindung mit einer endseitig angeordneten, drehbaren Spannrolle 15 an einem Zugmittel 16 an- gefedert abgestützt ist. Bei dieser Spannrollenanordnung, die dem Ende der Schraubendrehfeder 12 mit dem geringsten Teilkreisdurchmesser zugeordnet ist, stellt sich selbst bei einem geringen Hebelarm"R", der sich zwischen der Drehachse 17 für den Schwenkarm 8 im Basisteil 2a und der Drehachse 18 der Spannrolle 15 ergibt, ein ausreichender Abstand"S"zwischen der Außenkontur der Spannrolle 15 und der Schraubendrehfeder 12 im Bereich des Federendes 13 ein. Eine axiale Breite"X"der Spannvorrichtung 1a ist bestimmt durch die teilweise ineinander gefügten Bauteile des Basisteils 2a und der Nabe 7 des Schwenkarms 8. Das Maß"X"übertrifft dabei das Axialmaß"Y", welches sich zwischen der Spannrolle 15 und dem Schwenkarm 8 einstellt.

Die in Figur 2 abgebildete Spannvorrichtung 1b ist gegenüber der Spannvor- richtung 1a bauteiloptimiert. Dazu weist das Basisteil 2b eine konische Mantel- fläche 19 auf, die gemeinsam mit der Nabe 7 des Schwenkarms 8 die Kegelflä- chen 9a, 9b bilden, die radial beabstandet den Einbauraum 10 für die Rei- bungsbuchse 11 bilden. Abweichend zu der Spannvorrichtung 1a ist die in Fi- gur 2 abgebildete Spannvorrichtung 1 b über die Anlagefläche 20 des Basisteils 2b an dem Maschinenteil 4 abgestützt. Diese Gestaltung des Basisteils 2b be- wirkt, dass der Schwenkarm 8 dem Maschinenteil 4 zugeordnet ist und damit die Spannrolle 15 in einem größeren axialen Abstand zu dem Maschinenteil 4 im Vergleich zu Figur 1 angeordnet ist. Ein weiterer Unterschied besteht in der Abstützung der Schraubendrehfeder 12. Das Federende 13 und damit der Ab- schnitt mit dem geringsten Teilkreisdurchmesser der Schraubendrehfeder 12

ist einer stirnseitig, an dem Basisteil 2b angeordneten separaten Stützscheibe 21 zugeordnet. Auch die Spannvorrichtung 1 b besitzt eine kompakte Bauweise, wobei die Breite"Y"des Schwenkarms 8 in Verbindung mit der Spannrolle 15 kleiner ist als das Breitenmaß"X"des Basisteils 2b in Verbindung mit der Stützscheibe 21.

Bezugszahlen 1 a Spannvorrichtung 1 b Spannvorrichtung 2a Basisteil 2b Basisteil 3 Anlagefläche 4 Maschinenteil 5 Führungsbuchse 6 Mantelfläche 7 Nabe 8 Schwenkarm 9a Kegelfläche 9b Kegelfläche 10 Einbauraum 11 Reibungsbuchse 12 Schraubendrehfeder 13 Federende 14 Federende 15 Spannrolle 16 Zugmittel 17 Drehachse 18 Drehachse 19 Mantelfläche 20 Anlagefläche 21 Stützscheibe R Hebelarm des Schwenkarms 8 S Abstand zwischen Spannrolle 15 und Schraubendrehfeder 12 X Breitenmaß des Basisteils 2a, 2b und der Nabe 7 bzw. der Stützscheibe 21 Y Breitenmaß des Schwenkarms 8 in Verbindung mit der Spannrolle 15