Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Zugmittel¬ triebs, das ein ortsfest angeordnetes Gehäuse aufweist, dass mit einem Schwenkarm zusammenwirkt, die gemeinsam ein Drehlager bilden. An dem Schwenkarm ist endseitig eine Spannrolle drehbar angeordnet. Der Schwenk¬ arm ist mit einer Welle drehstarr verbundenen, die in eine Aufnahme des Ge¬ häuses eingesetzt ist. Die endseitig drehstarr mit der Welle des Schwenkarms verbundene Reibscheibe greift in der Einbaulage in eine stirnseitige Ausneh¬ mung des Gehäuses, auf der vom Schwenkarm abgewandten Seite, und ist mittels eines kreisringförmig gestalteten Reibbelags an dem Gehäuse abge¬ stützt. Eine zwischen dem Gehäuse und dem Schwenkarm eingesetzte Torsi¬ onsfeder bewirkt einerseits eine kraftschlüssige Abstützung der mit dem Schwenkarm verbundenen Laufrolle an dem Zugmittel und andererseits eine kraftschlüssige Abstützung der Reibscheibe an dem Gehäuse.

Hintergrund der Erfindung

Aus der DE 44 26 666 A1 ist ein gattungsbildender Stand der Technik bekannt. Diese Spannvorrichtung umfasst eine Reibscheibe, die einseitig mit einem kreisringartig geformten Reibbelag an einer Stirnseite des Gehäuses abge¬ stützt ist. Die kraftschlüssige Abstützung der Reibscheibe erfolgt mittels einer als Druckfeder ausgelegten Torsionsfeder. Neben einer axial gerichteten Spreizkraft zwischen dem Schwenkhebel und dem Gehäuse übt die Torsions- feder weiterhin eine in Umfangsrichtung wirkende Kraftkomponente auf den Schwenkhebel aus, wodurch die Laufscheibe kraftschlüssig an dem Zugmittel abgestützt ist. Im Betriebszustand der Spannvorrichtung kann es im Bereich der Kontaktfläche zwischen den Reibpartnern, dem Gehäuse und dem Reibbe- lag bzw. der Reibscheibe und dem Reibbelag zu einer Geräuschentwicklung kommen, aufgrund einer hochfrequenten, oszillierenden Stellbewegung zwi¬ schen den Reibpartnern. Das Geräusch kann das Geräuschniveau der Brenn¬ kraftmaschine nachteilig überlagern bzw. verstärken.

Zusammenfassung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geräuschoptimier¬ te Spannvorrichtung zu realisieren.

Erfindungsgemäß schließt die Spannvorrichtung unmittelbar oder mittelbar der Reibscheibe zugeordnete Maßnahmen zur Dämpfung von Geräuschen ein, die im Bereich des Reibkontaktes zwischen der Reibscheibe und dem Reibbelag oder dem Gehäuse und dem Reibbelag entstehen. Dieses Konzept ermöglicht eine deutliche Reduzierung einer Körperschall- und / oder Luftschal Iübertra- gung von der Reibscheibe, die unmittelbar mit dem Reibbelag in Verbindung steht.

Abhängig von dem Konzept der Spannvorrichtung umfasst die Erfindung unmit¬ telbar mit der Reibscheibe in Verbindung stehende oder mittelbar anderen Bauteilen der Spannvorrichtung im Bereich der Reibscheibe zugeordnete Ge¬ räuschdämpfungs-Maßnahmen ein.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 11.

Bevorzugt ist die Reibscheibe erfindungsgemäß auf der von dem Reibbelag abgewandten Seite mit einem Dämmmaterial beschichtet. Dazu kann beispiel¬ haft die gesamte Stirnfläche der Reibscheibe mit dem Dämmmaterial abge- deckt werden, zur wirksamen Reduktion einer nachteiligen Übertragung von Geräuschen des Reibkontaktes.

Weiterhin bietet es sich an, das Dämmmaterial so an der Reibscheibe anzu- ordnen, dass dieses zusätzlich einen sich bildenden Ringspalt zwischen dem Außenumfang der Reibscheibe und einer Innenwandung im Bereich der Aus¬ nehmung des Gehäuses dichtend abdeckt. Das elastisch verformbare, den Ringspalt abdichtende Dämmmaterial verhindert dabei gleichzeitig einen nachteiligen Eintritt von Verunreinigungen in den Reibkontakt, zwischen der Reibscheibe und dem Reibbelag oder dem Gehäuse und dem Reibbelag.

Abhängig von dem Werkstoff des Dämmmaterials sowie von Versuchsergeb¬ nissen schließt die Erfindung weiterhin zur Geräuschdämpfung eine Reib¬ scheibe ein, die stirnseitig partiell mit dem Dämmmaterial bestückt ist. Die Er- findung ermöglicht außerdem die Verwendung einer Reibscheibe, die anstelle einer homogenen, aus einem Werkstoff hergestellten Dämmscheibe, eine aus verschiedenen Werkstoffen zusammengesetzte Dämmscheibe aufweist. Be¬ vorzugt sind dazu die einzelnen Elemente schichtweise oder segmentartig an¬ geordnet, entsprechend dem Ergebnis einer Frequenz- bzw. Geräuschanalyse.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Ausnehmung in dem Gehäuse für die Reibscheibe und den Reibbelag mittels eines Deckels zu ver¬ schließen. Dieser der Reibscheibe mittelbar zugeordnete Deckel ist dazu be¬ vorzugt aus einem Dämmmaterial hergestellt und im eingebauten Zustand axial beabstandet zu der Reibscheibe lagefixiert. Der sich bildende Luftspalt zwi¬ schen dem Reibbelag und dem Deckel sowie dem aus Dämmmaterial herge¬ stellten Deckel ermöglichen gemeinsam eine optimale Geräuschabsorbierung.

Für den Deckel bietet es sich an, diesen mittels eines Blechkerns zu versteifen. Eine beispielsweise als Blechboden gestaltete Armierung des Deckels wird bevorzugt innenseitig mit einem geeigneten Dämmmaterial beschichtet, wo¬ durch sich eine geschützte Anordnung des Dämmmaterials einstellt. Die maxi¬ male Stärke des Dämmmaterials kann dem vorhandenen axialen Bauraum zwi- sehen der Reibscheibe und dem Deckel angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich schließt die Erfindung ein, den Boden, die Armierung des Deckels außenseitig oder beidseitig mit Dämmmaterial zu beschichten.

Eine bevorzugte Maßnahme zur Geräuschdämpfung sieht vor, eine mit Dämmmaterial abgedeckte Reibscheibe mit einem Deckel aus Dämmmaterial zu kombinieren. Damit kann das von dem Reibkontakt ausgelöste Geräusch weitestgehend eliminiert werden. Als Deckel bietet es sich an, einen Stahl¬ blechdeckel zu verwenden, auf dem zumindest einseitig ein Dämmstoff aufge- bracht ist.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Dämmmaßnahmen verbessernd, ist wei¬ terhin vorgesehen, eine Dämmscheibe in einer Sandwichbauweise zu verwen¬ den. Eine derartige Dämpfungsscheibe umfasst beispielsweise zwei scheiben- förmig gestaltete, axial beabstandete Elemente, bevorzugt zwei Blech- oder Kunststoffscheiben, deren Zwischenraum mit einem einen hohen Dämpfungs¬ wert aufweisenden Füllstoff ausgefüllt ist.

Diese aus unterschiedlichen Dämmmaterialien hergestellte Sandwich- Dämmscheibe wird bevorzugt an dem Deckel angebracht oder anstelle des Deckels eingesetzt. Bei Bedarf kann das erfindungsgemäße Konzept, zur Er¬ zielung einer wirksamen Geräuschdämpfung weiterhin aus mehr als zwei un¬ terschiedlichen Dämmmaterialien hergestellt werden. Gemäß der Erfindung kann die Sandwich-Dämmscheibe sowohl der Reibscheibe als auch dem Ge- häuse oder auch beiden Bauteilen zugeordnet werden.

Als geeigneter Werkstoff für das Dämmmaterial bietet es sich beispielsweise an, ein auf Kunstharzbasis aufgebautes Gummimaterial zu verwenden. Dieser kostengünstige Werkstoff ermöglicht die Herstellung einer kostenoptimierten, wirksamen Dämmscheibe, die mit dem Deckel oder der Reibscheibe kombiniert werden kann. Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf diesen Werkstoff, sondern schließt auch alternative geeignete Werkstoffe ein. Die Auswahl der Werkstoffe erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von den durch Versuche er¬ mittelten Dämpfungsergebnissen. Die Werkstoffwahl erfolgt außerdem im Hin- blick auf eine entsprechende Massenbelegung des zu dämpfenden Bauteils, d.h. Werkstoffe mit einem relativ hohen spezifischen Gewichts. Als Werkstoffe für die Dämmscheibe in einer Sandwich-Bauweise schließt die Erfindung einen mit Kunststoff gefüllten Zwischen- oder Hohlraum ein, der sich zwischen zwei Blechscheiben bildet.

Die Wirksamkeit der Dämmscheibe wird entscheidend von der Befestigungsart des Dämmmaterials beeinflußt. Erfindungsgemäß wird dazu ein hochviskoser Kleber oder eine Klebefolie verwendet, die eine sichere Befestigung des Dämmmaterials sicherstellt und gleichzeitig zu der Geräuschdämpfung beiträgt.

Bevorzugt wird das Dämmmaterial in einer Dicke von ≥ 1 ,5 mm auf die Reib¬ scheibe oder den Deckel aufgebracht, wobei dieser Wert bei Bedarf vergrößert werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren abgebildet, die nach¬ folgend beschrieben sind. Es zeigen:

Figur 1a in einem Halbschnitt eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung, deren Reibscheibe stirnseitig ei¬ ne Dämmscheibe zugeordnet ist;

Figur 1 b einen zu Figur 1a ergänzenden Halbschnitt, bei dem die Reibscheibe mit einer aus zwei unterschiedli¬ chen Werkstoffen hergestellten Dämmscheibe ab¬ gedeckt ist; Figur 2 eine Spannvorrichtung, die zwei getrennte Ge¬ räuschdämpfungsmaßnahmen einschließt;

Figur 3 eine Spannvorrichtung bei der die Reibscheibe eine Dämmscheibe in einer Sandwich-Bauweise umfasst.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die Figuren 1a, 1b zeigen jeweils einen Halbschnitt einer Spannvorrichtung 1 , die ein ortsfest angeordnetes Gehäuse 2 umfasst, dem ein Schwenkarm 3 seit¬ lich zugeordnet ist. An dem freien Ende des Schwenkarms 3 im Bereich einer Achse 4 ist eine in den Figuren 1a und 1 b nicht dargestellte Laufrolle drehbar angeordnet, die im eingebauten Zustand der Spannvorrichtung 1 kraftschlüssig an einem Zugmittel eines Zugmitteltriebs abgestützt ist. Der Schwenkarm 3 ist mit einer axial ausgerichteten Welle 5 drehstarr verbunden, die in einer Auf¬ nahme 6, einer Längsbohrung des Gehäuses 2 eingesetzt ist, zur Bildung ei¬ nes Drehlagers 7. An dem vom Schwenkarm 3 abgewandten Ende ist die Welle 5 mit einer Reibscheibe 8 drehfest verbunden, welche in eine stirnseitige Aus- nehmung 9 des Gehäuses 2 eingepasst ist, unter Einhaltung eines Ringspaltes 10 zwischen dem Außenumfang der Reibscheibe 8 und einer Innenwandung der Ausnehmung 9. Zwischen einer Stirnseite 12 des Gehäuses 2 und der Reibscheibe 8 ist ein kreisringförmig gestalteter Reibbelag 11 eingesetzt, der vorzugsweise drehfest, beispielsweise mittels einer formschlüssigen Verbin- düng, an der Reibscheibe 8 befestigt ist.

Dadurch stellt sich ein Reibkontakt 13, eine Kontaktfläche zwischen dem Reib¬ belag 11 und dem Gehäuse 2 ein. Alternativ dazu kann der Reibbelag 11 dreh¬ starr an dem Gehäuse 2 befestigt werden, wodurch sich ein Reibkontakt zwi- sehen dem Reibbelag 11 und der Reibscheibe 8 einstellt. Zwischen dem Schwenkarm 3 und dem Gehäuse 2 ist eine Torsionsfeder 14 eingesetzt, die eine Spreizkraft zwischen diesen Bauteilen ausübt und dabei eine axiale Kraft- abstützung des Reibbelags 11 an dem Gehäuse 2 sicherstellt. Andererseits bewirkt die Torsionsfeder 14 eine Drehkraft auf den Schwenkarm 3, wodurch deren Laufrolle kraftschlüssig an dem Zugmittel abgestützt wird. Die Spannvor¬ richtung 1 hat weiterhin die Aufgabe, auftretende Schwingungen des Zugmittels zu dämpfen. Dazu ist der Reibkontakt 13 bestimmt ist, welcher nachteilige gro- ße Stellbewegungen bzw. Ausschläge des Schwenkarms 3 dämpft, die auf¬ grund der Drehungleichförmigkeit der Brennkraftmaschine in den Zugmitteltrieb eingeleitet werden.

Eine Verdrehung des Reibbelags 11 gegenüber dem Gehäuse 2 kann eine nachteilige Geräuschentwicklung, beispielsweise ein Quietschen verursachen. Um das Geräusch zu dämpfen bzw. zu eliminieren, ist die Reibscheibe 8 stirn¬ seitig ganzflächig von einem Dämmstoff abgedeckt in Form einer Dämmschei¬ be 15a. Die Bauteilstärke „s" der Dämmscheibe 15a kann dabei in Abhängig¬ keit von der Geräuschentwicklung bzw. dem verwendeten Werkstoff bestimmt werden. Vorteilhaft erstreckt sich die Dämmscheibe 15a radial bis zur Anlage an die Innenwandung der Ausnehmung 9 in dem Gehäuse 2 und überdeckt dabei gleichzeitig einen Ringspalt 10, der sich zwischen der Außenkontur der Reibscheibe 8 und der Innenwandung der Ausnehmung 9 einstellt. Zwischen der Dämmscheibe 15a und der Reibscheibe 8 ist eine Klebeschicht 24 vorge- sehen, bestehend aus einem hochviskosen Kleber, der neben einer sicheren Befestigung der Dämmscheibe 15a, weiterhin eine Geräuschübertragung wirk¬ sam dämpft. Gemäß Figur 1b ist die Spannvorrichtung 1 mit einer zwei Kompo¬ nenten umfassenden Dämmscheibe 15b versehen. Die Ausgestaltung der Dämmscheibe 15b ermöglicht alternativ zu der dargestellten zweistufigen flä- chigen Abdeckung der Stirnseite der Reibscheibe 8 eine partielle Anordnung oder wechselweise Anordnung einzelner Dämmmaterialien.

Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils die Spannvorrichtung 1 mit alternativen Maßnahmen zur Geräuschdämpfung der Spannvorrichtung 1 , im Bereich des Reibkontaktes 13. Eine Erläuterung aller Bauteile, die mit der Figur 1 überein¬ stimmen kann der Beschreibung von Figur 1a bzw. 1 b entnommen werden. Nachfolgend die Beschreibung aller Unterschiedsteile. Gemäß Figur 2 ist die Spannvorrichtung 1 mit einem Deckel 16 versehen, der bündig in die Ausnehmung 9 des Gehäuses 2 eingesetzt ist und eine wirksame Abdichtung sicherstellt. Innenseitig ist der Deckel 16 flächig mit einem Dämm¬ material 17 beschichtet, das unter Einhaltung eines Luftspaltes 18 sich bis an die einstückig mit der Reibscheibe 8 verbundene Dämmscheibe 15a erstreckt. Zur Versteifung ist der Deckel 16 mit einer Armierung, einem Blechboden 19 versehen. Alternativ bietet es sich an, das Dämmmaterial 17 außenseitig auf den Boden 19 anzuordnen, wodurch sich der Luftspalt 18 vergrößert, oder auf beiden Seiten des Bodens 19.

Die Figur 3 zeigt die Dämmscheibe 20, die in einer Sandwich-Bauweise aufge¬ baut ist. Dazu sind der Reibscheibe 8 außenseitig zwei axial beabstandete Scheibenelemente 21 , 22 zugeordnet, deren Zwischenraum vorzugsweise von einem elastischen Füllstoff 23 ausgefüllt ist. Als Scheibenelement eignen sich beispielsweise Blechscheiben, zwischen denen als Füllstoff 23 vorzugsweise ein auf Kunstharzbasis hergestellter Gummiwerkstoff angeordnet ist. Alternativ bietet es sich an, Scheibenelemente 21 , 22 aus Kunststoff zu verwenden, zwi¬ schen denen ein Elastomer vorgesehen ist. Bezugszahlenliste

1 Spannvorrichtung 2 Gehäuse 3 Schwenkarm 4 Achse 5 Welle 6 Aufnahme 7 Drehlager 8 Reibscheibe 9 Ausnehmung 10 Ringspalt 11 Reibbelag 12 Stirnseite 13 Reibkontakt 14 Torsionsfeder 15a Dämmscheibe 15b Dämmscheibe 16 Deckel 17 Dämmmaterial 18 Luftspalt 19 Boden 20 Dämmscheibe 21 Scheibenelement 22 Scheibenelement 23 Füllstoff 24 Klebeschicht