DE4208840A1

DE4208840A1 - Spannvorrichtung fuer einen treibriemen

Info

Publication number: DE4208840A1
Application number: DE4208840A
Authority: DE
Inventors: Eduard Dipl Golovatai-Schmidt; Karl-Ludwig Dipl Ing Grell
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-09-23
Also published as: US5288276A

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für den Treibriemen von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, mit einer an einem Schwenk hebel gelagerten Spannrolle, einer in Spannrichtung auf den Schwenkhe bel einwirkenden Spannfeder und einer der Bewegung des Schwenkhebels entgegenwirkenden Sperreinrichtung, deren Sperrglied seine Stellung in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.

Eine solche Spannvorrichtung wird üblicherweise im Leertrum des Rie mens angeordnet, wo geringere Spannkräfte auftreten, als im Zugtrum, so daß die Spannfeder auf diese geringeren Spannkräfte eingestellt ist. In Sonderfällen kann die erforderliche Riemenspannung unter schritten werden. Ein solcher Sonderfall liegt beispielsweise bei dem Motor eines Kraftfahrzeugs vor, wenn dieses in Fahrtrichtung bergauf mit eingelegtem Vorwährtsgang abgestellt wird, so daß der Motor sich infolge des Fahrzeuggewichts rückwärts drehen will. Das Zugtrum des Riemens wird dann an die Spannrolle verlagert. Dadurch werden nun von dem Riemen größere Kräfte auf die Spannrolle und den Schwenkhebel übertragen.

Würde der Schwenkhebel mit der Spannrolle keinen Endanschlag haben, so würde die Rolle so weit nach außen gedrückt, daß bei einem An lassen des Motors, wenn das Leertrum plötzlich wieder an die Spann rolle des Riemens verlegt wird, an einer Riemenscheibe ein Riemen schlupf auftreten könnte. Dann könnten bei dem als Zahnriemen ausge bildeten Steuerriemen für den Nockenwellenantrieb einer oder mehrere Zähne an dem Antriebszahnrad überspringen. Dadurch würde eine Ventil triebverstellung bewirkt, die durch Aufschlagen der Ventilteller auf die Kolbenböden Motorschäden zur Folge hätte.

Aus der DE-OS 37 41 860 ist eine Spannvorrichtung bekannt, deren Sperreinrichtung eine an einem Hebel ausgebildete Klinke aufweist, die mit einer Sperrverzahnung des Schwenkhebels zusammenwirkt. Für den Hebel ist ein besonderes Steuerelement mit einer Schubstange erforder lich. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie konstruktiv sehr aufwendig ist.

Aus der EP-OS 00 38 233 ist eine Spannvorrichtung der eingangs genann ten Art bekannt, bei der das Sperrglied das freie Ende einer Schub stange ist, die in einem Gehäuse verschiebbar angeordnet ist und aus diesem herausragt. Die Schubstange wird gegenüber dem Gehäuse infolge von Wärmedehnungen axial verschoben. Auch diese Spannvorrichtung hat wegen des Wärmedehnungsgehäuses den Nachteil eines gewissen konstruk tiven Aufwandes.

Die DE-OS 36 37 212 zeigt eine Spannvorrichtung, bei der die Riemen spannkraft von einem temperaturabhängig arbeitenden Krafterzeuger aufgebracht wird. Eine Sperrvorrichtung für den Schwenkhebel ist dieser Vorveröffentlichungen nicht entnehmbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die eine sicher wirkende und möglichst einfach aufgebaute Sperrvorrichtung für den Schwenkhebel aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sperrglied als Endanschlag von dem freien Ende eines vorzugsweise plattenförmig ausgestalteten Anschlagkörpers gebildet ist, dessen anderes Ende in einem festen Gehäuse gehalten ist, und daß sich der Endanschlag im Betriebszustand der Brennkraftmaschine in einem Abstand von der be nachbarten Stützfläche des Schwenkhebels befindet. Infolge dieses thermisch nachstellbaren Endanschlages wird insbesondere bei langen Riemen ein Zahnsprung vermieden. Bei kurzen Zahnriemen mit einer Länge bis zu etwa 1.200 mm reicht ein ortsfester Endanschlag, der Betriebs schwingungen der Bandspannrolle und thermische Ausdehnungen des Motor blocks zuläßt, jedoch einen Zahnsprung beim Abstellen des Motors verhindert. Bei sehr langen Riemen dagegen müßte der ortsfeste An schlag, bedingt durch die thermische Ausdehnung des Motors, so weit entfernt von der Betriebsposition der Bandspannrolle angeordnet wer den, daß beim Abkühlen des Motors ein Zahnsprung des Riemens möglich wäre. Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung mit dem thermisch nachstellbaren Endanschlag läßt sich jedoch auch bei langen Riemen der Zahnsprung vermeiden.

Mit dem erfindungsgemäßen Anschlagkörper ergibt sich eine äußerst einfache Konstruktion der Spannvorrichtung. Der Anschlagkörper kann beispielsweise als hufeisenförmige Platte ausgebildet sein, wobei es möglich ist, die Platte als Bimetallplatte oder als Platte aus einer Memory-Legierung auszuführen.

Für eine einfache, aber sicher wirkende Ausbildung der Spannvorrich tung kann die Stützfläche des Schwenkhebels für das freie Ende des Anschlagkörpers an einem Vorsprung einer mit dem Schwenkhebel fest verbundenen Scheibe ausgebildet sein. Der Schwenkhebel kann ein Exzen terhebel sein, der an einem Ende einer in dem Gehäuse drehbar gelager ten Welle befestigt ist. Auf diese Weise ergibt sich eine raumsparende Ausbildung der Spannvorrichtung, weil der Exzenterhebel sich innerhalb der Spannrolle, die an ihm drehbar gelagert ist, anordnen läßt.

Eine gute Raumausnutzung ergibt sich, wenn die den Vorsprung aufwei sende Scheibe eine Druckscheibe einer Dämpfungseinrichtung für die Hebelbewegungen ist. Die Druckscheibe kann an dem Ende der Welle befestigt sein, welches von dem Exzenterhebel abgewandt ist. Diese Druckscheibe läßt sich gemeinsam mit dem Anschlagkörper innerhalb des festen Gehäuses der Spannvorrichtung anordnen und ist durch dieses gleichzeitig von der Umgebung geschützt untergebracht. Die Spannfeder kann als die Welle umgebende Schraubenfeder ausgebildet sein, welche die Druckscheibe in axialer Richtung der Welle an eine an dem Gehäuse anliegende Reibscheibe der Dämpfungseinrichtung andrückt. Die Schrau benfeder übernimmt bei diese Anordnung sowohl die Funktion des Dämp fungskrafterzeugers, wobei sie in axialer Richtung wirkt, als auch des Spannkrafterzeugers, wobei sie in Umfangsrichtung wirkt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht einer Spannvorrichtung und

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Spannvorrichtung gemäß Linie II-II der Fig. 1.

Die Riemenspannvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1 mit zwei von einander entfernten Montagelöchern 2 zur Befestigung des Gehäuses an einem Motorblock. Einstückig mit dem Gehäuse 1 ist eine abstehende Lagerhülse 3 ausgeführt, die an ihrer Außenseite achsparallele Ver steifungsrippen 4 aufweist. Die Lagerhülse 3 dient zur schwenkbaren Lagerung einer Welle 5 mit nicht genauer dargestellten Schwenklagern 6.

An einem Ende der Welle 5 ist ein Schwenkhebel angeschweißt. Dieser trägt an seinem freien Ende ein Lager 8 für eine Spannrolle 9, die achsparallel zu der Welle 5 angeordnet ist. Die Welle 5 und der Schwenkhebel 7 bilden somit einen Spannrollenträger, der sich um seine Schwenkachse 10, das ist die Drehachse der Welle 5, in der Lagerhülse 3 verschwenken kann, wobei die Spannrolle 9, die um ihre zu der Schwenkachse 10 parallele und in einem Abstand verlaufende Drehachse 11 drehbar ist, eine veränderliche Spannkraft auf einen Antriebsriemen ausübt.

Zur Erzeugung der Spannkraft weist die Vorrichtung eine Spannfeder 12 auf, die als zylindrische Schraubendruckfeder die Lagerhülse 3 konzen trisch umgibt. Axial stützt sich die Spannfeder 12 mit einem Ende an dem Schwenkhebel 7 und mit dem anderen Ende an dem Gehäuse 1 ab. Die Spannfeder 12 erzeugt in Umfangsrichtung die Spannkraft für die an dem Riemen anliegende Spannrolle 9 und in axialer Richtung eine Druck kraft, die die Welle 5 aus der Lagerhülse 3 herausdrücken möchte. An ihrem von dem Schwenkhebel 7 abgewandten Ende ist an der Welle 5 eine Druckscheibe 13 befestigt, die innerhalb einer Ausnehmung 14 des Gehäuses 1 angeordnet ist. An der von der Spannfeder 12 abgewandten Stirnseite des Gehäuses 1 befindet sich eine Reibscheibe 15, an der die Druckscheibe 13 anliegt und auf die die Druckscheibe 13 infolge der axialen Wirkung der Spannfeder 12 eine Kraft ausübt. Diese Anord nung stellt die Reibeinrichtung der Vorrichtung dar, die die Schwenk bewegungen der Welle 5 mit dem Schwenkhebel 7 und der Spannrolle 9 während des Betriebes dämpft.

Erfindungsgemäß ist an der Druckscheibe 13 an einer Umfangsstelle ein radialer Vorsprung 16 ausgebildet, der sich im normalen Betrieb in einem geringen Abstand von dem freien Ende 17 eines Anschlagkörpers 18 befindet. Mit seinem anderen, festen Ende 19 ist der Anschlagkörper 18 an dem Gehäuse 1 befestigt, in dessen Ausnehmung 14 er angeordnet ist. Der Anschlagkörper 18 ist eine gebogene Platte und hat die Form eines Hufeisens. Er kann beispielsweise eine Bimetallplatte oder eine Platte aus einer Memory-Legierung sein, so daß sich die Lage seines freien Endes 17 mit der Temperatur ändert. Das freie Ende 17 bildet einen Anschlag für den Vorsprung 16 der Druckscheibe 13.

Die Drehbewegung der Welle 5 und der Druckscheibe 13 und damit die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 7, an dem die Spannrolle 9 gelagert ist, wird behindert, wenn der Vorsprung 16 der Druckscheibe 13 an dem freien Ende 17 des Anschlagkörpers 18 anliegt. Der Anschlagkörper 18 ist in seinem wärmeabhängigen Verhalten so ausgelegt, daß beim Ab kühlen des Motorblockes sein freies Ende 17 sich dem Vorsprung 16 der Druckscheibe 13 nähert. Diese Bewegung entspricht in etwa der Bewegung der Spannrolle 9 beim Abkühlen des Motors. Das bedeutet, daß der relative Abstand zwischen dem freien Ende 17 des Anschlagkörpers 18 und dem Vorsprung 16 der Druckscheibe 13 in etwa konstant bleibt und somit unabhängig von der thermischen Ausdehnung des Motorblocks ist. Dieser Abstand ist so groß, daß die Spannrolle 9 bei allen Betriebs bedingungen des laufenden Motors frei schwingen kann. Er ist jedoch klein genug, um einen Zahnsprung bei abgestelltem und abgekühltem Motor zu verhindern. Der Anschlagkörper 18 ist so dimensioniert, daß er die resultierende Kraft, die bei Gegenverspannung des Nockentriebes auf die Bandspannrolle einwirkt, abfangen kann.

Bezugszahlenliste

1 Gehäuse
2 Montageloch
3 Lagerhülse
4 Versteifungsrippe
5 Welle
6 Schwenklager
7 Schwenkhebel
8 Lager
9 Spannrolle
10 Schwenkachse
11 Drehachse
12 Spannfeder
13 Druckscheibe
14 Ausnehmung
15 Reibscheibe
16 Vorsprung
17 freies Ende
18 Anschlagkörper
19 festes Ende

Claims

1. Spannvorrichtung für den Treibriemen von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, mit einer an einem Schwenkhebel gelagerten Spann rolle, einer in Spannrichtung auf den Schwenkhebel einwirkenden Spann feder und einer der Bewegung des Schwenkhebels entgegenwirkenden Sperreinrichtung, deren Sperrglied seine Stellung in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied als Endanschlag von dem freien Ende (17) eines vorzugsweise plattenförmig ausgestalteten Anschlagkörpers (18) gebildet ist, dessen anderes Ende (19) in einem festen Gehäuse (1) gehalten ist, und daß sich der An schlag im Betriebszustand der Brennkraftmaschine in einem Abstand von der benachbarten Stützfläche des Schwenkhebels (7) befindet.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (18) als hufeisenförmige Platte ausgebildet ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (18) eine Bimetallplatte ist.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (18) eine Platte aus einer Memory-Legierung ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche des Schwenkhebels (7) für das freie Ende (17) des An schlagkörpers (18) an einem Vorsprung (16) einer mit dem Schwenkhebel (7) fest verbundenen Scheibe ausgebildet ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (7) ein Exzenterhebel ist, der an einem Ende einer in dem Gehäuse (1) drehbar gelagerten Welle (5) befestigt ist.

7. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Vorsprung (16) aufweisende Scheibe die Druckscheibe (13) einer Dämpfungseinrichtung für die Hebelbewegungen ist.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (13) an dem von dem Exzenterhebel abgewandten Ende der Welle (5) befestigt ist.

9. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfeder (12) als die Welle (5) umgebende Schraubenfeder ausgebildet ist, welche die Druckscheibe (13) in axia ler Richtung der Welle (5) an eine an dem Gehäuse (1) anliegende Reibscheibe (15) der Dämpfungseinrichtung andrückt.