DE4345150A1

DE4345150A1 - Riemenspanner mit stufenartiger Dämpfungscharakteristik

Info

Publication number: DE4345150A1
Application number: DE19934345150
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Schmid
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-11

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für Zugmittel wie Riemen und Ketten, bestehend aus einer schwenkbar gelagerten Drehachse, an der ein mittels einer Spannfeder gegen das Zugmittel angefederter Spannarm befestigt ist, der Spannmittel, insbesondere eine Spannrolle, zur Anlage an das Zugmittel aufweist, wobei wenig stens eine zwischen einem Maschinenteil und einem spannarmfesten Teil wirkende Reibscheibe zur Dämpfung von Drehbewegungen des Spannarms vorgesehen ist.

Eine derartige Spanneinrichtung ist beispielsweise durch die DE-C-41 24 636 bekanntgeworden. Derartige Spanneinrichtungen werden in Riementrieben von Kraftfahrzeugmotoren eingesetzt. Die Belastung des Riemens während des Betriebes variiert infolge der Kurbelwelle nungleichförmigkeiten, infolge von Wärmedehnungen des Motorblocks und infolge von Aggregatebelastungen. Bei konstanter Kurbelwellendrehzahl und konstanter Belastung von im Riementrieb angeordneten Nebenaggrega ten liegen die Spannungsschwankungen in einem durch Versuche ermittel baren Bereich, so daß der Spannarm in einem annähernd konstanten Drehwinkelbereich arbeitet. Nun sind Betriebszustände denkbar, in denen die Riemenspannung impulsartig ansteigt, die sich als wachsendes Drehmoment auf die Drehachse des Spannarms auswirkt, wobei die direkt einsetzende Wirkung der Reibscheibe dieser Spannungserhöhung im Riemen eine hohe Dämpfungskraft unmittelbar entgegensetzt. Dadurch werden Spannungsspitzen im Riemen erreicht, die die zulässigen Riemenspannun gen übersteigen können. Die zwischen der Reibscheibe und ihren Reib partnern herrschende Haftreibung wird bei einem entsprechend hohen Drehmoment an der Drehachse überschritten; bei der gegenüber der Haftreibung niedrigen Gleitreibung sind außerdem unerwünscht große Auslenkungen des Spannarms denkbar.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spanneinrichtung nach dem Oberbegriff derart weiterzubilden, daß auch bei impulsartigem Anwachsen der Riemenspannung die zulässige Spannung nicht überschrit ten wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Drehachse zwischen dem Spannarm und dem spannarmfesten Teil als Torsionsfeder ausgebildet ist. Die Kennlinie der Torsionsfeder ist derart ausgebil det, daß bei kleinen Auslenkungen des Spannarms das in die Torsions feder eingeleitete Drehmoment lediglich eine Verdrehung der Torsions feder bewirkt, wobei das Drehmoment kleiner ist als das über die Reibscheibe zwischen dem Maschinenteil und dem spannarmfesten Teil übertragene Haftreibmoment. Bei impulsartigem Anwachsen der Riemen spannung wird die Torsionsfeder unter gleichzeitiger Riemenentlastung so weit verdreht, bis das in ihr wirkende Drehmoment das Haftreib moment übersteigt. Weitere Spannarmauslenkungen werden dann mit ge dämpften Relativbewegungen zwischen dem spannarmfesten Teil und dem Maschinenteil durchgeführt.

Eine zweckmäßige erfindungsgemäße Weiterbildung gemäß Anspruch 2 sieht vor, daß die Torsionsfeder als Drehstabfeder ausgebildet ist. Dreh stabfedern und deren Berechnung sind allgemein bekannt, wie z. B. Drehstabfedern mit über die Länge gleichbleibendem oder mit sich änderndem Querschnitt. Die Querschnitte können beispielsweise kreis ring-, rechteck- oder zylinderförmig ausgebildet sein, wobei auch mehrere Rechteckfedern zu einer Drehstabfeder gebündelt werden können.

Gemäß Anspruch 3 ist die Drehstabfeder an beiden Enden in einer Gehäu sebohrung des als Gehäuse ausgeführten Maschinenteils gelagert. Die Lagerung dient einerseits der Unterstützung der Torsionsfeder und andererseits zur Festlegung der Rotationsachse des Spannarms.

Gemäß Anspruch 4 ist es zweckmäßig, daß der Spannarm und das als Radialflansch ausgeführte spannarmfeste Teil auf die Drehstabfeder formschlüssig aufgesteckt sind. Zum formschlüssigen Verbinden eignen sich beispielsweise im Handel erhältliche Drehstabfedern mit bei spielsweise Vierkantköpfen oder Kerbverzahnung an ihren Enden.

Gemäß Anspruch 5 ist vorgesehen, daß zwischen dem Radialflansch und dem als Gehäuse ausgebildeten Maschinenteil die Reibscheibe angeordnet ist. Die Reibscheibe kann lose zwischen dem Radialflansch und dem Gehäuse angeordnet sein, aber auch mit einem der beiden Teile drehfest verbunden sein.

Gemäß Anspruch 6 ist es zweckmäßig, daß zwischen dem Radialflansch und dem Gehäuse einerseits und zwischen dem Spannarm und dem Gehäuse andererseits Dichtungen zur Abdichtung der Gehäusebohrung angeordnet sind. Auf diese Weise wird verhindert, daß Verunreinigungen von außen in die Gehäusebohrung eindringen und unter Umständen einen frühzeiti gen Verschleiß der Gleitlagerung der Drehstabfeder bewirken.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die in der einzigen Figur dargestellte Riemenspanneinrichtung besteht aus einem Spannarm 1, der auf ein Ende einer Drehstabfeder 2 mit kreisringförmigem Querschnitt aufgesteckt ist, wobei die Drehstabfeder 2 mittels Gleitlagerungen 3 in einer Gehäusebohrung 4 eines Gehäuses 5 schwenkbar gelagert ist. An seinem Ende weist der Spannarm 1 eine drehbar gelagerte Spannrolle 6 zur Anlage an einen nicht dargestellten Riemen auf. Eine Schraubendrehfeder 7 ist einerseits an dem Gehäuse 5 und andererseits an dem Spannarm 1 abgestützt. An seinem von dem Spannarm 1 abgewandten Ende weist die Drehstabfeder 2 einen aufge steckten Radialflansch 8 auf, zwischen dem und einer dazu planpar allelen Gehäusefläche 9 eine Reibscheibe 10 angeordnet ist. In einem von der Reibscheibe 10 begrenzten Ringraum ist zwischen dem Radial flansch 8 und dem Gehäuse 5 eine Dichtung 11 angeordnet. Eine weitere Dichtung 12 ist zwischen einem stirnseitigen Ende des Gehäuses 5 und dem Spannarm 1 angeordnet. Die Dichtungen 11, 12 verhindern das Ein dringen von Verunreinigungen in die Gehäusebohrung 4 bzw. in die Gleitlager 3.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der beschriebenen Spanneinrichtung näher erläutert. Bei kleinen Auslenkungen des Spannarms 1 infolge von Spannungsschwankungen des Riemens wird die Drehstabfeder 2 mit einem Drehmoment beaufschlagt und verdreht. Dieses von der Steifigkeit der Drehstabfeder 2 abhängige Drehmoment ist bei kleinen Auslenkungen des Spannarms 1 kleiner als das Haftreibmoment, das zwischen dem Radial flansch 8 und dem Gehäuse 5 mittels der Reibscheibe 10 übertragen wird. Erst bei größeren Auslenkungen des Spannarms 1 wird das Haf treibmoment überschritten, so daß der Radialflansch 8 gegenüber dem Gehäuse 5 in Schwenkrichtung des Spannarms 1 verdreht wird. Nach Ab klingen der die hohe Auslenkung bewirkenden Spannungserhöhung sinkt das in der Drehstabfeder 2 wirksame Drehmoment auf ein Niveau unter halb des Gleitreibmomentes, das mittels der Reibscheibe 10 zwischen dem Radialflansch 8 und dem Gehäuse 5 übertragen wird. In dieser Situation findet keine weitere Bewegung des Radialflansches 8 gegen über dem Gehäuse 5 statt, so daß bei momentenfreier Drehstabfeder 2 der Spannarm 1 eine neue Nullage eingenommen hat.

Die Schraubendrehfeder 7 ist axial vorgespannt, wobei die axiale Stützkraft über den Spannarm 1 auf die Drehstabfeder 2, von dort auf den Radialflansch 8 über die Reibscheibe 10 in das Gehäuse 5 eingelei tet wird.

Bezugszeichenliste

1 Spannarm
2 Drehstabfeder
3 Gleitlager
4 Gehäusebohrung
5 Gehäuse
6 Spannrolle
7 Schraubendrehfeder
8 Radialflansch
9 planparallele Gehäusefläche
10 Reibscheibe
11 Dichtung
12 Dichtung

Claims

1. Spanneinrichtung für Zugmittel wie Riemen und Ketten, bestehend aus einer schwenkbar gelagerten Drehachse (2), an der ein mittels einer Spannfeder (7) gegen das Zugmittel angefederter Spannarm (1) befestigt ist, der Spannmittel, insbesondere eine Spannrolle, zur Anlage an das Zugmittel aufweist, wobei wenigstens eine zwischen einen Maschinenteil (5) und einem spannarmfesten Teil (8) wirkende Reibscheibe (10) zur Dämpfung von Drehbewegungen des Spannarms (1) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (2) zwischen dem Spannarm (1) und dem spannarmfesten Teil (8) als Torsionsfeder (2) ausgebildet ist.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder als Drehstabfeder (2) ausgebildet ist.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstabfeder an beiden Enden in einer Gehäusebohrung (4) des als Gehäuse (5) ausgeführten Maschinenteils gelagert ist.

4. Spanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannarm (1) und das als Radialflansch (8) ausgeführte spannarmfeste Teil auf die Drehstabfeder (2) formschlüssig aufgesteckt sind.

5. Spanneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Radialflansch (8) und dem als Gehäuse (5) ausgebildeten Maschinenteil die Reibscheibe (10) angeordnet ist.

6. Spanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Radialflansch (8) und dem Gehäuse (5) einerseits und zwischen dem Spannarm (1) und dem Gehäuse (5) andererseits Dichtungen (11, 12) angeordnet sind.