DE4433153A1 - Spannvorrichtung - Google Patents
SpannvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, insbesondere Riemen
spannvorrichtung für einen Riemenantrieb von Hilfsaggregaten einer
Brennkraftmaschine, mit einer Reibungsdämpfungseinrichtung, bei der
ein Reibelement über ein Wälzkörper-Rampensystem durch eine Spannrolle
beaufschlagbar ist.
Eine derartige Spannvorrichtung ist aus der EP 03 51 630 B1 bekannt.
Diese Spannvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Reibungs
dämpfungseinrichtung einen an einem Schwenkarm befestigten Innenring,
einen an dem Reibbelag anliegenden Außenring und mehrere zwischen
diesen Ringen angeordnete Wälzkörper enthält, welche in Mulden der
Ringe längs Rampen abrollbar angeordnet sind. Der Nachteil der axialen
bzw. der radialen Ausführungsvariante besteht darin, daß der Ver
schleiß des Reibbelages sich als eine Axialverschiebung des Schwenkar
mes und somit der Spannrolle auswirkt bzw. der Verschleiß des Reibbe
lages den geschlitzten Rampenring aufweitet, wodurch sich Teilungsver
änderungen zwischen den beiden Rampenringen ergeben. Ein weiterer
Nachteil der axialen Variante besteht darin, daß die auf den Rampen
abrollenden Wälzkörper nicht nur die Anpreßkräfte aufnehmen, sondern
je nach Bauweise auch die Hälfte bzw. die ganze Bremskraft. Da der
Zustellweg praktisch unbegrenzt ist, kann es leicht zur Überlastung
der Wälzkörper kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der bishe
rigen Nachteile eine Spannvorrichtung zu schaffen, die schwenkbar oder
linear bewegt eine Überlastung des Wälzkörper-Rampensystems vermeidet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Reibelement
zwischen dem Wälzkörper-Rampensystem und einem mit der Spannrolle
verbundenen, linear bewegten oder schwenkbaren Element angeordnet ist.
Durch diese Anordnung wird erreicht, daß das Wälzkörper-Rampensystem
von der Übertragung der eigentlichen Reibkraft entbunden ist und nur
für die Vorspannung des Reibelements verantwortlich ist.
Aus Anspruch 2 geht hervor, daß bei der axialen Variante das Reib
element aus zwei Halbschalen besteht, die eine in einem Gehäuse längs
verschieblich geführte Hohlstange umfassen, die durch eine in der
Hohlstange angeordnete und sich am Gehäuse abstützende Feder mit Druck
beaufschlagt ist, jede dieser Halbschalen eine Laufbahn trägt, auf der
zumindest eine in Käfigsegmenten geführte Wälzkörperreihe abrollt,
deren zweite Laufbahn gegenüber der ersten geneigt ist, so daß zwi
schen beiden ein sich verengender Spalt entsteht, in dem die Wälzkör
perreihe durch Federn spielfrei gehalten sind. Bedingt durch den sich
verengenden Spalt üben die federbeaufschlagten Wälzkörper in radialer
Richtung eine Kraft auf die beiden Reibelemente aus, so daß deren
Abtrieb stets ausgeglichen wird, d. h. die Reibelemente immer fest an
der Hohlstange anliegen.
Aus Anspruch 3 geht hervor, daß die Halbschalen in axialer Richtung
innerhalb des Gehäuses bzw. eines Gehäusedeckels mittels zweier Federn
eingespannt sind. Dadurch wird erreicht, daß der Verschiebeweg der
Reibelemente in beiden axialen Richtungen begrenzt ist. Dadurch wird
die Größe der Reibkraft begrenzt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 soll das
Gehäuse mit einer federnden Zunge versehen sein, die in eine Nut der
Hohlstange eingreift. Durch diese federnde Zunge des Gehäuses kann die
Einheit im Anlieferungs- bzw. Einbaustadium in ihrer kürzesten Posi
tion gehalten werden.
Die radiale Variante ist nach Anspruch 5 derart gestaltet, daß in
nerhalb eines Gehäuses eine Welle gelagert ist, mit der eine Scheibe
drehfest verbunden ist, an deren einen Seite ein ebenfalls scheiben
förmigs Reibelement anliegt, das mit einer weiteren Axialscheibe fest
verbunden ist, die Wälzkörpern als Laufbahn dient, während eine zweite
Laufbahn durch einen Gehäusedeckel gebildet ist und rampenförmig
ausgeformt ist, wobei die Wälzkörper in einem Käfig geführt sind, der
diese mit Hilfe einer Feder in einen sich verengenden Spalt zwischen
den Laufbahnen drückt. Auch hier werden die gleichen Vorteile wie bei
der axialen Variante realisiert, d. h. das Wälzkörper-Rampensystem ist
von der Übertragung der Bremskraft ausgeschlossen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach Anspruch 6 soll zwi
schen der Scheibe und dem Gehäuse ein Axiallager angeordnet sein.
Dieses Axiallager verhindert, daß die Welle und damit die Spannrolle
eine axiale Verschiebung erfährt.
Schließlich ist nach Anspruch 7 vorgesehen, daß die Welle mit einer
Spiralfeder verbunden ist, deren anderes Ende am Gehäuse fixiert ist.
Auf diese Weise wird eine entsprechende Vorspannung der Hebelwelle
bzw. der Spannrolle eingestellt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Dämpfungseinrichtung;
Fig. 2 eine Spannvorrichtung in linearer Ausführung und
Fig. 3 eine Spannvorrichtung in radialer, d. h. rotativer
Ausführung.
Nach Fig. 1 ist in einem Gehäuse 1 ein Oszillator 2 so gelagert, daß
er sowohl in die Richtung A als auch in die Richtung B bewegt werden
kann. Die Bewegung in Richtung A soll dabei stark, die in Richtung B
weniger stark gebremst werden. Dazu liegt am Oszillator 2 ein Reib
element 3 an, das durch Anschläge 5 und 6 im Gehäuse 1 daran gehindert
wird, den Bewegungen des Oszillators 2 unbegrenzt zu folgen. Das Reib
element 3 ist mit einer Rampe 4 verbunden. Über einen Wälzkörper 7
stützt sich die Rampe 4 gegen das Gehäuse 1 ab, wobei eine Feder 9
über einen Käfig 8 diesen bis zur Spielfreiheit in einen sich ver
engenden Spalt 10 zwischen Gehäuse 1 und Rampe 4 drückt. Dadurch
ergibt sich eine von der Kraft der Feder 9 und dem Keilwinkel der
Rampe 4 bestimmte Normalkraft, mit der das Reibelement auf den Oszilla
tor 2 drückt.
Wird nun der Oszillator 2 in Richtung A verschoben, so nimmt er durch
den Reibschluß mit dem Reibelement 3 dieses und die damit verbundene
Rampe 4 in Bewegungsrichtung mit. Da der Wälzkörper 7 einerseits auf
der Rampe 4 und andererseits am Gehäuse 1 abrollt, verstärkt sich die
Normalkraft des Reibelementes 3 auf den Oszillator 2. Wenn bei der
Mitnahme des Reibelementes 3 dieses am Anschlag 5 zur Anlage kommt,
hat die Normalkraft ihren Höchstwert erreicht. Entsprechend dem Reib
wert der Paarung erfolgt nun eine Abbremsung der Bewegung des Oszilla
tors 2. Erfolgt anschließend eine Bewegung in umgekehrter Richtung, d. h.
in Richtung B, so wird die Normalkraft reduziert, bis das Reib
element 3 den Anschlag 6 erreicht. Dann erfolgt keine weitere Reduzie
rung der Normalkraft. Ein durch das vorherige Abbremsen des Oszilla
tors 2 in Richtung A erfolgter Verschleiß des Reibelementes 3 wird
durch Nachschieben des Wälzkörpers 7 in den Spalt 10 durch die Feder
9 ausgeglichen. Natürlich kann die Anordnung auch derart erfolgen, daß
sich die Rampe 4 am Gehäuse 1 befindet und das Reibelement 3 eine
ebene Laufbahn für den Wälzkörper 7 darstellt. Auch sind sowohl am
Gehäuse 1 als auch auf dem Reibelement 3 Rampen 4 denkbar. Auch kann
die Mitwandermöglichkeit für das Reibelement 3 nicht nur durch feste
Anschläge 5 und 6, sondern auch durch federnde Anschläge erfolgen,
wodurch eine ruhigere Arbeitsweise erreicht wird.
Die in Fig. 2 in axialer Bauweise dargestellte Spannvorrichtung
besteht aus einem Gehäuse 100, das einen konischen Abschnitt 101
aufweist, der an seinem offenen Ende durch einen Deckel 102 verschlos
sen ist. Die Art der Befestigung hängt vom verwendeten Material ab und
kann beispielsweise durch Verschrauben, Verkleben, Verstemmen oder wie
in der Darstellung angedeutet durch Einschnappen erfolgen. Im Gehäuse
100 ist eine Hohlstange 103 längsverschieblich geführt, wobei die
Hohlstange 103 und Gehäuse 100 durch eine in der Hohlstange 103 an
geordnete Feder 104 auseinander gedrückt werden. Sowohl Gehäuse 100
als auch Hohlstange 103 sind an ihren Enden mit Augen 105, 106 ver
sehen, die zur Anlenkung, zum Beispiel an einen Hebel-Riemenspanner
dienen. Das Gehäuse 100 ist mit einer federnden Zunge 107 versehen
die zur Einbaufixierung der Spannvorrichtung in eine Nut 108 der
Hohlstange 103 eingreift. Nach Einbau und nach dem Auflegen des nicht
dargestellten Riemens auf die nicht dargestellte Spannrolle kann durch
Heraushebeln der Zunge 107 aus der Nut 108 die Spannkraft der Feder
104 freigegeben werden, wodurch sich die Rolle fest an den Riemen
an legt.
Durch den konischen Abschnitt 101 des Gehäuses 100 wird zwischen
Gehäuse 100 und Hohlstange 103 ein sich verengender Spalt 109 gebil
det, der in radialer Richtung durch Laufbahnen 110 und 111 begrenzt
ist. Je nach verwendetem Material des Gehäuses 100 kann die Laufbahn
110 auch durch das Gehäuse 100 selbst gebildet werden und nicht wie in
der Zeichnung dargestellt, durch einen separaten Kegel. Zwischen den
Laufbahnen 110 und 111 wälzen Wälzkörper 112 und 113 ab, die durch
einen Käfig 114 geführt sind und durch eine mit dem Käfig 114 ver
bundene Feder 115 in dem sich verengenden Spalt 109 spielfrei gehalten
sind. Die Wälzkörper 112, 113 haben unterschiedliche Durchmesser, um
sich dem Spalt 109 zwischen ihren Laufbahnen 110 und 111 anpassen zu
können.
Die Laufbahn 111 bzw. deren beide Hälften sind fest mit einem Reib
element 116 verbunden, das zweiteilig ausgebildet ist und der Form der
Hohlstange 103 angepaßt ist. Dabei sind die beiden Reibelemente 116
zwischen ihren parallelen Flanken gerade so breit, daß sie einerseits
die Hohlstange 103 nahezu umschließen, sich aber andererseits beim
Verschleißausgleich nicht gegenseitig behindern. In axialer Richtung
des Gehäuses 100 sind die beiden halbschalenförmigen Reibelemente 116
jeweils zwischen zwei Federn 117 und 118 derart eingespannt, daß sie
einer Oszillation der Hohlstange 103 nur beschränkt folgen können.
Wird nun durch die nicht dargestellte Spannrolle auf die Hohlstange
103 über deren Auge 106 entgegen der Federkraft der Druckfeder 104
eine Kraft ausgeübt, so wird durch den Reibschluß zwischen Hohlstange 103
und den Reibelementen 116 eine Dämpfung der Spannvorrichtung
bewirkt. Da die Wälzkörper 112 und 113 in dem sich verengenden Spalt
109 auf den Laufbahnen 110 bzw. 111 abrollen und in axialer Richtung
durch die Feder 115 beaufschlagt werden, erhöht sich in Pfeilrichtung
die Normalkraft auf die Reibelemente 116, bis sie am Anschlag der
Feder 118 ihren Höchstwert erreicht hat. Der abrasive Verschleiß der
Reibelemente 116 wird dabei stets durch die von der Feder 115 beauf
schlagten Wälzkörper 112 und 113 ausgeglichen.
Die in Fig. 3 dargestellte radiale Ausführungsvariante der Spannvor
richtung besteht aus einem topfförmigen Gehäuse 200, in dem eine
Hebelwelle 201 gelagert ist. An dieser Hebelwelle 201 ist ein nicht
dargestellter Hebel, der eine ebenfalls nicht gezeigte Spannrolle
trägt, befestigt. Zur Radiallagerung der Hebelwelle 201 wird ein
Gehäusedeckel 202 benutzt, der seinerseits im Gehäuse 200 beispiels
weise durch Verstemmen auf einer Gehäusestufe 203 befestigt ist. Dabei
greift er mit einem ausgestellten Finger 204 in einen in das Gehäuse
200 eingebrachten Spalt 205 ein, um eine Verdrehung zu verhindern und
um eine eindeutige Winkelposition zu gewährleisten. Der Finger 204 hat
die gleiche Breite wie ein Gehäusespalt 205. Die Hebelwelle 201 trägt
eine Scheibe 206, die mit der Hebelwelle verbunden ist. Zwischen
dieser Scheibe 206 und dem Boden des Gehäuses 200 liegt ein axiales
Wälz- oder Gleitlager 207. Auf der Gegenseite der Scheibe 206 ist ein
Reibelement 208 angeordnet, das mit einer weiteren Scheibe 209 fest
verbunden ist. Die Scheibe 209 besitzt wiederum einen Finger 210, der
ebenfalls in den Gehäusespalt 205 eingreift, der jedoch um so viel
schmaler als der Gehäusespalt 205 ist, wie es die gewünschte Verdreh
möglichkeit für das Reibelement 208 erfordert. Diese Scheibe 209 dient
Wälzkörpern 211 als Laufbahn 213. Die Gegenlaufbahn 212 ist im Deckel
202 integriert und rampenartig ausgeformt. Das Profil der Laufbahnen
213, 212 an der Scheibe 209 und dem Deckel 202 richtet sich nach der
Art der verwendeten Wälzkörpern 211, d. h., es richtet sich danach, ob
Kugeln oder Rollen vorgesehen sind.
Die Wälzkörper 211 sind in einem Käfig 214 geführt, der durch eine
Feder 215 mit mäßiger Kraft die Wälzkörper 211 in einen sich verengen
den Spalt zwischen den Laufbahnen 212 und 213 drückt.
Die am Käfig 214 befestigte Feder 215 stützt sich gehäuseseitig eben
falls im Gehäusespalt 205 oder in einem zusätzlichen Spalt 216 ab. Ein
Finger 217 am Käfig 214 schafft die Möglichkeit, die Wälzkörper 211
mit dem Käfig 214 gegen die Federkraft der Feder 215 aus dem keilför
migen Spalt herauszudrehen, was für die Montage und für das Riemen
auflegen wichtig ist. Durch die Spiralfeder 218, die einerseits in die
Hebelwelle 201 und andererseits in den Gehäusespalt 205 eingehängt
ist, erhält die Hebelwelle 201 ein Drehmoment, das die nicht gezeigte
Spannrolle gegen den Riemen drückt. Das Gehäuse 200 hat einen ausge
stellten Anschlag 219 für den nicht gezeichneten Spannrollenhebel, der
ein völliges Entspannen der Feder 218 auch dann verhindert, wenn die
Spannvorrichtung noch nicht an dem Aggregat befestigt ist, an dem sie
ihre Funktion ausüben soll. Die Befestigung der Spannvorrichtung kann
durch Löcher 220 erfolgen, die zum Beispiel in einem Flansch 221
angebracht sind. Durch nicht gezeichnete elastische Anschläge für den
Finger 210 an der Scheibe 209 im Gehäusespalt 205 wird die gleiche
Wirkung erreicht, wie sie in Fig. 2 durch die Federn 116 und 117
erreicht wird.
Wird nun entgegen der Vorspannung der Spiralfeder 218 durch die nicht
dargestellte Spannrolle auf die Hebelwelle 201 ein Drehmoment aufge
bracht, so erfolgt dessen Dämpfung durch Reibschluß zwischen der fest
mit der Welle 201 verbundenen Scheibe 206 und dem Reibelement 208, das
wiederum fest mit der Scheibe 209 verbunden ist. Reibelement 208 und
Scheibe 209 sitzen drehbar auf der Hebelwelle 201. Der Abtrieb des
Reibelementes 208 wird nun derart ausgeglichen, daß die im Käfig 214
geführten Wälzkörper 211 durch dessen Feder 215 an ihre Laufbahn 213
gepreßt werden und auf diese Weise die lose auf der Welle sitzende
Scheibe 209 einschließlich des mit ihr verbundenen Reibelementes 208
in Richtung der Scheibe 206 verschieben.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Oszillator
3 Reibelement
4 Rampe
5 Anschlag
6 Anschlag
7 Wälzkörper
8 Käfig
9 Feder
10 Spalt
100 Gehäuse
101 konischer Abschnitt
102 Deckel
103 Hohlstange
104 Feder
105 Auge
106 Auge
107 Zunge
108 Nut
109 Spalt
110 Laufbahn
111 Laufbahn
112 Wälzkörper
113 Wälzkörper
114 Käfig
115 Feder
116 Reibelement
117 Feder
118 Feder
200 Gehäuse
201 Hebelwelle
202 Deckel
203 Stufe
204 Finger
205 Spalt
206 Scheibe
207 Axiallager
208 Reibelement
209 Scheibe
210 Finger
211 Wälzkörper
212 Laufbahn
213 Laufbahn
214 Käfig
215 Feder
216 Spalt
217 Finger
218 Feder
219 Anschlag
220 Loch
221 Flansch
2 Oszillator
3 Reibelement
4 Rampe
5 Anschlag
6 Anschlag
7 Wälzkörper
8 Käfig
9 Feder
10 Spalt
100 Gehäuse
101 konischer Abschnitt
102 Deckel
103 Hohlstange
104 Feder
105 Auge
106 Auge
107 Zunge
108 Nut
109 Spalt
110 Laufbahn
111 Laufbahn
112 Wälzkörper
113 Wälzkörper
114 Käfig
115 Feder
116 Reibelement
117 Feder
118 Feder
200 Gehäuse
201 Hebelwelle
202 Deckel
203 Stufe
204 Finger
205 Spalt
206 Scheibe
207 Axiallager
208 Reibelement
209 Scheibe
210 Finger
211 Wälzkörper
212 Laufbahn
213 Laufbahn
214 Käfig
215 Feder
216 Spalt
217 Finger
218 Feder
219 Anschlag
220 Loch
221 Flansch
Claims (7)
1. Spannvorrichtung, insbesondere Riemenspannvorrichtung für einen
Riementrieb von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, mit einer
Reibungsdämpfungseinrichtung, bei der ein Reibelement (116, 208) über
ein Wälzkörper-Rampensystem durch eine Spannrolle beaufschlagbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (116, 208) zwischen dem
Wälzkörper-Rampensystem und einem mit der Spannrolle verbundenen,
linear bewegten (103) oder schwenkbaren Element (201) angeordnet ist
(Fig. 2 und 3).
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reibelement (116) aus zwei Halbschalen besteht, die eine in einem
Gehäuse (100) längsverschieblich geführte Hohlstange (103) umfassen
die durch eine in der Hohlstange (103) angeordnete und sich am Gehäuse
(100) abstützende Feder (104) mit Druck beaufschlagt ist, jede dieser
Halbschalen eine Laufbahn (111) trägt, auf der zumindest eine in
Käfigsegmenten (114) geführte Wälzkörperreihe (112, 113) abrollt,
deren zweite Laufbahn (110) gegenüber der ersten (111) geneigt ist, so
daß zwischen beiden ein sich verengender Spalt (109) entsteht, in dem
die Wälzkörperreihe (112, 113) durch Federn (115) spielfrei gehalten
ist (Fig. 2).
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbschalen in axialer Richtung innerhalb des Gehäuses (100) bzw.
eines Gehäusedeckels (102) mittels zweier Federn (117, 118) einge
spannt und in ihrer Längsbewegung begrenzt sind (Fig. 2).
4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (100) mit einer federnden Zunge (107) versehen ist, die in
eine Nut (108) der Hohlstange (103) greift (Fig. 2).
5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb eines Gehäuses (200) eine Welle (201) gelagert ist, mit der
eine Scheibe (206) drehfest verbunden ist, an deren einen Seite ein
ebenfalls scheibenförmiges Reibelement (208) anliegt, das mit einer
weiteren Axialscheibe (209) fest verbunden ist, die Wälzkörpern (211)
als Laufbahn (213) dient, während eine zweite Laufbahn (212) durch
einen Gehäusedeckel (202) gebildet ist und rampenförmig ausgeformt
ist, wobei die Wälzkörper (211) in einem Käfig (214) geführt sind, der
diese mit Hilfe einer Feder (215) in einen sich verengenden Spalt
(216) zwischen den Laufbahnen (212, 213) drückt (Fig. 3).
6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Scheibe (206) und dem Gehäuse (200) ein Axiallager (207)
angeordnet ist (Fig. 3).
7. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Welle (201) mit einer Spiralfeder (218) verbunden ist, deren
anderes Ende am Gehäuse (200) fixiert ist (Fig. 3).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944433153 DE4433153A1 (de) | 1994-09-17 | 1994-09-17 | Spannvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944433153 DE4433153A1 (de) | 1994-09-17 | 1994-09-17 | Spannvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4433153A1 true DE4433153A1 (de) | 1996-03-21 |
Family
ID=6528468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944433153 Withdrawn DE4433153A1 (de) | 1994-09-17 | 1994-09-17 | Spannvorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4433153A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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