DE19802886A1

DE19802886A1 - Spanneinrichtung für Zugmittel mit hydraulischer Dämpfung

Info

Publication number: DE19802886A1
Application number: DE1998102886
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Berger; Werner Dipl Ing Petri
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-07-29
Also published as: DE19980089D2; WO1999037940A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Spanneinrichtungen für Zugmittel, wie bei spielsweise Riemen und Ketten. Derartige Spanneinrichtungen werden vorzugs weise im Riemen- oder Kettentrieb von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt.

Aus der DE 196 14 546 A1 beispielsweise ist eine Spanneinrichtung für Riemen offenbart, bei der eine Spannrolle auf einem als Exzenter ausgebildeten Span narm drehbar gelagert ist. Der Exzenter ist auf einem Bolzen schwenkbar angeordnet und gegen den Riemen mittels eines Federelementes angefedert. Weiterhin ist ein hydraulisches Dämpfungselement vorgesehen, das rückläufige Bewegungen des Spannarms weg von dem Riemen, dämpft. Dieses hydraulische Dämpfungselement ist ein separates Bauteil, welches einen Zylinder aufweist, in dem ein Kolben eintaucht, wobei der Kolben und der Zylinder einen Druck raum begrenzen, der über ein Einwegventil mit einem ebenfalls in diesem Bauteil vorgesehenen Reservoir für Hydraulikflüssigkeit kommuniziert. Derartige Spanneinrichtungen haben zwar den Vorteil, daß Spann- und Dämpfungsele mente jeweils bereits eine Einheit bilden, jedoch ist als nachteilig anzusehen, daß das mit dem Reservoir versehene Dämpfungselement relativ großen Bau raum beansprucht, was bei den engen Verhältnissen im Motorraum von Kraft fahrzeugen unter Umständen erheblichen Aufwand für die Montage bzw. Demontage der Spanneinrichtung mit sich bringt. Insbesondere dann, wenn das Dämpfungselement in ein Gehäuse der Spanneinrichtung integriert werden soll, ist ein entsprechend großes Gehäuse vorzusehen.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannte Spanneinrichtung anzugeben, die vergleichsweise weniger Bauraum beansprucht und infolgedessen einfacher im Riemen- oder Kettentrieb insbesondere von Brennkraftmaschinen vorgesehen werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Gehäuse mit durch eine Trennwand flüssigkeitsdicht getrennten Kammern vorgesehen ist, wobei das Federelement in der einen Kammer und das Dämp fungselement in der anderen Kammer vorgesehen ist, welche andere Kammer das Reservoir bildet. Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung kann auf ein eigenes Reservoir des Dämpfungselementes verzichtet werden. Insbesondere bei Spanneinrichtungen, bei denen ein Gehäuse vorgesehen ist, in dem das Dämp fungselement angeordnet ist, läßt sich der beanspruchte Bauraum mit der erfindungsgemäßen Weiterbildung erheblich reduzieren. Da in dem Gehäuse ohnehin Platz für das Dämpfungselement vorgesehen ist, wird dieser Platz gleichzeitig für die Aufnahme des Dämpfungselementes und als Reservoir für Hydraulikflüssigkeit verwendet. Die Trennwand verhindert, daß Hydraulik flüssigkeit von der einen in die andere Kammer gelangt. Selbstverständlich sind Verbindungsöffnungen in der Trennwand denkbar, beispielsweise zum Be- und Entlüften. Da das bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung verwendete Dämpfungselement kein eigenes Reservoir enthält und daher weniger umbauter Raum entsteht, hat die erfindungsgemäße Spanneinrichtung weniger Masse, was bei modernen Kraftfahrzeugen erwünscht ist. Das Dämpfungselement ist zur Dämpfung von Bewegungen des Spannarms vorgesehen, die dieser entgegen gerichtet zur wirkenden Anfederung des Spannarms durch das Federelement durchführt.

Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht eine Welle vor, die durch die Trennwand hindurchgeführt ist. Einerseits der Welle ist drehfest der Spannarm und andererseits der Trennwand ist drehfest ein Hebel angeordnet, wobei das an dem Gehäuse abgestützte Dämpfungselement an dem Hebel angreift. Bei Schwenkbewegungen des Spannarms verändert sich die effektive Hebellänge für das Dämpfungselement, das infolgedessen seine Lage in der Kammer verändert. Demzufolge müssen die Abstützungen an dem Gehäuse und an dem Hebel derart beschaffen sein, daß ein Verschwenken des Dämpfungselementes an der Abstützung möglich ist. Dies kann vorzugsweise durch Drehgelenke gewähr leistet werden, die zwischen dem Dämpfungselement und dem Hebel bzw. zwischen dem Dämpfungselement und dem Gehäuse angeordnet sind. Ein der artiges Drehgelenk kann einen in einer Pfanne aufgenommenen Kugelkopf aufweisen, wobei die Pfannen gehäuseseitig in dem Reservoir und spannarmsei tig an dem Hebel ausgebildet sein können. Bei einer derartigen Anordnung weisen der Zylinder und der Kolben an ihren entgegengesetzten Enden je einen Kugelkopf auf. Anstelle einer kugeligen Fläche kann beispielsweise auch eine teilzylindrische Fläche vorgesehen sein. In bekannter Weise ist ein Federele ment, beispielsweise Schraubendruckfeder, vorgesehen, die einerseits an dem Kolben und andererseits an dem Zylinder derart angreift, daß die Kugelköpfe von Kolben und Zylinder gegen die Pfannen angefedert sind.

Zur Erzeugung der Spannkraft für den Riemen ist vorzugsweise eine Schrau bendrehfeder vorgesehen, die um die Welle gewunden ist, und die einerseits an dem Gehäuse abgestützt ist und die andererseits an dem Spannarm angreift.

Das Dämpfungselement ist derart in der anderen Kammer angeordnet, daß dessen Rückschlagventil in die Hydraulikflüssigkeit des Reservoirs eintaucht. Bei erfindungsgemäßen Weiterbildungen, die die Durchführung der Welle durch die Trennwand vorsehen, ist es vorteilhaft, daß ein zwischen der Welle und der Trennwand vorhandener Ringspalt mittels wenigstens eines Dichtringes ver schlossen ist.

Bei bekannten Dämpfungselementen ist der Zylinder geradlinig ausgebildet, so daß Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder ebenfalls entlang einer geraden Linie, erfolgen. Eine besonders günstige erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, daß der Zylinder gekrümmt ist. Der darin längsverschieblich angeordnete Kolben wird demzufolge nicht entlang einer geraden Linie sondern entlang einer gekrümmten Linie verschoben. Vorzugsweise ist dieser gekrümmte Zylin der wenigstens annähernd konzentrisch zu der Welle angeordnet. Bei dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung kann ein großer Kolbenweg im Zylinder vorgesehen werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß dieser Zylinder das Gehäuse in radialer Richtung überragt. Vielmehr wird durch die Krümmung des Zylinders erreicht, daß innerhalb des vorhandenen Raums eine Verlängerung des möglichen Kolbenwegs erreicht wird ohne weiteren radialen Bauraum für den Zylinder vorzusehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachstehend wird die Erfindung anhand von drei in insgesamt fünf Figuren dargestellten Spanneinrichtungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Spannein richtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Spanneinrichtung aus Fig. 1,

Fig. 3 die Dämpfungseinrichtung aus Fig. 2 in einer um 90° ge drehten Ansicht,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Spanneinrichtung und

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Spanneinrichtung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung nach Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 und ein gegenüber dem Gehäuse 1 schwenkbar angeordneter Spannarm 2 vorgesehen, an dessen einem Ende eine lediglich gestrichelt dargestellte Spann rolle 2a angeordnet ist, die an einem nicht dargestellten Riemen anliegt. Der Spannarm 2 ist mittels einer Schraubendrehfeder 3 gegen den nicht dargestellten Riemen angefedert, wobei die Schraubendrehfeder 3 einerseits an dem Gehäuse 1 abgestützt ist und andererseits an dem Spannarm 2 unter Ausübung eines Torsionsmomentes angreift. Der Spannarm 2 ist drehfest auf einer Welle 4 angeordnet, die in dem Gehäuse 1 aufgenommen ist und gegenüber dem Gehäuse 1 mittels zwei Radiallagern 5 schwenkbar gelagert ist. Das Gehäuse 1 ist mit einer Trennwand 6 versehen, die quer zu der Welle 4 angeordnet ist, und die von der Welle 4 durchstoßen wird. Diese Trennwand 6 trennt zwei Kammern 7, 8 voneinander, wobei die eine Kammer 7 als Reservoir für die Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist, und wobei die andere Kammer 8 zur Aufnahme der Schraubendrehfeder 3 vorgesehen ist. In der Kammer 7 ist ein Dämpfungselement 9 angeordnet, das über einen Hebel 10 an der Welle 4 angreift, wobei der Hebel 10 drehfest auf der Welle 4 angeordnet ist. Ein von der Welle 4 und der Trennwand 6 gebildeter Ringraum ist mittels eines Dichtringes 11 verschlossen, so daß die beiden Kammern 7, 8 flüssig keitsdicht voneinander getrennt sind. Die Kammer 7 ist mittels eines Deckels 11a flüssigkeitsdicht zur Umgebung hin verschlossen.

Fig. 2 zeigt deutlich das geschnittene Dämpfungselement 9, das einen Zylinder 12, einen darin eintauchenden Kolben 13, einen von dem Zylinder 12 und dem Kolben 13 begrenzten Druckraum 14 umfaßt, wobei der Druckraum 14 über ein Rückschlagventil 15 mit dem Reservoir 7 kommuniziert. Das Dämpfungs element 9 ist derart in der Kammer 7 angeordnet, daß das Rückschlagventil 15 unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels der Hydraulikflüssigkeit liegt.

Fig. 3 zeigt das Dämpfungselement 9 in einer um 90° gedrehten Ansicht, wobei dieser Ansicht deutlich zu entnehmen ist, daß der Kolben 13 und der Zylinder 12 an ihren voneinander abgewandten Enden an spannarmseitig und gehäuseseitig vorgesehenen Schwenkzapfen 16, 17 über Lageraugen 18, 19 schwenkbar aufgenommen sind, wobei das Lagerauge 18 an dem Kolben 13 und das Lagerauge 19 an dem Zylinder 12 ausgebildet sind.

Die in der Fig. 4 dargestellte erfindungsgemäße Spanneinrichtung unterschei det sich von der oben beschriebenen Spanneinrichtung im wesentlichen durch modifizierte Drehgelenke für das Dämpfungselement. Der Zylinder 12 und der Kolben 13 sind an ihren voneinander abgewandten Enden je mit einem Kugel kopf 20, 21 versehen, die jeweils in einer Pfanne 22, 23 schwenkbar angeord net sind, wobei die Pfannen 22, 23 in der Kammer 7 an dem Gehäuse 1 und an dem Hebel 10 vorgesehen sind. Weiterhin ist in dem von dem Kolben 13 und dem Zylinder 12 begrenzten Raum eine Schraubendruckfeder 24 angeordnet, die einerseits an dem Kolben 13 und die andererseits an dem Zylinder 12 derart angreift, daß die Kugelköpfe 20, 21 gegen die Pfannen 22, 23 angefedert sind. Die hier gezeigte Schraubendruckfeder 24 kann selbstverständlich auch au ßerhalb des von dem Kolben 13 und von dem Zylinder 12 begrenzten Raum, also extern angeordnet sein. Anstelle der Schraubendruckfeder 24 ist auch eine extern angeordnete Schenkelfeder denkbar, die mit dem einem Schenkel an dem Zylinder und die mit dem anderen Schenkel an dem Kolben angreift.

Die in der Fig. 5 dargestellte erfindungsgemäße Spanneinrichtung unterschei det sich von der aus der Fig. 4 im wesentlichen dadurch, daß der Kolben 13 und der Zylinder 12 gekrümmt sind. Verschiebungen des Kolbens 13 gegenüber dem Zylinder 12 finden demzufolge nicht entlang einer geraden Linie, sondern entlang einer gekrümmten Linie statt, die vorzugsweise - wie dargestellt - als Kreisbahn ausgebildet und konzentrisch zur Welle 4 angeordnet ist. Mit dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung lassen sich lange Verschiebewege am Kolben realisieren, ohne daß eine zusätzliche radiale Erweiterung an dem Gehäuse 1 zur Aufnahme eines vergrößerten Dämpfungselementes 9 erforderlich ist.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Spannarm

2

a Spannrolle

3

Schraubendrehfeder

4

Welle

5

Radiallager

6

Trennwand

7

Kammer

8

Kammer

9

Dämpfungselement

10

Hebel

11

Dichtring

11

a Deckel

12

Zylinder

13

Kolben

14

Druckraum

15

Rückschlagventil

16

Schwenkzapfen

17

Schwenkzapfen

18

Lagerauge

19

Lagerauge

20

Kugelkopf

21

Kugelkopf

22

Pfanne

23

Pfanne

24

Schraubendruckfeder

Claims

1. Spanneinrichtung für Zugmittel, insbesondere Riemen, welche einen mit einem Spannmittel, insbesondere Spannrolle (2a), für das Zugmittel versehenen Spannarm (2) umfaßt, der mittels eines Federelementes (3) gegen das Zugmittel angefedert ist, und wobei ein hydraulisches Dämpfungselement (9) vorgesehen ist, dessen in einen Zylinder (12) eintauchender Kolben (13) mit dem Zylinder (12) einen Druckraum (14) begrenzt, der über ein Einwegeventil (15) mit einem Reservoir (7) für Hydraulikflüssigkeit kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (1) mit durch eine Trennwand (6) flüssigkeitsdicht getrennten Kammern (7, 8) vorgesehen ist, wobei das Federelement (3) in der einen Kam mer (8) und das Dämpfungselement (9) in der anderen Kammer (7) vorgesehen sind, welche andere Kammer (7) das Reservoir bildet.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der eine durch die Trennwand (6) hindurchgeführte Welle (4) vorgesehen ist, an der einerseits der Trennwand (6) drehfest der Spannarm (2) und an der andererseits der Trennwand drehfest ein Hebel (10) angeordnet sind, wobei das an dem Gehäuse (1) abgestützte Dämp fungselement (9) an dem Hebel (10) angreift.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, bei der das Dämpfungselement (9) über je ein Drehgelenk (16, 17, 18, 19, 22, 21) an dem Hebel (10) und an dem Gehäuse (1) abgestützt ist.

4. Spanneinrichtung nach Anspruch 3, bei dem das Drehgelenk einen in einer Pfanne (22, 23) aufgenommenen Kugelkopf (20, 21) aufweist.

5. Spanneinrichtung nach Anspruch 4, bei dem gehäuseseitig in dem Reservoir (7) und spannarmseitig an dem Hebel (10) je eine der Pfannen (22, 23) ausge bildet sind.

6. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, bei der eine um die Welle (4) gewunde ne Schraubendrehfeder (3) vorgesehen ist, die einerseits an dem Gehäuse (1) abgestützt ist und die andererseits an dem Spannarm (2) angreift.

7. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der das Rückschlagventil (15) in die Hydraulikflüssigkeit des Reservoirs (7) eintaucht.

8. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, bei der wenigstens ein Dichtring (11) vorgesehen ist, der einen zwischen der Welle (4) und der Trennwand (6) vorhandenen Ringspalt verschließt.

9. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Zylinder (12) und der Kolben (13) gekrümmt sind.

10. Spanneinrichtung nach Anspruch 9, bei der der Zylinder (12) und der Kolben (13) wenigstens annähernd konzentrisch zu der Welle (4) angeordnet sind.