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Dokumentenidentifikation DE102005051654A1 24.05.2007
Titel Zugmitteltrieb
Anmelder Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach, DE
Erfinder Stief, Hermann, Dipl.-Ing., 91448 Emskirchen, DE
DE-Anmeldedatum 28.10.2005
DE-Aktenzeichen 102005051654
Offenlegungstag 24.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.05.2007
IPC-Hauptklasse F16H 7/02(2006.01)A, F, I, 20051227, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 7/24(2006.01)A, L, I, 20051227, B, H, DE   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zugmitteltrieb, der ein als Elastriemen ausgebildetes Zugmittel (19) einschließt. Zur vereinfachten Montage ist die Riemenscheibe (1) über einen Exzenter, ausgebildet als Trägerteil (4a), in Verbindung mit einer außermittig angeordneten Befestigungsschraube (2) verstellbar, um die Montage des Zugmittels (19) zu vereinfachen.

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Zugmitteltrieb, insbesondere ein Riementrieb einer Brennkraftmaschine, bei dem ein als Elastriemen ausgebildetes Zugmittel ein Abtriebsrad und zumindest ein Antriebsrad sowie optional eine Spannrolle verbindet, wobei zumindest einem der Bauteile, dem Abtriebsrad, Antriebsrad oder der Spannrolle eine lösbar befestigte Riemenscheibe zugeordnet ist.

Hintergrund der Erfindung

Zugmitteltriebe dieser Bauart erfordern zur Erzielung eines schlupfarmen Antriebs ein vorgespanntes Zugmittel, wodurch eine gewünschte hohe Drehmomentübertragung erzielbar ist.

Bekannt ist dazu Spannvorrichtungen einzusetzen, mit denen das Zugmittel permanent, insbesondere mittels einer Federkraft vorgespannt wird. Diese ein separates Bauteil bildende Spannvorrichtung erhöht die Herstellkosten des Zugmitteltriebs, vergrößert den erforderlichen Bauraum und Montageaufwand des Zugmittelstrieb.

Für Zugmitteltriebe ohne separate Spannvorrichtungen werden als Zugmittel bevorzugt sogenannte Elastriemen eingesetzt. Aufgrund der hohen Dauerelastizität des Elastriemens gewährleistet dieses Zugmittel über die gesamte Lebensdauer eine nahezu konstante Vorspannung, wodurch der Elastriemen ohne Nachspannen zu betreiben ist.

Bei bekannten Lösungen zur Montage des Elastriemens tritt das Problem auf, das der Elastriemen relativ stark gedehnt werden muss, um ein Auflegen des Elastriemens auf die Riemenscheibe des Zugmitteltriebs zu ermöglichen. Dabei kann eine Überdehnung des Elastriemens auftreten, verbunden mit einer Vorschädigung sowie einer nachlassenden, nachteiligen reduzierten Vorspannung, die den Verschleiß vergrößert und zu einem vorzeitigen Ausfall des Elastriemens führt. Außerdem ist eine solche Montage, die spezielle Werkzeuge erfordert umständlich, zeitaufwendig und verursacht hohe Kosten.

Aus der DE 38 21 369 C2 ist eine Vorrichtung bekannt, die zur begrenzten Dehnung bzw. für ein Vorrecken des Zugmittels bestimmt ist. Dabei wird der zu montierende Riemen zunächst in einer gesonderten Vorrichtung aufgenommen und dynamisch belastet, wodurch sich eine Vorreckung einstellt. Im betriebswarmen Zustand wird der Riemen anschließend montiert. Nachteilig ist der hohe Aufwand für die Montage, sowie die Mehrkosten aufgrund der erforderlichen separaten Reckvorrichtung.

Für das Fahrzeug Volkswagen, Typ „Käfer" war ein Riementrieb ohne seperate Spannvorrichtung vorgesehen, mit dem von der Kurbelwelle ausgehend über einen Riemen ein Generator angetrieben wurde. Zur Montage des Riemens konnte eine Hälfte der geteilt ausgeführten Riemenscheibe an der Lichtmaschine abgenommen werden, sodass der Riemen spannungsfrei montiert werden konnte. Die Vorspannung des Riemens konnte durch Distanzscheiben verändert werden, die zwischen den Riemenscheibenhälften einsetzbar waren.

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine einfache und kostengünstige Lösung zur Montage eines Elastriemens für eine Zugmitteltrieb zu schaffen, ohne die Verwendung von Spezialwerkzeugen.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Lösung dieser zuvor beschriebenen Problemstellung ist erfindungsgemäß ein Zugmitteltrieb vorgesehen, bei dem eine Riemscheibe mit einem zumindest in zwei Positionen einstellbaren Exzenter zusammenwirkt. In einer Einstellung, die einer Extremstellung des Exzenters entspricht, stellt sich ein verringerter Achsabstand zu einer benachbarten Riemenscheibe des Zugmitteltriebs ein, wodurch sich die Montage des Elastriemens vereinfacht. Diese effektive Maßnahme, die eine vereinfachte Montage des Elastriemens ermöglicht, ist nahezu kostenneutral darstellbar, indem ein vorhandenes Trägerteil über das die Riemenscheibe mit einem Bauteil verbunden ist, eine außermittige Aufnahmebohrung für ein Befestigungsmittel, insbesondere eine Verschraubung einschließt. Zur Erzielung einer maximalen Verstellung, d.h. größte Exzentrizität, kann die Bohrung für die Befestigungsschraube soweit versetzt werden, dass diese eine Mantelfläche bzw. Außenkontur des Trägerteils tangiert.

Diese erfindungsgemäße Anordnung erfordert für die Montage des Elastriemens weder eine Reckvorrichtung noch ein Spezialwerkzeug. Sowohl für die Erstmontage als auch im Servicefall, der einen Austausch des Elastriemens erfordert, kann durch die exzentrische Verlagerung einer Riemenscheibe der Elastriemen ohne Überdehnung und einer damit verbundenen nachteiligen Vorreckung montiert werden. Insbesondere bei einem Austausch des Elastriemens an einer im Fahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine kann durch Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme der Elastriemen einfach, schnell und kostengünstig ausgetauscht werden. Nach erfolgter Montage, dem Auflegen des Elastriemens, wird der Exzenter und die damit verbundene Riemenscheibe durch Verdrehen in die Position gebracht, die den Elastriemen ausreichend vorspannt und damit einen schlupfarmen Antrieb sicherstellt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 13.

Zur Bildung des Exzenters, kann bevorzugt ein rotationssymmetrisch gestaltetes Trägerteil eingesetzt werden, das zur Aufnahme der Befestigungsschraube, eine außermittige Bohrung einschließt. Zur Elastriemen-Montage wird die Befestigungsschraube gelöst und das Trägerteil in eine den Achsabstand zu einer benachbarten Riemenscheibe verringerten Position verdreht, die eine vereinfachte Montage des Elastriemens ermöglicht.

Ein üblicher Aufbau der Riemenscheibe sieht vor, dass diese über ein Wälzlager auf dem Trägerteil drehbar gelagert ist. Zur Bauteiloptimierung kann in die Mantelfläche des Trägerteils eine Laufbahn eingebracht werden, in der die Wälzkörper des Wälzlagers unmittelbar geführt sind. Durch den Entfall entfällt des inneren Wälzlagerrings verringert sich der Bauteileumfang sowie der erforderliche Einbauraum der erfindungsgemäßen Riemenscheibe.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht ein zweiteiliges Trägerteil vor, bei dem das Wälzlager im Einbauzustand zwischen den Einzelbauteilen des Trägerteils positioniert ist. Mittels der Befestigungsschraube werden dabei im Einbauzustand die Einzelbauteile des Trägerteils gegen das Wälzlager verpresst. Dieser Aufbau erfordert kein weiteres separates Befestigungsmittel mit dem das Wälzlager axial gegen das Trägerteil gepresst wird. Beide Bauteile des Trägerteils sind versehen mit einer übereinstimmenden, außermittig angeordneten Bohrung zur Aufnahme der Befestigungsschraube. Über die Befestigungsschraube als Drehachse werden beide Einzelbauteile bei einer Verdrehung der Riemenscheibe synchron zueinander in eine gewünschte Position gebracht, wobei kein lageorientierter Einbau dieser Einzelbauteile erforderlich ist.

Zur einfachen Montage eines zweiteilig aufgebauten Trägerteils bietet es sich alternativ an, eine Verdrehsicherung bzw. eine Verstiftung zwischen den Einzelbauteilen vorzusehen, die ein vereinfachtes Einführen der Verschraubung in die Bauteile des Trägerteils sicherstellt.

Als Maßnahme um einen definierten axialen Abstand zwischen der dem Trägerteil zugeordneten Riemenscheibe und dem Maschinenteil herzustellen, kann das Trägerteil einstückig mit einem Ansatz versehen werden, über den das Trägerteil an den Maschinenteil abgestützt ist.

Vorteilhaft ist das Trägerteil weiterhin mit einer Werkzeugaufnahme versehen. Die Werkzeugaufnahme ist beispielsweise zur Aufnahme eines externen Stellmittels oder Werkzeugs bestimmt. Das Werkzeug vereinfacht die Verstellung oder Einstellung des Exzenters und damit der Riemenscheibe, um die Montage des Elastriemens zu ermöglichen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, den Ansatz des Trägerteils gleichzeitig mit einer Werkzeugaufnahme zu versehen. Vorteilhaft wird dazu der Ansatz als Sechkant ausgebildet, wodurch das Trägerteil mittels eines handelüblichen Maulschlüssels verstellt bzw. eingestellt werden kann. Alternativ dazu bietet es sich an, das Trägerteil und damit die Riemenscheibe mit einem Innensechskantschlüssel zu verstellen, wozu das Trägerteil eine entsprechend gestaltete Werkzeugaufnahme einschließt.

Zur vereinfachten Verstellung des Trägerteils in bestimmte Position nach erfolgtem Auflegen des Elastriemens weist das Trägerteil einen Zeiger auf, der mit einer Markierung an dem Maschinenteil in Übereinstimmung gebracht werden kann. Damit kann für die Betriebsstellung eine definierte Position des Trägerteils sichergestellt werden, in der der Elastriemen optimal vorgespannt ist. Weiterhin ermöglicht der Zeiger in Verbindung mit der Markierung eine reproduzierbare Einstellung, die beispielsweise nach einem Austausch des Elastriemens erforderlich wird.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht eine Arretierung vor, mit dem die Riemenscheibe einstellbar ist. Dazu eignet sich beispielsweise ein dem Trägerteil zugeordneter Ansatz, der mit einem Anschlag des Maschinenteils zusammenwirkt. Bevorzugt ist der Anschlag und der Ansatz so positioniert, dass im Betriebszustand der Ansatz an dem Anschlag abgestützt ist, wodurch gleichzeitig eine Extremlage definiert wird. Damit kann jederzeit die Betriebsstellung der Riemenscheibe ohne ein zusätzliches Einstellwerkzeuge exakt reproduziert werden.

Die Erfindung ist außerdem auf einen Zumitteltrieb übertragbar, bei dem zwei oder auch mehr Riemenscheiben mit einem Exzenter bestückt sind. Diese jeweils in eine Extremstellung gebrachten Riemenscheiben vereinfachen die Montage eines lang ausgebildeten Elastriemens. Diese Ausgestaltung bietet sich beispielsweise außerdem für einen Zugmitteltrieb an, der eine Vielzahl von Riemenscheiben umfasst und der in engen Einbauverhältnissen montiert werden muss. In diesem Fall ergibt sich durch mehre über Exzenter verstellbare Riemenscheiben ein größerer, die Montage deutlich vereinfachender Freiheitsgrad.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Figuren zeigen einzelne Ausführungsbeispiele der Erfindung, die nachfolgend näher beschrieben werden. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Riemenscheibe in der Vorderansicht;

2 einen Längsschnitt gemäß der Linie 2-2 aus 1;

3 eine weitestgehend mit der 2 vergleichbare Schnittdarstellung der Riemenscheibe, in der ein alternativ gestaltetes Trägerteil integriert ist;

4 eine erfindungsgemäße Riemenscheibe in der Perspektive.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Gemäß der in 1 gezeigten Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Riemenscheibe 1 ist diese mittels einer Verschraubung 2 befestigt. Dabei ist die Verschraubung 2 versetzt zu einer Rotationsachse 3 der Riemenscheibe 1 positioniert.

Weitere Details der erfindungsgemäßen Riemenscheibe 1 verdeutlicht der Längsschnitt der Linie 2-2 aus 1. Danach umfasst die Riemenscheibe 1 ein Trägerteil 4a, das aus einem Basiselement 5 und einem Abschlusselement 6 besteht. Übereinstimmend sind die rotationssymmetrisch gestalteten Bauteile, das Basiselement 5 und das Abschlusselement 6 des Trägerteils 4a mit einer gegenüber der Mittenposition 3 außermittig angeordneten Längsbohrung 7 versehen, die zur Aufnahme der Befestigungsschraubung 2 bestimmt ist, die gleichzeitig die Funktion einer Drehachse für das Trägerteil 4a bildet. Die bis auf einem geringen axialen Abstand 8 zusammengefügten Bauteile, Basiselement 5 und Abschlusselement 6 dienen zur Aufnahme eines Wälzlagers 9, wozu diese Elemente eine Stufung bilden, auf dem das Wälzlager 9 über den zugehörigen Innenring 10 aufgepresst ist. Im Einbauzustand ist dazu der Innenring 10 des Wälzlagers 9 an zugehörigen Schultern 11a, 11b des Basiselementes 5 und des Abschlusselementes 6 abgestützt.

Zur Erzielung einer lagerorientierten Einbaulage der Bauteile, Basiselement 5 und Abschlusselement 6 ist zwischen diesen eine Verdrehsicherung 12 vorgesehen, die bevorzugt einen Stift einschließt, der in korrespondierente Bohrungen beider Elemente eingesetzt ist. Diese Maßnahme vereinfacht das Einführen, die Montage der Befestigungsschraube 2 in die Längsbohrung 7 des Trägerteils 4a. Das Basiselement 5 ist weiterhin mit einem axial vorstehenden Ansatz 13a versehen, über den das Trägerteil 4a und damit die Riemenscheibe 1 im Einbauzustand, beispielsweise wie in 3 dargestellt, an einem Maschinenteil 14, abgestüzt ist. Ein sich zwischen der Rotationsachse 3 der Riemenscheibe 1 und einer Längsachse 15 der Befestigungsschraube 2 einstellender Achsabstand „S" bestimmt einen Verstellungsgrad des Trägerteils 4a gegenüber der Befestigungsschraube 2, die gemeinsam einen Einstellexzenter bilden. Die maximale Verstellung ergibt sich durch den doppelten Achsabstand „S". Der größtmögliche Achsabstand „S" stellt sich ein, indem die Längsbohrung 7 eine Außenkontur 17 des Trägerteils 4a im Bereich der radial abgesetzten Abschnitte zur Aufnahme des Wälzlagers 9 tangiert.

Die Riemenscheibe 1 schließt weiterhin eine aus Kunststoff hergestellte, das Wälzlager 9 außenseitige umschließende Laufscheibe 16 ein, deren Mantelfläche 18 unmittelbar mit einem als Elastriemen ausgeführten Zugmittel 19 zusammenwirkt. Zur Verstellung des Trägerteils 4a in Verbindung mit einer gelösten Befestigungsschraube 2, zwecks vereinfachter Montage des Zugmittels 19 weist das Abschlusselement 7 stirnseitig eine Werkzeugaufnahme 20 auf. Diese bevorzugt als Innensechskant gestalte Werkzeugaufnahme 20 ist für einen separaten, in 2 nicht abgebildeten Innen-Sechskantschlüssel bestimmt, mit dem das Trägerteil 4a und damit die Riemenscheibe 1 verdrehbar ist.

Die Riemenscheibe 1 gemäß 3 ist mit einem alternativ ausgebildeten Trägerteil 4b versehen, dass als alleiniges Bauteil zur Aufnahme des Wälzlagers 9 bestimmt ist. Dem Trägerteil 4b ist eine Sicherungsscheibe 21 zugeordnet, über die sich die Befestigungsschraube 2 stirnseitig an dem Wälzlager 9 abstützt und damit gleichzeitig einen axialen Anschlag für das Wälzlager 9 bildet. Mittels der Befestigungsschraube 2 ist die Riemenscheibe 1 an den Maschinenteil 14 lösbar befestigt. Der einstöckig mit dem Trägerteil 4b verbundene Ansatz 13b bestimmt einen axialen Abstand „X" zwischen dem Maschienenteil 14 und dem Zugmittel 19. Als Hilfsmittel zur Erzielung einer vereinfachten Montage und zur Erzielung einer optimalen Vorspannung des Zugmittels 19 ist das Trägerteil 4b und damit die Riemenscheibe 1 mit einem Zeiger 22 versehen, welcher mit einer dem Maschinenteil 14 zugeordneten Markierung 23 zusammenwirkt. Bevorzugt sind der Zeiger 22 und die Markierung 23 so angeordnet, dass diese eine optimale Einstellung des Zugmittel 19 ermöglichen.

Die 4 zeigt die Riemenscheibe 1 in Verbindung mit dem Trägerteil 4b in einer Perspektive. Der einstückig dem Trägerteil 4b zugeordnete Ansatz 13b bildet einen Außensechskant über den das Trägerteil 4b und damit die Riemenscheibe 1 bevorzugt mittels eines handelsüblichen Maulschlüssels verstellbar und damit einstellbar ist.

1
Riemenscheibe
2
Befestigungsschraube
3
Rotationsachse
4a
Trägerteil
4b
Trägerteil
5
Basiselement
6
Abschlusselement
7
Längsbohrung
8
Abstand
9
Wälzlager
10
Innenring
11a
Schulter
11b
Schulter
12
Verdrehsicherung
13a
Ansatz
13b
Ansatz
14
Maschinenteil
15
Längsachse
16
Laufscheibe
17
Außenkontur
18
Mantelfläche
19
Zugmittel
20
Werkzeugaufnahme
21
Sicherungsscheibe
22
Zeiger
23
Markierung


Anspruch[de]
Zugmitteltrieb, insbesondere für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine, der ein als Elastriemen ausgebildetes Zugmittel (19) umfasst, das ein Antriebsrad und zumindest ein Abtriebsrad sowie optional eine Spannrolle verbindet, wobei zumindest einem der Bauteile, Abtriebsrad, Antriebsrad oder Spannrolle eine lösbar befestigte Riemenscheibe (1) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (1) mittels einer Befestigungsschraube (2) und eines Exzenters in verschiedenen Positionen einstellbar ist und der Exzenter dazu eine außermittige Längsbohrung (7) aufweist, die eine Außenkontur (17) des Exzenters tangiert, wobei eine Extremstellung des Exenters eine Montage des als Elastriemen ausgebildeten Zumittels (19) vereinfacht. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, dass zur Bildung des Exenters, ein weitestgehend rotationssymmetrisch gestaltetes Trägerteil (4a, 4b) eine außermittige Längsbohrung (7) zur Aufnahme einer Befestigungsschraube (2) umfasst. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, wobei die Riemenscheibe (1) über ein einer Laufrolle (16) zugeordnetes Wälzlager (9) drehbar gelagert ist. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, wobei in eine Mantelfläche des Trägerteils eine Laufbahn für die Wälzkörper des Wälzlagers (9) eingebracht ist. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, versehen mit einen zweiteilig gestalten Trägerteil (4a), wobei das Wälzlager (9) im Einbauzustand zwischen den Einzelbauteilen, einem Basiselement (5) sowie einen Abschlusselement (6) des Trägerteils (4a) positioniert ist. Zugmitteltrieb nach Anspruch 5, versehen mit einer Verdrehsicherung (12), über die das Basiselement (5) und das Abschlusselement (6) fixiert sind. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, deren Trägerteil (4a, 4b) an einer von einem Schraubkopf der Befestigungsschraube (2) abgewanden Seite im Betriebszustand über einen Ansatz (13a, 13b) an einem Maschinenteil (14) abgestützt ist. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, bei dem das Trägerteil (4a) mittelbar oder unmittelbar eine Werkzeugaufnahme (20) für ein externes Stellmittel oder Werkzeug einschließt, mit dem eine gezielte Verstellung oder Einstellung des Trägerteils (4a) möglich ist. Zugmitteltrieb nach Anspruch 8, bei dem das Abschlusselement (6) des Trägerteils (4a) eine Werkzeugaufnahme (20) umfasst. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, wobei das Trägerteil (4a) mit einem separaten Innensechskant-Schlüssel verstellt werden kann, der formschlüssig in eine als Innensechskant ausgebildete Werkzeugaufnahme (20) eingreift. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, bei dem das Trägerteil (4b) einen Zeiger (22) einschließt, der mit einer dem Maschinenteil (14) zugeordneten Markierung (23) zusammenwirkt, um in der Betriebstellung eine definierte Position der Riemenscheibe reproduzieren zu können. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, bei dem mittels eine Arretierung, bestehend aus einem dem Trägerteil (4a, 4b) zugeordneten Ansatz und einem Anschlag des Maschinenteils (14) eine Betriebsstellung oder eine Montagestellung reproduzierbar ist. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1, der zwei Riemenscheiben (1) einschliesst, denen jeweils ein einstellbarer Exenter zugeordnet ist.






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