Die Erfindung betrifft einen Riemenspanner für einen Nebenaggregate- Riementrieb, der einen Generator mit einem Generatorgehäuse, einer Generator- welle und einer vom Riemen umschlungenen Generatorriemenscheibe umfasst, aufweisend:

- zwei ringförmig geschlossene Spannarme, die gegenseitig und gegenüber dem Generator schwenkbar auf dem Generatorgehäuse gelagert sind und die Gene- ratorwelle umschließen,

- zwei an den Spannarmen angebrachte Spannrollen, die den Riemen in dessen Umlaufrichtung vor und hinter der Generatorriemenscheibe mit Vorspannkraft beaufschlagen,

- und eine die Vorspannkraft erzeugende Bogenfeder, die in axial mit den Spann- rollen überlappender Anordnung zwischen den Spannarmen eingespannt ist, wobei die Spannarme einen die Bogenfeder aufnehmenden, bogenförmigen Fe- derraum begrenzen, dessen Umfangserstreckung im Umschlingungsbereich der Generatorriemenscheibe verläuft und durch zwei Wände eines der Spannarme begrenzt ist. Riemenspanner mit ringförmig geschlossenen und die Generatorwelle umschlie- ßenden Spannarmen sind in mehreren Ausführungen aus der EP 2 128 489 B1 bekannt. Je nach Ausführung ist dort die Feder eine radial seitlich außerhalb der Spannarmlagerung angeordnete Schraubendruckfeder, eine im Bereich der Spannarmlagerung angeordnete Flachbandfeder oder eine die Spannarmlagerung umgreifende Bügerfeder. Die axial im wesentlichen vollständig überlappende An- ordnung der Feder mit den Spannarmen ermöglicht eine axial besonders kompak- te Bauweise des Riemenspanners.

Auch die DE 10 2012 223 086 A1 und die DE 10 2013 102 562 A1 zeigen Rie- menspanner mit ringförmig geschlossenen Spannarmen. In beiden Druckschriften ist die Feder eine die Generatorwelle umschließende Schraubendrehfeder, die jedoch in der erstgenannten Schrift nicht und in der zweitgenannten Schrift nur geringfügig axial überlappend mit den Spannrollen angeordnet ist. Anders als die eingangs zitierten, gattungsgemäßen Riemenspanner sind diese Konstruktionen mit erhöhtem axialen Bauraumbedarf verbunden.

Die EP 2 557 295 B1 offenbart einen Riemenspanner mit zwei Spannarmen, von denen nur einer als geschlossener Ring ausgebildet ist und die Generatorwelle umschließt. Der andere Spannarm hingegen hat die Form eines offenen Kreisbo- gens und ist in einer Kavität des einen Spannarms gelagert.

Weitere Riemenspanner mit zwei gegenseitig und gegenüber dem Generator schwenkbaren Spannarmen sind aus der DE 10 2011 082 764 A1 und DE 10 2008 025 552 A1 bekannt.

Ein gattungsgemäßer Riemenspanner mit ringförmig geschlossenen Spannarmen und einer dazwischen eingespannten Bogenfeder ist aus der DE 10 2013 002 993 A1 bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Riemenspanner im Hinblick auf dessen möglichst kompakte Bauweise konstruktiv zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, dass die Bogenfeder zwischen ei- ner der Wände und einem Mitnehmer des anderen Spannarms eingespannt ist. Der Mitnehmer springt gegenüber der kreisringförmigen Stirnfläche des anderen Spannarms axial hervor ragt und vor der anderen Wand in den Federraum hinein.

Diese konstruktive Ausgestaltung der Spannerbefederung mit einer Bogenfeder vereint die relativ hohe Formnutzzahl einer Torsionsfeder mit der umfänglichen Beschränkung der Feder auf einen bogenförmigen Bauraum, ohne auf die lage- rungstechnisch günstige Geometrie der ringförmig geschlossenen Spannarme verzichten zu müssen. Denn die Bogenfeder kann bei ausreichend hohem Feder- vermögen im wesentlichen problemlos mit weitestgehender oder vollständiger axi- aler Überlappung mit den Spannrollen im Umschlingungsbereich der Generator- riemenscheibe positioniert werden. Wie allgemein bekannt, ist eine Bogenfeder stets eine Schraubendruckfeder mit kreisbogenförmig offener Längserstreckung, und die Formnutzzahl vergleicht die aufgenommene Energie einer Feder mit der maximal möglichen gespeicherten Arbeit bei gleichem Federvolumen und gleicher Werkstoffspannung.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Riemenspanners dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1 ein Generatorgehäuse mit dem darauf montierten Riemenspanner in perspektivischer Darstellung;

Figur 2 den Riemenspanner in Vorderansicht;

Figur 3 den Riemenspanner in Seitenansicht;

Figur 4 den Riemenspanner in perspektivischer explodierter Ansicht; Figur 5 den Riemenspanner in perspektivischer Vorderansicht ohne Frontde- ckel;

Figur 6 die Ansicht gemäß Figur 5 bei entferntem anderen Spannarm; Figur 7 den anderen Spannann in perspektivischer Rückansicht; Figur 8 den Riemenspanner in perspektivischer Rückansicht; Figur 9 die Ansicht gemäß Figur 8 bei entfernter rückseitiger Lagerung.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Riemenspanner 1 eines Nebenaggregate- Riementriebs einer Brennkraftmaschine im Zusammenbau mit dem vorderseitigen, d.h. riemenseitigen Teil eines Generatorgehäuses 2. Der Generator dient nicht nur zur Stromerzeugung, sondern wird zum Riemenstart oder Boosten der Brenn- kraftmaschine auch als (antreibender) Motor betrieben. Der Riemenspanner 1 um- fasst zwei Spannrollen 3 und 4 an Spannarmen 5 und 6, die sowohl gegenseitig als auch gegenüber dem Generator schwenkbar auf dem Generatorgehäuse 2 gelagert sind, um das sich betriebsabhängig mit dem Zugtrum vertauschende Leertrum des Riemens vorzuspannen.

Die in Figur 2 dargestellte Vorderansicht des Riemenspanners 1 ist um den sche- matisch eingezeichneten Riemen 7 und die ebenfalls schematisch eingezeichnete Generatorriemenscheibe 8 ergänzt. Beide Spannarme 5, 6 sind ringförmig ge- schlossen und umschließen die Generatorwelle 9, deren Drehachse konzentrisch zur Schwenklagerung der Spannarme 5, 6 ist. In einer nicht dargestellten Alterna- tivausführung ist auch eine nicht konzentrische Anordnung des Schwenklagers zur Generatorwelle 9 möglich, solange die Montierbarkeit des Riemenspanners auf den Generator gegeben ist und die Generatorriemenscheibe 8 mit dem umschlin- genden Riemen 7 mit ausreichendem Abstand im Innern der Spannarme 5, 6 um- laufen kann.

Der Riemenspanner 1 wird in einer Stellung, in der die beiden Spannrollen 3, 4 möglichst weit voneinander beabstandet fixiert sind, auf den Generator montiert. Der Riemen 7 ist dabei bereits auf die Generatorriemenscheibe 8 aufgelegt. Bei einer nicht dargestellten Alternativkonstruktion kann die Verschraubung der Spannrollen um 180° verdreht sein, so dass dann die Spannrollen 3, 4 umgekehrt, d.h. vom Generator ausgehend in die Riemenebene hineinragen und der Riemen erst nach der Montage des Riemenspanners aufgelegt werden muss. Die Fixie- rung erfolgt mit einem Sicherungsstift 10 gemäß den Figuren 1 und 3, der die Spannarme 5, 6 axial durchsetzt und ein Verschwenken des einen Spannarms 5 gegen den anderen Spannarm 6 blockiert. Der Sicherungsstift 10 durchsetzt eine durchgehende Bohrung 11 des einen Spannarms 5 und eine außenumfängliche Ausnehmung 12 des anderen Spannanns 6, die bei entferntem Sicherungsstift 10 jeweils in Figur 2 erkennbar sind. In der fixierten Stellung sind die beiden Spann- rollen 3, 4 soweit voneinander beabstandet, dass der Riemen 7 ungespannt bleibt. Das Vorspannen des Riemens 7 erfolgt erst nach dem Entfernen des Sicherungs- stifts 10, wobei die Spannrollen 3, 4 aufeinander zu schwenken und den Riemen 7 in dessen Umlauf richtung vor und hinter der Generatorriemenscheibe 8 spannen.

Die zur Erzeugung der Riemenvorspannung erforderliche Spannerbefederung ist in der explodierten Darstellung des Riemenspanners 1 gemäß Figur 4 erkennbar (die mit den Spannannen 5, 6 verschraubten Spannrollen 3, 4 fehlen in dieser Darstellung). Es handelt sich um eine zwischen den Spannarmen 5, 6 einge- spannte Bogenfeder 13, die parallel zur Riemenebene in einem entsprechend bo- genförmigen Federraum 14 des einen Spannarms 5 aufgenommen ist. Der Feder- räum 14 ist einerseits von einer sich in Axialrichtung der Spannrollen 3, 4 erhe- benden, bogenförmigen Auswölbung 15 des einen Spannarms 5 und andererseits von der rückseitigen Stirnfläche 16 des anderen Spannarms 6 begrenzt. In Zu- sammenschau mit den Figuren 1 bis 3 wird deutlich, dass der Federraum 14 und die darin aufgenommene Bogenfeder 13 im Umschling ungsbereich der Generator- riemenscheibe 8 verlaufen und in weitestgehender axialer Überlappung mit den Spannrollen 3, 4 angeordnet sind. Folglich kann die Riemenebene mit vergleichs- weise geringem Axialabstand zum Generatorgehäuse 2 verlaufen, so dass die Momentenbelastung des vorderen Generatorwellenlagers möglichst gering bleibt. Der Federraum 14 erstreckt sich umfänglich über einen Bogenwinkel von etwa 180° und ist durch zwei Wände 17 und 18 (siehe auch Figur 6) an den umfängli- chen Enden der bogenförmigen Auswölbung 15 begrenzt. Die Bogenfeder 13 ist zwischen der einen Wand 17 des einen Spannarms 5 und einer durch einen Mit- nehmer 19 des anderen Spannarms 6 gebildeten Federauflage 20 eingespannt, um beide Spannrollen 3, 4 mit einem aufeinander zu gerichteten Drehmoment zu beaufschlagen. Der Mitnehmer 19 springt gegenüber der kreisringförmigen Stirn- fläche 16 des anderen Spannarms 6 axial hervor und ragt vor der anderen Wand 18 des einen Spannarms 5 in den Federraum 14 hinein. Dadurch, dass die Feder- auflage 20 vollständig oder zumindest überwiegend in axialer Überlappung mit der Spannrolle 4 verläuft, erzeugt das von der Bogenfeder 13 und der Spannrolle 4 eingebrachte Reaktionskräftepaar ein vergleichsweise kleines Kippmoment in der Schwenklagerung des anderen Spannarms 6. Insbesondere, aber dennoch nicht nur für den Fall, dass eine Bogenfeder 13 mit einem für das Federwickeln ungünstig großen Bogenwinkel erforderlich ist, kön- nen auch zwei oder mehr Bogenfedem in Reihenschaltung und ein Federraum 14 mit entsprechend daran angepasstem Bogenwinkel vorgesehen sein.

Unabhängig davon sind auch parallel geschaltete Bogenfedem in Form eines Fe- derpakets mit einer äußeren und einer inneren Bogenfeder möglich. Mit Hilfe die- ser Parameter lässt sich die Gesamtcharakteristik der Spannerbefederung in wei- ten Grenzen variieren.

Beide Spannarme 5, 6 sind Aluminium-Druckgussteile. Der andere Spannarm 6 ist mit einem zweiteiligen Gleitbelag aus einem der bekannten Gleitlagerkunststoffe, vorliegend Polyamid mit darin eingelagertem PTFE (Polytetrafluorethylen) verse- hen, wobei die beiden Belagteile 21 und 22 miteinander verschnappt sind. Die ra- diale Schwenklagerung des anderen Spannarms 6 erfolgt durch einen zylindri- schen Außenmantel 23 des einen Spannarms 5 und einen darauf gleitenden In- nenmantel 24 des vorderseitigen Belagteils 21. Die Axiallagerung des anderen Spannarms 6 erfolgt seitens des Generators durch die Stirnfläche 16 des rücksei- tigen Belagteils 22 und die umfänglich außerhalb des Federraums 14 verlaufende Stirnfläche 25 des einen Spannarms 5.

Ein als ebenes Blechstanzteil hergestellter und mit dem einen Spannarm 5 ver- schraub ter Fronldeckel 26 bildet den Abschluss des Riemenspanneis 1 auf des- sen generatorferner Vorderseite und gemeinsam mit der Stirnfläche 27 des vor- derseitigen Belagteils 21 das dem Generator abgewandte Axiallager des anderen Spannarms 6. Somit ist der andere Spannarm 6 lediglich an dem einen Spannarm 5 mit dem Frontdeckel 26, jedoch berührungsfrei gegenüber dem Generatorge- häuse 2 gelagert.

Falls erforderlich, kann das Eindringen von Schmutz und Spritzwasser in das Inne- re des Riemenspanners 1 durch zusätzliche (nicht dargestellte) Dichtungen er- schwert und idealerweise vollständig verhindert werden. Am Außenbogen der Bogenfeder 13 sind drei u-förmige Gieitschuhe 28 aus Poly- amid fixiert, die die Reaktionskraft der Bogenfeder 13 in radial auswärtiger Rich- tung und in beidseitig axialer Richtung an den Spannarmen 5, 6 abstützen. Die radiale Abstützung erfolgt durch den Gleitkontakt der Gleitschuhe 28 mit dem bo- genförmigen Innenmantel 29 des Federraums 14. Die axiale Abstützung, die ein axiales Ausweichen oder Ausknicken der Bogenfeder 13 verhindert, erfolgt seitens des Generators durch den Gleitkontakt der Gieitschuhe 28 mit dem Boden 30 des Federraums 14. Auf der gegenüberliegenden Seite erfolgt die axiale Abstützung durch den Gleitkontakt der dort im wesentlichen ebenen Gleitschuhe 28 mit der rückseitigen Stirnfläche 16' des anderen Spannarms 6, dessen rückseitiger Belagteil 22 in diesem Kontaktbereich ausgespart ist; siehe Figur 7.

Durch die Vielzahl der Gleitkontakte, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils durch eine Kunststoffoberfläche einerseits und eine Metalloberfläche an- derseits gebildet sind, ergibt sich ein weitgehender Spielraum in der Abstimmung der Reib- und mithin der betrieblichen Dämpfungscharakteristik des Riemenspan- ners 1. Bei der Abstimmung der Gleitkontakte im Hinblick auf deren jeweilige Werkstoffpaarung, Oberflächenform und -rauheit sowie ggfls. auf eine Befettung sind auch deren Relativbewegungen zu beachten. Diese werden beispielsweise zwischen den Gleitschuhen 28 und der Stirnfläche 16' des anderen Spannarms 6 größer, wenn man die Gleitkontakte vom Mitnehmer 19 ausgehend in Richtung der einen Wand 17 betrachtet. Umgekehrt werden dabei die Relativbewegungen zwischen den Gleitschuhen 28 einerseits und dem Innenmantel 29 und dem Bo- den 30 des Federraums 14 andererseits kleiner.

Der Riemenspanner 1 hat zu dessen Schwenklagerung auf dem Generatorgehäu- se 2 einen auf der Außenseite der Auswölbung 15 befestigten Lagerring 31. Die- ser ist mit einem Gleitbelag 32 überzogen, der ebenfalls aus Polyamid besteht und in axialer Richtung zwischen einer Stirnfläche 33 des Generatorgehäuses 2 einer- seits und einer Stirnfläche 34 eines auf dem Generatorgehäuse 2 befestigten La- gerdeckels 35 andererseits gelagert ist. Die Stirnfläche 33 des Generatorgehäu- ses 2 ist Teil einer Senkung, an deren Innenmantel 36 der Gleitbelag 32 des La- gerrings 31 in radialer Richtung gelagert ist. Der Lagerdeckel 35 kann somit eben ausgebildet sein und ist vorliegend ein geschlossen ringförmiges Blechformteil, das an insgesamt acht umfänglich verteilten Anschraubpunkten 37 mit dem Gene- ratorgehäuse 2 verschraubt ist.

Die Figuren 5 und 6 zeigen den Riemenspanner 1 mitsamt den Lagerdeckel- schrauben 38 im Zusammenbau, wobei jedoch der Frontdeckel 26 bzw. auch der andere Spannarm 6 entfernt worden sind. Bei der Montage des anderen Spann- arms 6, dessen generatorseitige Rückseite Figur 7 zeigt, ist die Bogenfeder 13 mit den darauf gehalterten Gleitschuhen 28 im Federraum 14 eingelegt, wobei die Federenden - anders als in Figur 6 dargestellt - mit geringer Vorspannung an der einen Wand 17 und an der hinter dem Mitnehmer 19 verlaufenden anderen Wand 18 anliegen. Die andere Wand 18 ist mit einer Vertiefung 39 zur Aufnahme des Mitnehmers 19 versehen, so dass dieser bei der der Montage des anderen Spannarms 6 an den einen Spannami 5 gegenüber der Bogenfeder 13 freigängig ist. Beim anschließenden Verdrehen des anderen Spannarms 6 in die fixierte Montagestellung gemäß Figur 1 hebt der Mitnehmer 19 die Bogenfeder 13 an und spannt sie vor, so dass die Bogenfeder 13 in sämtlichen Betriebsstellungen des Riemenspanners 1 zwischen der einen Wand 17 und der Federauflage 20 des Mitnehmers 19 eingespannt ist.

Der Lagerring 31 ist ebenfalls mittels einer Verschraubung an dem einen Spannarm 5 befestigt, wie es in den Figuren 8 und 9 illustriert ist. Alle fünf An- schraubpunkte befinden sich im wesentlichen im Umschlingungsbereich der Ge- neratorriemenscheibe 8, wobei die Lagerringschrauben 40 in Gewindebohrungen 41 der Auswölbung 15 eingeschraubt sind. Alternativ sind andere bekannte und/oder unlösbare Befestigungsarten wie Verstemmen, Vernieten möglich.

Liste der Bezugszahlen

1 Riemenspanner

2 Generatorgehäuse

3 Spannrolle

4 Spannrolle 5 Spannarm

6 Spannarm

7 Riemen

8 Generatorriemenscheibe

9 Generatorwelle

10 Sicherungsstift

11 Bohrung

12 Ausnehmung

13 Bogenfeder

14 Federraum

15 Auswölbung

16 Stirnfläche des anderen Spannarms

17 Wand

18 Wand

19 Mitnehmer

20 Federauflage

21 vorderseitiger Belagteil

22 rückseitiger Belagteil

23 Außenmantel des einen Spannarms 24 Innenmantel des vorderseitigen Belagteils

25 Stirnfläche des einen Spannarms

26 Frontdeckel

27 Stirnfläche des vorderseitigen Belagteils

28 Gleitschuh

29 Innenmantel des Federraums

30 Boden des Federraums

31 Lagerring

32 Gleitbelag

33 Stirnfläche des Generatorgehäuses 34 Stirnfläche des Lagerdeckels

35 Lagerdeckel

36 Innenmantel der Senkung

37 Anschraubpunkt des Lagerdeckels Lagerdeckelsch ra u be Vertiefung

Lagerringschraube Gewindebohrung