Die Erfindung betrifft eine Pressfüge-Formschlussverbindung eines Innenteils mit einem Außenteil, das auf dem Innenteil befestigt ist, wobei:

- die Pressfügeverbindung eine zylindrische Pressfuge zwischen dem Außenteil und dem Innenteil umfasst

- und die Formschlussverbindung durch einen Axialanschlag mit sich kontaktierenden Anschlagteilen am Innenteil und am Außenteil gebildet ist.

Pressfüge-Formschlussverbindungen, bei denen ein Außenteil und ein Innenteil sowohl mittels eines (kraftschlüssigen) Pressverbands als auch mittels eines axialen Formschlus ses miteinander gefügt sind, sind beispielsweise aus DE 20 2012 100 550 U 1 , EP 2 593 691 B1 und DE 10 2015 226 218 A1 bekannt. Der Formschluss verhindert ein axiales Lösen der beiden Bauteile voneinander, falls der Kraftschluss infolge einer Überlast ver sagt.

Die Erfindung betrifft ferner einen Riemenspanner eines Nebenaggregate-Riementriebs einer Brennkraftmaschine. Der Riementrieb umfasst einen Generator mit einer vom Rie- men umschlungenen Generatorriemenscheibe, und der Riemenspanner weist Folgendes auf:

- einen am Generator befestigten Lagerflansch, der die Drehachse der Generatorriemen scheibe umschließt,

- einen ersten Spannarm und einen zweiten Spannarm, die kreisringförmig ausgebildet und am Lagerflansch gegenseitig schwenkbar gelagert sind,

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

- eine zwischen den Spannarmen eingespannte Feder zur Erzeugung der Vorspannkraft,

- und eine mit dem ersten Spannarm verbundene Verschlusshülse, die mittels einer Pressfüge-Formschlussverbindung auf einem Hülsenabschnitt des ersten Spannarms befestigt ist.

Der erste Spannarm ist mittels der Verschlusshülse radial gegen eine Innenmantelfläche des Lagerflanschs gleitgelagert, und der zweite Spannarm ist radial gegen eine Außen mantelfläche des Lagerflanschs gleitgelagert.

Ein derartiger Riemenspanner ist aus der DE 10 2018 120 933 A1 bekannt. Die Pressfü- ge-Formschlussverbindung der Verschlusshülse mit dem Hülsenabschnitt des ersten Spannarms umfasst einen Längspressverband als Pressfügeverbindung und eine radial auswärtige Rollierung oder Verstemmung des Hülsenabschnitts als Formschlussverbin dung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pressfüge- Formschlussverbindung bzw. einen Riemenspanner mit einer Pressfüge- Formschlussverbindung im Hinblick auf eine erhöhte Sicherheit gegen Lösen der Verbin dung zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich bezüglich der Pressfüge-Formschlussverbindung durch einen Kantenträger im Kontakt der Anschlagteile, die sich in einer ersten Haupt krümmungsebene, zu der die Zylinderachse der Pressfuge senkrecht steht, mit gleich großen Krümmungsradien kontaktieren und in einer zweiten Hauptkrümmungsebene, in der die Zylinderachse der Pressfuge liegt, mit unterschiedlich großen Krümmungsradien kontaktieren.

Der Kantenträger, der den axialen Formschluss entweder als Endabschnitt des Pressver bands oder als Hertzscher Kontakt mit Linienberührung bildet, bewirkt im Kontakt der An- schlagteile lokale Materialspannungen, die bei Axialbelastung des Anschlags so überhöht sind, dass die Tragkante in die Oberfläche des sich dementsprechend elastisch und ge gebenenfalls auch plastisch verformenden Kontaktpartners eindringt. Gegenüber reinen Flächenkontakten verstärkt dieses Eindringen die Sicherheit des Formschluss ^' gegen Lösen dadurch, dass sich die Anschlagteile - bildhaft ausgedrückt - lokal ineinander ein- graben und so die gegenseitige Verschiebung in Anschlagrichtung zusätzlich blockieren.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich bezüglich des Riemenspanners durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Pressfüge-Formschlussverbindung zum Befestigen der Ver schlusshülse (Außenteil) auf dem Hülsenabschnitt des ersten Spannarms (Innenteil).

Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, die eine erfindungsgemäße Pressfüge-Formschlussverbindung an einem Riemenspanner für einen Nebenaggregate- Riementrieb einer Brennkraftmaschine zeigen. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszeichen verse hen. Es zeigen:

Figur 1 den Riemenspanner in Draufsicht;

Figur 2 den Riemenspanner in explodierter Darstellung;

Figur 3 den Schnitt A-A gemäß Figur 1 in perspektivischer Darstellung;

Figur 4 den ersten Spannarm des Riemenspanners mit der damit gefügten Ver schlusshülse in isolierter Darstellung;

Figur 5 die Einzelheit X aus Figur 4;

Figur 6 die Einzelheit Y aus Figur 5, wobei die gefügten Bauteile schematisch und mit gegenseitiger Durchdringung vereinfacht dargestellt sind.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Riemenspanner 2 eines Nebenag- gregate-Riementriebs einer Brennkraftmaschine. Der Riementrieb treibt unter anderem einen Startergenerator an, der in bekannter Weise nicht nur als Generator zur Stromer- zeugung, sondern auch zum Riemenstart oder Boosten der Brennkraftmaschine dient und in diesem Fall als (antreibender) Motor betrieben wird. Der Riemenspanner 2 ist mittels eines Lagerflanschs 4, der die Drehachse 12 der (in Figur 1 gestrichelt eingezeichneten) Generatorriemenscheibe 8 umschließt, an drei Auflageflächen 13 mit Anschraubpunkten 5 am frontseitigen, d.h. riemenseitigen Teil des Startergenerators befestigt und umfasst zwei Spannrollen 6 und 7, die den (in Figur 1 ebenfalls gestrichelt eingezeichneten) Rie men 36 in dessen Umlaufrichtung vor und hinter der Generatorriemenscheibe 8 Vorspan nen. Die Spannrollen 6, 7 sind an einem ersten bzw. zweiten Spannarm 9 und 10 befes tigt, die jeweils kreisringförmig geschlossen ausgebildet und sowohl gegenseitig als auch gegenüber dem Startergenerator radial und axial auf dem Lagerflansch 4 gleitgelagert sind. Die Lagerung der Spannarme 9, 10 erfolgt vorliegend konzentrisch zur Drehachse 12, kann alternativ aber auch exzentrisch dazu sein, solange die Generatorriemenscheibe 8 und der umschlingende Riemen 36 ausreichenden Freigang zum Riemenspanner 2 haben. Die Befestigung der Spannrollen 6, 7 erfolgt nach dem sogenannten Pulley-down- Design jeweils über eine Schraube 18, deren Schraubenkopf dem Startergenerator zuge- wandt ist. Die Riemenvorspannkraft wird mittels einer zwischen den Spannarmen 9, 10 eingespann ten Feder 11 erzeugt, wobei die Spannrollen 6, 7 das sich in Abhängigkeit des Betriebs zustands des Startergenerators mit dem Zugtrum vertauschende Leertrum des Riemens 36 Vorspannen. Der auf jedem Spannarm 9, 10 angeformte Sechskant 37 dient jeweils als Eingriff für ein Montagewerkzeug, mit dem die beiden Spannarme 9 und 10 entgegen der Federkraft soweit auseinander gespreizt werden können, bis ein Arretierstift in dann zwei miteinander fluchtende Arretierbohrungen 38 und 39 eingesteckt werden kann und die beiden Spannarme 9 und 10 in dieser aufgespannten (Montage-) Position gegeneinander fixiert.

Die die Riemenvorspannung erzeugende Feder 11 ist eine Bogenfeder, die parallel zur Riemenebene in einem entsprechend bogenförmigen Federraum 27 aufgenommen ist. Dieser ist axial einerseits von einer umfänglich bogenförmigen Auswölbung 28 des ersten Spannarms 9 und andererseits von der mit einem Gleitlagerring 22 versehenen Stirnseite 23 des zweiten Spannarms 10 begrenzt und verläuft mit der darin aufgenommenen Feder

11 in weitestgehender axialer Überlappung mit den Spannrollen 6, 7. Die umfängliche Erstreckung des Federraums 27 verläuft im Umschlingungsbereich der Generatorriemen scheibe 8 und ist durch zwei Wände 29 und 30 an den umfänglichen Enden der Auswöl bung 28 begrenzt.

Wie allgemein bekannt, ist eine Bogenfeder stets eine Schraubendruckfeder mit kreisbo genförmig offener Längserstreckung. Die Feder 11 kann entweder bereits mit Bogenform oder alternativ als gerade Schraubendruckfeder hergestellt sein, die sich erst beim Einle gen in den Federraum 27 bogenförmig verformt. Die Bogenfeder vereint die relativ hohe Formnutzzahl einer Torsionsfeder mit der umfänglichen Beschränkung der Feder 11 auf deren bogenförmigen Bauraum (die Formnutzzahl vergleicht die aufgenommene Energie einer Feder mit der maximal möglichen gespeicherten Arbeit bei gleichem Federvolumen und gleicher Werkstoffspannung). Diese Art der Spannerbefederung erlaubt die lage rungstechnisch günstige Geometrie der ringförmig geschlossenen Spannarme 9, 10, da die Feder 11 aufgrund des ausreichend hohen Federvermögens im wesentlichen prob lemlos im Umschlingungsbereich der Generatorriemenscheibe 8 positioniert werden und dabei axial mit den Spannrollen 6, 7 überlappen kann. Außerdem können die Spannrollen 6, 7 und damit die Riemenebene mit vergleichsweise geringem Axialabstand zum Starter generator verlaufen, so dass die Momentenbelastung des vorderen Generatorwellenla- gers klein bleibt. Insbesondere, aber dennoch nicht nur für den Fall, dass eine Bogenfeder mit einem für das Federwickeln ungünstig großen Bogenwinkel erforderlich ist, können auch zwei oder mehr Bogenfedern oder gerade Schraubendruckfedern in Reihenschaltung und ein Feder raum 27 mit entsprechend daran angepasstem Bogenwinkel vorgesehen sein. Unabhän- gig davon sind auch parallel geschaltete Bogenfedern in Form eines Federpakets mit ei ner äußeren und einer inneren Bogenfeder möglich. Mit Hilfe dieser Parameter lässt sich die Gesamtcharakteristik der Spannerbefederung in weiten Grenzen variieren.

Die Feder 11 ist zwischen der einen Wand 29 des ersten Spannarms 9 und einem Mit- nehmer 31 des zweiten Spannarms 10 eingespannt, um die beiden Spannrollen 6, 7 auf einander zu mit Drehmoment zu beaufschlagen. Der Mitnehmer 31 steht gegenüber der Stirnseite 23 axial hervor und ragt vor der anderen Wand 30 in den Federraum 27 hinein. Dadurch, dass der Mitnehmer 31 vollständig oder zumindest überwiegend in axialer Über lappung mit der Spannrolle 7 verläuft, erzeugt das von der Feder 11 und der Spannrolle 7 eingebrachte Reaktionskräftepaar ein vergleichsweise kleines Kippmoment in der Schwenklagerung des zweiten Spannarms 10.

Am Außenbogen der Feder 11 sind drei U-förmige Gleitschuhe 32 fixiert, die die Reakti onskraft der Feder 11 in radial auswärtiger Richtung und axial an zumindest einem der Spannarme 9, 10 abstützen. Vorliegend erfolgt die axiale Abstützung an beiden Spann armen 9, 10. Die radiale Abstützung erfolgt durch den Gleitkontakt der Gleitschuhe 32 mit dem bogenförmigen Außenmantel 33 des Federraums 27. Die axiale Abstützung, die ein axiales Ausweichen oder Ausknicken der Feder 11 verhindert, erfolgt seitens des Starter generators durch den Gleitkontakt der dort im wesentlichen ebenen Gleitschuhe 32 mit der Stirnseite 23, die in diesem Kontaktbereich aufgrund einer Aussparung 34 im Gleitla gerring 22 metallisch freiliegt. Auf der gegenüberliegenden Seite erfolgt die axiale Abstüt zung durch den Gleitkontakt der Gleitschuhe 32 mit dem Boden 35 des Federraums 27.

Durch die Vielzahl der Gleitkontakte, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils durch eine Kunststoffoberfläche einerseits und eine Metalloberfläche anderseits gebildet sind, ergibt sich ein weitgehender Spielraum in der Abstimmung der Reib- und mithin der betrieblichen Dämpfungscharakteristik des Riemenspanners 2. 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 32 und der Stirnseite 23 des zweiten Spannarms 10 größer, wenn man die Gleitkontakte vom Mitnehmer 31 ausge- hend in Richtung der einen Wand 29 betrachtet. Umgekehrt werden dabei die Relativbe wegungen zwischen den Gleitschuhen 32 einerseits und dem Außenmantel 33 und dem Boden 35 des Federraums 27 andererseits kleiner. Am Lagerflansch 4, der wie die Spannarme 9, 10 als Aluminium-Druckgussteil ausgeführt ist, ist eine Lagerhülse 14 angeformt, gegen deren Innenmantelfläche der erste Spannarm 9 und gegen deren Außenmantelfläche der zweite Spannarm 10 radial gleitgelagert sind. Die Gleitlagerung erfolgt radial innenseitig mittels eines Gleitlagerrings 15 und radial au ßenseitig mittels eines Gleitlagerrings 20, die wie die Gleitschuhe 32 aus Polyamid mit eingelagertem PTFE bestehen. Die Gleitlagerringe 15 und 20 dienen jeweils auch als Axi allager, wobei der Gleitlagerring 15 den ersten Spannarm 9 mittels einer damit verbunde nen Verschlusshülse 17 axial gegen den Lagerflansch 4 lagert und wobei der Gleitlager ring 20 den zweiten Spannarm 10 axial gegen den Lagerflansch 4 lagert. Die jeweils ent gegengesetzt gerichtete Axiallagerung der Spannarme 9, 10 erfolgt über den Gleitlager- ring 22.

Eine die Verschlusshülse 17 umschließende Dichtlippe 41 aus Elastomerwerkstoff liegt dichtend an der generatorfernen Stirnseite 40 des Lagerflanschs 4 an und schützt die vorstehend beschriebene Gleitlagerung vor eindringendem Schmutz und Spritzwasser. Die generatorseitige Abdichtung oder Abschirmung der Lagerstellen erfolgt mittels einer Dichtlippe 43 einer elastomeren Dichtschnur 44, die sich größtenteils im Bereich des Fe derraums 27 und lediglich über einen Kreisbogen mit etwa 270° Bogenwinkel erstreckt und dort axial auf dem ersten Spannarm 9 aufgesteckt ist. Diese Steckverbindung ist durch mehrere segmentartige Axialvorsprünge 45 auf dem ersten Spannarm 9 und damit korrespondierenden Nuten in der Dichtschnur 44 sowohl axial als auch rotativ gegen Lö sen gesichert. Die umfänglich außerhalb der Dichtschnur 44 verlaufenden Axialspalte sind beidseitig des zweiten Spannarms 10 durch Schmutz und Wasser abweisende Labyrinthe gedichtet. Die Verschlusshülse 17 ist ein Umformteil aus Stahlblech und mittels einer erfindungsge mäßen Pressfüge-Formschlussverbindung auf dem ersten Spannarm 9 befestigt. Die Pressfüge-Formschlussverbindung, die vorliegend den Kraftschluss einer Pressfügever- bindung mit einem Formschluss kombiniert, wird nachfolgend anhand der Figuren 4 bis 6 sowohl als spezielle Ausgestaltung am Riemenspanner 2 als auch allgemein erläutert.

Die Pressfügeverbindung ist eine Längspressverbindung mit einer zylindrischen Pressfu- ge 3 zwischen der Innenmantelfläche der Verschlusshülse 17 und der Außenmantelfläche eines Hülsenabschnitts 16 des ersten Spannarms 9. Im Allgemeinen Fall der erfindungs gemäßen Pressfüge-Formschlussverbindung stellen die Verschlusshülse 17 das Außen teil und der Hülsenabschnitt 16 das mit dem Außenteil zu verbindende Innenteil dar.

Die Formschlussverbindung ist durch einen Axialanschlag gebildet, der zusätzlich zur Pressfügeverbindung eine das Axialspiel der Gleitlagerungen erhöhende Verschiebung der Verschlusshülse 17 gegenüber dem Hülsenabschnitt 16 verhindert. Die an der Ver schlusshülse 17 und am Hülsenabschnitt 16 angeformten Anschlagteile 18 bzw. 19 des Axialanschlags kontaktieren sich mit einem Kantenträger, der bei Axialbelastung des An schlags stark überhöhte Materialspannungen und folglich ein gegenseitiges„Eingraben“ der sich kontaktierenden Bauteiloberflächen erzeugt.

Der Kantenträger wird vorliegend dadurch erzeugt, dass der Anschlagteil 18 eine in der Verschlusshülse 17 angeformte Umlaufkante 1 ist, die sich am Ende der Pressfuge 3 be findet. Geometrisch und/oder im Sinne eines Hertzschen Linienkontakts ausgedrückt kon taktieren sich die Anschlagteile 18, 19 in einer ersten Hauptkrümmungsebene Ei, zu der die mit der Drehachse 12 identische Zylinderachse der Pressfuge 3 senkrecht steht, mit gleich großen Krümmungsradien r _ai des Außenteils und r,i des Innenteils und in einer zweiten Hauptkrümmungsebene E2, in der die Zylinderachse der Pressfuge 3 liegt, mit unterschiedlich großen Krümmungsradien r _a 2 des Außenteils und r,2 des Innenteils. In der zweiten Hauptkrümmungsebene E2 sind die Krümmungen der Anschlagteile 18, 19 vor zugsweise einerseits konvex und anderseits nicht konkav. Vorliegend ist der Anschlagteil 18 des Außenteils (Verschlusshülse 17) im umformbedingten Toleranzbereich 0 < r _a 2 < 1 mm konvex gekrümmt und der Anschlagteil 19 des Innenteils (Hülsenabschnitt 17) ist kreiskegelstumpfförmig und mit r,2 ~ oo nicht gekrümmt. Der Anschlagteil 19 des Innenteils ist um maximal 20° gegenüber der Zylinderachse der Pressfuge 3 geneigt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfordert die Längspressverbindung der Verschluss- hülse 17 auf dem Hülsenabschnitt 16 eine elastische Radialverformbarkeit der zu verbin denden Bauteilabschnitte in dem Maße, dass das beim Aufpressen der Verschlusshülse 17 auf den Hülsenabschnitt 16 zu überwindende Übermaß der Anschlagteile 18, 19 durch die elastische Verformung kompensiert wird. Das zu überwindende Übermaß der An schlagteile 18, 19 ist vorliegend die Durchmesserdifferenz ds - d _F mit:

ds = Durchmesser der Pressfuge 3

d _F = maximaler Durchmesser des inneren Anschlagteils 19 Ein wesentlicher Vorteil der so erzeugten Pressfüge-Formschlussverbindung gegenüber dem eingangs zitierten Stand der Technik besteht darin, dass der zusätzliche Prozess schritt der Verstemmung oder Rollierung zur Herstellung des Formschluss ^' entfällt und dass folglich nur ein einziger Fügeschritt zur Herstellung der Verbindung erforderlich ist.