DE102009003366A1

DE102009003366A1 - Riementrieb mit Spannsystem

Info

Publication number: DE102009003366A1
Application number: DE200910003366
Authority: DE
Inventors: Tim Fiss
Original assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2010-07-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Riementrieb (1), umfassend zumindest eine Antriebsscheibe (6) und eine Abtriebsscheibe (8) sowie ein Spannsystem (2), wobei das Spannsystem (2) zwei starr miteinander verbundene, um eine gemeinsame Drehachse (4) schwenkbare Hebelarme (3a, 3b) aufweist, an welchen zumindest je eine Spannrolle (5a, 5b) zur Anlage und Spannung des an dem die Antriebsscheibe (6) und die Abtriebsscheibe (8) verbindenden, ein Lasttrum (7a) und ein Leertrum (7b) aufweisenden Riemens (7) angeordnet ist. Der Riementrieb zeichnet sich dadurch aus, dass das Spannsystem (2) benachbart der Antriebsscheibe (6) angeordnet ist und derart ausgebildet ist, dass der Riemen (7) durch die am Leertrum (7b) anliegende Spannrolle (5b) in Funktion einer Andrückrolle direkt an die Abtriebsscheibe (8) andrückbar ist, so dass der Riemen (7) auf der Leertrumseite zwischen der Antriebsscheibe (6) und der Spannrolle (5a) einklemmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Riementrieb, umfassend zumindest eine Antriebsscheibe und eine Abtriebsscheibe sowie ein Spannsystem, wobei das Spannsystem zwei starr miteinander verbundene, um eine gemeinsame Drehachse schwenkbare Hebelarme aufweist, an welchen zumindest je eine Spannrolle zur Anlage und Spannung des an dem die Antriebsscheibe und die Abtriebsscheibe verbindenden Lasttrums und Leertrums des Riemens angeordnet ist.
Riementriebe mit Spannsystem sind dem Fachmann hinreichend bekannt. Aus der JP 90 144 821 AA ist beispielsweise ein Zugmitteltrieb mit Spannsystem bekannt, das zwei Spannrollen umfasst, die einem Leertrum oder einem Zugtrum zugeordnet sind. Der Aufbau des Zugmitteltriebs umfasst zwei gleichdimensionierte Riemenscheiben, eine Antriebs- und eine Abtriebsscheibe, die über einen Riemen verbunden sind. Das Spannsystem, bestehend aus einem geradlinigen Halter, mit endseitig angeordneten Riemenscheiben, ist mittig ortsfest gelagert. Von den symmetrisch zu der Lagerung des Halters endseitig angebrachten Riemenscheiben ist eine dem Zugtrum und die weitere Riemenscheibe dem Leertrum, beabstandet zu der Antriebs- und der Abtriebsscheibe, zugeordnet. Mittels eines außenseitig an dem Hebel angreifenden Federmittels wird eine kraftschlüssige Anlage der Riemenscheibe des Spannsystems an dem Riemen gewährleistet. Im Betriebszustand des Riemens stellt sich aufgrund der gleichdimensionierten Riemenscheiben für den Zugtrum und den Leertrum sowie durch die symmetrische Lagerung durch das Federmittel ein übereinstimmender Umschlingungswinkel des Riemens an beiden Riemenscheiben des Spannsystems ein.
Aus der EP 1 906 052 A2 ist ein Riementrieb mit einem lastabhängigen Spannsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei diesem Spannsystem, welches zwei starr miteinander verbundene, um eine gemeinsame Drehachse schwenkbare Hebelarme aufweist, wird sich die im Lasttrum, dem kraftübertragenden Riemenstrang, herrschende Kraft derart zunutze gemacht, dass diese auf das Leertrum, dem kraftlosen Riemenstrang, übertragen wird und so selbsttätig die Vorspannung im Leertrum erhöht. Dadurch wird das übertragbare Drehmoment an der belasteten Scheibe gesteigert, beziehungsweise ein Durchrutschen durch zu geringe Leertrumkraft verhindert. Es ist eine Selbstspannung erreicht. Die Drehmomentsteigerung wird jedoch dadurch begrenzt, dass eine Restkraft im Leertrum zum Verhindern des Durchschlupfens vorhanden sein muss.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Riementrieb mit Spannsystem bereitzustellen, mit dem höhere Drehmomente übertragbar sind.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem das Spannsystem in Bezug auf die Antriebsscheibe derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die am Leertrum anliegende Spannrolle in Funktion einer Andrückrolle an die Antriebsscheibe andrückbar ist, so dass der Riemen auf der Leertrumseite zwischen der Antriebsscheibe und der Spannrolle einklemmbar ist. Durch den erfindungsgemäßen Riementrieb ist das übertragbare Drehmoment um einen sehr großen Betrag gesteigert. Denn die Andrückkraft der Andrückrolle steigt an der Klemmstelle selbsttätig mit der steigenden, übertragenen Last, so dass der Riemen im Betrieb des Riementriebes an die Antriebsrolle gedrückt bzw. geklemmt wird. Durch diese Klemmung besteht keine Gefahr des Durchrutschens des Riemens. Es ist im Vergleich zum nächstliegenden Stand der Technik keine Restkraft im Leertrum mehr notwendig, so dass hierdurch zu übertragene Drehmomentsteigerungen nicht mehr begrenzt sind. Somit ist auf überraschende, einfache und kostengünstige Weise ein Riementrieb geschaffen, mit dem sehr große Drehmomente übertragbar sind.
Das Spannsystem kann auch erfindungsgemäß identisch an der Abtriebsscheibe genutzt werden. Üblicherweise würde man immer die kleinere Scheibe, die eher durchrutschen kann, nehmen, was aber nicht zwangsläufig die Antriebsscheibe sein muss. Daher wird nachfolgend in den vorteilhaften Ausgestaltungen, die ebenfalls für die diese Ausbildung an der Abtriebsscheibe gelten, der Begriff „Abtriebsscheibe” in Klammern gesetzt.
Der Wirkungsgrad des Riementriebes kann dadurch verbessert werden, indem das Spannsystem gegen die Wirkung einer Feder schwenkbar ist, derart, dass erst ab einem bestimmten Übertragungsmoment die am Leertrum anliegende Spannrolle an die Antriebsscheibe (Abtriebsscheibe) angedrückt wird. So werden erhöhte Reibungsverluste bei geringen Drehmomenten vermieden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Riementrieb ein Riementrieb eines Starter-Generators einer Brennkraftmaschine ist. Es können extrem hohe Startmomente realisiert werden, ohne gleichzeitig das Grundvorspannungsniveau des Riementriebes anheben zu müssen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Spannsystem derart gestaltet ist, dass die am Leertrum anliegende Spannrolle am Auslaufbereich des Riemens von der Antriebsscheibe (Abtriebsscheibe) den Riemen zwischen sich und der Antriebsscheibe (Antriebsscheibe) einklemmbar ist. Hierdurch ist neben der Klemmung gleichzeitig eine Spannung des Trums erreicht, wenn bei geringen zu übertragenden Drehmomenten eine Feder genutzt wird.
In einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform des Riementriebes ist das Spannsystem derart gestaltet, dass die am Leertrum anliegende Spannrolle an der dem Leertrum zugeordneten Antriebsscheibenhälfte (Abtriebsscheibenhälfte) den Riemen zwischen sich und der Antriebsscheibe (Abtriebsscheibe) einklemmt. Zwar ist in dieser Ausführungsform nicht gleichzeitig eine Spannung des Trums erreicht, hohe Drehmomente sind dennoch übertragbar.
Das Spannsystem kann symmetrisch ausgebildete Hebelarme aufweisen, was besonders bei Riementrieben mit Drehrichtungsumkehr vorteilhaft ist, da hier jedes Trum sowohl Leer- als auch Lasttrum sein kann.
Das Spannsystem kann ebenfalls asymmetrisch ausgebildete Hebelarme aufweisen was besonders bei Riementrieben mit nur einer Drehrichtung vorteilhaft ist, da hier nur eine Rolle als Andrückrolle wirken soll.
Üblicherweise müssen bei den vorbeschriebenen Riementrieben formschlüssige Riemen eingesetzt werden. In dem erfindungsgemäßen Riementrieb sind ebenfalls reibschlüssige Riemen einsetzbar. Reibschlüssige Riemen sind beispielsweise Keilrippenriemen von Nebenaggregatetrieben oder Riementriebe für Starter-Generator-Anwendungen in Brennkraftmaschinen.
Der erfindungsgemäße Riementrieb ist vielfältig einsetzbar, beispielsweise in einem Lenkungsgetriebe eines Kraftfahrzeuges oder in einem Getriebe eines Brecherwerkes für Steine.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen die:
1 einen erfindungsgemäßen Riementrieb;
2 ein Lenkgetriebe, aufweisend einen erfindungsgemäßen Riementrieb.
Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Riementrieb 1 aus der im Uhrzeigersinn drehenden Antriebsscheibe 6, der Abtriebsscheibe 8, einem formschlüssigen Riemen 7 als Zugmittel, welcher die Antriebsscheibe 6 und die Abtriebsscheibe 8 miteinander verbindet. Ein Spannsystem 2, welches zwei starr miteinander verbundene, um eine gemeinsame Drehachse 4 schwenkbare, asymmetrische Hebelarme 3a, 3b mit endseitig angeordneten Spannrollen 5a, 5b aufweist, ist derart in Bezug auf die Antriebsscheibe 6 angeordnet und ausgebildet, dass dieses sich im Betrieb des Riementriebes 1 die im Lasttrum 7a, dem kraftübertragenden Riemenstrang, herrschende Kraft derart zunutze macht, indem diese auf das Leertrum 7b, dem kraftlosen Riemenstrang, übertragen wird. Wird die Abtriebsscheibe 8 mit einem Lastmoment beaufschlagt, so erhöht sich proportional dazu die Zugkraft im Lasttrum 7a zwischen Antriebsscheibe 6 und Abtriebsscheibe 8. Dadurch wird die Spannrolle 5a am Hebelarm 3a um den Drehpunkt 4 geschwenkt und im Uhrzeigersinn aus dem Riementrieb 1 gedrückt. Die Spannrolle 5b drückt in Funktion einer Andrückrolle über den Hebelarm 3b gegen die Antriebsscheibe 6. Der Riemen 7 ist auf der Leertrumseite 7b zwischen der Antriebsscheibe 6 und der Spannrolle 5b eingeklemmt. Die Spannrolle 5b ist im Betriebszustand in dem Auslaufbereich der Antriebsscheibe 6 gegen diese angedrückt, so dass zu der Klemmung des Riemens 7 zwischen Spannrolle 5b und der Antriebsscheibe 6 zusätzlich noch eine teilweise Umschlingung der Spannrolle 5b erfolgt, so dass das Leertrum 7b zusätzlich zur Klemmung auch gespannt ist. Zur Spannung des Leertrums 7b ist vor dem Einlaufbereich des Leertrams 7b auf die Abtriebsscheibe 8 eine Rückenrolle 10 angeordnet. Durch diesen Riementrieb 1 ist das übertragbare Drehmoment um einen sehr großen Betrag gesteigert. Denn die Andrückkraft der Andrückrolle 5b steigt an der Klemmstelle selbsttätig mit der steigenden, übertragenen Last, so dass der Riemen 7 im Betrieb des Riementriebes 1 an die Antriebsrolle 6 gedrückt bzw. geklemmt wird. Durch diese Klemmung besteht keine Gefahr des Durchrutschens oder Aufkletterns des Riemens. Das Spannsystem 2 ist derart asymmetrisch ausgebildet, dass die Spannrolle 5a des Lasttrums 7a nicht an der Antriebsscheibe 6 in Klemmung gelangen kann.
Die 2 zeigt ein reversierend arbeitendes Lenkgetriebe, aufweisend den in 1 beschriebenen Riementrieb. Die Antriebsscheibe 6 ist jedoch eine Ritzelantriebsscheibe. Das Spannsystem 2 weist zudem in Abweichung zur Ausführungsform der 1 symmetrisch ausgebildete Hebelarme 3a, 3b und Spannrollen 5a, 5b auf, so dass das Spannsystem 2 in beiden Drehrichtungen (im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn) wirksam sein kann, indem entweder die Spannrolle 5a in einer Drehrichtung oder die Spannrolle 5b in der anderen Drehrichtung in Klemmung des Riemens 7 an der Antriebsscheibe 6 gelangen kann.

1: Riementrieb
2: Spannsystem
3a: Hebelarm
3b: Hebelarm
4: Drehpunkt
5a: Spannrolle
5b: Spannrolle
6: Antriebsscheibe
7: Riemen
8: Antriebsscheibe
9: Rückenrolle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 90144821 AA [0002]
- EP 1906052 A2 [0003]

Claims

Riementrieb (1), umfassend zumindest eine Antriebsscheibe (6) und eine Abtriebsscheibe (8) sowie ein Spannsystem (2), wobei das Spannsystem (2) zwei starr miteinander verbundene, um eine gemeinsame Drehachse (4) schwenkbare Hebelarme (3a, 3b) aufweist, an welchen zumindest je eine Spannrolle (5a, 5b) zur Anlage und Spannung des an dem die Antriebsscheibe (6) und die Abtriebsscheibe (8) verbindenden, ein Lasttrum (7a) und ein Leertrum (7b) aufweisenden Riemens (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (2) benachbart der Antriebsscheibe (6) angeordnet ist und derart ausgebildet ist, dass der Riemen (7) durch die am Leertrum (7b) anliegende Spannrolle (5b) in Funktion einer Andrückrolle direkt an die Antriebsscheibe (6) andrückbar ist, so dass der Riemen (7) auf der Leertrumseite zwischen der Antriebsscheibe (6) und der Spannrolle (5a) einklemmbar ist.
Riementrieb gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (2) gegen die Wirkung einer Feder schwenkbar ist, derart, dass ab einem bestimmten Übertragungsmoment die am Leertrum (7a) anliegende Spannrolle (5a) an die Antriebsscheibe (6) andrückbar ist.
Riementrieb gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Riementrieb (1) ein Riementrieb eines Starter-Generators einer Brennkraftmaschine ist.
Riementrieb gemäß zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (2) derart gestaltet und angeordnet ist, dass der Riemen (7) durch die am Leertrum (7b) anliegende Spannrolle (5b) am Auslauf der Antriebsscheibe (6) zwischen der Spannrolle (5b) und der Antriebsscheibe (6) einklemmbar ist.
Riementrieb gemäß zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (2) derart gestaltet und angeordnet ist, dass der Riemen (7) durch die am Leertrum (7b) anliegende Spannrolle (5b) im Bereich des Umschlingungsbogens des Leertrums (7b) zwischen dieser Spannrolle (5b) und der Antriebsscheibe (6) einklemmbar ist.
Riementrieb gemäß zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (2) symmetrisch, insbesondere in Bezug auf die Hebelarme (3a, 3b) und die Spannrollen (5a, 5b) ausgebildet ist.
Riementrieb gemäß zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (2) asymmetrisch, insbesondere in Bezug auf die Hebelarme (3a, 3b) und/oder Spannrollen (5a, 5b) ausgebildet ist.
Riementrieb gemäß zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen (7) ein formschlüssiger Riemen ist.
Riementrieb gemäß zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen (7) ein reibschlüssiger Riemen ist.
Riementrieb (1), umfassend zumindest eine Antriebsscheibe (6) und eine Abtriebsscheibe (8) sowie ein Spannsystem (2), wobei das Spannsystem (2) zwei starr miteinander verbundene, um eine gemeinsame Drehachse (4) schwenkbare Hebelarme (3a, 3b) aufweist, an welchen zumindest je eine Spannrolle (5a, 5b) zur Anlage und Spannung des an dem die Antriebsscheibe (6) und die Abtriebsscheibe (8) verbindenden, ein Lasttrum (7a) und ein Leertrum (7b) aufweisenden Riemens (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (2) benachbart der Abtriebsscheibe (8) angeordnet ist und derart ausgebildet ist, dass der Riemen (7) durch die am Leertrum (7b) anliegende Spannrolle in Funktion einer Andrückrolle direkt an die Abtriebsscheibe (8) andrückbar ist, so dass der Riemen (7) auf der Leertrumseite zwischen der Abtriebsscheibe (8) und der Spannrolle einklemmbar ist.