DE19501685C1 - Riemenspanner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Riemenspanner mit einem durch eine Schraubenfeder beaufschlagten, um eine ortsfeste Achse verschwenkbaren Spannhebel, auf dem eine Riemenscheibe für die Anlage gegen einen zu spannenden Riemen drehbar gelagert ist, wobei die Schraubenfeder mit ihrem einen Ende an dem Spannhebel und mit ihrem anderen Ende an einem Stützelement zur Gewährleistung von Schwenkbewegungen des Spannhebels in Richtung sowohl längs als auch quer zur Schraubenfederlängs­ achse deformierbar gehaltert ist, und mit einer eine maximale Spannverschwenkung des Spannhebels festlegenden Federwegbe­ grenzungseinrichtung.

Es sind Riemenspanner bekannt, bei denen der Spannhebel dreh­ bar mit einem Ende eines Federbeins verbunden ist, dessen an­ deres Ende um eine ortsfeste Achse drehbar gelagert ist. Das Federbein enthält eine Druckschraubenfeder. Innerhalb der Druckschraubenfeder ist eine teleskopartige Führung vorgese­ hen, die eine Dehnung bzw. Stauchung des Federbeins in Rich­ tung der Druckkraft der Schraubenfeder gewährleistet. An den Lagerungsstellen sind die Federbeine zusätzlich durch Gummi­ puffer abgefedert, wobei die Gummipuffer durch die Drehlage­ rung umgebende Ringe gebildet sind.

Zum Spannen eines Riemens drückt das Federbein gegen den Spannhebel, über den die Riemenscheibe gegen den zu spannen­ den Riemen gepreßt wird. Schwingungsbewegungen des Riemens werden über die Riemenscheibe und den Spannhebel auf das Fe­ derbein übertragen, wobei das Federbein infolge der Schwenk­ bewegungen des Spannhebels nicht nur entlang der Führung aus­ einander- und zusammengezogen wird, sondern auch Querbewegun­ gen ausführt, die zu einer starken Belastung und Abnutzung der Führung führen würden, wenn nicht die Gummipuffer in den Drehlagerungen des Federbeins vorgesehen wären.

Ein Riemenspanner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 4 351 636 bekannt. Die eine maximale Spannver­ schwenkung des Spannhebels festlegende Federwegbegrenzungs­ einrichtung ist bei diesem Riemenspanner durch einen Anschlag gebildet, der an einem Ende eines in bezug auf den Spannhebel ortsfesten Klammerteils vorgesehen ist, dessen anderes Ende das die Feder an einem Ende halternde Stützelement bildet.

Aus der DE 29 34 604 A1 ist eine Vorrichtung zur lösbaren Verriegelung eines Kettenspanners bekannt, diese Vorrichtung umfaßt eine Klammereinrichtung, mit der ein Spannkopf und ein den Spannkopfineiner Führung halterndes Trägerteil gegen die Kraft eines den Spannkopf und das Trägerteil in Richtung der Führung beaufschlagenden Feder zusammengehalten werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen Riemenspanner der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der ge­ genüber derartigen Riemenspannern nach dem Stand der Technik konstruktiv vereinfacht ist.

Der diese Aufgabe lösende Riemenspanner nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Federwegbegrenzungsein­ richtung ein flexibles, auf Zug beanspruchbares Verbindungse­ lement zur Verbindung des Stützelements mit dem Spannhebel unter Festlegung einer maximalen Spannverschwenkung des Spannhebels aufweist.

Ein Riemenspanner mit einem solchen flexiblen Verbindungsele­ ment, das z. B. durch ein Metallseil hergestellt sein kann, ist mit geringerem Aufwand herstellbar als ein herkömmlicher, einen Anschlag aufweisender Riemenspanner.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Verbin­ dungselement als flexibler Federbandstreifen ausgebildet, der beweglich durch eine Durchführung in einem mit dem Spannhebel verbundenen Federdruckkraftaufnahmeteil verbunden ist. Eine die maximale Spannverschwenkung des Spannhebels festlegende Anschlagbegrenzung ist durch eine die Durchführung hinter­ greifende Aufweitung des Federstreifens gebildet, die durch Verdrehen des Federstreifenendes gebildet ist. Durch die Fle­ xibilität des Federstreifens sind Versatzbewegungen der Schraubenfederenden möglich. Darüber hinaus kann der Feder­ bandstreifen in seinen elastischen Eigenschaften aber auch so dimensioniert sein, daß durch ihn die bei Schwingungen des Spannhebels wirksamen rücktreibenden Kräfte und damit die ge­ samte Federungscharakteristik des Riemenspanners mitbestimmt wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß an der Verbindungseinrichtung ein weite­ rer durch ein die Durchführung hintergreifendes Teil gebilde­ ter, von der Verbindungseinrichtung abnehmbarer Anschlag ge­ bildet ist, durch den die Schraubenfeder unter Vorspannung gehalten wird. Im Falle der Verwendung eines Federstreifens als Verbindungselement ist dieser Anschlag zweckmäßig durch einen durch eine Bohrung in dem Federstreifen geführten Stift gebildet. Solange dieser weitere Anschlag wirksam und die Fe­ der unter Vorspannung gehalten ist, kann ein Riemen mit ge­ ringem Dehnungsaufwand auf die Riemenscheibe des im vorge­ spannten Zustand montierten Riemenspanners aufgelegt werden. Durch Entfernen des Anschlags, gegebenenfalls durch Heraus­ ziehen des Stifts, kann die Feder dann zur weiteren Spannung des Riemens wirksam werden.

Während des Spannbetriebs wird die Feder nicht nur in Rich­ tung ihrer Längsachse gestaucht und ausgedehnt, sondern kann auch quer dazu z. B. unter gegenseitigem Versatz der Federen­ den deformiert werden. Durch diese Lösung können vorteilhaft die erwähnte Führung und die Drehlagerungen mit den Gummipuf­ fern des nach dem Stand der Technik verwendeten Federbeins entfallen. In bezug auf vom gespannten Riemen über die Rie­ menscheibe und den Spannhebel auf die Feder übertragene Schwingungen bilden neben elastischen Kräften des Riemens so­ wohl die Federdruckkraft als auch die beim seitlichen Versatz der Federenden erzeugten Querkräfte insgesamt eine rücktrei­ bende Federkraft.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vor­ gesehen, daß die Federenden zur seitlichen Halterung jeweils auf einem in die Feder hinein vorstehenden Zylinderteil ge­ führt sind, wobei das Zylinderteil insbesondere jeweils von einer mit der Federdruckkraft beaufschlagbaren Anlagefläche am Stützelement bzw. dem Spannhebel oder einem auf den Spann­ hebel einwirkenden Zwischenstück vorsteht. Durch diese Füh­ rung auf Zylinderteilen sind einerseits Versatzbewegungen der Federenden möglich, während andererseits trotz des Versatzes der Federenden eine Federdruckkraft im wesentlichen in Rich­ tung der Federlängsachse in ihrer Normallage ausgeübt wird. Durch die über eine gewisse Länge wirksamen Führungen wird ferner ein seitliches Ausbauchen der Feder verhindert.

Vorteilhaft ist die Schraubenfeder zur Ausübung einer Druck­ kraft ungefähr tangential zum Schwenkkreis der Riemenschei­ benachse angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung der Feder kommt es bei Schwingungen des Spannhebels nur zu geringfügi­ gen, durch die Krümmung des Weges des Federangriffspunktes am Spannhebel bedingten Querbewegungen der Feder.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können quer oder längs zur Schraubenfeder wirksame Dämpfungsglieder für eine Reibdämpfung vorgesehen werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfin­ dung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels und der darauf bezogenen beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Riemenspanner in Montagestellung,

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 in einer Seitenan­ sicht (teilweise geschnitten), und

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 in einer Betriebs­ stellung.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist in den Fig. 1 bis 3 ein Spann­ hebel eines Riemenspanners bezeichnet, welcher an einem in den Figuren nicht gezeigten Maschinenteil, z. B. einem Motor, angebracht ist. Der Spannhebel 1 ist an dem Maschinenteil über eine Lagerung 2 drehbar um eine Achse 3 gelagert. Wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, umfaßt die Lagerung 2 ein von dem Maschinenteil vorstehendes Lagerteil 4 und eine einstückig mit dem Spannhebel 1 verbundene Lagerbuchse 5. Über eine Schraube 6 ist die Lagerbuchse 5 auf dem Lagerteil 4 schwenkbar gehalten.

Auf dem Spannhebel 1 ist eine Riemenscheibe 7 über ein Kugel­ lager 8 drehbar gelagert und mittels einer eine Schraube 9 und eine Unterlegscheibe 10 umfassenden Schraubverbindung an einer von dem Spannhebel 1 vorstehenden Lageraufnahme befe­ stigt. Die Riemenscheibe 7 ist im Eckbereich des im vorlie­ genden Ausführungsbeispiel als Winkelhebel ausgebildeten Spannhebels 1 angeordnet.

An seinem der Lagerung 2 entgegengesetzten Ende weist der Spannhebel 1 eine Abwinkelung 11 auf, wobei die Abwinkelung an gegenüberliegenden Seitenrändern gegen den übrigen Spann­ hebel 1 durch Dreiecksstege 12 und 13 abgestützt ist. Auch die Abwinkelung 11 mit den Stegen 12 und 13 ist wie die La­ geraufnahme 14 einstückig mit dem Spannhebel 1 ausgebildet, bei dem es sich z. B. um ein im Druckgußverfahren hergestell­ tes Metallteil handeln kann.

Die Abwinkelung 11 weist eine Öffnung 15 auf, in die ein ringförmiger Ansatz 17 eines Zwischenstücks 16 eingepaßt ist. Das Zwischenstück 16 liegt mit einer ringförmigen Schulter 18 gegen die Abwinkelung 11 an. Der Schulter 18 gegenüberliegend ist eine weitere ringförmige Schulter 19 gebildet, gegen die ein Ende einer Schraubenfeder 20 anliegt.

Das andere Ende der Schraubenfeder 20 liegt gegen eine ring­ förmige Anlagefläche 22 eines Stützelements 21 an.

Die Schraubenfeder 20 ist in ihrem einen Endbereich auf einem zylindrischen Teil 23 des Zwischenstücks 16 und in ihrem an­ deren Endbereich auf einem von der Anlagefläche 22 vorstehen­ den zylindrischen Teil 24 des Stützelements 21 zentriert.

Das Stützelement 21 weist eine Durchgangsbohrung 25 für eine orts- und drehfeste Schraubbefestigung an dem Maschinenteil auf.

Mit dem Bezugszeichen 26 ist in den Fig. 1 bis 3 ein aus Federstahl bestehender Blechstreifen bezeichnet, der in einer Durchführung 27 in dem Zwischenstück 16 auf Kugeln oder Wal­ zen 28 an gegenüberliegenden Seitenrandflächen längsbeweglich gelagert ist. An seinem dem Zwischenstück 16 gegenüberliegen­ den Ende ragt der Blechstreifen 26 in eine in dem zylindri­ schen Führungsteil 24 vorgesehene Ausnehmung hinein, wo er durch einen in eine Bohrung im Blechstreifen 26 sowie eine Bohrung im zylindrischen Teil 24 geführten Stift 29 befestigt ist.

Mit dem Bezugszeichen 30 ist als Anschlagelement ein Stift bezeichnet, welcher durch Bohrungen in den Dreiecksstegen 12 und 13 und eine weitere Bohrung in dem Blechstreifen 26 fest­ gelegt ist.

An dem Ende des Blechstreifens 26, das dem am zylindrischen Führungsstück 24 befestigten Ende gegenüberliegt, ist der Blechstreifen unter Ausbildung eines Anschlags 31 für die Zugbeanspruchung des Verbindungselements verdreht.

Bei der Montage befindet sich der Riemenspanner in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, in der der Stift 30 eingesetzt ist. In diesem Zustand ist die Schraubenfeder 20 unter Erzeu­ gung einer Vorspannung zusammengepreßt. Wenn der Riemenspan­ ner am Spannhebel 1 über die Schraube 6 und am Stützelement 21 über eine Schraubverbindung befestigt ist, ist das dem Stützelement 21 zugewandte Ende der Schraubenfeder 20 gegen­ über dem gegen die Schulter 19 des Zwischenteils 16 anliegen­ de Schraubenende versetzt. Die dieser Versetzung entgegenste­ hende Querkraft der Schraubenfeder 20 ist verhältnismäßig ge­ ring, so daß sie die Montage des Riemenspanners an den beiden genannten Befestigungsstellen nicht behindert.

In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand befindet sich die Riemen­ scheibe 7 in einer solchen Position, daß der zu spannende Riemen ohne größeren Dehnungsaufwand auf die Riemenscheibe 7 aufgelegt werden kann. Zur Spannung des Riemens wird der Stift 30 entfernt. Damit kann sich die Schraubenfeder 20 un­ ter Verschwenkung des Spannhebels 1 ausdehnen, und die Rie­ menscheibe 7 wird unter Spannung des Riemens gegen den Riemen gepreßt. Bei diesem Spannvorgang verschiebt sich der Blech­ streifen 26 in seiner Lagerung 27. Im Normalfall kommt es da­ bei jedoch nicht zu einer Anlage des durch die Abwinkelung gebildeten Anschlags 31 gegen die Abwinkelung 11.

Dieser extreme Anschlagzustand ist in der Fig. 3 gezeigt. Er kann z. B. dann eintreten, wenn der zu spannende Riemen reißt oder sich infolge Alterung oder von Temperatureinflüssen übermäßig stark aufweitet. Auch bei starken Riemenschwingun­ gen, denen der Spannhebel 1 mit der Riemenscheibe 7 folgt, könnte der Anschlag 31 gegen die Abwinkelung 11 zur Anlage kommen. Der die Auslenkung des Spannhebels begrenzende An­ schlag 31 verhindert bei Riemenriß weitere Zerstörungen an Maschinenteilen oder dem Riemenspanner selbst.

Im normalen Spannbetrieb kann der Spannhebel 1 Schwingungen des zu spannenden Riemens ohne weiteres folgen, indem die durch die zylindrischen Führungsteile 23 und 24 zentrierten Enden der Schraubenfeder 20 gegeneinander versetzt werden können und damit beim Verschwenken des Spannhebels 1 unter Bewegung des Federangriffpunktes auf einer Kreisbahn neben der Axialbewegung des auf den Spannhebel einwirkenden Fede­ rendes in Richtung der Federlängsachse auch dazu quer auftre­ tende Bewegungen durch das Federende ohne weiteres ausgeführt werden können. Durch die über eine gewisse Länge der Feder 20 wirksamen zylindrischen Führungsteile 23 und 24 ist gewähr­ leistet, daß sich die Schraubenfeder 20 nicht wesentlich krümmt und somit eine den Riemen spannende Druckkraft im we­ sentlichen in Richtung ihrer Längsachse ausübt. Maßgebend für das Schwingungsverhalten des Riemenspanners ist vor allem die axiale Federdruckkraft. Aber auch die durch den seitlichen Versatz der Federenden erzeugten Querkräfte bestimmen das Schwingungsverhalten des Riemenspanners mit.

Die Biegekraft des elastischen Blechstreifens 26 kann so di­ mensioniert sein, daß auch der sich bei Schwingungsvorgängen vorliegende Blechstreifen die Federcharakteristik des Span­ ners merklich beeinflussende elastische Kräfte entwickelt.

Zur Schwingungsdämpfung können z. B. Reibdämpfungselemente zwischen dem Stützelement 21 und dem Hebel 1 angeordnet wer­ den, wobei diese Reibdämpfungselemente sowohl in Richtung von Längsausdehnungen der Schraubenfeder 20 als auch in Richtung ihrer Querbewegung wirksam sein können.

Das Zwischenstück 16 könnte entgegen dem gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel auch einstückig mit dem Spannhebel 1 ausgebil­ det sein. Die beschriebene Ausführungsform ist jedoch inso­ fern vorteilhaft als sich die Lagerung für den elastischen Blechstreifen in einem separaten Teil wie dem Zwischenstück 16 leichter herstellen läßt.

Wie der Spannhebel 1 können auch das Zwischenstück 16 und das Stützelement 21 jeweils ein im Druckgußverfahren hergestell­ tes Metallteil sein.

Anstelle des verwendeten elastischen Blechstreifens könnte als Verbindungselement z. B. auch ein mit entsprechenden An­ schlägen versehenes flexibles Metallseil verwendet werden. Im Gegensatz zu dem verwendeten elastischen Blechstreifen könnte dieses Verbindungselement aber keine nennenswerte Biegefeder­ wirkung ausüben.

Claims (10)

1. Riemenspanner mit einem durch eine Schraubenfeder (20) be­ aufschlagten, um eine ortsfeste Achse (3) verschwenkbaren Spannhebel (1), auf dem eine Riemenscheibe (7) für die Anlage gegen einen zu spannenden Riemen drehbar gelagert ist, wobei die Schraubenfeder (20) mit ihrem einen Ende an dem Spannhe­ bel (1) und mit ihrem anderen Ende an einem Stützelement (21) zur Gewährleistung von Schwenkbewegungen des Spannhebels (1) in Richtung sowohl längs als auch quer zur Schraubenfeder­ längsachse deformierbar gehaltert ist, und mit einer eine ma­ ximale Spannverschwenkung des Spannhebels festlegenden Feder­ wegbegrenzungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Federwegbegrenzungseinrichtung ein flexibles, auf Zug beanspruchbares Verbindungselement (26) zur Verbindung des Stützelements (21) mit dem Spannhebel (1) unter Festlegung der maximalen Spannverschwenkung aufweist.

2. Riemenspanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (26) durch die Schraubenfeder (20) hindurchgeführt ist.

3. Riemenspanner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verbindungselement einen Federbandstreifen (26) umfaßt.

4. Riemenspanner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (26) beweglich durch eine Durchführung in einem mit dem Spannhebel (1) ver­ bundenen Federdruckkraftaufnahmeteil (11, 23) geführt ist.

5. Riemenspanner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein die maximale Spannverschwenkung des Spannhebels (1) fest­ legender, die Durchführung hintergreifender Anschlag (31) an dem Verbindungselement (26) gebildet ist.

6. Riemenspanner nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß an dem Verbindungselement ein abnehmbares, die Durchführung hintergreifendes Anschlagelement (30) für die Bildung eines eine Vorspannung der Schraubenfeder gewährlei­ stenden Anschlags angebracht ist.

7. Riemenspanner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (30) ein durch eine Öffnung in dem Ver­ bindungselement (26) geführtes Stiftelement umfaßt.

8. Riemenspanner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federenden zur seitlichen Halterung jeweils auf einem in die Feder (20) hinein vorstehenden Zy­ linderteil (23, 24) geführt sind.

9. Riemenspanner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderteile (23, 24) jeweils von einer mit der Feder­ druckkraft beaufschlagbaren Anlagefläche (19, 22) vorstehen.

10. Riemenspanner nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraubenfeder (20) zur Ausübung einer Druckkraft ungefähr tangential zum Schwenkkreis der Riemen­ scheibenachse angeordnet ist.