DE19616081C1 - Riementrieb mit einer Vorrichtung zur Beruhigung von Riementrumschwingungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Riementrieb, bestehend aus Riemenscheiben und einem mit diesen in Eingriff stehenden endlosen Treibriemen und einer Vorrichtung zur Beruhigung von Riementrumschwingungen.

Schnellaufende Riementriebe im Motorraum eines Kraftfahrzeuges weisen beispielsweise Keilrippenriemen auf, die die Drehung von der Kurbelwelle des Kraftfahrzeugmotors auf Antriebsscheiben von Nebenaggregaten, z. B. Lenkhilfepumpen übertragen. Im Betrieb sind diese Riementriebe verschiedenen Anregungs- und Eigenfrequenzen ausgesetzt. Dadurch können freie Trumschwingungen entstehen, die bei höheren Transversal­ schwingungsamplituden einen ungewollten Kontakt mit Körperkanten benachbarter eingebauter Aggregate verursachen können. Ein weiterer Nachteil dieser entstehenden Riementrumschwingungen ist die Abstrahlung von Geräuschen des endlosen Treibriemens.

Um die freien Trumschwingungen zu beruhigen, ist es bereits vorgeschlagen worden, eine in den endlosen Treibriemen eingreifende Beruhigungsrolle anzuordnen. Diese Beruhigungs­ rollen können beispielsweise wälzgelagerte Stahl- oder Kunststoffrollen sein, die mit dem Riemen über einen geringen Umschlingungswinkel in Kontakt stehen. Der Kontakt erfolgt wahlweise über Riemenrücken oder die Riemenprofilseite.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beruhigung von Riementrumschwingungen zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Aus der DE 41 11 063 C2 ist ein Riementrieb mit einem Füllkörper bekannt, der Füllkörper ist jedoch nicht zur Beruhigung von Riementrumschwingungen geeignet. In der Druckschrift wird von einem Riementrieb ohne Leitblech ausgegangen, bei dem festgestellt worden ist, daß mit steigender Betriebsgeschwindigkeit eine so hohe Geräuschentwicklung auftritt, daß dadurch eine Reihe von Anwendungsfällen für Zahnriemenantriebe nicht mehr zugänglich ist. Diese Geräuschentwicklung beruht gemäß der Druckschrift zum einen auf Luftturbulenzen in dem Bereich des Ein- und Austrittes des Zahnriemens in die Umfangsprofilierung der Zahnriemenscheibe. Andererseits kann gemäß der Druckschrift auch Körperschall, erzeugt durch das Schwingen des freien Trumes des Zahnriemens, nicht ausgeschlossen werden.

Um die Geräuschentwicklung des Riementriebes zu reduzieren, wird in der DE 41 11 063 C2 vorgeschlagen, den Riementrieb mit einem Füllkörper zu versehen, dessen Außenflächen den durch den Zahnriemen und alle darin eingreifenden Zahnriemenscheiben gebildeten Innenraum soweit ausfüllen, daß der verbleibende Spalt maximal 2 bis 3 mm beträgt. Durch den Füllkörper kann die Geräuschentwicklung sehr stark reduziert werden, indem die Luftturbulenzen im Berührungsbereich zwischen Zahnriemen­ scheibe und Zahnriemen sehr schnell in eine laminare Luftströmung umgewandelt werden, die durch den zwischen Füllkörper und Zahnriemen bzw. Zahnriemenscheibe verbleibenden Spalt gezielt geleitet wird.

Mit dem aus der DE 41 11 063 C2 bekannten Füllkörper kann die Geräuschentwicklung aufgrund von Luftturbulenzen zwar reduziert werden, der Füllkörper ist jedoch zur Reduzierung von freien Schwingungen des Riementrums nicht vorgesehen. So wird der Spalt zwischen dem Füllkörper und dem Riemen vergrößert, wenn der Riemen eine gewisse Länge überschreitet und infolgedessen die Schwingungsamplituden des Riementrums relativ groß sind, so daß der Riementrum auch dann frei schwingen kann. Eine Vergrößerung des Spaltes kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Füllkörper konkav ausgebildet wird.

Aus der DE 35 06 010 A1, der DE 40 28 756 C1, der US 15 79 681 und der DE 35 24 378 A1 sind Spann- oder Gleitschienen etc. für Kettentriebe bekannt. Derartige Spann- oder Gleitschienen befinden sich in ständigem Kontakt mit der Kette. Im Gegensatz dazu ist das erfindungsgemäße Leitblech in einem Abstand zum freien Riementrum angeordnet, der derart bemessen ist, daß ein schwingungsfreier oder mit kleiner Schwingungsamplitude laufender Riementrum berührungsfrei am Leitblech vorbeiläuft. Erst wenn die Schwingungsamplitude so groß wird, daß die Gefahr besteht, daß der Riementrum in ungewolltem Kontakt mit Körperkanten benachbarter Aggregate gerät, kommt es zu einer Berührung des Riementrums mit dem Leitblech, so daß die Schwingungen gedämpft und beruhigt werden.

Das im Bereich eines freien Riementrums befestigte erfindungsgemäße Leitblech verhindert einen ungewollten Kontakt des schwingenden Riementrums mit den Körperkanten anderer Einbauteile. Eingeleitete freie Trumschwingungen werden begrenzt oder brechen zusammen, wenn aufgrund der Schwingungsamplituden das Riementrum in Kontakt mit dem Leitblech kommt. Das Leitblech wird in einem je nach dem individuellen Einsatzfall zu optimierenden Abstand angeordnet.

Gemäß der Erfindung ist die Kontur des Leitblechs konvex geformt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Leitblech eine wellenartige Kontur auf. Die wellenartige Formgebung des Leitblechs ermöglicht eine Aufteilung der Kontaktbereiche in mehrere einzelne Bereiche mit Linienberührung, da nur die dem Riementrum zugewandten Wellenscheitelpunkte eine Berührung mit dem Treibriemen eingehen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist das Leitblech auf seiner dem Riementrum zugewandten Fläche eine Beschichtung mit einem den Reibwert reduzierenden Gleitwerkstoff auf.

In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die Gleitbeschichtung eingearbeitete Nuten auf. Diese Nuten dienen einerseits der Aufnahme von Anriebmaterial und andererseits zur Reduzierung von Schlupfgeräuschen, durch Ableiten von komprimierter Luft.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech mit Bohrungen versehen ist. Die Bohrungen wirken als Schalldruckausgleichslöcher und verringern ebenfalls die Geräuschbildung.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß das Leitblech elastisch gestaltet ist. Durch eine entsprechende Wandstärkenreduzierung des Bleches unter Auswahl geeigneter Werkstoffe können die Schenkelenden des Leitbleches die Funktion einer Blattfeder übernehmen.

Ist zusätzlich ein Federelement zwischen Gleitschicht und Leitblech zwischengeschaltet, ist auch die Gleitschicht als elastisch anzusehen. Die durch das Aufschlagen des Riemens eingeleiteten Geräusche werden somit weiter minimiert. Beispielsweise kann die nachgiebige Ausgestaltung eine Sandwich-Konstruktion sein, bestehend aus einer Blech-, Gummi- und Gleitschicht.

Durch die Erfindung wird die durch Trumschwingungen verursachte Schallabstrahlung verringert und führt somit zu einer starken Geräuschreduzierung des Riementriebes. Der Abbau von Schwingungsamplituden des Riementrums führt zur Vermeidung von ungewolltem Kontakt zwischen Riemen und Motorgehäuse und somit zu einer Reduzierung des Riemenverschleißes. Aufgrund geringerer Trumschwingungen wird ein Riementrieb mit einer erhöhten Riemenlebensdauer erreicht. Das Anordnen einer Beruhigungsrolle kann entfallen.

Anhand der Zeichnung werden nachstehend mehrere Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Riementrieb mit einem endlosen Keilrippenriemen, der von der Riemenscheibe einer Kurbelwelle angetrieben wird und die Drehbewegung auf zwei Nebenaggregate überträgt, wobei im Bereich eines freien Riementrums ein stationäres Leitblech angeordnet ist,

Fig. 2 bis Fig. 6 verschiedene Ausführungsformen des stationär anzubringenden Leitbleches.

In Fig. 1 ist ein Riementrieb zu sehen, der einen endlosen, biegsamen Keilrippenriemen 11 aufweist. Der Keilrippen­ riemen 11 dient zum Übertragen einer Kraft von einer Riemenscheibe 12 einer Kurbelwelle auf zwei angetriebene Keilriemenscheiben 13 und 14 mit unterschiedlichem Durchmesser für zwei anzutreibende Nebenaggregate. In dem Riementrum 15 zwischen Kurbelwellenscheibe 12 und der Keilriemenscheibe 14 des einen Nebenaggregates ist eine auf den Riemenrücken wirkende Spannrolle 16 angeordnet.

In dem freien Riementrum 17 zwischen den beiden Keilriemen­ scheiben 13 und 14 der beiden Nebenaggregate ist mit geringem Abstand zum Riemen ein über einen Schraubbolzen 18 am Motorblock oder Aggregatgehäuse angebrachtes Leitblech 20 angeordnet. Das Leitblech 20 hat eine wellenartige Kontur und ist in seinen beiden Endbereichen 21, 22 mit je einer Gleitbeschichtung 23 versehen.

Im Betrieb des Riementriebes wird das schwingungskritische Trum 17 zwischen den beiden Nebenaggregaten zu Schwingungen angeregt. Bei sich steigernder Schwingungsamplitude wird der Rücken des Treibriemens 11 in mehreren einzelnen Bereichen eine Linien- oder Flächenberührung mit dem Leitblech 20 eingehen. Die Schwingungsamplituden werden durch diesen Kontakt mit dem Leitblech 20 begrenzt bzw. brechen zusammen.

In Fig. 2 ist die Kontur des Leitbleches 20 konvex ausgebildet.

Die Ausbildung gemäß Fig. 3 weist eine leicht konvexe Form des Leitbleches 20 auf, wobei das Leitblech 20 über seine gesamten dem Riemenrücken zugewandte Fläche mit einer Gleitbeschichtung 23, z. B. PTFE, versehen ist.

Die Ausführungsform des Leitblechs 20 gemäß Fig. 4 weist eine Kontur auf, die beide Blechenden 21, 22 in abgekröpfter Form zeigen. Die abgekröpften Enden 21, 22 weisen jeweils eine Gleitbeschichtung 23 auf.

Die Ausbildung gemäß Fig. 5 entspricht im wesentlichen der Ausführung gemäß Fig. 4, wobei lediglich die Enden des Leitbleches 20 konvex gebogen sind.

Das Leitblech 120 gemäß Fig. 6 hat eine reduzierte Blechdicke, so daß sich die Blechenden 121, 122 selbst nachgiebig verhalten.

Claims (7)

1. Riementrieb, bestehend aus Riemenscheiben und einem mit diesen in Eingriff stehenden endlosen Treibriemen (11) und einem Leitblech (20), das in einem Abstand zu einem freien Riementrum (17) fest angeordnet ist, der derart bemessen ist, daß freie Schwingungen des freien Riementrums (17) begrenzt werden oder zusammenbrechen, wenn aufgrund der Schwingungsamplituden das freie Riementrum (17) in Kontakt mit dem Leitblech kommt, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (20) eine konvexe oder eine wellenartige Kontur aufweist.

2. Riementrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (20) auf seiner dem Riementrum zugewandten Fläche eine Beschichtung (23) mit einem den Reibwert reduzierenden Gleitwerkstoff aufweist.

3. Riementrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gleitbeschichtung (23) Nuten eingearbeitet sind.

4. Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (20) mit Bohrungen versehen ist.

5. Riementrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (120) und seine Enden (122) nachgiebig ausgebildet sind.

6. Riementrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gleitschicht (23) und Leitblech (20) ein Federelement angeordnet ist.

7. Riementrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Gummischicht ist.