DE19631507A1 - Spannvorrichtung für einen Riementrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen eine topfförmige Riemen­ scheibe aufweisenden Riementrieb mit einer sich über einen Hebel an einem Fe­ derelement abstützenden Spannrolle.

Zum bekannten Stand der Technik wird ledig­ lich beispielshalber auf die DE 36 19 577 A1 oder die DE 39 34 884 A1 verwiesen.

Eine wesentliche Anforderung an die bzw. bei der Konstruktion von Maschinenele­ menten ist es, möglichst wenig Bauraum zu benötigen. Dies gilt auch für die bei einem Riementrieb, wie er beispielsweise zum Antrieb von Hilfsaggregaten an einer Brennkraftmaschine vorgesehen sein kann, benötigte Spannvorrichtung für den Riemen bzw. allgemein für das endlose Zugmittelgetriebe.

Eine besonders kompakt bauende Spannvorrichtung, die im übrigen auch als vorteilhafte Vormontageeinheit ausgebildet sein kann, aufzuzeigen, ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Hebel, der die Spannrolle trägt und der sich zur Erfüllung der Spannfunktion an einem Federelement abstützt, um die Drehachse der Riemenscheibe verschwenkbar ist und daß das als Spiralfeder ausgebildete Federelement im wesentlichen innerhalb der topfförmigen Riemen­ scheibe angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Federelement bzw. die Spiralfeder im wesentlichen koaxial zur Drehachse der Riemen scheibe angeordnet, wobei jedoch durch einen gewählten Achsversatz durch die dann vorliegenden Hebelverhältnisse auf einfache Weise eine gewünschte Federkrat-Charakteristik einstellbar ist. Be­ sonders vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind Inhalt der Un­ teransprüche.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführnngsbeispie les, wobei in

Fig. 1 die Spannvorrichtung im komplett montierten Zustand inklusive einer Rie­ menscheibe sowie einem von der Riemenscheibe angetriebenen Aggregat perspektivisch gezeigt ist, und in

Fig. 2 ein Schnitt hiervon durch die Mittenebene des Hebels der Spannvorrich­ tung dargestellt ist. Weiterhin zeigt

Fig. 3 die Spannvorrichtung mit Riemenscheibe und Aggregat in einer Explosi­ onsdarstellung, sowie

Fig. 4 zusätzlich die Spannvorrichtung selbst in perspektivischer Explosionsdar­ stellung.

Schließlich ist in den Fig. 5 und 6 die Spannvorrichtung im vormontiertem Zustand in zwei Perspektivansichten gezeigt.

Ein ansonsten nicht näher dargestellter, jedoch üblicher und daher dem Fachmann bekannter Riementrieb dient dazu, ein Aggregat 1 anzutreiben, bei welchem es sich beispielsweise um eine Pumpe handeln kann. Dieses Aggregat 1 besitzt hierzu eine Welle, auf der eine Riemenscheibe 2 des Riementriebes angeordnet ist, und welche im folgenden als Riemenscheiben-Welle 3 bezeichnet wird. Ein weiteres Bestandteil dieses Riementriebes ist eine Spannrolle 4, über welche der Riemen geführt wird, und welche sich über einen Hebel 5 an einem Federelement abstützt, dessen Kraft wie üblich in den Riementrieb eingeleitet wird und somit dem Riemen die erforderli­ che Spannung verleiht. Die Spannrolle 4 ist hierzu auf dem Hebel 5 dreh bar gela­ gert, während letzterer um die Drehachse 6 der Riemenscheibe 2 bzw. der Rie­ menscheiben-Welle 3 verschwenkbar ist (vgl. Fig. 3, in welcher im übrigen auch die Befestigung der Spannrolle 4 am Hebel 5 mittels einer Schraube 7 dargestellt ist). Die Spannrolle 4, der Hebel 5 und das in Fig. 3 nur teilweise sichtbare Federele­ ment 8 zum Aufbringen der erforderlichen Spannkraft sind dabei Bestandteil der im folgenden ausführlich erläuterten, eine Vormontageeinheit bildenden Spannvorrich­ tung, die in den Fig. 1 und 3 in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 9 bezeichnet ist.

Fig. 4 zeigt diese Spannvorrichtung 9 in einer Explosions-Perspektivdarstellung. Man erkennt das als Spiralfeder ausgebildete Federelement 8, das sich mit seinem ersten Ende 8a an einer Nase 10 des Hebels 5 abstützt, während für das zweite Ende 8b ein ebenso ausgebildeter, jedoch nicht gezeigter Abstützpunkt in einem Gehäuseteil 11 vorgesehen ist, welches unter anderem das Federelement 8 auf­ nimmt. Dieses Gehäuseteil 11 ist demzufolge quasi topfförmig ausgebildet, ebenso wie die Riemenscheibe 2, wobei die Dimensionen des Federelementes 8 und des Gehäuseteiles 11 so gewählt sind, daß dieses Gehäuseteil 11 mit dem Federele­ ment 8 im wesentlichen innerhalb der topfförmigen Riemenscheibe 2 angeordnet werden können (vgl. Fig. 1 und Fig. 2). Dabei ist das Federelement 8 im wesentli­ chen koaxial zur Drehachse 6 der Riemenscheibe 2 angeordnet, um den Raum innerhalb der topfförmigen Riemenscheibe 2 optimal auszunutzen. Durch einen gewissen Achsversatz zwischen der nicht dargestellten Achse des spiralförmigen Federelmentes 8 sowie der Drehachse 6 läßt sich jedoch auch eine gewünschte Ferdercharakteristik einstellen.

Das Gehäuseteil 11 weist einen innenliegenden, die Riemenscheiben-Welle 3 um­ gebenden Bund 12 auf und ist mit diesem Bund 12 drehfest mit dem Aggregat 1, aus welchem die Riemenscheiben-Welle 3 herausragt, verbunden. Hierzu besitzt das Aggregat 1 einen Sechskantabsatz 13, auf den der innenseitig ebenfalls sechs­ kantförmige Bund 12 (vgl. Fig. 6) aufgesteckt werden kann. Das Gehäuseteil 11 ist somit in Radialrichtung formschlüssig mit dem Aggregat 1 verbunden, wobei anstel­ le dieser formschlüssigen Sechskant-Verbindung auch jede andere beliebige form­ schlüssige Verbindung gewählt werden kann. ln Axialrichtung, d. h. in Richtung der Drehachse 6 ist das Gehäuseteil 11 mittels eines Sicherungsringes 14 auf der Rie­ menscheiben-Welle 3 festgelegt, wie Fig. 3 und Fig. 4 zeigt. Hierzu wird der Siche­ rungsring 4 in eine entsprechende Nut 15 in der Riemenscheiben-Welle 3 einge­ bracht.

Wie bereits erläutert nimmt das Gehäuseteil 11 zunächst das Federelement 8 auf. Rechtsseitig gemäß Fig. 4 schließt sich hieran der Hebel 5 an. Da dieser Hebel 5 um die Drehachse 6 verschwenkbar und demzufolge gemeinsam mit dem Gehäu­ seteil 11 auf die Riemenscheiben-Welle 3 aufsteckbar sein soll, weist der Hebel eine zentrale Durchgangsöffnung für diese Riemenscheiben-Welle 3 auf, wobei der Rand dieser Durchgangsöffnung als Lagersitz 16 ausgebildet ist. Mit diesem La­ gersitz 16 ist der Hebel 5 auf einem umlaufenden Steg 17 einer sogenannten Dämpfungsplatte 18 gelagert, die sich gemäß Fig. 4 rechtsseitig an den Hebel 5 anschließt.

Die Dämpfungsplatte 18 liegt wie ersichtlich zwischen der rechtsseitigen Stirnseite des Hebels 5 sowie einer sogenannten Reibplafte 19, die mit dem Gehäuseteil 11 drehfest verbunden ist und die das Gehäuseteil 11 zum Aggregat 1 hin abschließt (vgl. u. a. Fig. 6). Da - wie bereits erläutert - die Spannvorrichtung 9 in ihrer Ge­ samtheit auf die Riemenscheiben-Welle 3 aufsteckbar sein soll, muß demzufolge nicht nur die Dämpfungsplafte 18, sondern auch die Reibplatte 19 einen dement­ sprechenden zentralen Durchbruch 20 auweisen, wobei der nicht näher bezeichne­ te Durchbruch in der Dämpfungsplatte 18 an seinem Rand den bereits erläuterten Steg 17 besitzt, während der Randbereich des Durchbruchs 20 der Reibplatte 19 auf den Bund 12 des Gehäuseteiles 11 quasi aufgebördelt ist, wie Fig. 2 und Fig. 6 zeigen.

Die Funktion der Reibplatte 19 besteht nicht nur darin, die Spannvorrichtung 9 in ihrer Gesamtheit zum Aggregat 1 hin abzuschließen, sondern sie dient zusammen mit der Dämpfungsplatte 18 auch als Bewegungsdämpfer für den Hebel 5. Eine derartige Dämpfungsfunktion sollte - wie dem Fachmann bekannt ist - jede Riemen­ trieb-Spannvorrichtung aufweisen, um extreme Auslenkungen des Hebels 5 bzw. der Spannrolle 4 bezüglich des Riementriebes zu vermeiden. Bei der hier beschrie­ benen Spannvorrichtung 9 erfolgt diese Dämpfungsfunktion durch Reibungsdämpfer fung, wobei der Hebel 5 indirekt gegen die Reibplatte 19 gepreßt wird, und zwar direkt gegen die Dämpfungsplatte 18, welche ihrerseits an der Reibplatte 19 anliegt. Die erforderliche Anpreßkraft wird dabei auf den Hebel 5 in Richtung auf die Dämpfungsplatte 18 bzw. auf die Reibplatte 19 durch das Federelement 8 aufge­ bracht. Dies ist aufgrund der Ausbildung des Federelementes 8 als Spiralfeder ohne weiteres möglich, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Erzeugung der erforderlichen Kräfte dieses Federelement 8 aus mehreren, nämlich drei mehrlagig angeordneten Spiralfedern besteht. Diese Spiralfedern bzw. dieses Federelement 8 erzeugen somit nicht nur die erforderliche Spann kraft, indem der Hebel 5 mit der Spannrolle 4 entsprechend ausgelenkt wird, sondern zugleich die nötige Dämp­ fungskraft, indem der Hebel 5 letztlich gegen die Reibplatte 19 gepreßt wird. Da der Hebel 5 sowie die Reibplatte 19 metallisch sind, ist - um ein Fressen dieser beiden Bauteile zu verhindern - die beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff beste­ hende Dämpfungsplatte 18 zwischengelegt.

Wie Fig. 4 zeigt, sind an die Dämpfungsplatte 18 zwei Abstandshalter 21 angeformt, die eine geeignete, nicht näher bezeichnete Aussparung im Hebel 5 durchdringen und zwischen die einzelnen Windungen der einzelnen Spiralfedern des Federele­ mentes 8 hinein ragen. Deren einzelne Windungen bzw. Spiralfedern werden somit durch die Abstandshalter 21 voneinander getrennt gehalten, so daß eine sichere Funktion des Federelementes 8 gewährleistet ist. lm übrigen stellen diese Ab­ standshalter 21 im Zusammenwirken mit dem nicht näher bezeichneten Durchbruch im Hebel 5 sicher, daß sich die Dämpfungsplatte 18 nicht gegenüber dem Hebel 5 verdrehen kann. Dies bedeutet, daß der Hebel 5 bei einer Verschwenkbewegung um die Drehachse die Dämpfungsplatte 18 mitnimmt, so daß letztlich diese Dämp­ fungsplatte 18 gegenüber der Reibplatte 19 reibend bewegt wird, da letztere dreh­ fest mit dem Gehäuseteil 11 und dieses wiederum drehfest mit dem Aggregat 1 verbunden ist.

Zur Gewährleistung einer exakten Positionierung sowie einer drehfesten Verbin­ dung zwischen Reibplatte 19 und Gehäuseteil 11 - hierfür ist die Bördelverbindung zwischen dem Rand des Durchbruches 20 sowie dem Endbereich des Bundes 12 unter Umständen nicht ausreichend - ist eine vom Gehäuseteil 11 abstehende und mit der Reibplatte 19 zusammenwirkende Verdrehsicherung 22 vorgesehen, die in eine entsprechende Aussparung 23 in der Reibplatte 19 hineinragt, wie insbesonde­ re Fig. 6 zeigt. Hierin, aber auch in Fig. 1 erkennt man ferner, daß diese Verdrehsi­ cherung 22 mit ihren beiden Seitenflanken 22′ Begrenzungsanschläge für den die Spannrolle 4 tragenden Hebel 5 bildet. Letzterer ragt dementsprechend zumindest in diesem Bereich der Verdrehsicherung 22 zwischen dem Gehäuseteil 11 sowie der Reibplatte 19 aus der ansonsten im wesentlichen geschlossenen Spannvorrich­ tung 9 heraus und weist entsprechende, mit der Verdrehsicherung 22 zusammen­ wirkende Vorsprünge 24 auf. In einem der beiden Vorsprünge 24 des Hebels 5 ist ferner ein Auge 25 vorgesehen, welches mit einem ebensolchen Auge 25 in der Reibplatte 19 zur Deckung gebracht werden kann. Ist dies geschehen, so kann durch diese beiden Augen 25 im Hebel 5 sowie in der Reibplatte 19 ein Montagestift durchgesteckt werden, so daß diese Spannvorrichtung 9 als komplette Vormonta­ geeinheit mit einer definierten Position des Hebels 5 angeliefert und montiert wer­ den kann. Nach erfolgter Montage wird selbstverständlich dieser Montagestift aus den beiden Augen 25 entfernt, wonach der Hebel 5 seine eigentliche Funktion aus­ üben kann, nämlich in die in Fig. 6 oder auch in Fig. 1 dargestellte Position gelan­ gen kann und auf den Riemen des Riementriebes die benötigte Spann kraft aufbrin­ gen kann.

Bereits kurz angesprochen wurde, daß das im wesentlichen topfförmige Gehäuse­ teiI 11 zusammen mit dem integrierten Federelement 8 im wesentlichen innerhalb der topfförmigen Riemenscheibe 1 angeordnet werden kann, wie Fig. 1 und Fig. 2 zeigt. Eine gemäß Fig. 5 oder Fig. 6 als Vormontageeinheit angelieferte Spannvor­ richtung 9 kann somit auf das Aggregat 1 aufgesteckt und über den Sechskantab­ satz 13 mit ihrem Gehäuseteil 11 drehfest mit diesem Aggregat 1 verbunden wer­ den. Anschließend erfolgt die Festlegung in Axialrichtung durch den Sicherungsring 14, wonach die Riemenscheibe 2 auf die Riemenscheiben-Welle 3 aufgesteckt und schließlich mit der Sicherungsmutter 26 (vgl. Fig. 3 und Fig. 4) fixiert werden kann. Dabei nimmt die Riemenscheibe 2 das Gehäuseteil 11 der Spannvorrichtung 9 im wesentlichen vollständig in ihrem Innenraum auf. Dies ergibt die äußerst vorteilhafte und kompakte Anordnung, die insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich wird. Möglich ist diese äußerst kompakte Gestaltung insbesondere dadurch, daß der He­ bel 5 der Spannvorrichtung 9 um die Drehachse 6 der Riemenscheibe 2 ver­ schwenkbar und das als Spiralfeder ausgebildete Federelement 8 vorzugsweise bzw. im wesentlichen koaxial hierzu und ebenfalls im wesentlichen innerhalb der topfförmigen Riemenscheibe 2 angeordnet ist. Dabei können selbstverständlich eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den lnhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (8)

1. Spannvorrichtung für einen eine topfförmige Riemenscheibe (2) aufweisenden Riementrieb mit einer sich über einen Hebel (5) an einem Federelement (8) ab­ stützenden Spannrolle (4), dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (5) um die Drehachse (6) der Riemen­ scheibe (2) verschwenkbar und das als Spiralfeder ausgebildete Federelement (8) im wesentlichen innerhalb der topfförmigen Riemenscheibe (2) angeordnet ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ebenfalls im wesentlichen innerhalb der Rie­ menscheibe (2) liegendes, das Federelement (8) aufnehmendes Gehäuseteil (11) den zweiten Abstützpunkt für das Federelement (8) enthält, einen innenlie­ genden, die Riemenscheiben-Welle (3) umgebenden Bund (12) aufweist, und mit diesem Bund (12) drehfest mit einem Aggregat (1), aus welchem die Riemen­ scheiben-Welle (3) herausragt, verbunden ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (11) in Radialrichtung form­ schlüssig mit dem Aggregat (1) verbunden und in Axialrichtung mittels eines Si­ cherungsringes (14) auf der Riemenscheiben-Welle (3) festgelegt ist.

4. Spannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Gehäuseteil (11) eine Reibplatte (19), an der der Hebel (5) direkt oder indirekt anliegt, drehfest verbunden ist.

5. Spannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibplatte (19) das Gehäuseteil (11) zum Ag­ gregat (1) hin abschließt und hierzu auf den die Riemenscheiben-Welle (3) um­ gebenden Bund (12) des Gehäuseteiles (11) aufgebördelt ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Reibplatte (19) sowie dem Hebel (5) eine Dämpfungsplatte (18) vorgesehen ist, die einen den Bund (12) des Gehäu­ seteiles (11) umgebenden Steg (17) aufweist, auf welchem der Hebel (5) drehbar gelagert ist.

7. Spannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (8) aus mehrlagig angeordne­ ten Spiralfedern besteht, die durch an der Dämpfungsplatte (18) vorgesehene Abstandshalter (21) geführt sind, und neben der Riementrieb-Spannkraft auf den Hebel (5) zusätzlich eine Anpreßkraft gegen die Dämpfungsplatte (18) bzw. ge­ gen die Reibplatte (19) aufbringt.

8. Spannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Gehäuseteil (11) abstehende, mit der Reibplatte (19) zusammenwirkende Verdrehsicherung (22) mit ihren beiden Sei­ tenflanken (22′) Begrenzungsanschläge für den die Spannrolle (4) tragenden Hebel (5) bildet.