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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung
eines biegeweichen Riemens an einem Maschinenelement.
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Riemen
stellen biegeweiche zugfeste technische Bauteile zur Kraftübertragung
dar, die in vielfältigen
Varianten erhältlich
sind. Bei höheren
Anforderungen sind die Riemen häufig
als Verbund von zugfester Einlage, welche dann hauptsächlich zur
Zugkraftübertragung
beiträgt,
und umgebenden biegeweichem Körper
aufgebaut. Die Riemen können
dabei Zähne
vorsehen, durch welche zusätzlich
ein Kraftschluss zum Formschluss bereit gestellt werden kann.
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Es
ist bekannt, die Riemen als geschlossene Trums auszubilden, die
keine freien Enden aufweisen. An Riemen, die nicht geschlossen sind,
werden besondere technische Anforderungen zur schlüssigen Verbindung
ihrer Enden mit weiteren Komponenten oder mit sich selbst gestellt,
da die Zugspannungen der Riemen auf weitere Komponenten vorzugsweise
in der Gestalt überführt werden
sollten, dass die Verbindungsstelle Riemen-Maschinenelement keine
Schwachstelle darstellt. Dies gilt im besonderen für eingangs
erwähnte
Riemen mit zugfester Einlage. Bei diesen Riemen erfolgt der Kraftschluss
in weitere Komponenten meist nur mittelbar, nämlich über den die Einlage des Riemens
umgebenden biegeweichen Körper.
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Aus
der
DE 197 38 455
A1 ist ein Linearführungssystem
bekannt geworden. Zur formschlüssigen
Aufnahme von Zahnriemenenden an einen Laufwagen wird eine angepasste
Struktur in einem Gleitelement vorgeschlagen, welches zwei gegeneinander
gerichtete Riemenenden formschlüssig
aufnimmt. Die Riemenenden werden mittels Schrauben orthogonal zu
ihrer Zugrichtung gegen eine Klemmplatte fixiert. Außerdem wird
eine zusätzliche
Einrichtung zum Spannen des Riemens in Zugrichtung erforderlich.
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Aus
der
DE 44 22 549 C1 ist
ein Endbefestigungsteil eines endlichen Zahnriemens bekannt geworden.
Das Endbefestigungsteil umfasst einen geformten Streifen aus Metall
oder Kunststoff, der in die Verzahnung des Riemens eingreifende
Abschnitt aufweist.
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Aus
der
US 5,106,356 ist
eine Methode zum Fügen
von Riemen mittels Endklammern aus Blech bekannt geworden. Dabei
werden mehrere Zähne
in Ausschnitte des Blechs eingelegt und durch Umbiegen von Laschen
in den Ausschnitten gesichert.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungseinrichtung
für das
freie Ende eines biegeweichen Riemens bereit zu stellen, die vergleichsweise
wenig Bauteile umfasst, die auf einfache Art und Weise funktioniert
und mit der hohe Zugspannungen von Riemen übertragen werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Befestigungseinrichtung für einen
biegeweichen Riemen an einem Maschinenelement gelöst, bei
der ein Klemmteil zur Anlage an zwei gegenüberliegenden Seiten des Riemens
vorgesehen ist, wobei das Maschinenelement eine Ausnehmung mit zwei
einander zugewandten Wandungsabschnitten derart aufweist, dass bei
in die Ausnehmung eingeführtem
Klemmteil der Riemen über
das an den Wandungsabschnitten der Ausnehmung anliegende Klemmteil
mit einer zur Zugrichtung des Riemens orthogonal wirkenden Klemmkraft
beaufschlagt wird.
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Zur
Befestigung des Riemens werden folglich Bereiche gegenüberliegender
Flachseiten des Riemens zunächst
in das Klemmteil so eingebracht, dass sich ein Teil des Klemmteils
oberhalb und ein Teil des Klemmteils unterhalb der gegenüberliegenden
Flachseiten des Riemens befinden. Danach wird das Klemmteil samt
Riemen in die Ausnehmung des Maschinenelements eingebracht, und
zwar zwischen den einen festen Abstand zueinander aufweisenden, einander
zugewandten Wandungsabschnitten der Ausnehmung. Die beiden Wandungsabschnitte
sind dabei vorteilhafterweise wenigstens abschnittsweise im wesentlichen
parallel zur Zugrichtung des Riemens verlaufend angeordnet. Ferner
sind die Wandungsabschnitte vorteilhafterweise senkrecht über bzw.
unter den beiden einander gegenüberliegenden Seiten
des Riemens vorgesehen. Die Ausnehmung als solche kann dabei einen
runden oder eckigen, senkrecht zur Zugrichtung verlaufenden Querschnitt aufweisen
und kann dabei umfangseitig geschlossen oder teilweise offen sein.
Insbesondere kann die Ausnehmung in Zugrichtung zylindrisch ausgebildet
sein. Entscheidend ist, dass bei in die Aufnahme eingeführtem Klemmteil
der Riemen über
das an den Wandungsabschnitten der Ausnehmung anliegende Klemmteil
mit einer in Zugrichtung des Riemens orthogonal wirkenden, entsprechend
hohen Klemmkraft beaufschlagt wird. Dabei ist insbesondere das Öffnungsmaß der Ausnehmung
bzw. ist der Abstand der beiden Wandungsabschnitte geringfügig kleiner als
die senkrecht zur Zugrichtung des Riemens verlaufende Dicke des
Klemmteils samt des vom Klemmteil umgriffenen Riemens. Aufgrund
der Klemmkraft wird der Riemen im Klemmteil derart eingepresst,
dass er zumindest kraftschlüssig
mit dem Klemmteil verbunden ist. Ein Lösen des Riemens aus dem Klemmteil
wird damit sicher verhindert.
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Die
Befestigungseinrichtung kann erfindungsgemäß an einem freien Ende eines
Riemens angeordnet sein, was allerdings nicht zwingend der Fall
sein muss. Ebenso kann die Befestigungseinrichtung auch an einem
geschlossenen Trum oder einem mittleren Abschnitt des Riemens zwischen
zwei Enden angeordnet sein.
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Dabei
kann das Klemmteil einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Vorteilhaft
ist allerdings, wenn der obere und der untere Teil des Klemmteils miteinander
in mechanischer Verbindung stehen. Dies kann insbesondere durch
eine Hinterschneidung, eine Nut mit zugehöriger Feder, Bolzen, Niete oder
einer Schraube geschehen. Bei einteiliger Ausbildung des Klemmteils
kann vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der obere Teil und
der untere Teil über
einen Scharnierabschnitt, ein Filmscharnier, bzw. ein Festkörpergelenk
miteinander verbunden sind.
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Die
Wandungsabschnitte der Ausnehmung sind im Schnitt quer zur Zugrichtung
in vorteilhafter Weise gerade oder gebogen ausgebildet. Bei einem geraden
Verlauf sind vorteilhafter Weise die beiden Wandungsabschnitte plan
parallel zueinander angeordnet. Bei einem gebogenen Verlauf ist
denkbar, dass die beiden Wandungsabschnitte Teil einer kreiszylindrischen
Oberfläche
sind.
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Ferner
ist erfindungsgemäß denkbar,
dass die den Wandungsabschnitten der Ausnehmung zugewandten Seiten
des Klemmteils und/oder die Wandungsabschnitte Einführschrägen aufweisen.
Durch diese Einführschrägen kann
ein sicheres Einführen des
Klemmteils in die Ausnehmung gewährleistet werden.
Die Einführschrägen können dabei
geradlinig verlaufen oder gebogen bzw. ballig ausgebildet sein.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung sind die Wandungsabschnitte der Ausnehmung
in Zugrichtung wenigstens weitgehend parallel zueinander verlaufend
angeordnet. Hierdurch wird erreicht, dass das Klemmteil samt Riemen
in der Ausnehmung bei gleichbleibender Klemmkraft in Zugrichtung
verschoben werden kann, beispielsweise um den Riemen zu spannen.
Gemäß der Erfindung ist
es ebenfalls denkbar, dass die Wandungsabschnitte der Ausnehmung
in Zugrichtung wenigstens abschnittsweise konisch oder ballig derart
zueinander verlaufend ausgebildet sind, dass die Klemmkraft von
einer Einführtiefe
des Klemmteils in die Ausnehmung abhängig ist. Bei weiterem Einführen des Klemmteils
in die Ausnehmung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die
Klemmkraft zunimmt. Durch axiales Verstellen des Klemmteils in der
Ausnehmung kann damit die Klemmkraft entsprechend eingestellt werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung sind Einstellmittel zum Einstellen der relativen Lage
des Klemmteils in der Ausnehmung und/oder zum Spannen des Riemens
in Zugrichtung vorgesehen. Über
die Einstellmittel kann zudem das Klemmteil in der Ausnehmung fixiert
werden.
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Die
Einstellmittel können
dabei als eine in Richtung der Zugkraft verlaufend angeordnete Stellschraube
ausgebildet sein. Die Stellschraube greift dabei vorteilhafterweise
einerseits am Klemmteil an und andererseits an dem das die Ausnehmung
aufweisenden Maschinenelement oder an einem weiteren Bauteil. Insbesondere
kann das Einstellmittel an einer die beiden Wandungsabschnitte quer
zur Zugrichtung verlaufenden Verbindungswandung angreifen.
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Ferner
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass Dämpfungsmittel
zur Dämpfung
von Schwingungen des Riemens und/oder von auf den Riemen wirkenden
Kraftstößen vorgesehen
sind. Dabei können
insbesondere die Einstellmittel als Dämpfungsmittel ausgebildet sein
oder mit den Dämpfungsmitteln
in Wirkverbindung stehen. Für
den Fall, dass als Einstellmittel eine Stellschraube Verwendung
findet, kann als Dämpfungsmittel
beispielsweise eine wenigstens bedingt elastisch nachgiebige Unterlegscheibe
der Stellschraube zum Einsatz kommen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Ausnehmung zwei einander
zugewandte Klemmteile vorgesehen sind, wobei jedes Klemmteil ein
freies Ende des Riemens aufnimmt und wobei die beiden Klemmteile über Einstellmittel
miteinander verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass zwei Klemmteile
in einer Ausnehmung angeordnet sind und dass für beide Klemmteile lediglich
ein Einstellmittel, beispielsweise eine Stellschraube, die an beiden
Klemmteilen angreift, vorgesehen ist. Eine derartige Ausführungsform
ergibt eine einfach bauende Verbindung von zwei freien Enden eines
Riemens. Die beiden vorzusehenden Klemmteile sind dabei wenigstens
weitgehend identisch ausgebildet.
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Der
Riemen kann als Flachriemen oder als Zahnriemen ausgebildet sein.
Ist der Riemen als Zahnriemen ausgebildet, so weist das Klemmteil
auf der den Zähnen
zugewandten Seite mit den Zähnen korrespondierende
Zahnausnehmungen auf. Hierdurch wird neben einem Kraftschluss ein
vorteilhafter Formschluss erreicht.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung
zu entnehmen, in der zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher
beschrieben und erläutert
sind.
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Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
der Erfindung und
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2 eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung.
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In
der 1 ist eine erste erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung 10 dargestellt,
mit der das freie Ende 12 eines Riemens 14 an
einem Maschinenelement 16 befestigt ist. Der Riemen 14 ist
dabei als Zahnriemen ausgebildet, der an seiner in der 1 unteren
Seite Zähne 18 aufweist.
Die Befestigungseinrichtung 10 umfasst ein Klemmteil 20,
das einen oberen Teil 22 und einen unteren Teil 24 umfasst.
Der obere Teil 22 liegt dabei an der oberen Seite des Riemens 14 an
und der untere Teil 24 liegt an der unteren Seite des Riemens 14 an.
Die dem Riemen 14 zugewandte Seite des unteren Teils 24 weist dabei
komplementär
zu den Zähnen 18 ausgebildete Zahnausnehmungen 26 auf.
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Wie
aus der 1 deutlich wird, sind das obere
Teil und das untere Teil über
einen filmscharnierartigen Verbindungsabschnitt 28 miteinander
verbunden. Das U-förmig
ausgebildete Maschinenelement 16 weist zwischen zwei Wandungen 30 und 32 eine
Ausnehmung 34 derart auf, dass bei in die Ausnehmung eingeführtem Klemmteil 20 der
Riemen über
das an den Wandungen 30, 32 anliegende Klemmteil 20 mit
einer zur Zugrichtung orthogonal wirkenden Klemmkraft 38 beaufschlagt
wird. Das Öffnungsmaß a der
Ausnehmung ist dabei geringfügig kleiner
als die senkrecht zur Zugrichtung 36 des Riemens 14 verlaufende
Dicke der oberen und unteren Teile des Klemmteils 20 samt
des vom Klemmteil 20 umgriffenen Riemens 14 im
ungeklemmten Zustand. Hierdurch wird erreicht, dass eine entsprechend hohe
Klemmkraft 38 auf den Riemen 14 aufgebracht wird.
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Die
einander gegenüberliegenden
Wandungen 30 und 32 sind planparallel zueinander
angeordnet; das Öffnungsmaß a der
Ausnehmung ist über
die gesamte Längsachse
der Ausnehmung wenigstens weitgehend konstant.
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Der
der Wandung 32 zugewandte Abschnitt des unteren Teils 24 ist
planparallel zu Wandung 32 ausgebildet. Der der Wandung 30 zugewandte
Abschnitt 40 des oberen Teils 22 ist zur Wandung 30 hin leicht
ballig ausgebildet. Hierdurch wird insbesondere eine Einführung des
Klemmteils 20 samt dem Riemen 14 entgegen der
Zugrichtung 36 erleichtert.
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Zur
Einstellung der relativen Lage des Klemmteils 20 in der
Ausnehmung 34 und zum Spannen des Riemens 14 entlang
der Zugrichtung 36 ist ein Einstellmittel in Form einer
Stellschraube 42 vorgesehen. Die Stellschraube 42 durchgreift
dabei eine die beiden Wandungen 30 und 32 verbindende
Verbindungswandung 44 und ist in ein am Klemmteil 20 vorgesehenes
Gewinde 46 eingeschraubt. Durch Verdrehen der Stellschraube 42 kann
folglich die axiale Lage des Klemmteils in der Ausnehmung 20 verändert werden.
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Zur
Dämpfung
von Schwingungen des Riemens und von auf den Riemen wirkenden Kraftstößen ist
ein Dämpfungsmittel
in Form einer Federscheibe 48 vorgesehen. Die Federscheibe 48 ist dabei
zwischen dem Schraubenkopf 50 der Stellschraube 42 und
der Verbindungswandung 44 angeordnet.
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In
der 2 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung 60 gezeigt.
Bei der Ausführungsform
gemäß 2 werden
zwei freie Enden 62, 64 eines Riemens 66 miteinander
verbunden. Anstelle von einem Riemen können auch zwei getrennte Riemen
mit der Befestigungseinrichtung 60 verbunden werden. Die
Befestigungseinrichtung 60 umfasst dabei einen hülsenartig,
kreiszylindrisch ausgebildetes Element 67, das eine kreiszylindrische,
durch das Element 67 in Längsrichtung hindurchgehende
Ausnehmung 68 aufweist.
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An
beiden freien Enden 62, 64 ist jeweils ein eigenes
Klemmteil 70, 72, vorgesehen.
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Die
beiden Klemmteile 70, 72 weisen jeweils ein oberes
Teil und ein unteres Teil auf, wobei das obere Teil mit dem unteren
Teil über
eine quer zur Zugrichtung 36 verlaufende Nut-Feder-Verbindung 74 miteinander
verbunden sind. Über
eine derartige Nut-Feder-Verbindung 74 können Kräfte in Zugrichtung 36 übertragen
werden; dennoch können Klemmkräfte quer
zur Zugrichtung 36 aufgebracht werden.
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Die
Ausnehmung 68 weist gegenüberliegende Wandungsabschnitte 76, 78 derart
auf, dass bei in die Ausnehmung 68 eingeführten Klemmteilen 70, 72 der
Riemen über
das an den Wandungsabschnitten 76, 78 anliegende
Klemmteil 70, 72 mit einer zur Zugrichtung 36 des
Riemens 66 orthogonal wirkenden Klemmkraft beaufschlagt
wird.
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Zur
Spannung des Riemens 66 ist eine Stellschraube 80 vorgesehen,
die das eine Klemmteil 72 durchgreift und in ein am anderen
Klemmteil 70 vorhandenes Gewinde 82 eingeschraubt
ist. Zwischen dem Klemmelement 72 und dem Schraubenkopf 84 der
Stellschraube 80 kann eine Federscheibe 48 entsprechend
der 1 vorgesehen sein. Beim Verdrehen der Stellschraube 80 ändert sich
folglich der Abstand zwischen den beiden Klemmteilen 70, 72.