-
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Anordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art
zum Vorspannen eines Antriebsriemens.
-
Stand der Technik
-
Verdichter von Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge
werden vielfach durch einen Riemen angetrieben, der um eine auf
der Kurbelwelle des Motors angeordnete Riemenscheibe läuft. Der
Motor des Fahrzeugs hat Verbindung mit der Rahmenkonstruktion des
Fahrzeugs über
elastisch nachgiebige Elemente, welche Relativbewegungen zwischen
Motor und Rahmenkonstruktion gestatten und eine Vibrations- und
Schallübertragung
vom Motor auf die Rahmenkonstruktion und an den Innenraum des Fahrzeugs verringern.
Auch der genannte Verdichter ist im Sinne geringerer Vibrations-
und Schallübertragung
sowie längerer
Lebensdauer in der Regel beweglich in der Rahmenkonstruktion angeordnet.
-
Bedingt durch diese nachgiebigen
Aufhängungsanordnung
bedarf es somit auch einer Art von Vorspannung des Antriebsriemens
auf eine solche Weise, daß der
Antriebsriemen immer einwandfrei gespannt ist, so daß ein gleichmäßiger und
zuverlässiger
Antrieb des Klimananlagen-Verdichters gewährleistet ist.
-
Zur Erzielung einer derartigen Antriebsriemen-Vorspannung
sind verschiedene Typen von Federungsorganen bekannt. Die bisher
eingesetzten Federungsorgane waren jedoch mit dem Nachteil behaftet,
daß ihre
Federkraft, d.h. die die Vorspannung des Antriebsriemens bewirkende
Kraft, sich mit der Verstellung des angetriebenen Verdichters verringert.
Demzufolge wird die Vorspannung mit zunehmendem Alter und dadurch
bedingter Längsdehnung des
Antriebsriemens geringer, so daß ein
gleich mäßiger und
zuverlässiger
Antrieb des Klimananlagen-Verdichters nicht mehr aufrechterhalten
werden kann. Um in dieser Hinsicht einen Ausgleich zu schaffen und
eine einwandfreie Vorspannung des Antriebsriemens zu erzielen, muß der Antriebsriemen
während
der Lebensdauer des Antriebsriemens in bestimmten Zeitabständen von
Hand nachgespannt werden.
-
Zweck der Erfindung
-
Der Zweck der Erfindung besteht darin,
die oben beschriebenen Nachteile auszuschalten, eine Anordnung zur
Erhöhung
der Zuverlässigkeit
bei einem Antrieb mit einem Riemen zu ergeben und den Bedarf an
wiederholtem Nachspannen des Antriebsriemens zu verringern.
-
Diesen erfüllt die in der Einleitung genannte Antriebsriemen-Vorspannanordnung
durch eine die Erfindung kennzeichnende Federungsvorrichtung von
solcher Ausführung,
daß sie
eine Kraft bereitstellt, die im wesentlichen unabhängig von
der Verstellung der genannten Aggregate zwischen einer angegebenen
ersten und einer angegebenen zweiten Stellung konstant bleibt. Bei
der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung,
die eine bezogen auf die Verformung der Federungseinrichtung im
wesentlichen konstante Federkraft bereitstellt, ist kein Nachspannen
des Antriebsriemens zum Ausgleich dessen mit zunehmendem Alter größer werdenden
Längsdehnung
mehr erforderlich. Die erfindungsgemäße Anordnung reduziert demzufolge
den Aufwand für Wartung
und Instandhaltung, da kein Eingriff beim Antriebsriemen durch den
Kunden oder eine Werkstatt außer
beim Riemenwechsel bei Erreichen oder Überschreiten der Lebensdauer
des Antriebsriemens erforderlich ist.
-
Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Federungseinrichtung
ein erstes Federungsorgan, welches zwischen dem Trägerorgan
und genanntem Aggregat und auf solche Weise angeordnet ist, daß es eine
in Richtung der genannten Verstellung wirkende Kraft bereitstellt,
die sich mit zunehmender Verstellung vermindert, und ein zweites Federungsorgan,
welches zwischen dem Trägerorgan
und genanntem Aggregat und auf solche Weise angeordnet ist, daß es eine
in Richtung der genannten Verstellung wirkende Kraft bereitstellt,
die sich mit zunehmender Verstellung vergrößert. Das erste Federungsorgan
umfaßt
somit eine konventionelle Feder, die mit einer streckenden Kraft
auf den Antriebsriemen wirkt, welche mit zunehmender Längsdehnung
des Antriebsriemens abnimmt. Das zweite Federungsorgan umfaßt eine
Feder, die mit einer streckenden Kraft auf den Antriebsriemen wirkt,
welche mit zunehmender Längsdehnung
des Antriebsriemens zunimmt. Dies wird dadurch erreicht, daß das zweite
Federungsorgan eine Balganordnung umfaßt, wobei diese Balganordnung
einen pneumatischen Rollbalg aufweisen kann, der einen geschlossenen und
mit einer Druckluftquelle verbundenen Raum bildet. Die Balganordnung
umfaßt
vorteilhafterweise auch eine elastische Membran, die so angeordnet
ist, daß sie
auf der Mantelfläche
eines Körpers
mit zunehmender Querschnittfläche
auf solche Weise abrollen kann, daß die Federkraft der Balganordnung mit
zunehmendem Auszug der Balganordnung zunimmt.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird das genannte Aggregat von einem Stützorgan
getragen, das schwenkbar im Trägerorgan
angeordnet ist. Ein solches Stützorgan
kann ein wiegenähnliches
Organ enthalten, in welchem das genannte Organ montiert ist und
welches um eine Schwenkachse schwenkbar am Trägerorgan befestigt ist. Dabei
kann vorteilhafterweise das erste Federungsorgan ein elastisches
Drehelement umfassen, durch welches das Stützorgan schwenkbar mit dem Trägerorgan
verbunden ist. Mit einem derartigen Drehelement, welches das Stützorgan
und das genannte Aggregat trägt,
wird außerdem
der Vorteil erzielt, daß die
Schall- und Vibrationsübertragung
vom angetriebenen Aggregat reduziert werden kann. Das elastische
Drehelement kann dabei ein rohrförmiges
elastisches Element umfassen, dessen Innenfläche entweder mit dem Stützorgan
oder dem Trägerorgan und
dessen Außenfläche entsprechend
entweder mit dem Trägerorgan
oder dem Stützorgan
fest verbunden sind.
-
Bei einer vorteilhaften Anwendung
der Erfindung umfaßt
das genannte Aggregat einen Verdichter für eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug.
Dabei kann als Antriebsmotor der Antriebsmotor des Fahrzeugs dienen
und der Antriebsriemen zwischen ei ner auf der Welle des Verdichters
und einer auf der Kurbelwelle des Antriebsmotors befestigten Riemenscheibe
angeordnet sein.
-
Eine ausführliche Erläuterung der Erfindung enthält die nachstehende
Beschreibung einer Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren.
-
Beschreibung
der Figuren
-
1 zeigt
eine Antriebsanordnung für
einen Verdichter mit einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
in schematischer Darstellung,
-
2 zeigt
ein erstes Federungsorgan in 1 in
perspektivischer Darstellung und
-
3 zeigt
ein zweites Federungsorgan der Anordnung in 1 im Querschnitt.
-
Beschreibung
einer Ausführungsform
der Erfindung
-
In 1 ist
schematisch ein Verdichter 1 für eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
dargestellt. Auf der Antriebswelle des Verdichters 1 ist
eine Riemenscheibe 2 für
den Antrieb des Verdichters 1 angeordnet. In 1 ist auch der Fahrzeugmotor 3 schematisch
dargestellt, der auf der Kurbelwelle eine Riemenscheibe 4 aufweist.
Ein Antriebsriemen 5 ist zwischen den Riemenscheiben 2 und 4 angeordnet und überträgt Antriebskraft
vom Fahrzeugmotor 3 auf den Klimaanlagen-Verdichter 1.
Der Antriebsriemen 5 kann von beliebigem Typ sein und ist
im angeführten
Beispiel als konventioneller Keilriemen ausgeführt.
-
Der Verdichter 1 ist auf
einem wiegenähnlichen
Stützorgan 6 angeordnet,
das über
ein elastisches Drehelement 8 schwenkbar mit einem Trägerorgan 7 verbunden
ist. Das Trägerorgan 7 wiederum ist,
wie mit Bezugsziffer 9 angedeutet, mit der Rahmenkonstruktion
des Fahrzeugs verbunden. Das elastische Drehelement 8,
siehe 2, umfaßt ein rohrförmiges elastisches
und vorzugsweise aus gummiähnlichem
Material hergestelltes Element 10 mit einer Innenfläche, die über eine
metallische Rohrhülse 11 fest
mit dem Stützorgan 6 verbunden
ist, sowie mit einer Außenfläche, die über eine
metallische Rohrhülse 12 fest
mit dem Trägerorgan 7 verbunden ist.
Mit Hilfe des elastischen Drehelements 8 sind Stützorgan 6 und
Verdichter 1 somit im Verhältnis zum Trägerorgan 7 schwenkbar
um eine Schwenkachse, die in Längsrichtung
des elastischen Drehelements verläuft. In 1 ist der Verdichter 1 in einer aufrechtstehenden,
im wesentlichen senkrechten Stellung dargestellt. Wenn sich das
elastische Drehelement 8 in Ruhestellung befindet, d.h.
keine Kraft auf das Stützorgan 6 ausübt, befindet
sich der Verdichter 1 in 1 in
einer um ca. 10° nach
rechts geneigten Stellung. In der gezeigten Stellung versucht somit
das elastische Drehelement 8, den Verdichter 1 nach
rechts zu drehen, d.h. das elastische Drehelement 8 übt auf den
Antriebsriemen 5 eine Vorspannkraft aus.
-
Am Trägerorgan 7 ist eine
Stützplatte 13 angeordnet,
die im wesentlichen nach außen
gerichtet ist. Zwischen der Stützplatte 13 und
dem Stützorgan 6 befindet
sich ein Federungsorgan 14 in Form einer Balganordnung
mit progressiver Federungskennlinie, genauer gesagt ein sogenannter
pneumatischer Rollbalg. Ein solcher Rollbalg ist in 3 genauer dargestellt. Der Rollbalg 14 umfaßt eine
elastische Membran 15 aus einem rohrfömigen, gummiähnlichen Werkstoff
und angeordnet zum Abrollen auf der äußeren Mantelfläche eines
Rollkörpers 16,
welcher eine in der Ausdehnungsrichtung der Balganordnung zunehmende
Querschnittfläche
aufweist. Die Membran 15 ist am Rollkörper 16 rundum an
dessen Umkreis am Ende mit dem größten Durchmesser befestigt,
erstreckt sich abwärts
am Rollkörper 16 entlang, ist
am unteren Ende des Rollkörpers 16 nach
oben gefaltet, so daß sie
sich nach außen
und erneut aufwärts
erstreckt, und ist schließlich
an einem oben auf dem Rollkörper 16 angeordneten
Halter 17 befestigt. Genannter Halter 17 ist am
Stützorgan 6 befestigt, der
Rollkörper
ist an der Stützplatte 13 befestigt.
Die Membran 15 besitzt gewisse elastische Eigenschaften,
die ausschlaggebend sind für
den Radius R, mit dem die Membran 15 um sich selbst gefaltet
werden kann. Dies bedeutet, daß in
der unteren, in 3 gezeigten
Stellung, wenn die Balganordnung 14 zusammengedrückt ist,
die Membran 15 ihren kleinsten Außendurchmesser hat. Wenn die
Balganordnung 14 etwas ausgezogen ist und der Radius R
sich außerhalb
des größten Durchmessers
des Rollkörpers 16 befindet,
wird der Außendurchmesser
der Membran 15 seinen größten Wert annehmen. Der Halter 17 der
Balganordnung 14, der Rollkörper 16 und die Membran 15 umschließen zusammen
einen Hohlraum, der mit einer schematisch angedeuteten Druckluftquelle 18 verbunden
ist. Die Druckluftquelle kann einen Teil der bordseitigen Druckluftanlage
sein und den Hohlraum der Balganordnung mit einem im wesentlichen
konstanten Druck beaufschlagen. Bedingt dadurch, daß die Balganordnung 14 bei
ihrer Ausdehnung einen größeren Durchmesser
annimmt, wird die Kraft, mit der sich die Balganordnung 14 in Längsrichtung
ausdehnen will oder die auf das Stützorgan 6 wirkt, mit
zunehmender Längsausdehnung der
Balganordnung 14 zunehmen.
-
Vom elastischen Drehelement 8 geht
somit eine Kraft zum Vorspannen des Antriebsriemens 5 und
Drehen des Verdichters 1 nach rechts gem. 1 aus, die mit zunehmender Drehung abnimmt. Von
der Balganordnung 14 dagegen geht eine Kraft zum Spannen
des Antriebsriemens 5 und Drehen des Verdichters 1 nach
rechts gem. 1 aus, die mit
zunehmender Drehung abnimmt. Durch eine einwandfreie Bemessung einerseits
der Federkräfte
der Balganordnung 14 bzw. des elastischen Drehelements 8 und
andererseits der geometrischen Gestaltung der einzelnen Teile kann
demzufolge mit der dargestellten Anordnung eine Gesamtfederkraft
erhalten werden, die auf ein Spannen des Antriebsriemens 5 und
Drehen des Verdichters 1 nach rechts gem. 1 ausgerichtet und im wesentlichen unabhängig von
der Drehung des Verdichters 1 aus der gezeigten Grundstellung
von konstanter Größe ist.
-
Um das Auswechseln des Antriebsriemens 5 zu
erleichtern, gibt es im Stützorgan 6 eine Öffnung zur
Aufnahme eines Werkzeugs, mit dem das Stützorgan 6 und der
Verdichter 1 nach rechts gem. 1 gedreht werden können, wenn gleichzeitig die
Balganordnung 14 von Druck entlastet wird.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die hier dargestellte Ausführungsform
beschränkt,
sondern kann im Rahmen der nachstehenden Ansprüche verändert und modifiziert werden.
Zum Beispiel sei hier genannt, daß die erfindungsgemäße Anordnung
auch beim Antrieb anderer Aggregate als Verdichter für Klimaanlagen
zum Einsatz kommen kann. Die erfindungsgemäße Anordnung kann bei allen
erdenklichen Antrieben mit Antriebsriemen Anwendung finden. Ebenso
kann die in 3 darge stellte
Balganordnung bei unveränderter
Funktion in einer verglichen mit der Figur um 180° verdrehten
Stellung montiert sein.