DE3104201A1

DE3104201A1 - Vorrichtung zum spannen eines treibriemens von fahrzeugmotoren

Info

Publication number: DE3104201A1
Application number: DE19813104201
Authority: DE
Inventors: Derald Henry 44708 Stark Country Ohio Kraft; Daniel Michael 44310 Summit County Ohio Rinaldo
Original assignee: Dyneer Corp
Current assignee: Dyneer Corp
Priority date: 1979-11-05
Filing date: 1981-02-06
Publication date: 1982-08-19
Also published as: SE439350B; DE3104201C2; FR2499193A1; SE8100808L; CA1135534A

Description

Π / O Π 1 ;---····... . DR.-I NG. FRANZ WUESTHOPF IU4ZU I PATENTANWÄLTE-- ... \. ' .'.^ _pHIL._{pREDA TOHTHOPP}

WUESTHOFF -v. PECHMANN-BEHRENS-GOET2 »„l-ino. gbrhakd puls

DIPL₁-CHEM-DR-E. FREIHERR VON PECMMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE BUKOFEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREAS PKES l'oFFICE EUKOFEEN DES BKEVETS DXPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-rNG. KUPEKT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2

Dyneer Corporation telefon: (o8₃) 66 zoji

_. ._- TELEGKAMMtPROTBCTFATENT

1Λ-54 456

TELKx; 524070

Vorrichtung zum Spannen eines Treibriemens

von Fahrzeugmotoren

Die Erfindung bezieht sich auf eine mittels Federn vorgespannte, kraftbetätigte Vorrichtung zum Spannen eines endlosen Treibriemens für die Hilfsgeräte von Fahrzeugmotoren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In der Kraftfahrzeugindustrie besteht gegenwärtig eine Tendenz, die verschiedenen Hilfsgeräte eines Fahrzeugs, z.B. die Pumpe für die Servolenkung, öl- und Luftpumpen, die Klimaanlage und die Lichtmaschine, mit Hilfe eines einzigen endlosen Riemens anzutreiben, der seinerseits durch eine mit der Kurbelwelle des Motors drehfest verbundene Riemenscheibe angetrieben wird. Diese Anordnung wird beispielsweise als "Serpentinen-Riementrieb" bezeichnet. Um eint¹ optimale Arbeitsweise der verschiedenen Hilfsgeräte zu gewährleisten, ist es erforderlich, den Treibriemen unter einer vorbestimmten Spannung zu halten, damit neben einem störungsfreien Betrieb eine ausreichende Lebensdauer

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des Treibriemens erzielt wird. Wegen der größeren Länge des einzigen Treibriemens, der anstelle der bis jetzt gebräuchlichen mehreren kleineren Treibriemen verwendet wird, besteht eine größere Gefahr, daß sich der Treibriemen reckt, wodurch das Betriebsverhalten der anzutreibenden Hilfsgeräte beeinflußt wird. Daher ist es zweckmäßig, bei einem solchen endlosen Treibriemen eine Riemenspannvorrichtung zu verwenden, um einen störungsfreien Betrieb während langer Zeitspannen zu gewährleisten und ohne Rücksicht auf den Reckungsgrad des Treibriemens eine konstante Riemenspannung aufrechtzuerhalten.

Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen vorgeschlagen worden und in Gebrauch, die diese Aufgabe erfüllen sollen. Bei einer solchen bekannten Spannvorrichtung wird eine aus einem Elastomermaterial hergestellte Buchse verwendet, die mit Hilfe einer mechanischen Einrichtung unter einer Druckspannung gehalten wird und dazu dient, auf den Treibriemen ständig eine Spannkraft aufzubringen. Solche Vorrichtungen sind z.B. in den US-PSen 3 975 965 und 4 144 772 beschrieben. Bei diesen Spannvorrichtungen, bei denen von einem Elastomermaterial Gebrauch gemacht wird, ergibt sich der Nachteil, daß die hohe Belastung der sie den Treibriemen aussetzen, zu einem schnellen Verlust der Spannkraft führt, wenn eine Dehnung des Treibriemens eintritt, und daß sich hierbei eine Begrenzung der Hubstrecke der mit dem Treibriemen zusammenarbeitenden Spannrolle auf einen Wert ergibt, der kleiner ist als erwünscht. Außerdem kann eine plötzliche Beschleunigung oder Verzögerung des Treibriemens dazu führen, daß der Treibriemen zu schlagen beginnt, so daß eine zeitliche Verzögerung eintritt, bevor die volle Dämpfungswirkung erzielt wird.

Bei zahlreichen anderen Bauarten bekannter Riemenspannvorrichtungen werden Schraubenfedern verwendet, die entweder

unter einer Druckspannung oder unter einer Zugspannung

; stehen und dazu dienen, eine Spannkraft auf eine mit dem

ι Treibriemen zusammenarbeitende Spannrolle oder ein mit

j einer Kette zusammenarbeitendes Kettenrad aufzubringen.

j Solche Vorrichtungen sind z.B. in den US-PSen 2 703 019,

j 2 893 255, 3 413 866, 3 483 763, 3 631 734, 3 768 324,

j 3 812 733, 3 924 483, 3 965 768 und 4 108 013 beschrieben.

Bei einigen dieser verschiedenen mit Hilfe von Schrauben

federn betätigten Vorrichtungen wird die Vorspannkraft einer Feder in Verbindung mit hydraulisch betätigbaren Elementen verwendet, um die auf den Treibriemen aufgebrachte Spannkraft in Abhängigkeit davon zu regeln, ob sich der Motor in Betrieb befindet oder nicht. Beispiele für solche Vorrichtungen mit Federn und hydraulischen Elementen sind in den US-PSen 2 051 488, 3 142 193 und 4 077 272 beschrieben.

Jedoch ist bis jetzt keine Riemenspannvorrichtung bekannt, bei der auf einen endlosen Riemen zum Antreiben von Hilfsgeräten eine nahezu konstante vorbestimmte Spannkraft über eine Spannrolle aufgebracht

wird, die durch mehrere scheibenförmige Federn gegeneinander vorgespannt sind, wobei sich eine einfache, mit geringen Kosten herstellbare Anordnung ergibt, die es ermöglicht, eine nahezu konstante Spannkraft auf den Riemen ohne Rücksicht darauf aufzubringen, ob sich der Motor in Betrieb befindet oder nicht oder mit welcher Drehzahl er jeweils arbeitet, wobei ferner das Schlagen des Treibriemens eingeschränkt wird und wobei sich eine sehr gute Dämpfungswirkung erzielen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Riemenspannvorrichtung zu schaffen, die besonders einfach aufgebaut und bedienbar ist, eine hohe innere Dämpfung bewirkt und die über sehr lange Betriebsperioden eine nahezu konstante Riemenspannung sicherstellt, unabhängig davon, ob sich der Motor in Betrieb befindet oder nicht.

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• ·

Die Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Ausgestaltungen in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung wird.durch mehrere scheibenförmige Federn, d.h. sogenannte Tellerfedern, betätigt, die eine Vorspannkraft auf zwei sich über koaxiale, zur Achse schräge' Rampenflächen aufeinander abstützende Nokkenplatten ausüben, um eine nahezu konstante vorbestimmte Spannkraft auf den endlosen Treibriemen der Antriebseinrichtung für die Hilfsgeräte eines Fahrzeugmotors ohne Rücksicht darauf aufzubringen, ob sich der Motor in oder außer Betrieb befindet bzw. mit welcher Drehzahl und unter welchen sonstigen Bedingungen er arbeitet. Bei der Riemenspannvorrichtung nach der Erfindung wird eine der Nockenplatten, die auf einer ortsfesten Achse axial verschiebbar geführt ist, durch Tellerfedern an die andere Nockenplatte angepreßt, die auf der Achse drehbar gelagert und fest mit einem Hebel verbunden ist, welcher auf seinem freien Ende eine Spannrolle trägt. Durch die Verdrehwirkung der beiden Nockenplatten wird der Hebel so geschwenkt, daß er den Treibriemen spannt, wobei die Spannrolle an dem Treibriemen anliegt; bei dieser Spannvorrichtung sind die Tellerfedern zwischen der verschiebbaren Nockenplatte und einer Nabe eingespannt, die längs der genannten Achse verstellbar ist, so daß sich die durch die Tellerfedern aufgebrachte Vorspannkraft einstellen läßt. Jede der Nockenplatten weist eine ringförmige Nockenfläche auf, wobei jede Nockenfläche einen Satz von einzelnen Nockenflächen bildet? zu jedem Satz gehören eine ebene Basisfläche, die Rampenfläche und eine ebene obere Fläche; die Rampenflächen der beiden Nockenplatten werden zur Anlage aneinander gebracht, um zwischen den Nockenplatten eine Verdrehwirkung hervorzurufen, so daß der Hebel gedreht wird, um die Spannrolle zur Anlage an dem zu spannenden Riemen zu bringen. Die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung ist außerordentlich robust, sie läßt sich mit geringen Kosten herstellen, und sie bildet eine Konstruktion

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von besonderer Einfachheit, so daß eine Vereinfachung der Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten erzielt wifdv^Mit Hilfe der Tellerfedern kann eine relativ große Vorspannkrai aufgebracht werden, und es läßt sich eine verbesserte Dämpfungswirkung erzielen, um ein Schlagen des Treibriemens bzw. einen unerwünschten Durchhang zu vermeiden.

Zu der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung gehören im wesentlichen die nachstehend genannten Teile: eine Achse, die geeignet ist, nahe dem Treibriemen ortsfest angeordnet zu werden, ein auf der Achse schwenkbar gelagerter Hebel bzw. Kurbelarm, der gegenüber der Achse nach außen ragt, eine auf dem Hebel drehbar gelagerte Spannrolle, die mit dem Treibriemen zusammenarbeitet, um ihn zu spannen, wenn sie in Richtung auf den Treibriemen bewegt wird, ein erstes, schräges Nockenteil, das auf der Achse drehbar gelagert ist und mit dem Hebel zusammenarbeitet, um ihn zu schwenken, ein zweites schräges Nockenteil, das auf der Achse verschiebbar ist und sich zur Anlage an dem ersten Nockenteil,bringen läßt, sowie eine Federeinrichtung, die das zweite Nockenteil gegen das erste Nockenteil vorspannt, um dieses zusammen mit dem Hebel nach Art einer überholbaren Klauenkupplung zu drehen, damit die Spannrolle zur Anlage an dem Treibriemen gebracht wird, um ihn zu spannen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht, die für die Betrachtung der vorderen Stirnfläche eines Motors gilt und einen endlosen Treibriemen darstellt, der betriebsmäßig mit den Hilfsgeräten des Motors zusammenarbeitet und durch eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung gespannt gehalten wird;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Treibriemenanordnung nach Fig. 1 bei Betrachtung derselben in Richtung der Pfeile 2;

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Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3 bei Betrachtung derselben von der Linie 4-4 aus;

Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 3;

Fig. 6 eine vergrößerte Stirnansicht der auf dem Hebel angeordneten Nockenplatte nach ihrem Ausbau aus der Riemenspannvorrichtung ;

Fig. 7 die Nockenplatte nach Fig. 6 bei Betrachtung derselben von der Linie 7-7 aus;

Fig. 8 eine Darstellung eines Satzes der Nockenflächen der auf dem Hebel angeordneten Nockenplatte nach Fig. 6 und 7;

Fig. 9 eine vergrößerte Stirnansicht der verschiebbaren Nockenplatte nach ihrem Ausbau aus der Riemenspannvorrichtung;

Fig. 10 die Nockenplatte nach Fig. 9 bei Betrachtung derselben von der Linie 10-10 aus;

Fig. 11 eine Darstellung eines Satzes der Nockenflächen der verschiebbar gelagerten Nockenplatte nach Fig. 9 und 10;

Fig. 12 eine Darstellung des Eingriffs zwischen den beiden Nockenplatten;

Fig. 13 eine Stirnansicht einer abgeänderten Ausführungsform der auf dem Hebel angeordneten Nockenplatte ähnlich derjenigen nach Fig. 6 nach ihrem Ausbau aus der Riemenspannvorrichtung;

: 310420T -jf-

[ Fig. 14 die Nockenplatte nach Fig. 13 bei Betrachtung

j derselben von der Linie 14-14 aus;

Fig. 15 einen Satz der Nockenflächen der auf dem Hebel montierten Nockenplatte nach Fig. 13 und 14;

Fig. 16 eine Stirnansicht einer abgeänderten, verschiebbar gelagerten Nockenplatte ähnlich derjenigen nach Fig. nach ihrem Ausbau aus der Riemenspannvorrichtung, die in Verbindung mit der auf dem Hebel montierten Nockenplatte nach Fig. 13 verwendet wird;

Fig. 17 die Nockenplatte nach Fig. 16 bei Betrachtung derselben von der Linie 17-17 aus; und

Fig. 18 einen Satz der Nockenflächen der verschiebbar gelagerten Nockenplatte nach Fig. 16 und 17.

In Fig. 1 ist die insgesamt mit 1 bezeichnete erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung in ihrer Spannstellung gegenüber einem endlosen Treibriemen 2 einer zur Kraftübertragung dienenden Treibriemenanordnung dargestellt, die auf der vorderen Stirnseite eines Motors angeordnet ist. Zu der Hilfsgeräte-Antriebseinrichtung gehören mehrere Riemenscheiben von unterschiedlichem Durchmesser, die den verschiedenen Hilfsgeräten des Motors zugeordnet sind, deren relative Anordnung aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die verschiedenen Riemenscheiben werden durch die zugehörigen Hilfsgeräte unterstützt, die ihrerseits auf einem Motor 3 auf bekannte Weise montiert sind. Gemäß Fig. 2 bewegt sich der Treibriemen 2 innerhalb einer einzigen senkrechten Ebene, um ein Verklemmen oder Schrägstellen des Riemens zu verhindern.

Zu der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung zum Antreiben der Hilfsgeräte eines Motors gehören eine Hauptantriebs-Riemenscheibe 4, die betriebsmäßig mit der Hauptantriebswelle des Motors gekuppelt ist, eine mit der Motorluftpumpe gekuppelte Riemenscheibe 5, eine mit einer Lichtmaschine 7 zum Erzeugen von elektrischer Energie für den Motor gekuppelte Riemenscheibe 6, eine mit der Servolenkeinrichtung des Fahrzeugs gekuppelte Riemenscheibe 8 sowie eine mit der Wasserpumpe des Motors gekuppelte Riemenscheibe 9.

Zu der insbesondere in Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Riemenspannvorrichtung gehören eine Achse 12, eine Nabe 13, mehrere Tellerfedern 14, eine Spannrolle 15, ein Hebel 16, eine auf dem Hebel montierte Nockenplatte 17 und eine auf der Achse gelagerte Nockenplatte 18.

Die Achse 12 weist einen zylindrischen bzw. rohrförmigen Hauptabschnitt 20 auf, an dessen eines Ende sich ein ringförmiger Flansch 21 anschließt, während das andere Ende einen mit Außengewinde versehenen Abschnitt 22 bildet. Der rohrförmige Abschnitt 20 ist mit drei sich axial erstreckenden Schlitzen oder Keilnuten 23 versehen, die sich von dem Gewindeabschnitt 22 aus über annähernd zwei Drittel der Länge des Abschnitts 20 erstrecken. Die Achse 12 weist eine zentrale Bohrung 24 auf, durch welche ein Gewindebolzen 25 hindurchragt, mittels dessen die Achse 12 in der Nähe des Treibriemens 2 auf einem Motortragbock 26 ortsfest in ihrer Lage gehalten wird. Die Achse 12 ist mit dem Bock 26 durch eine Mutter 27 und einen Bolzenkopf 28 verspannt, welch letzterer sich gemäß Fig. 3 an dem ringförmigen Flansch 21 der Achse abstützt. Gemäß Fig. 5 ist die Stirnfläche des Gewindeabschnitts 22 der Achse 12 mit einer kleinen Bohrung oder Aussparung 29 versehen, die einen Paßstift 30 aufnimmt, welcher durch ein dazu passend geformtes Loch 31 des Bocks 26 ragt, um die Lage der Achse 12 gegenüber dem Bock zu bestimmen und ein Verdrehen zu verhindern.

Die Nabe 13 ist allgemein ringförmig und weist einen zylindrischen Abschnitt 33 auf, der mit einer Gewindebohrung 34 versehen ist, in die der Gewindeabschnitt 22 der Achse 12 eingeschraubt ist. Zu der Nabe 13 gehört ferner ein radial nach außen ragender Flansch 35, der mit dem zylindrischen Abschnitt 33 aus einem Stück besteht und eine allgemein ebene innere Stirnfläche 36 hat, die sich gemäß Fig. 3 an der äußersten Tellerfeder 14 abstützt. Eine Klemmschraube ragt durch eine dazu passende radiale Gewindebohrung 38 in dem zylindrischen Nabenabschnitt 33 und dient dazu, mit dem Gewindeabschnitt 22 der Achse 12 zusammenzuarbeiten, um die Nabe 13 auf der Achse 12 in der gewünschten axialen Stellung festzulegen.

Bei den Federn 14 handelt es sich um Tellerfedern bekannter Art. Jede Feder 14 hat eine zentrale Öffnung 40, durch welche die Achse 12 hindurchragt, so daß die Tellerfedern auf dem zylindrischen Abschnitt 20 der Achse 12 verschiebbar gelagert sind. Gemäß Fig. 3 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Tellerfedern 14 in Form eines Stapels angeordnet, so daß sie beim Zusammendrücken eine axiale Kraft erzeugen. Im Rahmen der Erfindung könnte man auf der Achse 12 auch eine andere Zahl von Federn 14 anordnen.

Bei der Riemenscheibe 15 handelt es sich um eine aus Blech hergestellte Riemenscheibe bekannter Art, die an ihrem Umfang eine Nut 42 zum Aufnehmen des Treibriemens 2 aufweist. Die Riemenscheibe 15 ist auf dem Hebel 16 mittels eines Achsstummels 43 drehbar gelagert, der fest in das freie Ende des Hebels eingebaut ist und auf seinem freien Ende vorzugsweise ein nicht dargestelltes Lager für die Riemenscheibe trägt.

Der Hebel 16 ist vorzugsweise als Preß- oder Gußteil von geringem Gewicht aus Aluminium ausgebildet und hat gemäß Fig. 4 eine annähernd ovale Form, wobei das untere Ende mit einer

zentralen Öffnung 45 versehen ist. Der Hebel 16 weist am Umfang der Öffnung 45 drei in gleichmäßigen Umfangsabständen verteilte Keilnuten 46 auf, mittels welcher sich der Hebel auf eine noch zu erläuternde Weise montieren läßt.

Die insbesondere in Fig. 3, 6, 7 und 8 dargestellte Nockenplatte 17 ist einstückig ausgebildet und weist einen zylindrischen Nabenabschnitt 49 und einen ringförmigen, insgesamt mit 50 bezeichneten Nockenabschnitt auf. Der Nockenabschnitt 50 hat einen größeren Durchmesser als die Nabe und ragt radial nach außen. Der Nabenabschnitt 49 hat eine glatte zylindrische Bohrung 51, die das äußere Ende des Achsenabschnitts 20 aufnimmt, der in dem Nabenabschnitt mittels einer Lagerbuchse 52 drehbar gelagert ist.

Die Bohrung 51 der Nabe ist mit einer Schulter 53 versehen, die sich am inneren Ende der Lagerbuchse 52 abstützt. Die äußere ringförmige Stirnfläche 54 der Nabe 49 stützt sich gleitend an einer Anlaufscheibe 55 ab, die auf der Achse zwischen der Stirnfläche 54 der Nabe und der Innenfläche des stirnseitigen Flansches 21 der Achse 12 angeordnet ist, um ein Gleitlager zu bilden. Der Hebel 16 ist mit dem Nabenabschnitt 49 der Nockenplatte 17 durch einen Preßsitz oder dergl. drehfest verbunden. Der Nabenabschnitt 49 ist mit drei in gleichmäßigen Umfangsabständen verteilten Keilen 45 versehen, die in Eingriff mit den Keilnuten 46 des Hebels stehen, um eine drehfeste Verbindung zwischen der Nockenplatte 17 und dem Hebel 16 herzustellen, so daß sich der Hebel 16 und die Nockenplatte 17 gemeinsam drehen, um die Spannrolle 15 in der nachstehend beschriebenen Weise so zu drehen, daß der Treibriemen 2 gespannt wird.

Gemäß der Erfindung ist der ringförmige Nockenabschnitt 50 der Nockenplatte 17 mit einer ringförmigen Fläche versehen, die gemäß Fig. 6 mehrere Sätze von Nockenflächen aufweist.

Im vorliegenden Fall sind vier einander ähnelnde Sätze von Flächen vorhanden. Zu jedem Satz gehören eine ebene, in der Umfangsrichtung verlaufende Basisfläche 58, die in der gleichen Ebene liegt wie die ringförmige innere Stirnfläche des Nabenabschnitts 49, und eine Rampenfläche 60, die sich von der Basisfläche 58 weg erstreckt und in eine ebene obere oder äußere Fläche 61 übergeht, die parallel zu der Basisfläche 58 verläuft. Die Rampenflächen 60 erstrecken sich nach außen unter einem Winkel von etwa 30 zu der Ebene der inneren Stirnfläche 59 der Nabe und der Basisfläche 58, und sie sind mit den Flächen 58 durch axiale Flächen 74 verbunden, die sich im rechten Winkel zu den Basisflächen 58 erstrecken. Die oberen bzw. äußeren Flächen 61 sind mit den Basisflächen 58 durch im rechten Winkel dazu verlaufende Flächen 62 verbunden.

Bei der dargestellten Anordnung der Nockenflächen bei der Nockenplatte 17 hat jede Basisfläche 58 eine ümfangslänge von 40°, jede Rampenfläche 60 hat eine Ümfangslänge von 26,6°, und jede obere Fläche 61 hat eine Ümfangslänge von 23,4°, so daß jeder Satz von Nockenflächen insgesamt eine Ümfangslänge von 90° hat und einen Quadranten der ringförmigen Nockenfläche des Abschnitts 50 einnimmt. Die Sätze von je drei Nockenflächen sind gleichartig ausgebildet und wiederholen sich über den gesamten Umfang des Nockenkranzes ! viermal. Gemäß Fig. 13 bis 18 können die Umfangslängen und

{ die Anzahl der Sätze von einzelnen Nockenflächen variieren.

■ Die insbesondere in Fig. 3, 9, 10 und 11 dargestellte, auf

der Achse 12 angeordnete Nockenplatte 18 ist allgemein ringförmig und weist eine zentrale Öffnung 65 auf, an der drei

• radial nach innen ragende Keile 66 ausgebildet sind, welche

in gleitendem Eingriff mit den Keilnuten 23 des zylindrischen Achsenabschnitts 20 stehen, um die Nockenplatte 18 drehfest

■ mit der Achse zu verbinden. Somit läßt sich die Nockenplatte

18 längs des Achsenabschnitts 20 verschieben, jedoch nicht gegenüber dem Achsenabschnitt drehen.

Die Nockenplatte 18 hat eine allgemein ebene ringförmige äußere Stirnfläche 67, die sich gemäß Fig. 3 an der innersten Tellerfeder 14 abstützt. Gemäß der Erfindung ist die entgegengesetzte Stirnfläche der Nockenplatte 18 mit einer ringförmigen Nockenfläche versehen, zu der mehrere Sätze von einzelnen Nockenflächen gehören, wie es auch bezüglich der Nockenplatte 17 schon beschrieben wurde. Zu jedem Satz von Nockenflächen gehören eine ebene Basisfläche 68, die in der gleichen Ebene liegt wie die ringförmige innere Stirnfläche 69 der Nockenplatte 18, und eine Rampenfläche 70, die sich gegenüber der Basisfläche 68 nach oben bzw. außen erstreckt und in eine ebene äußere Fläche 71 übergeht. Die äußeren Flächen 71 verlaufen parallel zu den Basisflächen Die Rampenflächen 70 erstrecken sich nicht unmittelbar von den zugehörigen Basisflächen 68 weg nach außen, wie es bei den Rampenflächen 60 der Nockenplatte 17 der Fall ist, sondern sie sind mit den Basisflächen 68 durch nach außen verlaufende Flächen 72 verbunden. Die Rampenflächen 70 verlaufen nach außen unter einem Winkel von etwa 30° gegenüber der Ebene der Basisflächen 68, die mit den äußeren Flächen 71 durch im rechten Winkel dazu verlaufende Flächen 73 verbunden sind, welche sich allgemein parallel zu den ihnen gegenüberliegenden Flächen 72 erstrecken.

Bei der dargestellten Nockenflächenanordnung der Nockenplatte 18 hat jede Basisfläche 68 eine Umfangslänge von 53,8°, jede Rampenfläche 70 eine Umfangslänge von 6,2° und jede äußere Fläche 71 eine Umfangslänge von 30 . Auch bei dieser Anordnung hat jeder Satz von Nockenflächen insgesamt eine Umfangslänge von 90°, d.h. er nimmt einen Quadranten der ringförmigen Nockenfläche ein, wie es auch bei den Nokkenflächen der Nockenplatte 17 der Fall ist. Auch bei der

Nockenplatte 18 kann man die Umfangslänge und die Anzahl der Sätze von Nockenflächen nach Wunsch variieren.

j Im folgenden ist die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen

Riemenspannvorrichtung 1 kurz beschrieben. Die verschiedenen Teile werden bei der Anordnung nach Fig. 3 auf die Achse 12 aufgeschoben, wobei die Nabe 13 längs des Gewindeabschnitts 22 axial in Richtung auf den Hebel 16 bewegt wird, um die Tellerfedern 14 einem Druck auszusetzen, bis diese auf die Nabe 13 und die Nockenplatte 18 eine vorbestimmte Vorspannkraft aufbringen. Dann wird die Nabe 13 durch Anziehen der Klemmschraube 37 gegen den Gewindeabschnitt 22 festgelegt. Die durch die Tellerfedern 14 aufgebrachte axiale Kraft bewirkt, daß die Nockenplatte 18 längs des Achsenabschnitts nach außen geschoben und zur Anlage an der Nockenplatte 17 gebracht wird. Die Nockenplatte 18 kann sich hierbei nicht drehen, da ihre Keile 66 in die Keilnuten 23 der Achse eingreifen. Die Rampenflächen 70 der Nockenplatte 18 bringen eine Drehkraftkomponente auf die Rampenflächen 60 der Nokkenplatte 17 auf, so daß diese gemäß Fig. 1 im Uhrzeigersinne gedreht wird, da sich diese Nockenplatte nicht axial bewegen kann, weil sie sich an dem Flansch 21 der Achse 12 abstützt. Diese Drehbewegung der Nockenplatte 17 bzw. die durch sie ausgeübte Kraft führt dazu, daß der mit dieser Nockenplatte drehfest verbundene Hebel in Richtung auf den Treibriemen 2 geschwenkt wird, um die Spannrolle 15 an den Riemen anzupressen und ihn zu spannen.

Die Tellerfedern 14 üben auf die Nockenplatte 18 eine vorbestimmte axiale Vorspann- bzw. Schubkraft aus, die wegen der Gleitberührung zwischen den Rampenflächen 60 und 70 der beiden Nockenplatten als Drehkraft auf die Nockenplatte 17 aufgebracht wird. Wenn sich der Treibriemen 2 dehnt, wird die Nockenplatte 17 gemäß Fig. 1 weiter im Uhrzeigersinne gedreht, wobei sich die Rampen 70 längs der Rampen 60 weiter

nach oben bewegen, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Bei der Riemenspannvorriehtung 1 haben die Nockenplatten einen Arbeitsbereich innerhalb eines Winkels von etwa 30°, der dem Kreisbogen entspricht, längs dessen sich die Rampenflächen 70 längs der Rampenflächen 60 bewegen können, um auf den Treibriemen 2 eine nahezu konstante Spannung aufzubringen, wenn eine Dehnung des Treibriemens eintritt. Die durch die Tellerfedern 14 aufgebrachte Axial- bzw. Schubkraft nimmt innerhalb des gesamten Drehbereichs von 30° des Hebels 16 nur in einem sehr geringen Ausmaß ab, was auf die Kennwerte der Federn zurückzuführen ist, die sich im Gegensatz zu den bis jetzt gebräuchlichen Schraubenfedern bei den Tellerfedern erzielen lassen.

Bei sämtlichen durch den Treibriemen 2 angetriebenen Hilfsgeräten lassen sich Wartungsarbeiten auf bequeme Weise durchführen, und der Treibriemen läßt sich leicht erneuern, wenn er beschädigt oder zu stark abgenutzt ist; zu diesem Zweck muß man die Befestigungsmutter 27 und die zum Spannen dienende Nabe 13 lockern, wenn es nicht möglich ist, den Hebel 16 mit der Hand entgegen dem Uhrzeigersinne zu bewegen, um den Treibriemen 2 von seiner Spannung zu entlasten.

Im Rahmen der Erfindung kann man die Nockenplatten anstelle der in Fig. 8 bis 12 dargestellten und vorstehend beschriebenen Sätze von Nockenflächen mit verschiedenen andersartigen Nockenflächen versehen. Eine abgeänderte Ausführungsform einer Anordnung von Nockenflächen ist in Fig. 13 bis 18 dargestellt. Hierbei wird eine auf einem Hebel montierte, in Fig. 13, 14 und 15 dargestellte, insgesamt mit 75 bezeichnete Nockenplatte in Verbindung mit einer abgeänderten, auf einer Achse gelagerten, in Fig. 16, 17 und 18 dargestellten Nockenplatte 76 verwendet. Abgesehen von den Sätzen von Nokkenflächen, haben die Nockenplatten 75 und 76 allgemein die gleiche Gestalt wie die beschriebenen Nockenplatten 17 und 18,

Der Nockenringabschnitt 77 der Nockenplatte 75 weist eine ringförmige Nockenfläche auf, die gemäß Fig. 13 mit mehreren Sätzen von Nockenflächen versehen ist. Gemäß Fig. 13 sind drei einander ähnelnde Sätze von Nockenflächen vorhanden. Zu jedem Satz gehören eine ebene, sich radial erstrekkende Basisfläche 78, die in der gleichen Ebene liegt wie die innere ringförmige Stirnfläche 79 des Nabenabschnitts, sowie eine Rampenfläche 80, die sich von der Basisfläche aus unter einem Winkel von 25° in axialer Richtung erstreckt und in eine ebene obere bzw. äußere Fläche 81 übergeht, die parallel zu der Basisfläche 78 verläuft. Die Rampenflächen 80 sind mit den Basisflächen 78 durch Flächen 82 verbunden, die sich im rechten Winkel zu den Basisflächen in axialer Richtung erstrecken. Die oberen bzw. äußeren Flächen 81 haben vorzugsweise abgeschrägte Kanten 83, die mit den Basisflächen 78 durch dazu rechtwinklige Flächen 89 verbunden sind.

Bei der abgeänderten Nockenplatte 75 hat jede Basisfläche eine Umfangslänge von 35°, jede Rampenfläche 80 eine Umfangslänge von etwa 61,5° und jede äußere Fläche 81 eine Umfangslänge von etwa 23,5 , so daß jeweils drei solche Flächen einen Satz von Nockenflächen bilden, der insgesamt eine Umfangslänge von 120° besitzt und sich über ein Drittel der ringförmigen Nockenfläche des Ringabschnitts 77 erstreckt, j Alle drei Sätze von Nockenflächen haben die gleiche Form,

j so daß sich die verschiedenen Flächen über den Umfang der

j Nockenfläche dreimal wiederholen.

Die in Fig. 16, 17 und 18 dargestellte, auf der Achse gelagerte Nockenplatte 76 hat ähnlich wie die Nockenplatte 18 eine allgemein ringförmige Gestalt und weist einen ringförmigen Nockenringabschnitt 84 auf, der entsprechend der be- ^: schriebenen Nockenplatte 75 mit mehreren Sätzen von Nockenflächen versehen ist. Zu jedem Satz von Nockenflächen der Nockenplatte 76 gehören eine ebene Basisfläche 85, die in

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der gleichen Ebene liegt wie die innere Ringfläche 86 des Ringabschnitts 84, eine Rampenfläche 87, die in eine ebene obere bzw. äußere Fläche 88 übergeht, sowie eine obere bzw. äußere Fläche 88, die parallel zu der Basisfläche 85 verläuft. Die Rampenflächen 87 sind mit den Basisflächen 85 durch parallel zur Achse der Nockenplatte verlaufende Flächen 90 verbunden. Die oberen bzw. äußeren Flächen 88 enden an geneigten Kantenflächen 91, die mit den Basisflächen 85 durch zur Achse der Nockenplatte parallele Flächen 92 verbunden sind.

Bei der Nockenplatte 76 hat jede Basisfläche 85 eine Umfangslänge von etwa 35°, jede Rampenfläche 87 eine Umfangslänge von etwa 63,5° und jede äußere Fläche 88 eine Umfangslänge von etwa 21,5°. Auch in diesem Fall beträgt die gesamte Umfangslänge jedes Satzes von Nockenflächen ebenso wie bei der Nockenplatte 75 120°.

Die verschiedenen Flächen der abgeänderten Nockenplatten 75 und 76 arbeiten auf ähnliche Weise zusammen, wie es bezüglich der Nockenplatten 17 und 18 beschrieben wurde, so daß sich eine erneute Beschreibung erübrigen dürfte.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist durch die Erfindung eine verbesserte Riemenspannvorrichtung von einfacher Konstruktion geschaffen worden, die zweckmäßig ist, zuverlässig arbeitet, sich mit geringen Kosten herstellen läßt und eine Lösung der Erfindungsaufgabe bietet, wobei gleichzeitig die bei den bis jetzt bekannten Riemenspannvorrichtungen dieser Art auftretenden Schwierigkeiten vermieden werden.

Leerseite

Claims

••••"I I«"*** ÖR.-ING.FRANZ VUESTHOPF

PATENTANWÄLTE ""' 4*. phil.freda wuesthoff (,927-^6)

WUESTHOFF -v. PECHMANN-BEHRENS-GOET2 _d,pl,ing.gerhard puls (._?,2-.,₇i)

DIPL.-CHBM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THB EUKOPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

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tblegkam μ: fkotectpatent telex: 5240/0

Patentansprüche:

Λ.) Vorrichtung zum Spannen eines endlosen Treibriemens der Antriebseinrichtung für die Hilfsgeräte eines Fahrzeugmotors mit einer Achse, die sich nahe dem Treibriemen ortsfest anordnen läßt, einem auf der Achse schwenkbar gelagerten, sich von der Achse weg erstreckenden Hebel, der zum Zweck des Spannens des Treibriemens durch auf der Achse angeordnete Federn schwenkbar ist, sowie mit einer auf dem Hebel gelagerten Spannrolle, die dazu dient, den Treibriemen zu spannen, wenn der Hebel gegenüber dem Treibriemen in der entsprechenden Richtung geschwenkt wird, gekennzeichnet durch

eine auf der Achse (12) drehbar gelagerte, mit dem Hebel (16) drehfest verbundene erste Nockenplatte (17; 75) mit achsparallelen Nocken mit schrägen Rampenflächen (60, 80) zum Schwenken des Hebels,

eine auf der Achse axial verschiebbar geführte, in Eingriff mit der ersten Nockenplatte bringbare zweite Nockenplatte (18; 76) mit achsparallelen Nocken mit schrägen Rampenflächen (70, 87),

sowie eine Federanordnung zum Vorspannen der zweiten Nockenplatte gegen die erste Nockenplatte derart, daß die erste Nokkenplatte zusammen mit dem Hebel mittels der schrägen Rampenflächen geschwenkt und die Spannrolle (15) an den Treibriemen (2) gedrückt wird und ihn spannt.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung mehrere scheibenförmige Federn (14) umfaßt, die auf die Achse (12) aufgeschoben sind und sich aneinander abstützen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß auf der Achse (12) in axialem Abstand von der zweiten Nockenplatte (18; 76) eine axial verstellbare und feststellbare Nabe (13) angeordnet ist, auf der sich die Federanordnung (14) abstützt, und mittels der die durch die Federanordnung auf die zweite Nockenplatte aufgebrachte Vorspannkraft einstellbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (13) eine Gewindebohrung (34) aufweist und die Achse (12) mit einem Gewindeabschnitt (22) versehen ist, der in Eingriff mit der Gewindebohrung der Nabe steht und auf dem die Nabe auf der Achse verstellbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet , daß der mit Gewinde versehene Abschnitt (22) der Achse (12) eine Positioniereinrichtung (23) aufweist, die es ermöglicht, die Achse in der richtigen Lage zu halten, wenn sie auf einem Motortragbock (26) nahe einem Treibriemen (2) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß der Hebel (16) und die erste Nockenplatte (17; 75) auf der Achse (12) mittels eines Lagers (51, 52) drehbar gelagert sind.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Nockenplatte (17; 75) und die zweite Nockenplatte (18; 76) auf die Achse (12) aufgeschoben sind und miteinander in Eingriff bringbare koaxiale Nockenflächen aufweisen, wobei zu jeder Nockenfläche mehrere Sätze von Flächen gehören und wobei zu jedem Satz von Flächen eine Basisfläche gehört (58, 68; 75, 85), eine sich schräg nach oben erstreckende Rampenfläche (60, 70; 80, 87) sowie eine obere Fläche (61, 71; 81, 88).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nockenplatte (17, 18) vier Sätze von Nockenflächen aufweist und daß die Umfangslänge jeder der Rampenflächen (60) der ersten Nockenplatte (17) größer ist als die umfangslänge jeder der Rampenflächen (70) der zweiten Nockenplatte (18).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Omfangslänge jeder der Rampenflächen (60) der ersten Nockenplatte (17) etwa 27° und die Umfangslänge jeder der Rampenflächen (70) der zweiten Nockenplatte (18) etwa 6° beträgt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Basisflächen (58, 68) und die oberen Flächen (61, 71) jedes Satzes von Nockenflächen zueinander parallel sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Satz von Nockenflächen der beiden Nockenplatten (17, 18) insgesamt eine Umfangslänge von 90° hat.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet , daß die angenäherte Umfangslänge der Basisfläche (58), der Rampenfläche (60) und der oberen Fläche (61) jedes Satzes der ersten Nockenplatte (17) 40° bzw. 27° bzw. 23° beträgt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die angenäherte umfangslänge der Basisfläche (68), der Rampenfläche (70) und der oberen Fläche (71) jedes Satzes der zweiten Nockenplatte (18) 54° bzw. 6° bzw. 30° beträgt.
14 . Vorrichtung nach ΑηερΓμσΙι 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rampenflächen (60, 70) der ersten Nockenplatte (17) bzw. der zweiten Nockenplatte (18) mit den oberen Flächen (61, 71) direkt und mit den Basisflächen (58, 68) durch allgemein senkrecht verlaufende Flächen (72, 73) verbunden sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet , daß jede Nockenplatte (75, 76) drei Sätze von Nockenflächen aufweist und daß jede der Rampenflächen (80, 87) der ersten und der zweiten Nockenplatte annähernd die gleiche umfangslänge hat.
16. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet , daß jeder Satz von Nockenflächen der beiden Nockenplatten (75, 76) insgesamt eine Umfangslänge von 120° hat.
17. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die angenäherte Umfangslänge der Basisflächen (78), der Rampenflächen (80) und der oberen Flächen (81) jedes Satzes von Nockenflächen der ersten Nockenplatte (75) 35° bzw. 61,5° bzw. 23,5° beträgt.

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18. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet ,

daß die angenäherte Umfangslänge der Basisflächen (85),- der Rampenflächen (87) und der oberen Flächen (88) jedes Satzes von Nockenflächen der zweiten Nockenplatte (76) 35° bzw. 63,5° bzw. 21,5° beträgt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

daß die zweite Nockenplatte (18) eine ringförmige Gestalt hat und eine zentrale Öffnung aufweist, durch welche die Achse (12) hindurchragt, so daß die zweite Nockenplatte auf der Achse verschiebbar geführt ist, daß die Achse eine sich in axialer Richtung erstreckende Keilnut (23) aufweist und daß die zweite Nockenplatte nahe der zentralen Öffnung mit einem nach innen vorspringenden Keil (66) versehen ist, der mit der Keilnut der Achse zusammenarbeitet, um die zweite Nockenplatte auf der Achse verschiebbar zu lagern und eine relative Drehbewegung der zweiten Nockenplatte auf der Achse zu verhindern.

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