DE3333710A1

DE3333710A1 - Anwendung des verfahrens zum messen der vorspannkraft in einem vorgespannten betaetigungsseil zum einstellen der vorspannkraft im endlosen riemen eines riementriebes

Info

Publication number: DE3333710A1
Application number: DE19833333710
Authority: DE
Inventors: Georg 8000 München Gaede; Armin 8483 Altenstadt Rank
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1983-09-17
Filing date: 1983-09-17
Publication date: 1985-04-04

Description

Anwendung des Verfahrens zum Messen der Vorspannkraft in
einem vorgespannten Betätigungsseil zum Einstellen der Vorspannkraft im endlosen Riemen eines Riementriebes Aus der DE-OS 29 05 861 ist ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Ermittlung der Vorspannkraft in einem vorgespannten Betätigungsseil bekannt. Zur einwandfreien über tragung von Kräften oder Bewegungen mittels eines Betätigungsseiles zwischen einer Betätigungseinrichtung und einem zu betätigenden Glied muß das Betätigungsseil eine vorbestimmte Vorspannung aufweisen. Zur Ermittlung der Vorspannkraft,wird bei dem bekannten Verfahren ein Teil des Betätigungsse.iles zwischen zwei in einem festen Abstand zueinander angeordneten Klemmbacken geklemmt. Aus der Eigenfrequenz des angeregt schwingenden Teiles zwischen den Klemmbacken wird über eine Auswerteeinrichtung nach der Beziehung: die Zugkraft bzw. die Vorspannung F^ermittelt.
Bei Zugmittelgetrieben mit endlosen, biegsamen Übertragungsgliedern, insbesondere Keil- und Zahn-Riemengetrieben zum Antrieb von Nebenaggregaten bei Brennkraftmaschinen, ist für den einwandfreien Betrieb die richtige Vorspannkraft im übertragungsglied von wesentlicher Bedeutung. Bei den vorgenannten Riementrieben haben auf die Riemenkraft einerseits die Hilfsmittel zur Einstellung der Riemenkraft und andererseits die Art und Weise der Überprüfung der Riemenkraft wesentlichen Einfluß. Als mechanische Hilfsmittel zur Einstellung finden vorzugsweise sich unter der Wirkung eines elastischen Elementes selbsttätig nachstellende Spannrollen Verwendung. Mit diesen ergeben sich aufgrund fertigungsbedingter Toleranzen im konstruktiven Aufbau, beim elastischen Element sowie in der gelenkigen Anordnung und schließlich durch Einflüsse von Reibkräften erhebliche Schwankungen in der Riemenvorspannung. Die -überprüfung der Riemenvorspannkraft erfolgt hauptsächlich mechanisch, wobei durch unsachgemäße Handhabung, ungenaue Ablesung und schwierige Handhabung bei ungünstigen Platzbedingungen der mechanischen Hilfsmittel durch ungenaue Einstellung ebenfalls ein großer Streubereich der Riemenvorspannung gegeben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Einstellung der Zugkraft im endlosen Übertragungsglied eines Zugmittelgetriebes, insbesondere Riementriebes, zu schaffen, das eine schnelle und zuverlässige Einstellung erlaubt. Dabei soll das Verfahren einfach und die entsprechende Einrichtung leicht zu bedienen sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, das eingangs beschriebene, bekannte Verfahren zur Ermittlung der Zugkraft in einem vorgespannten Betätigungsseil, wobei die Zugkraft F über die Eigenfrequenz fO Ir des angeregten Seiles entsprechend mittels einer Auswerteeinrichtung bestimmt wird, anzuwenden zur Einstellun'g der Zugkraft im endlosen übertragungsglied eines Zugmittelgetriebes, insbesondere Riementriebes, mit einer verstellbaren Spannvorrichtung für das übertragungsglied, wobei ein Riementrum zu Eigenschwingungen angeregt und mit der Spannvorrichtung die Riemen- bzw. Zug-Kraft (F) solange verändert wird, bis die Auswerteeinrichtung die der gewünschten Riemenkraft entsprechende Eigenfrequenz f0 = k x des Riementrums anzei'gt.
Erreicht ist damit bei verringertem Zeitaufwand in der Endmontage und einfacher Handhabung eine sehr genaue Einstellung der Riemenvorspannkraft, wodurch als weiterer Vorteil sich durch geringeren Verschleiß eine höhere Lebensdauer und damit eine erhöhte Betriebssicherheit ergibt. Die erfindungsgemäße Anwendung des bekannten Verfahrens ist nicht nur für die Grundeinstellung eines Riemengetriebes vorteilhaft, das Verfahren ist durch die in den Ansprüchen 2 bis 4 angegebenen Merkmale für die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens auch zur Diagnose in Werkstätten besonders geeignet.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Beispielen beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein Riemengetriebe mit einem Beschleunigungsaufnehmer einer Auswerteeinrichtung auf einem Riementrum des Riemens, Fig. 2 ein Riemengetriebe entsprechend Fig. 1 mit einem induktiven, berührungslosen Weggeber einer Anzeigevorrichtung, dem eine Folie auf einem Riemen trum des Riemens zugeordnet ist, und Fig. 3 ein Riemengetriebe entsprechend Fig. 1 mit einem induktiven, berührungslosen Weggeber einer Anzeigevorrichtung, der einem Riem.etrum des mit Metalleinlagen ausgestatteten Riemens benachbart angeordnet ist.
Ein Riemen 1 eines Riernengetriebes 2 wird durch eine Spannrolle'3 gespannt. Zur Ermittlung der Vorspannkraft im Riemen 1 wird auf das gezogene Riementrum4 des Riemens 1 zwischen den Scheiben 5 und 6 ein Beschleunigungsaufnehmer 7 aufgeklipst. Der Beschleunigungsaufnehmer 7 ist mit einer Auswerteeinrichtung 8 verbunden. Weiter ist der Beschleunigungsaufnehmer 7 etwa in der Mitte des Riemert;rums 4 aufgeklipst. Durch einen leichten Schlag oder eine anderweitige Erregung wird das Riemertrum 4 in Eigenschwingungen versetzt. Die Eigenfrequenz f0 des Riementrums 4 wird über den Beschleunigungsaufnehmer 7 in der Auswerteeinrichtung 8 ermittelt und entweder direkt oder in entsprechendem Zugkraftwert angezeigt. Der Zusammenhang zwischen der Eigenfrequenz fo desRiemetrums 4 und der Zugkraft F des Riemens 1 ist bekanntlich gegeben durch wobei in der Konstanten "k" u. a. die Masse sowie die Länge des schwingendenSiementrums eines bestimmten Riementriebes eingehen.
Die Spannrolle 3 ist auf einer Trägerplatte 9 angeordnet, die unter der Wirkung einer vorgespannten Feder 10 um eine Achse 11 schwenkbar angeordnet ist. Zur Einstellung der Zugkraft im Riemen 1 kann die Vorspannung der Feder 10 durch eine Stellschraube 12 verändert werden. Durch Drehen der Stellschraube 12 in eine der durch den Pfeil "A" angegebenen Richtungen kann damit die gewünschte Zugkraft im Riemen 1 eingestellt werden, die dann erreicht ist, wenn am angeregtenRiementrum 4 die der Wurzel aus der Zugkraft entsprechende Eigenfrequenz f0 vorliegt, die über die Auswerteeinrichtung 8 angezeigt wird.
Beim Riemengetriebe 13 nach Fig. 2 wird der Riemen 14 über eine Spannrolle 15 vorges'pannt, wobei die Spannrolle 15 auf einer durch eine Schenkelfeder 16 verstellbaren Spannvorrichtung 17 angeordnet ist. Zur Einstellung der Zugkraft im Riemen 14 liegt einer der Schenkel der Schenkelfeder 16-an an einer Stellschraube 18 an. Zur Bestimmung der Eigenfrequenz f0 des angeregt schwingendenRiementrums 19 des Riemens 14 umfaßt die Auswerteeinrichtung 20 einen induktiven, berührungslosen Weggeber 21, dem etwa in Mitte desRiementrums 19 eine aufgeklebte Metallfolie 22 zugeordnet ist. Die Impulse des Weggebers 21 gehen über einen Verstärker 23 in einen Frequenz/Spannungswandler 24 für eine Anzeige 25. Die Einstellung der Zugkraft im Riemen 14 erfolgt auch hier ähnlich wie beim Beispiel nach Fig. 1 bei stehendem Riemengetriebe 13, wobei die Anzeige 25 entweder den Wert der Eigenfrequenz f0 oder die zu dieser Eigenfrequenz zugehörige Zugkraft F digital oder analog anzeigt.
Bei einem Riemengetriebe 26 nach Fig. 3 wird der Riemen 27 über eine Spannrolle 28 gespannt, die auf einem Exzenter 29 drehbeweglich gelagert ist. Der Exzenter 29 wird über eine Befestigungsschraube 30 am Gestell des Riemengetriebes 26 fixiert. Der Exzenter 29 weist zum Verschwenken durch einen nicht dargestellten Schlüssel bei leicht gelöster Befestigungsschraube-30 ein Sechskant 31 auf. Das Besondere am Riemengetriebe 26 ist jedoch nicht die Art der verwendeten Spannrolle 28, sondern der Riemen 27, der Einlagen aus dünnen Stahldrähten umfaßt. Damit kann die Zugkraft im Riementrum 32 des Riemens 27 bei laufendem Riemengetriebe 26 bestimmt werden. Wird nämlich das Riemengetriebe 26 von einer unteren Drehzahl auf seine Höchstdrehzahl relativ langsam hochgefahren, so gerät das Riementrum 32 bei bestimmten Drehzahlen in Re.sonanz. A.us der Resonanzfrequenz kann auf die Zugkraft des Riementrums geschlossen werden. Zur Erfassung der Schwingungen des Riementrums 32 ist diesem ein berührungsloser, induktiver Weggeber 33 einer Auswerteeinrichtung 34 zugeordnet. Diese umfaßt einen Frequenz-S,annungsumwandler 35, in dem das verstärkte Signal des Weggebers 33 in eine der Eigenfrequenz proportionale Gleichspannung umgewandelt wird.
Weiter umfaßt die Auswerteeinrichtung 34 einen Spitzenwertgleichrichter 36, der die Schwingungsamplituden des Riemens 27 bzw. des Riementrums 32 ebenfalls in eine proportionale Gleichspannung umsetzt. Mittels eines X-Y1-Y2-Schreibers können die Amplituden und die Schwingfrequenzen des Riementrums 32 über der Drehzahl des Ri.emengetriebes 26 aufgezeichnet werden, wozu die Auswerteeinrichtung 34 noch einen Drehzahlgeber 38 umfaßt.
Ist das Riemengetriebe 26 beispielsweise Teil einer Brennkraftmaschine zum Antrieb von Nebenaggregaten, so kann hiermit.beispielsweise bei sehr kalter und sehr warmer, laufender Brennkraftmaschine die Zugkraft bzw. Vorspannung im Riemen laufend ermittelt werden.

Claims

Patentansprüche: Anwendung des Verfahrens zum Messen der Vorspannkraft in einem vorgespannten Betätigungsseil, - bei dem die Vorspannkraft (F) mittels der Eigenfrequenz (fn) eines angeregten Seilabschnittes entsprechend der Beziehung: mittels einer Auswerteeinrichtung bestimmt wird, worin (k> ein jeweils konstanter Faktor ist, - zum Einstellen der Vorspannkraft im endlosen Riemen (1, 14, 27) eines Riementriebes (2,. 13, 26), insbesondere Keil- oder Zahnriemengetriebes, - mit einer verstellbaren Spannvorrichtung (3, 15, 28) für den Riemen, - wobei ein'Riementrum (4, 19, 32) zu Eigenschwingungen angeregt und - mit der Spannvorrichtung die Riemenvorspannkraft (F) solange verändert wird, - bis die Auswerteeinrichtung (8, 20, 34) die der gewünschten Riemenvorspannkraft entsprechende Eigenfrequenz (fo) des Riementrums (4, 19, ) anzeigt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei stehendem Riementrieb (2) auf dem Riementrum (4) ein "eschleunigungsaufnehmer (7) für die Auswerteeinrichtung (8) auf geklipst ist..
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei stehendem Riementrieb (13) auf dem Riementrum (19) eine Metallfolie (22) angeordnet ist, der ein berührungsloser, induktiver Wegaufnehmer (21) für die Auswerteeinrichtung (20) zugeordnet ist.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Riemen mit Metalleinlagen (dünne'Stahldrähte) für Messungen bei stehendem und/oder laufendem Riementrieb (26).