DE3546901C2 - Automatische Riemenspannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Riemenspannvorrichtung zum automa­ tischen Spannen eines endlosen Treibriemens für die Antriebs­ einrichtungen von Hilfsaggregaten von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gegenwärtig besteht in der Kraftfahrzeugindustrie die Tendenz, die verschiedenen Fahrzeughilfsaggregate, z. B. die Servolen­ kungspumpe, Öl- und Luftpumpen, die Klimaanlage und die Licht­ maschine, mittels eines einzigen endlosen Treibriemens anzu­ treiben, der durch eine auf der Kurbelwelle des Motors befestigte Riemenscheibe angetrieben wird. Dieses System wird auch als "Serpentinen-Treibriemensystem" bezeichnet. Um einen optimalen Betrieb dieser verschiedenen Hilfsaggregate sicherzu­ stellen, ist es erforderlich, daß der Treibriemen unter einer vorbestimmten Spannung gehalten wird, damit auf die Hilfsaggre­ gate die gewünschte Leistung übertragen wird und der Treibrie­ men eine ausreichende Lebensdauer erreicht. Aufgrund der ver­ gleichsweise größeren Länge des einzigen verwendeten Treibriemens, der die bislang verwendeten mehreren, kürzeren Treibriemen ersetzt, besteht verstärkt die Gefahr, daß sich der Treibriemen übermäßig längt, wodurch sich das Betriebsverhalten der anzutreibenden Hilfsaggregate verschlechtert. Daher ist es zweckmäßig, bei solchen Treibriemen eine selbsttätige Riemen­ spannvorrichtung zu benutzen, damit über lange Zeit ein zuver­ lässiger Betrieb gewährleistet ist, und damit der Treibriemen ohne Rücksicht auf eine etwa eingetretene Längung ständig unter einer konstanten Spannung gehalten wird.

Es sind bereits zahlreiche derartige Vorrichtungen vorgeschla­ gen worden und in Gebrauch. Bei einer solchen bekannten Spann­ vorrichtung wird eine aus einem Elastomermaterial hergestellte Lagerbuchse verwendet, die mit Hilfe einer geeigneten mechani­ schen Einrichtung einer Druckspannung ausgesetzt wird und dazu dient, auf den Treibriemen kontinuierlich eine Spannkraft auf­ zubringen. Solche Konstruktionen sind z. B. in den US-Patent­ schriften 3 975 965 und 4 144 772 beschrieben. Bei diesen Spannvorrichtungen wird der Treibriemen durch die Spannkraft stark beansprucht, so daß sich der Riemen dehnt und sich ein schneller Spannungsverlust einstellt, der zu einer unerwünsch­ ten Verkürzung der Hubstrecke der am Riemen anliegenden Spann­ rolle führt. Ferner kann eine plötzliche Beschleunigung bzw. Abbremsung des Treibriemens zu einem Schlagen desselben führen, wodurch übermäßig hohe oder niedrige Spannkräfte entstehen kön­ nen.

Bei zahlreichen anderen Bauarten von Riemenspannvorrichtungen werden Schraubenfedern verwendet, die entweder unter einer Druckspannung oder unter einer Zugspannung stehen und dazu die­ nen, auf eine mit dem Treibriemen zusammenarbeitende Spannrolle oder ein mit einer Kette zusammenarbeitendes Kettenrad eine Spannkraft aufzubringen und aufrecht zu erhalten. Derartige Konstruktionen sind z. B. in den US-Patentschriften 2 703 019, 2 893 255, 3 413 866, 3 483 763, 3 631 734, 3 768 324, 3 812 733, 3 924 483, 3 965 768 und 4 108 013 beschrieben. Bei manchen dieser bekannten Vorrichtungen, die durch eine Schraubenfeder betätigt werden, wird die Vorspannkraft einer Feder in Kombina­ tion mit hydraulisch betätigten Elementen zum Regeln der auf den Treibriemen aufgebrachten Spannkraft verwendet, und zwar in Abhängigkeit davon, ob sich der Motor in oder außer Betrieb be­ findet. Solche Kombinations-Spannvorrichtungen sind z. B. in den US-Patentschriften 2 051 488, 3 142 193 und 4 077 272 beschrie­ ben.

Bei weiteren bekannten Riemenspannvorrichtungen sind mechani­ sche Haltevorrichtungen vorhanden, und zwar gewöhnlich in Form einer Sperrad- und Sperrklinkenanordnung, die dazu dient, die Bewegung des Riemenspanngliedes in einer der Spannrichtung ent­ gegengesetzten Richtung zu begrenzen, um auf den Treibriemen eine konstante Spannkraft aufzubringen und damit einen schla­ genden Treibriemen zu verhindern. Beispiele für solche bekann­ ten Vorrichtungen mit derartigen Haltevorrichtungen sind in den US-Patentschriften 2 051 488, 2 703 019, 3 413 866, 3 631 734 und 3 812 733 beschrieben.

Andere bekannte Riemenspannvorrichtungen, wie sie in der US-PS 3 924 483 beschrieben sind, verwenden eine Torsionsfeder um ei­ nes der Hilfsaggregate des Fahrzeugs zu schwenken und dadurch die gewünschte Spannkraft zu erreichen. Andere in den US- Patentschriften 3 136 170, 3 483 763, 3 834 246 und 4 285 676 beschriebene Riemenspannvorrichtungen setzen eine Torsions­ schraubenfeder zum Schwenken eines Hebels und einer Spannrolle ein, um ein Spannen des Riemens zu erreichen, was zu relativ einfachen, wirtschaftlichen und kompakten Vorrichtungen führt.

Es ist erwünscht, daß Riemenspannvorrichtungen eine Art von Dämpfer aufweisen, um übergroße Schwingungen, die durch die zum Spannen eingesetzte Feder hervorgerufen werden können, zu ver­ meiden und um plötzlich auftretende, stoßartige Belastungen zu absorbieren, damit ein Schlagen der Riemenspannvorrichtung und des Treibriemens vermieden wird. Die Wirkung der Dämpfung ist von besonderer Bedeutung, wenn zum Aufbringen der Spannkraft für den Treibriemen eine Schraubenfeder verwendet wird, da eine solche stark dazu neigt, mit Eigenfrequenz zu schwingen, wenn eine von dem Treibriemen ausgeübte Gegenkraft während einer Be­ schleunigung schwankt, was die Wirksamkeit der auf den Treib­ riemen von der Schraubenfeder ausgeübten Spannkraft beeinflußt und die Lebensdauer des Treibriemens herabsetzt. Ohne ausrei­ chende Dämpfung kann die Riemenspannvorrichtung zu schwingen beginnen, wodurch sich die Lebensdauer des Treibriemens erheb­ lich verkürzt. Darüber hinaus wirkt die von dem Treibriemen aufgenommene Energie auf die Riemenspannvorrichtung und führt somit zu unerwünschter Schwingung und harmonischer Erregung der Feder, wenn keine Dämpfung vorhanden ist. Die Dämpfung verhin­ dert auch das Entstehen von Geräuschen in der Riemenspannvor­ richtung, die durch harmonische Bewegung der Feder und Schwin­ gungen der Riemenspannvorrichtung hervorgerufen werden können.

Verschiedene Dämpfer sind mit Riemenspannvorrichtungen verwen­ det worden, um das Schwingproblem der Schraubenfedern auszu­ schalten oder zumindest zu reduzieren. Bei einer Bauart gemäß der US-Patentschriften 2 893 255, 3 964 311, 3 986 407 und der GB-PS 336 737 wird Hydraulikflüssigkeit als Dämpfungsmittel eingesetzt. Aus der US-PS 3 710 634 ist eine Riemenspannvor­ richtung mit einem exzentrisch befestigten Zahnstangenantrieb bekannt, der durch eine Blattfeder vorgespannt ist, um im Ge­ gensatz zum Anbringen einer Dämpfungswirkung bei federbelaste­ ten Kolben zum Spannen der Riemen eine übermäßige Schockeinwir­ kung aufzunehmen.

Da es sich bei Fahrzeugen um Großserienprodukte handelt, ist es ebenfalls in hohem Maße wünschenswert, daß hierfür vorgesehene Riemenspannvorrichtungen so wirtschaftlich wie möglich herge­ stellt werden können, ohne daß Einbußen an Lebensdauer und Lei­ stungsfähigkeit hingenommen werden müssen.

Ein weiteres Problem, das gelegentlich bei Riemenspannvorrich­ tungen auftritt, besteht im Ausfall von Lagern, wie z. B. dem Lager, mit dem die Spannrolle auf dem schwenkbar befestigten Spannhebel gelagert ist, sowie dem Lager, durch das der Spann­ hebel schwenkbar über einen Schwenkbolzen mit dem Motor oder einer Motorbefestigung verbunden ist. Der Spannhebel vieler Riemenspannvorrichtungen ist in einer Lagerbuchse aus Bronze oder ähnlichem Material mit geringer Reibung schwenkbar gela­ gert. Aufgrund von Unwuchtkräften, die von der Spannrolle auf die Lagerbuchse übertragen werden, muß letztere in axialer Richtung relativ lang sein, um diese Unwuchtkräfte über die Länge zu verteilen. Es ist jedoch wünschenswert, die Länge die­ ser Lagerbuchsen möglichst kurz zu halten, um so die Gesamtgrö­ ße der Riemenspannvorrichtung zu verkleinern und die Einsetz­ barkeit der Riemenspannvorrichtung an unterschiedlichen Motorkonfigurationen erlauben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Riemenspannvor­ richtung zu schaffen, bei der die Befestigung der Spannrolle in bezug auf den Schwenkbolzen des Spannhebels zum Spannen so an­ geordnet ist, daß die Lebensdauer der Lagerung erhöht wird, wo­ bei in die Befestigung eine Dämpfungseinrichtung eingebaut wer­ den kann, und durch die die Reibkräfte, die auf die Lagerbuchse zum Schwenken des Spannhebels einwirken, reduziert werden.

Eine diese Aufgabe lösende Riemenspannvorrichtung ist mit ihren Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Durch die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung wird der Treibriemen über seine gesamte Lebensdauer, unabhängig davon, ob sich der Motor im Ruhezustand befindet oder mit unterschied­ lichen Drehzahlen und unter verschiedenen Bedingungen läuft, und unabhängig von der Lage der Spannrolle innerhalb des Be­ reichs ihrer Spannbewegung, mit einer im wesentlichen konstan­ ten vorgebbaren Spannkraft gespannt.

Teile der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung können dabei in relativ billiger Weise in Massenfertigung durch einfache Me­ tallpreßverfahren als Blechformteile hergestellt werden und mit einer üblichen Rolle und einer Torsionsfeder zusammengebaut werden, wobei die radiale Mittelebene der mit dem Riemen zusam­ menwirkenden Fläche der Spannrolle nahe der radialen Mittelebe­ ne der Lagerbuchse, mit der der Hebel für die Spannrolle schwenkbar befestigt ist, angeordnet ist, wodurch Reibkraftkom­ ponenten, die auf die Schwenklagerbuchse einwirken, vermindert werden, so daß sich die Lebensdauer und die Wirksamkeit der Riemenspannvorrichtung erhöhen.

Bei der erfindungsgemäßen Riemenspannvor­ richtung kann eine verbesserte Dämpfereinrichtung mit einem ge­ schlitzten Ring aus Kunststoffmaterial vorgesehen sein, der zwischen einem ortsfesten Motorbefestigungsbock und dem schwenkbar befe­ stigten Hebel angeordnet ist, wobei der Dämpferring in Reibkon­ takt mit dem Hebel durch zusammenwirkende Kurvenflächen, die an dem Dämpferring und dem Befestigungsbock ausgebildet sind, be­ wegbar ist. Es wird dadurch eine Verzögerung der Bewegung des Hebels sowohl in der Richtung zum Spannen des Treibriemens als auch in der Richtung, in der kein Spannen erfolgt, bewirkt. Der Dämpferring kann dabei in Reibkontakt mit dem Hebelarm durch die gleiche Torsionsschraubenfeder gedrängt werden, durch die auch eine Spannkraft auf den Hebelarm ausübt wird, so daß si­ chergestellt ist, daß die Dämpfung proportional zu dem Drehmo­ ment der Feder ist, wodurch eine sehr wirksame Dämpfung als ei­ ne Funktion der Geometrie der Riemenspannvorrichtung erreicht wird.

Dadurch, daß das Schwenklager innerhalb des Umfangs der mit dem Treibriemen in Eingriff stehenden Fläche der Spannrolle ange­ ordnet ist, wird die auf die Schwenklagerbuchse des Hebels wir­ kende Reibkraft vermindert. Somit ermöglicht die Riemenspann­ vorrichtung einen relativ großen Umschlingungswinkel des Rie­ mens bei einem kurzen Hebelarm zwischen der Zapfenwelle für die Spannrolle und dem Schwenkbolzen, an dem der Hebel für die Spannrolle schwenkbar gelagert ist.

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

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Stirnseite eines Motors mit einem Treibriemen, der zum Antreiben meh­ rerer Fahrzeughilfsaggregate dient, und seiner Rie­ menspannvorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Riemenspannvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch die Riemen­ spannvorrichtung;

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3;

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

Fig. 6 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform ei­ ner Riemenspannvorrichtung;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6;

Fig. 8 eine Stirnansicht einer weiteren Ausführungsform ei­ ner Riemenspannvorrichtung;

Fig. 9 eine vergrößerte Vorderansicht eines Spannhebelarmab­ schnittes der Riemenspannvorrichtung nach Fig. 8, wo­ bei die Befestigungsplatte und die Spannrolle fortge­ lassen sind;

Fig. 10 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie 10-10 in Fig. 8;

Fig. 11 den Querschnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 10;

Fig. 12 eine verkleinerte Vorderansicht eines von der Riemen­ spannvorrichtung nach Fig. 3 entfernten Bremsringes;

Fig. 13 den Querschnitt längs der Linie 13-13 in Fig. 12 und

Fig. 14 eine unvollständige perspektivische Ansicht, die das Zusammenwirken des Endes der Torsionsschraubenfeder mit dem Bremsring der Riemenspannvorrichtung in Fig. 3 zeigt.

Gemäß Fig. 1 wirkt die insgesamt mit 1 bezeichnete erfindungs­ gemäße Riemenspannvorrichtung zum Spannen mit einem endlosen Treibriemen 2 eines Riemenantriebs für Fahrzeughilfsaggregate zusammen. Die Antriebseinrichtung weist eine Vielzahl von Rie­ menscheiben auf, deren Gestalt und Durchmesser durch die zuge­ hörigen Hilfsaggregate und deren Lage zueinander bestimmt ist. Die verschiedenen Riemenscheiben treiben die zugehörigen Hilfsaggregate an, die ihrerseits an einem nicht gezeigten Mo­ tor in üblicher Weise befestigt sind. Der Treibriemen 2 bewegt sich vorzugsweise in einer einzigen senkrechten Ebene, damit ein Verklemmen und/oder Schrägstellen verhindern ist.

Zu der in Fig. 1 dargestellten Antriebseinrichtung für Hilfsag­ gregate gehören eine Hauptantriebsriemenscheibe 4, die mit der Kurbelwelle des Motors gekuppelt ist, ferner eine Riemenscheibe 5, die mit einem Klimaanlagenkompressor gekuppelt ist, eine Riemenscheibe 6, die mit einer Lichtmaschine 7 gekuppelt ist, die die für das Fahrzeug benötigte elektrische Energie liefert, eine Riemenscheibe 8, die mit einer Luftpumpe des Motors gekup­ pelt ist, und eine Riemenscheibe 9, die mit einer Wasserpumpe des Motors gekuppelt ist. Diese Anordnung der Motorhilfsaggre­ gate ist nur ein Beispiel und kann abhängig von der Art des speziellen Fahrzeugmotors und dessen Hersteller variieren.

Zu der insbesondere in Fig. 3 dargestellten Riemenspannvorrich­ tung gehört ein insgesamt mit 10 bezeichneter Befestigungsbock, der, wie dargestellt, von kreisförmiger Gestalt sein kann, und der mit einem Positioniervorsprung 11 und einer Gewindebohrung 12 versehen ist, durch die ein insgesamt mit 18 bezeichneter Schwenkbolzen zur Befestigung des Befestigungsbocks 10 an dem Motor ragt. Am oberen Ende des Befestigungsbockes 10 ist eine ringförmige Nut 15 zur Aufnahme einer drehfest mit dem Befesti­ gungsbock 10 verbundenen Torsionsschraubenfeder 16 ausgebildet. Der Schwenkbolzen 18 hat ein mit einem Gewinde versehenes Ende 19 und ein glattes zylindrisches oberes Ende 20 und ist mit der Gewindebohrung 12 des Befestigungsbockes 10 verbunden. An dem äußeren Ende des Schwenkbolzens 18 ist ein scheibenförmiger Kopf 22 ausgebildet, der sich radial über das glatte Ende 20 erstreckt.

Ein insgesamt mit 25 bezeichneter Spannhebel ist an dem Schwenkbolzenende 20 mittels einer Lagerbuchse 26 schwenkbar befestigt, die auf das Bolzenende 20 geschoben ist und in einer zylindrischen Öffnung 27 des Spannhebels 25 sitzt. Die Lager­ buchse 26 endet in einem oberen ringförmigen Flansch 28, der sowohl gegen eine obere ringförmige Fläche 29, die die Öffnung 27 des Spannhebels umgibt, als auch gegen den scheibenförmigen Kopf 22 des Schwenkbolzens 18 anschlägt. Vorzugsweise sitzt die Lagerbuchse 26 mit Preßsitz in der Öffnung 27.

Der Spannhebel 25 weist einen nach außen reichenden Armab­ schnitt 31 auf, der in einem Zapfen 32 endet, an dem eine ins­ gesamt mit 33 bezeichnete Spannrolle drehbar befestigt ist. Der Zapfen ist mit einer mittigen Gewindebohrung 34 versehen und von einer ringförmigen Schulter 35 umgeben. Die Spannrolle 33 ist vorzugsweise aus Stahlblech gepreßt und hat eine topf­ förmige Gestalt mit einer einem umgekehrten U entsprechenden, umlaufenden Querschnittsform, die durch eine ringförmige Sei­ tenwand 37, eine zylindrische Außenwand 38 und eine zylindri­ sche Innenwand 39 vorgegeben ist. Die Wände 38 und 39 sind vor­ zugsweise konzentrisch zueinander und bilden zwischen sich einen Ringraum 40.

Die Rolle 33 ist über ein herkömmliches Kugellager 41 drehbar mit dem Zapfen 32 verbunden. Das Kugellager 41 weist einen mit der Innenwand 39 verbundenen Außenring 42 und einen Innenring 43 auf, der mit dem Zapfen 32 verbunden ist und der axial auf der ringförmigen Schulter 35 sitzt. Zwischen den Innen- und Au­ ßenringen 42 und 43 sind Lagerkugeln 44 angeordnet. Ein axialer Haltering 45 ist über eine Befestigungsschraube 46 gegen den Innenring 43 gespannt, um ihn an der Schulter 35 des Zapfens 32 zu halten.

Die Spannrolle 33 ist an dem Hebel 25 befestigt, wobei der Schwenkbolzen 18 des Hebels 25 innerhalb des Ringraumes 40 zwi­ schen den Rollenwänden 38 und 39, wie in Fig. 3 gezeigt, ange­ ordnet ist. Durch diese exzentrische Befestigungsanordnung mit relativ kurzem Hebelarm wird das Reibungsdrehmoment, das auf die Schwenklagerbuchse 26 und den Schwenkbolzen 18 einwirkt, erheblich vermindert. Dies ermöglicht im Vergleich zu herkömm­ lichen Anordnungen, bei denen der Schwenkbolzen der Spannrolle außerhalb des Umfangs der Spannrolle angeordnet ist, die Ver­ wendung kleinerer Schwenklagerbuchsen. Bei der gezeigten Befe­ stigungsanordnung schneidet weiterhin eine in Fig. 3 als strichpunktierte Linie 49 eingezeichnete radiale Mittelebene durch die Riemenanlagefläche 47 der äußeren Wand 38 die Schwenklagerbuchse 26, so daß durch die verminderte Reibkompo­ nente und den verminderten Drehmomentenarm die Verwendung einer kleineren Schwenklagerbuchse als früher möglich ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine hier als Brems­ ring 50 ausgebildete Dämpfungseinrichtung zwischen dem Befesti­ gungsbock 10 und dem Hebel 25 angeordnet und wirkt mit diesen zusammen, um die Schwenkbewegung des Hebels 25 und entsprechend diejenige der Spannrolle 33 sowohl in Spannrichtung des Treib­ riemens als auch entgegengesetzt dazu zu verzögern. Der Brems­ ring 50 stellt jedoch nur eine Art der Dämpfung dar, die mit der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung 1, deren Haupt­ merkmal in der Lageanordnung des Schwenkbolzens 18 für den He­ bel 25 und dessen schwenkbarer Lagerung 26 innerhalb des Um­ fangs der mit dem Treibriemen zusammenwirkenden Wand 38 der Spannrolle 33 besteht, verwendet werden kann.

Der insbesondere in Fig. 3, 4, 12 und 13 dargestellte und hier aus Kunststoff bestehende Bremsring 50 ist geschlitzt und hat einen L-förmigen Querschnitt mit einem zylindrischen Haupt­ schenkel 51 und einem flanschförmig verlaufenden zweiten Schen­ kel 52, der sich von einem Ende des Schenkels 51 radial aus­ wärts erstreckt. Ein insgesamt mit 53 bezeichneter Ansatz ist einstückig an dem Schenkel 51 des Rings ausgebildet und er­ streckt sich, wie in Fig. 12 dargestellt, nach innen in Rich­ tung zur Achse des Ringes. Der Ansatz 53 weist eine Federhal­ tenase 54 und eine gekrümmte Fläche 55 auf.

Die Arbeitsweise des Bremsringes 50 ist im folgenden kurz be­ schrieben. Die Torsionsschraubenfeder 16 spannt die gekrümmte Fläche 55 gegen eine weitere gekrümmte Fläche 57 vor, die innen an einer ringförmigen Wand 58 des Befestigungsbockes 10 ausge­ bildet ist und die, wie in Fig. 4 dargestellt, die radial äuße­ re Wand der ringförmigen Nut 15 des Befestigungsbockes 10 bil­ det. Nachdem der Bremsring 50 mit dem Befestigungsbock 10 und dem Hebel 25 zusammengebaut ist, ist die gekrümmte Bremsring­ fläche 55 so innerhalb der ringförmigen Wand 58 des Grundge­ stells des Befestigungsbockes 10 angeordnet, daß sie in Gleit­ kontakt mit der gekrümmten Fläche 57 des Befestigungsbockes 10 steht. Das Ende 59 der Torsionsschraubenfeder 16 ist um die Fe­ derhaltenase 54 gebogen, so daß die gekrümmte Fläche 55 unter Vorspannung an der gekrümmten Fläche 57 des Befestigungsbockes 10 anliegt. Der zylindrische Schenkel 51 des Bremsrings 50 liegt dann gegen einen axial äußeren Endabschnitt der ringför­ migen Wand 58 des Befestigungsbockes 10 über den verbleibenden Umfang des Befestigungsbockes 10 an, wobei der zweite Schenkel 52 an einer ringförmigen Stirnfläche 60 der Wand 58 des Befes­ tigungsbockes 10 und einer ringförmigen Fläche 61 des Hebels 25 anliegt.

Durch die Torsionsschraubenfeder 16 wird der Bremsring 50 in Anlage an den Hebel 25 gedrückt, wodurch dessen Bewegung sowohl in der Richtung zum Spannen des Riemens als auch insbesondere in der Richtung, in der kein Spannen des Riemens auftritt, ver­ zögert wird. Da die Torsionsschraubenfeder 16 sowohl eine Kraft für eine Schwenkbewegung des Hebels 25 in der Riemenspannrich­ tung verursacht, als auch eine Kraft zum Bewegen des Bremsrings 50 entlang der gekrümmten Fläche und in Anlage an den Hebel, ist gewährleistet, daß die Größe der Dämpfung proportional zu der Riemenspannkraft ist. Dadurch ergibt sich eine einheitliche Dämpfung über den gesamten Spannbereich der Spannfeder der Rie­ menspannvorrichtung 1.

Eine in Fig. 6 und 7 dargestellte modifizierte Form einer er­ findungsgemäßen Riemenspannvorrichtung ist insgesamt mit 65 be­ zeichnet und hat eine Befestigungsplatte 66 von im wesentlichen dreieckförmiger Gestalt, die durch eine Vielzahl nicht darge­ stellter Schrauben an dem Fahrzeugmotor zu befestigen ist, wo­ bei die Schrauben durch Bohrungen 67 in den Ecken der Platte 66 ragen. Die Riemenspannvorrichtung 65 hat einen insgesamt mit 68 bezeichneten Spannhebel, der über eine Lagerbuchse 70 schwenk­ bar auf einem Schaft 69 angebracht ist. In ähnlicher Weise wie die Spannrolle 33 der Riemenspannvorrichtung 1 ist eine Spannrolle 71 drehbar über ein Lager 72 an einem Zapfen 73 be­ festigt. Der Hauptunterschied zwischen der modifizierten Rie­ menspannvorrichtung 65 und der Riemenspannvorrichtung 1 besteht darin, daß der Spannhebel 68 eine zylindrische Nabe 75 auf­ weist, auf der eine Torsionsschraubenfeder 76 befestigt ist, und daß der Bremsring 50 teleskopartig an einer ringförmigen Schulter 77 des Befestigungsbockes 66 befestigt und durch die Feder 76 in Anlage mit einer äußeren ringförmigen Kante 78 der Nabe 75 vorgespannt ist. Der Bremsring 50 ist somit in Anlage mit der Nabe 75 des Spannhebels 68 vorgespannt, um die Bewegung des Spannhebels in Riemenspannrichtung und in der Richtung, in der der Riemen nicht gespannt wird, zu verzögern. Wie bei der Riemenspannvorrichtung 1 ist auch bei der modifizierten Riemen­ spannvorrichtung 65 ein Schwenkbolzen 69 innerhalb des Umfangs einer äußeren ringförmigen Wand 79, auf der ein Treibriemen 2 für ein Hilfsaggregat aufliegt, angeordnet. Die Achse des Zap­ fens 73 verläuft ebenfalls parallel zu der Achse des Bolzen 69 des Hebels und eine gedachte, in radialer Richtung verlaufende Ebene 49 schneidet die Mitte der mit dem Riemen in Eingriff stehenden Ringfläche 79 und die Schwenklagerbuchse 70.

Eine weitere, in den Fig. 8 bis 11 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung ist insgesamt mit 82 bezeichnet und hat einen ungleichmäßig geformten Befesti­ gungsbock 83 mit einem sich nach außen erstreckenden Vorsprung 84 (Fig. 10), um den eine Torsionsschraubenfeder 85 teleskopar­ tig angeordnet und befestigt ist. Ein Ende der Torsionsschrau­ benfeder 85 ist mit einem insgesamt mit 86 bezeichneten Spann­ hebel verbunden und das andere Ende ist mit dem Bremsring 50 verbunden. Der Spannhebel 86 weist ein durch eine zylindrische Seitenwand 87 gebildetes Gehäuse auf und ist mit einem Schwenk­ bolzen 88 und einer Lagerbuchse 89, die in einer Öffnung 96 des Spannhebels 86 angeordnet sind, drehbar auf dem Vorsprung 84 angeordnet.

Eine insgesamt mit 90 bezeichnete Spannrolle ist drehbar an dem Spannhebel 86 befestigt und weist eine aus gepreßtem Stahlblech bestehende Wandung 91 der Spannrolle auf, die über ein Lager 92 mit einem Zapfen 93 drehbar verbunden ist. Eine Befestigungs­ schraube 94 legt das Lager 92 axial fest. Bei der modifizierten Riemenspannvorrichtung 82 ist wiederum der Schwenkbolzen 88 für den Spannhebel 86 innerhalb des Umfangs einer mit dem Riemen in Eingriff stehenden Außenwand 95 der Spannrolle 90 angeordnet.

Die Riemenspannvorrichtung 82 ist ebenfalls gedämpft, indem, wie in Fig. 11 gezeigt, der Bremsring 50 durch eine Torsions­ schraubenfeder 85 zwischen dem Vorsprung 84 des Befestigungs­ bockes 83 und der zylindrischen Seitenwand 87 in Anlage an de­ ren gekrümmte Innenfläche gebracht wird, um die Bewegung des Spannhebels 86 in Spannrichtung und in der Richtung, in der kein Spannen erfolgt, zu dämpfen. Durch diesen Aufbau wird er­ reicht, daß die Dämpfung direkt proportional zu dem von der Torsionsschraubenfeder 85 ausgeübten Torsionsmoment ist, da die Torsionsschraubenfeder 85 sowohl die Spannkraft aufbringt, um die Spannrolle 91 mit dem Treibriemen in Anlage zu bringen, als auch zusätzlich eine Dämpfungskraft zwischen dem schwenkbar be­ festigten Spannhebel 86 und dem Befestigungsbock 83 bewirkt.

Die Riemenspannvorrichtungen 1, 65 und 82 weisen jeweils das Hauptmerkmal der Erfindung auf, demzufolge der Schwenkbolzen für den Spannhebel innerhalb des Umfangs der äußeren mit dem Treibriemen in Anlage stehenden Ringfläche der Spannrolle ange­ ordnet ist, die drehbar mit einem Zapfen des Spannhebels ver­ bunden und mit diesem bewegbar ist, wobei der Zapfen der Spannrolle im Abstand und parallel zu dem Schwenkbolzen der He­ belanordnung verläuft. Die drei Ausführungsformen beinhalten weiterhin das Merkmal, daß eine gedachte Ebene, die in radialer Richtung durch die Mitte der mit dem Treibriemen in Anlage ste­ henden Ringfläche der Spannrolle verläuft, auch die Lagerbuch­ se, durch die der Spannhebel schwenkbar an dem Schwenkbolzen angelenkt ist, schneidet. Vorzugsweise verläuft die gedachte Ebene im wesentlichen durch die Mitte der Lagerbuchse des Spannhebels und durch die Mitte des Lagers, durch das die Spannrolle drehbar mit ihrem Zapfen verbunden ist. Durch diese Anordnung ist die Länge der Lagerbuchse für den Spannhebel ge­ genüber der bislang benötigten Länge reduziert, da die auf auf die Lagerbuchse des Spannhebels wirkende Kraft im wesentlichen gleich der Kraft ist, die auf die Spannrolle wirkt, während im Gegensatz dazu bei den bekannten Ausführungen ein Versatz zwi­ schen der Schwenklagerbuchse und der Anlagefläche der Spannrol­ le für den Riemen vorhanden ist, durch die die Belastung des Schwenklagers wegen des auftretenden zusätzlichen Kippmomentes erhöht ist. Dadurch wird mit geringeren Kosten eine effiziente­ re Baueinheit geschaffen, deren Lager eine längere Lebensdauer haben, da im Gegensatz zum Stand der Technik die darauf wirken­ den Reibungskräfte und Unwuchtkomponenten vermindert sind. Die Ausführungen der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung kön­ nen mit dem verbesserten Dämpfungs-Bremsring ausgerüstet wer­ den, wie er in der Zeichnung dargestellt und zuvor beschrieben wurde.

Obwohl vorstehend eine Spannvorrichtung für einen Treibriemen einer Antriebseinrichtung für Fahrzeughilfsaggregate beschrie­ ben wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, da sie in gleicher Weise zum Spannen von Steuerriemen, Kettenantrieben, Förderbändern oder anderen Kraftübertragungseinrichtungen ein­ setzbar ist.

Somit bildet die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung eine vereinfachte, zweckmäßige, betriebssichere, billig herstellbare und robuste Vorrichtung, welche die eingangs genannte Aufgabe erfüllt und es ermöglicht, die Schwierigkeiten auszuschalten, die sich bei herkömmlichen Riemenspannvorrichtungen ergeben können.

Claims (3)

1. Automatische Riemenspannvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeugmotoren, mit

• - einem von einem Befestigungsbock (10, 66, 83) gehaltenen Schwenkbolzen (18, 69, 88),
• - einem Spannhebel (25, 68, 86), der mit einem ersten Endab­ schnitt gegen die Kraft einer Torsionsschraubenfeder (16, 76, 85) auf dem Schwenkbolzen (18, 69, 88) schwenkbar gelagert ist,
• - einer auf dem Spannhebel (25, 68, 86) mittels eines Lagers (41, 72, 92) auf einem zweiten, sich nach außen erstreckenden Endabschnitt (31) des Spannhebels (25, 68, 86) drehgelagerten Spannrolle (33, 71, 90), wobei eine radiale Mittelebene (49) durch die Spannrolle (33, 71, 90) den Schwenkbolzen (18, 69, 88) schneidet, und
• - einer zwischen dem Befestigungsbock (10, 66, 83) und dem Spannhebel (25, 68, 86) angeordneten Dämpfungseinrichtung, zur Dämpfung der Schwenkbewegung des Spannhebels um den Schwenkbolzen, wobei
• - die Spannrolle (33, 71, 90) einen umlaufenden U-förmigen Querschnitt mit einer an das Lager (41, 72, 92) angrenzenden Innenwand (39), einer die Riemenlauffläche (47, 79, 95) bilden­ den Außenwand (38) und einer diese beiden Wände (38, 39) ver­ bindenden Seitenwand (37) aufweist, und
• - die Lagerung des Spannhebels (25, 68, 86) auf dem Schwenkbol­ zen (18, 69, 88) im Ringraum (40) zwischen der Innenwand (39) und der Außenwand (38) der Spannrolle (33, 71, 90) angeordnet ist.

2. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung ein Bremsring (50) ist, der durch die Torsionsschraubenfeder (16, 76, 85) in reibschlüssige Anla­ ge an den Befestigungsbock (10, 66, 83) und den Spannhebel (25, 68, 86) gedrückt wird.

3. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring (50) geschlitzt ist und einen sich radial ein­ wärts erstreckenden, ein Federwiderlager bildenden Ansatz (53) aufweist.