DE3605041A1 - Einrichtung zum selbsttaetigen vorspannen und daempfen von vorzugsweise kfz-riemenspannrollen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorspannein­ richtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits Kraftfahrzeuge am Markt, bei denen Vorspanneinrichtungen der genannten Art eingebaut sind. Bei einer von diesen Ausführungen besteht die Vorspanneinrichtung aus einem am Motorblock befestigten Gehäuse, in dessen Bohrung ein feder­ belasteter Kolben vorgesehen ist. Dieser Kolben drückt exzentrisch auf einen schwenkbar gelagerten Spannrollenträger, so daß die Spannrolle gegen den Riemen immer federbelastet vorgespannt ist. Da­ durch sollen z. B. durch Temparaturschwankungen verursachte Abmessungsänderungen am Gehäuse und/oder am Riemen ausgeglichen und eine möglichst gleich­ bleibende Riemenspannung erreicht werden. Diese Aufgabe wird mit der beschriebenen Einrichtung nur in Verbindung mit einem zusätzlichen, aufwendigen Dämpfungsglied gelöst. In der Regel treten nämlich stoßartige Riemenbelastungen und Riemenschwingungen auf, die bei ungedämpften, vorgespannten Spannrol­ len-Trägern zu Resonanz-Schwingungen führen wür­ den. Das hat hohe Spitzenbelastungen der Spannrol­ len-Einheit zur Folge, was zum Ausfall dieses Bauteils führen kann.

Es ist sogar die Beschädigung des Motors möglich, und zwar wenn Zahnriemen, die normalerweise die Einhaltung bestimmter Übersetzungsverhältnisse bewirken, wegen des Flatterns einen Zahn oder mehrere Zähne an den Rollen überspringen.

Diese Dämpfungsglieder sind aber kompliziert und aufwendig. Bei einer benutzten Ausführung ist der federbelastete Kolbenraum z. B. mit Öl gefüllt. Da der Kolben mit relativ kleinen Löchern versehen ist, wird der Ölfluß zwischen den beiden Kolben­ räumen stark gebremst und es erfolgt eine Dämpfung. Die Verwendung von Flüssigkeiten ist aber mit Risiken behaftet. Selbst wenn ein hoher Aufwand bei der Abdichtung der Kolbenräume erfolgt, muß u. a. mit Ölverlusten gerechnet werden, was zu Funk­ tionsmängeln führt. Bei einer anderen benutzten Ausführung werden daher Bimetall-Tellerpakete eingebaut. Hier wird zwar erreicht, daß bei sich ändernden Temperaturen der Riemen straff gespannt bleibt, die Einrichtung wirkt auch wegen der Reibung der Tellerfedern aneinander dämpfend, diese Dämpfung reicht aber nicht aus. Außerdem ist diese Ausführung relativ groß, schwer und teuer.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Einrich­ tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiter zu verbessern, daß die selbsttätige Vor­ spannung und Dämpfung mit einfachen und kompakten Mitteln erreicht wird, wobei gleichzeitig ein sicherer und wartungfreier Betrieb erhalten bleibt.

Die Lösung ist im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 angegeben. Die Ansprüche 2 bis 6 enthal­ ten spezielle Ausgestaltungen.

Wegen der Vorspannung der Spannrolle steht die Feder im Normalbetrieb unter dauerndem Druck. Dies bewirkt, daß die von der Feder beaufschlagten Segmente wegen ihrer schrägen Abstützfläche an den Kolbenschaft angepreßt werden. Dadurch wird bei Einhaltung bestimmter Winkel offensichtlich die Nachstellmöglichkeit der Vorspannung nicht beein­ trächtigt. Wenn aber durch stoßartige Belastungen des Riemens der Kolben gegen die Feder verschoben wird, erhöht sich der Federdruck und die Segmente werden in dieser Phase stärker an den Kolbenschaft angepreßt. Wegen der Spalte zwischen den Segmenten ist dies ohne weiteres möglich. Es kommt dann zu einem Abbremsen der Bewegung des Kolbens, was zu einer wesentlichen Dämpfung der Schwingbewegung des Spannrollenträgers mit einfachen Mitteln führt. Weiterhin ergibt sich offensichtlich eine kompakte Vorrichtung mit geringem Gewicht, die außerdem sicher und wartungsfrei funktioniert. Gegenüber der Ausführung mit Tellerfedern besteht noch die Mög­ lichkeit, lange Nachstellwege für den Kolben vorzu­ sehen.

Die Funktion der Vorspanneinrichtung ist dann am besten, wenn der Winkel α der Abstützflächen der Segmente zwischen 60° und 84° beträgt.

Nach einer bevorzugten Ausführung können die Seg­ mente aus Ringteilen bestehen. Dies erleichtert die Herstellung aus einfach produzierbaren, rotation­ symmetrischen Ringen, die dann nur noch in Segmente zerteilt werden müssen oder sie können spanlos hergestellt werden. Außerdem können die Segmente im Bereich ihrer Spalte mit Stegen verbunden sein. Dies vereinfacht die Herstellung beim Spritzgießen, denn es muß nur ein Anspritzkanal vorgesehen wer­ den. Weiterhin ergibt sich bei allen mit Stegen hergestellten Segmenten eine Baueinheit, die die Montage erleichtert. Damit die radiale Ver­ schiebung zum Kolbenschaft hin möglich ist, muß lediglich in mindestens einem Spalt auf den Steg verzichtet werden.

Die Einstellung der Riemenvorspannung ist dadurch in einfacher Weise möglich, daß das mit der Gegen­ fläche versehene Stützteil als vom Gehäuse ge­ trenntes Stück axial verstellbar und über ein Sicherungselement axial feststellbar am Kolben­ gehäuse befestigt ist. Damit kann auch die Vor­ spannung in einfacher Weise nachgestellt und arretiert werden, wenn sich nach längerem Betrieb Abweichungen ergeben.

Die Erfindung wird anhand von drei Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorspann­ einrichtung mit Umgebungsteilen

Fig. 2 zeigt einen Schnitt I-I aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Variante zu Fig. 1.

Aus Fig. 1 ist zunächst einmal eine Riemenspann­ rolleneinheit für ein Kraftfahrzeug ersichtlich, die aus der Spannrolle 1 mit daran angelegten Riemen 2, der Grund- oder Befestigungsplatte 3 und der Vorspanneinrichtung 4 besteht. Die Grund­ platte 3 wird normalerweise am nicht gezeigten Motorgehäuse befestigt und ist hier mit der Vor­ spanneinrichtung 4 integriert. Weiterhin trägt sie die über einen Schwenkarm 5 mit ihr drehbar an der Lagerstelle 6 verbundene Spannrolle 1. Letztere wird von der Spanneinrichtung 4 gegen den Riemen 2 gedrückt, wobei ein axial verschieblicher Stempel 7 an einem Stützschenkel 5′ des Schwenkarms 5 zur Anlage kommt. Dadurch wird der Riemen 2 unter eine gewisse, gleichbleibende Spannung gesetzt. Wie nun diese Spannung erzeugt wird, ist aus dem Querschnitt der Vorspanneinrichtung 4 ersichtlich. Im Gehäuse 8 ist dazu ein Kolben 9 axial verschieb­ lich vorgesehen, auf dem die Schraubenfeder 10 einwirkt. Der Federdruck wird über den Kolben 9 und den Stempel 7 auf den Stützschenkel 5′ übertragen. Damit nun dieses bisher beschriebene Vorspannsystem bei Riemenstößen gebremst wird, ist eine Dämpfein­ richtung vorgesehen. Diese besteht, wie auch Fig. 2 zeigt, aus vier Ringsegmenten 11. Letztere be­ sitzen an ihrer von der Schraubenfeder 10 abge­ wandten Seite eine unter einem Winkel α schräg geneigte Abstützfläche 11′, die einer gleich ge­ neigten Fläche 12′ eines in Gehäuse 8 angeordneten Stützteils 12 gegenübersteht. Diese kegeligen Flächen 11′ und 12′, die am besten einen Winkel zur Kolbenachse zwischen 60° und 84° besitzen, bewir­ ken, daß die Segmente 11 bei durch Stößen ver­ ursachten, erhöhtem Federdruck mit ihren radial inneren Flächen 11′′ auf die Mantelfläche 9′′ des Kolbenschaftes 9′ gedrückt werden und verursachen damit eine Abbremsung der Axialbewegung des Kolbens 9 und des ganzen Systems. Damit die Ringsegmente 11 die dazu erforderliche radiale Bewegung ausführen können, sind zwischen ihnen Spalte 13 vorgesehen.

Damit sich die Kraft der Schraubenfeder 10 leicht einstellen läßt, ist das Stützteil 12 als vom Kol­ bengehäuse 8 getrenntes axial z. B. über ein Schraubengewinde 14 verstellbares Teil ausge­ bildet, das durch ein Sicherungselement 15 axial feststellbar ist. Im Stützteil 12 ist weiterhin ein Anschlagteil 12′′ aus elastischem Material angeordnet, das der freien Stirnseite des Kolben­ schafts 9′ im bestimmten Abstand gegenübersteht. Dadurch ist im Falle von extremen Bedingungen eine Begrenzung des Kolbenweges möglich. Dies bewirkt, daß z. B. das Überspringen von Zahnriemen verhin­ dert wird.

Drei von den vier Segmenten 11 sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht, über Stege 16 miteinander verbunden. Dadurch ergibt sich u. a. eine Baueinheit, die die Montage der Segmente erleichtert. Die Stege 16 können dabei in ihrem Querschnitt so klein gehal­ ten werden, daß sie die radiale Bewegung der Segmente 11 nicht behindern.

In Fig. 3 ist eine Variante zu Fig. 1 darge­ stellt. Hier ist die Grundplatte 20 lediglich mit dem Lagerteil 21 versehen, an dem der Schwenkarm 22 drehbar gelagert ist. An diesem ist sowohl die Spannrolle 23 als auch die Vorspanneinrichtung 24 befestigt. Letztere besitzt den gleichen Aufbau wie diejenige nach Fig. 1 und stützt sich unter Vorspannung an einem Vorsprung 20′ der Grundplatte 20 ab. Dadurch wird eine Schwenkbewegung des Schwenkarms 22 mit der Spannrolle 23 um die Lager­ stelle 21 und damit eine Vorspannung des Riemens 26 bewirkt.

Claims (6)

1. Einrichtung zum selbsttätigen Vorspannen und Dämpfen von vorzugsweise Kfz-Riemenspannrollen, bestehend aus einem in der Bohrung eines Gehäu­ ses angeordneten, federbelasteten Kolben, der axial verschieblich gelagert ist und auf die Spannrolle einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Kolben (9) abgewandten Abstützseite der Feder (10) Segmente (11) vorgesehen sind und daß die am Kolbenschaft (9) gleitend anlie­ genden, mit Spalt (13) voneinander getrennten Segmente (11) Abstützflächen (11′) besitzen, die der jeweiligen Gegenfläche (12′) unter einem Winkel α zur Kolbenachse schräg, die Segmente (11) zum Kolbenschaft (9′) hin drückend gegen­ überstehen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Winkel α zwischen 60° und 84° beträgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (11) aus Ring­ teilen bestehen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (11) im Bereich aller Spalte (13), mit Ausnahme von einem, mit Stegen (16) verbunden sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das mit der Gegen­ fläche (12′) versehene Stützteil (12) als vom Gehäuse (8) getrenntes Teil axial verstellbar und über ein Sicherungselement (15) axial feststellbar am Kolbengehäuse (8) befestigt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschaft (9′) mit seiner freien Stirnseite einem im Stützteil (12) angeordneten Anschlagteil (12′′) aus elastischem Material in einem bestimmten Abstand gegenübersteht.