DE4107178A1 - Riemenspannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Riemenspannvorrichtung für das Einstellen und das kontinuierliche Aufrechterhalten der richtigen Riemenspannung des Treibriemens eines Kraftfahrzeugs, mit einem Anschlußelement, einem Spann­ element, einem Spannhebel und einer am freien Ende des Spannhebels vorge­ sehenen Spannrolle oder Spannriemenscheibe.

In Kraftfahrzeugen werden bekanntlich durch den Fahrzeugmotor verschiedene Hilfsaggregate angetrieben, z. B. die Lichtmaschine, die Pumpe für die Wasserkühlung des Fahrzeugmotors, der Ventilator für die Rückkühlung des Kühlwassers, die Pumpe für die Servolenkung, der Kompressor für die Klima­ anlage usw. Dies geschieht durch eine auf der Motorwelle des Fahrzeugmo­ tors sitzende Hauptriemenscheibe und durch einen endlosen Treibriemen, der einerseits über die Hauptriemenscheibe und andererseits über auf den Antriebswellen der Hilfsaggregate sitzende Hilfsriemenscheiben läuft. Für die Funktionstüchtigkeit der Hilfsaggregate und für die Lebensdauer des Treibriemens ist die Einstellung und die Beibehaltung der richtigen Riemen­ spannung des Treibriemens von besonderer Bedeutung. In den ADAC-Pannen­ statistiken folgt die Pannenursache "Treibriemen" seit 1984 in leidiger Regelmäßigkeit gleich hinter "Kupplungs- und Getriebeschäden".

Wie bereits angesprochen, muß zunächst werkseitig die Riemenspannung des Treibriemens richtig eingestellt werden. Das geschieht natürlich auch, - problemlos mit Hilfe entsprechender, werkseitig vorhandener Einstell- und Meßeinrichtungen. Darüber hinaus soll die richtige Riemenspannung aber auch kontinuierlich aufrechterhalten werden.

Die im Stand der Technik bekannten Riemenspannvorrichtungen für das Ein­ stellen und das kontinuierliche Aufrechterhalten der richtigen Riemenspan­ nung des Treibriemens eines Kraftfahrzeugs, von denen die Erfindung ausgeht, sind konstruktiv und/oder fertigungstechnisch relativ aufwendig und/oder funktionell - bezüglich der Möglichkeit, die richtige Riemenspannung ein­ stellen und aufrechterhalten zu können - nicht optimal. Die Anmelderin hat sich deshalb bereits umfangreich mit Riemenspannvorrichtungen der in Rede stehenden Art befaßt (vgl. die deutsche Patentschrift 39 05 218 so­ wie die nicht vorveröffentlichten deutschen Offenlegungsschriften 39 05 219, 39 12 944 und 39 21 176).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine weitere besonders ein­ fache und funktionell den Anforderungen besonders gut gerecht werdende Riemenspannvorrichtung für das Einstellen und das kontinuierliche Aufrecht­ erhalten der richtigen Riemenspannung des Treibriemens eines Kraftfahrzeugs anzugeben, - wobei vorzugsweise auch das dynamische Verhalten verbessert werden soll.

Die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung, bei der die zuvor dargelegte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeich­ net, daß als Spannelement eine Spiralfeder, vorzugsweise eine Flachspiral­ feder vorgesehen ist. Die Verwendung einer Spiralfeder, insbesondere einer FIachspiraIfeder als Spannelement führt zu einer Riemenspannvorrichtung, die konstruktiv und fertigungstechnisch besonders einfach ist und die be­ sonders einfach und gut den funktionellen Anforderungen angepaßt werden kann.

Im einzelnen gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung für das Einstellen und das kontinuierliche Aufrecht­ erhalten der richtigen Riemenspannung des Treibriemens eines Kraftfahrzeugs auszuführen. Das ist einerseits in dem ersten Patentanspruch nachgeordneten Patentansprüchen enthalten, wird andererseits im folgenden anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Riemenspannvorrichtung nach Fig. 2, längs der Linie III-III,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Riemenspannvorrichtung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Riemenspannvorrichtung nach Fig. 4, längs der Linie V-V,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Riemenspannvorrichtung nach Fig. 6, längs der Linie VII-VII,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Riemenspannvorrichtung,

Fig. 9 im nicht-eingebauten Zustand, die Flachspiralfeder, die als Spannelement Bestandteil der Riemenspannvorrichtung nach Fig. 8 ist, und

Fig. 10 bis 13 einzelne Bauelemente der Riemenspannvorrichtung nach Fig. 8.

Die in den Figuren dargestellte Riemenspannvorrichtung 1 ist bestimmt für das Einstellen und das kontinuierliche Aufrechterhalten der richtigen Rie­ menspannung des nicht dargestellten Treibriemens eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeugs und besteht zunächst aus einem Anschlußele­ ment 2, einem Spannelement 3, einem SpannhebeI 4 und einer am freien Ende des Spannhebels 4 vorgesehenen Spannrolle 5; mit Hilfe des Spannelements 3 und des Spannhebels 4 wird die Spannrolle 5 gegen den nicht dargestellten Treibriemen, diesen spannend, gedrückt. Im in Fig. 1 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ist der Spannhebel 4 relativ lang; deshalb ist hier noch ein Spannhebellager 6 vorgesehen.

Wie die Fig. 2, 4, 6, 8 und 9 zeigen, ist als Spannelement 3 jeweils eine Spiralfeder 7, vorzugsweise und dargestellt in der Ausführungsform als Flachspiralfeder, vorgesehen. Dabei ist die Spiralfeder 7 jeweils mit ihrem äußeren Ende mit dem Anschlußelement 2 und mit ihrem inneren Ende mit dem Spannhebel 4 verbunden.

In allen in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen ist das An­ schlußelement 2 gehäuseförmig, nämlich topfförmig ausgeführt. Das gehäuse­ förmige bzw. topfförmige Anschlußelement 2 weist einen Anschlußflansch 8 auf und ist mit einem scheibenförmigen, eine Durchtrittsöffnung 9 für den Spannhebel 4 aufweisenden Gehäusedeckel 10 verschlossen; der Gehäusedeckel 10 ist - mit dem Anschlußflansch 8 fluchtend - in das gehäuseförmige Anschluß­ element 2 eingesetzt, nämlich eingepreßt.

Wiederum für alle in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele gilt, daß die Spiralfeder 7 mit ihrem äußeren Ende am Gehäusemantel 11 des gehäu­ seförmigen Anschlußelements 2 befestigt ist. Die Spiralfeder 7 ist nämlich mit ihrem äußeren Ende in einer Vertiefung des Gehäusemantels 11 des gehäu­ seförmigen Anschlußelements 2 festgelegt. Diese Vertiefung, die im einzel­ nen nicht dargestellt ist, führt dazu, daß das topfförmige Anschlußelement 2 in den Fig. 2, 4 und 6 im Bereich der Spiralfeder 7 nicht rotationssymme­ trisch erscheint, obwohl es, bis auf die in Rede stehende Vertiefung, rota­ tionssymmetrisch ausgeführt ist.

Den Fig. 2, 4, 6 und 8 kann im übrigen entnommen werden, daß die Spiralfe­ der 7 jeweils in der Nähe des Gehäusebodens 12 des topfförmigen Anschluß­ elements 2 angeordnet ist.

In den Ausführungsbeispielen, die in den Fig. 2 bis 7 dargestellt sind, weist das gehäuseförmige Anschlußelement 2 einen im Durchmesser abgesetzten Gehäusemantel 11 auf; der Durchmesser des Gehäusemantels 11 ist in seinem an den Gehäuseboden 12 anschließenden Bereich geringer als der Durchmesser des übrigen Gehäusemantels 11. Dadurch ist eine AnIageschulter 13 verwirk­ licht.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, die bei allen in den Figuren dar­ gestellten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Riemenspannvorrich­ tung 1 verwirklicht ist und der im Hinblick auf das dynamische Verhalten der Riemenspannvorrichtung 1 besondere Bedeutung zukommt, sind Dämpfungs­ mittel 14 vorgesehen, die bei einer Relativbewegung zwischen dem Spann­ hebel 4 und dem Anschlußelement 2 wirksam werden. Diese Dämpfungsmittel 14 sind - in axialer Richtung, auf den Gehäuseboden 12 zu gesehen - vor der Spiralfeder 7 verwirklicht; sie sind also in dem dem Gehäuseboden 12 fernen Teil des topfförmigen Anschlußelements 2 vorgesehen.

Die für das dynamische Verhalten der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrich­ tung 1 besonders wichtigen Dämpfungsmittel 14 können in unterschiedlicher Weise realisiert werden.

Bei dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen die Dämpfungsmittel 14 aus mit dem Spannhebel 4 drehfest verbundenen, bis fast an das gehäuseförmige Anschlußelement 2 heranreichenden Dämpfungsflügeln 15 und einer fließfähigen, zwischen den Dämpfungsflügeln 15 wirksamen Dämp­ fungsmasse 16, z. B. Öl, Fett, Quarzsand oder Granulat. Damit dabei die Dämpfungsmasse 16 nicht austreten kann, ist zwischen dem gehäuseförmigen Anschlußelement 2 und dem Gehäusedeckel 10 eine Abdichtung 17 vorgesehen.

Bei den in den Fig. 4 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispielen sind als Dämpfungsmittel 14 eine vorzugsweise drehfest mit dem Anschlußelement 2, z. B. mit dem Gehäusedeckel 10 verbundene Reibungsscheibe 18 und Reibungs­ krafterzeugungsmittel 19 vorgesehen. Dabei besteht in allen insoweit darge­ stellten Ausführungsbeispielen das Reibungskrafterzeugungsmittel 19 jeweils aus einer mit der Reibungsscheibe 18 zusammenwirkenden, vorzugsweise dreh­ fest mit dem Spannhebel 4 verbundenen Druckscheibe 20 und einer auf die Druckscheibe 20 wirkenden Druckfeder 21. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ist als Druckfeder 21 eine Schraubenfeder vorgesehen, während im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 als Druckfeder 21 zwei Teller­ federn eingebaut sind.

Besondere Bedeutung kommt einer weiteren Lehre der Erfindung zu, die bei der Ausführungsform nach Fig. 8 realisiert und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Spiralfeder 7 konisch verlaufend gewickelt ist und damit zu­ gleich als Druckfeder 21 wirkt. Dies zeigt Fig. 9, die die konisch ver­ laufend gewickelte und damit zugleich als Druckfeder 21 wirkende Spiral­ feder 7 im nicht-eingebauten Zustand zeigt.

Bisher ist immer nur ausgeführt worden, daß zu der erfindungsgemäßen Rie­ menspannvorrichtung 1 auch ein Spannhebel 4 gehört. Dieser Spannhebel 4 muß aber nicht fester Bestandteil der Riemenspannvorrichtung 1 sein, viel­ mehr empfiehlt sich eine Ausgestaltung dahingehend, daß der Spannhebel 4 ein von der übrigen Riemenspannvorrichtung 1 separierbares Bauelement ist. Das ist nun dadurch realisiert, daß, wie dies besonders die Fig. 2 bis 7 zeigen, in dem gehäuseförmigen Anschlußelement 2 ein Spannelementaufnahme­ und -mitnahmeelement 22 vorgesehen ist. Dieses Spannelementaufnahme- und -mitnahmeelement 22 weist in den dargestellten Ausführungsbeispielen je­ weils eine innenliegende, formschlußermöglichende Spannelementaufnahme 23 und einen vielkantförmigen, nämlich sechskantförmigen Querschnitt auf.

Besondere Bedeutung kommt auch einer weiteren Lehre der Erfindung zu, die wiederum für das dynamische Verhalten der erfindungsgemäßen Riemenspann­ vorrichtung 1 von besonderer Bedeutung und dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen dem Anschlußelement 2 und dem Spannhebel 4 eine Rücklaufsperre 24 wirksam ist. Das ist bei der Ausführungsform verwirklicht, die in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, wobei die Rücklaufsperre 24 eine außenliegende, drehfest mit dem Anschlußelement 2 verbundene Buchse 25, eine innenliegen­ de, drehfest mit dem Spannhebel 4 verbundene, im Ausführungsbeispiel dreiteilige Formscheibe 26 mit Rollenaufnahmen 27 und zwischen der Buchse 25 und der Formscheibe 26 wirksame, in den Rollenaufnahmen 27 der Formschei­ be 26 vorgesehene Sperrollen 28 aufweist. In dem in den Fig. 6 und 7 dar­ gestellten Ausführungsbeispiel haben die Formscheiben 6 jeweils eine dem sechskantförmigen Querschnitt des Spannelementaufnahme- und -mitnahme­ elements 22 angepaßte, also sechskantförmige Ausnehmung 29.

Weiter oben ist bereits darauf hingewiesen worden, daß der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung 1, die in Fig. 8 dargestellt ist, deshalb besondere Bedeutung zukommt, weil bei dieser Ausführungsform die Spiralfeder 7 konisch verlaufend gewickelt und damit zugleich als Druckfeder 21 wirksam ist. Zu dieser besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung 1 sind deshalb in den Fig. 9 bis 13 einzelne Bauelemente im Detail dargestellt.

Zunächst zeigt Fig. 9, wie bereits ausgeführt, im nicht-eingebauten Zustand die konisch verlaufend gewickelte Spiralfeder 7, die dadurch, daß sie konisch verlaufend gewickelt ist, zugleich als Druckfeder 21 wirkt. Die Fig. 10 und 11 zeigen die - gegen die Reibungsscheibe 18 wirkende - Druck­ scheibe 20 und eine obere Druckscheibe 30, die formschlüssig mit der - gegen die Reibungsscheibe 18 wirkende - Druckscheibe 20 verbunden ist. In Fig. 12 ist die Reibungsscheibe 18 gezeigt, die ihrerseits formschlüssig mit der Druckscheibe 20 verbunden ist. Schließlich zeigt die Fig. 13 den Gehäusedeckel 10, der in das topfförmige Anschlußelement 2 eingepreßt ist.

Claims (23)

1. Riemenspannvorrichtung für das Einstellen und das kontinuierliche Auf­ rechterhalten der richtigen Riemenspannung des Treibriemens eines Kraft­ fahrzeugs, mit einem Anschlußelement, einem Spannelement, einem Spannhe­ bel und einer am freien Ende des Spannhebels vorgesehenen Spannrolle oder Spannriemenscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannelement (3) eine Spiralfeder (7), vorzugsweise eine Flachspiralfeder vorgesehen ist.

2. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (7) mit ihrem äußeren Ende mit dem Anschlußelement (2) und mit ihrem inneren Ende mit dem Spannhebel (4) verbunden ist.

3. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (2) gehäuseförmig, vorzugsweise topfförmig ausge­ führt ist.

4. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gehäuseförmige Anschlußelement (2) einen Anschlußflansch (8) aufweist.

5. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gehäuseförmige Anschlußelement (2) mit einem vorzugsweise schei­ benförmigen, eine Durchtrittsöffnung (9) für den Spannhebel (4) aufweisen­ den Gehäusedeckel (10) verschlossen ist.

6. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (10) - mit dem Anschlußflansch (8) fluchtend - in das gehäuseförmige Anschlußelement (2) eingesetzt, vorzugsweise eingepreßt ist.

7. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spiralfeder (7) mit ihrem äußeren Ende am Gehäuseman­ tel (11) des gehäuseförmigen Anschlußelements (2) befestigt ist.

8. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spiralfeder (7) in der Nähe des Gehäusebodens (12) des gehäuseförmigen Anschlußelements (2) angeordnet ist.

9. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Gehäusemantel (11) des gehäuseförmigen Anschlußele­ ments (2) einen abgesetzten Durchmesser aufweist und der Durchmesser des Gehäusemantels (11) in seinem an den Gehäuseboden (12) anschließenden Be­ reich geringer ist als der Durchmesser des übrigen Gehäusemantels (11).

10. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß - bei einer Relativbewegung zwischen dem Spannhebel (4) und dem Anschlußelement (2) wirksam werdende - Dämpfungsmittel (14) vorge­ sehen sind.

11. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9 und nach An­ spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel (14) - in axialer Richtung gesehen - vor oder hinter der Spiralfeder (7) vorgesehen sind.

12. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 8, ggf. nach Anspruch 9 sowie nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel (14) in dem dem Gehäuseboden (12) fernen Teil des gehäuseförmigen Anschlußele­ ments (2) vorgesehen sind.

13. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel (14) aus mit dem Spannhebel (4) drehfest verbundenen, vorzugsweise bis fast an das gehäuseförmige Anschluß­ element (2) heranreichenden Dämpfungsflügeln (15) und einer fließfähigen, zwischen den Dämpfungsflügeln (15) wirksamen Dämpfungsmasse (16), z. B. Öl, Fett, Quarzsand oder Granulat, bestehen.

14. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem gehäuseförmigen Anschlußelement (2) und dem Gehäusedeckel (10) eine Abdichtung (17) vorgesehen ist.

15. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 und ggf. nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungsmittel (14) eine vor­ zugsweise drehfest mit dem Anschlußelement (2), z. B. mit dem Gehäuse­ deckel (10) verbundene Reibungsscheibe (18) und Reibungskrafterzeugungsmit­ tel (19) vorgesehen sind.

16. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungskrafterzeugungsmittel (19) aus einer mit der Reibungsscheibe (18) zusammenwirkenden, vorzugsweise drehfest mit dem Spannhebel (4) verbundenen Druckscheibe (20) und einer auf die Druckscheibe (20) wirkenden Druckfe­ der (21) besteht.

17. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckfeder (21) eine Schraubenfeder oder mindestens eine Tellerfeder vorgesehen ist.

18. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (7) konisch verlaufend gewickelt und damit zugleich als Druckfeder (21) wirksam ist.

19. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem gehäuseförmigen Anschlußelement (2) ein Spann­ elementaufnahme- und -mitnahmeelement (22) vorgesehen ist.

20. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelementaufnahme- und -mitnahmeelement (22) eine innenliegende, formschlußermöglichende Spannelementaufnahme (23) aufweist.

21. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeich­ net, daß das Spannelementaufnahme- und -mitnahmeelement (22) einen viel­ kantförmigen, insbesondere einen sechskantförmigen Querschnitt aufweist.

22. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Anschlußelement (2) und dem Spannhebel (4) eine Rücklaufsperre (24) wirksam ist.

23. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufsperre (24) eine außenliegende, vorzugsweise drehfest mit dem Anschlußelement (2) verbundene Buchse (25), eine innenliegende, drehfest mit dem Spannhebel (4) verbundene Formscheibe (26) mit Rollenaufnahmen (27) und zwischen der Buchse (25) und der Formscheibe (26) wirksame, in den Rollenaufnahmen (27) der Formscheibe (26) vorgesehene Sperrollen (28) auf­ weist.