DE4124636A1

DE4124636A1 - Reibvorrichtung, insbesondere fuer eine riemenspannvorrichtung

Info

Publication number: DE4124636A1
Application number: DE4124636A
Authority: DE
Inventors: Eduard Dipl Golovatai-Schmidt; Alfred Dr Ing Toensmann
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1991-07-25
Filing date: 1991-07-25
Publication date: 1993-01-28
Anticipated expiration: 2011-07-26
Also published as: US5236396A; DE4124636C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibvorrichtung, insbesondere für eine Riemenspannvorrichtung für den Antrieb von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Gehäuse, einer Druckscheibe und einer dazwischen angeordneten Reibscheibe, wobei die Druckscheibe und die Reibscheibe gegeneinander verdrehbar sind und wobei zwischen der Druckscheibe und dem Gehäuse über die Reibscheibe eine Axialkraft wirkt.

Eine solche Reibvorrichtung ist aus der DE-OS 32 25 411 bekannt. Hier wirkt eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder in Umfangsrich tung zur Erzeugung eine Spannkraft für einen Riemen, während ihre in axialer Richtung wirkende Druckkraft für die Erzeugung der Reibung an der Reibscheibe ausgenutzt werden kann, die die Dämpfung der Schwenk hebelbewegung hervorruft. Auch die US-PS 45 57 707 zeigt eine ver gleichbare Spannvorrichtung.

Bei den bekannten Spannvorrichtungen, deren Reibscheiben als Kreisrin ge mit parallelen, in radialen Ebenen angeordneten Stirnflächen ausge bildet sind, wird das Reibmoment für die Reibungsdämpfung von der Anpreßkraft der Reibscheibe an ihre Stützfläche, von dem mittleren Reibradius und von dem Reibungskoeffizienten der Reibpaarung bestimmt. Die von der Feder erzeugte Anpreßkraft kann mit guter Genauigkeit eingehalten werden. Der Reibungskoeffizient ist von den Werkstoffen der Reibpaarung abhängig und wird somit ebenfalls genau genug einge halten. Der Reibradius hängt von der Flächenpressungsverteilung ab und reagiert sehr empfindlich auf Formfehler der Reibscheiben. Eine gleichmäßige Flächenpressungsverteilung sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung setzt aber absolut ebene Reibflächen und deren Par allelität voraus, was in der Ausführung nur mit sehr großem Aufwand erreichbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibvorrichtung zu schaffen, bei der der mittlere Reibradius von Form- und Lagefehlern der gepaarten Reibflächen möglichst unabhängig ist. Da eine neue Reibscheibe bzw. ein neuer Reibbelag eine gewisse Einlaufphase benö tigt, bevor die volle Reibung zur Wirkung kommt, soll bei der neu artigen Reibvorrichtung gleichzeitig der Einlaufverschleiß beschleu nigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reibscheibe an zumindest einer ihrer Stirnseiten mit einer zu der Reibscheibe hin räumlich vorstehenden (konvexen) Stützfläche in Berührung steht. Bei einer solchen Formgebung der Stützfläche werden Form- und Lagefehler der Reibscheibe weitgehend neutralisiert.

Die räumlich vorstehende Stützfläche kann vorteilhaft an einer beson deren Druckscheibe ausgebildet sein, die an dem Spannrollenträger befestigt ist. Beispielsweise kann die Druckscheibe mit der vorstehen den Stützfläche im Querschnitt ballig oder dachförmig sein, so daß sich am Beginn des Reibvorganges bei sehr kleinen Kontaktflächen zwischen der Reibscheibe und der Druckscheibe eine hohe Anfangsflä chenpressung und ein dadurch bedingter großer Anfangsverschleiß er gibt, der zu einer schnellen Anpassung der Reibflächen zueinander führt. Bei diesem Vorgang nimmt mit der Vergrößerung der Kontaktflä chen die Flächenpressung ab, so daß ein weiteres Voranschreiten der übermäßigen Verschleißbildung entfällt und nach einer kurzen Einlauf zeit die gesamten aufeinandergerichteten Flächen für die Erzeugung des Reibmoments ausgenutzt werden.

Die bekannten Reibvorrichtungen sind mit einer einzigen zentralen Schraube an dem Motorblock befestigt, so daß eine zusätzliche kon struktive Maßnahme für die Verdrehsicherung des Spannergehäuses gegen über dem Motorblock erforderlich ist. Die Achse der Schraube bildet die Schwenkachse für den Spannrollenträger. Der Schwenkhebel greift an dem von dem Motor abgewandten freien Ende der Schraube an und übt hier infolge der Riemenspannung ein Moment auf die Schraube aus, die ent sprechend stark dimensioniert sein muß.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, daß der Schwenkhebel des Spannrollenträgers an einem Ende einer Welle befestigt, beispielsweise mit dieser verschweißt oder verstemmt ist, wobei die Welle in einer mit dem Gehäuse verbundenen und von diesem abstehenden Lagerhülse schwenkbar gelagert ist. Auf diese Weise wird die Belastung der Bau teile der Spannvorrichtung verringert, denn an der Welle auftretende Momente infolge der Riemenspannung werden von der Lagerhülse abgefan gen. Zu diesem Zweck kann die Lagerhülse vorteilhaft an der Außenseite Versteifungsrippen aufweisen. Nach einer konstruktiven Ausführungsart ist an dem Ende der Welle, welches von dem Schwenkhebel abgewandt ist, eine auf die Reibscheibe axial einwirkende Druckscheibe befestigt. Eine besonders stabile Anordnung ergibt sich dann, wenn die Lagerbüch se mit dem Gehäuse einstückig ausgeführt ist. Die Welle des Spann rollenträgers kann in der Lagerhülse mit Wälzlagern gelagert sein.

Vorteilhaft weist das Gehäuse und/oder der Schwenkhebel jeweils eine Stirnwand mit einer der Steigung der Druckfeder entsprechenden schrau benförmig gewundenen Oberfläche auf, an welcher die Druckfeder axial abgestützt ist. Durch diese konstruktive Gestaltung der Federeinspann stellen ergibt sich eine auf dem gesamten Federumfang gleichmäßige Übertragung der Axialkräfte der Druckfeder. Die schraubenförmig gewun dene Oberfläche der Stirnwand des Gehäuses und/oder des Schwenkhebels kann jeweils im Bereich einer zu der Achse der Lagerhülse konzentri schen zylindrischen Aussparung angeordnet sein, so daß die von der Druckfeder erzeugte Axialkraft zentrisch wirkt und ein Knicken der Feder ausgeschlossen ist. Eine sichere Befestigungsmöglichkeit der Spannvorrichtung an dem Motor ergibt sich dadurch, daß mindestens zwei voneinander entfernte Montagelöcher zum Durchstecken von Schrauben an dem Gehäuse angeordnet sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Riemenspannvorrichtung in einem axialen Längs schnitt;

Fig. 2 eine Reibvorrichtung mit einer balligen Druckscheibe in einem Axialschnitt am Beginn des Reibvorganges;

Fig. 3 eine Reibvorrichtung mit einer dachförmigen Druckscheibe in einem Axialschnitt am Beginn des Reibungsvorganges;

Fig. 4 die Reibvorrichtung gemäß Fig. 3, nach Beendigung der Einlaufzeit.

Die Riemenspannvorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem Gehäuse 1 mit zwei voneinander entfernten Montagelöchern 2 zur Befestigung des Gehäuses an einem Motorblock. Einstückig mit dem Gehäuse 1 ist eine abstehende Lagerhülse 3 ausgeführt, die an ihrer Außenseite achspar allele Versteifungsrippen 4 aufweist. Die Lagerhülse 3 dient zur schwenkbaren Lagerung einer Welle 5 mit Wälzlagern 6.

An einem Ende der Welle 5 ist ein Schwenkhebel 7 angeschweißt. Dieser trägt an seinem freien Ende ein Lager 8 für eine Spannrolle 9 die achsparallel zu der Welle 5 angeordnet ist. Die Welle 5 und der Schwenkhebel 7 bilden somit einen Spannrollenträger 10, der sich um seine Schwenkachse 11, das ist die Drehachse der Welle 5, in der La gerhülse 3 verschwenken kann, wobei die Spannrolle 9 eine veränder liche Spannkraft auf einen Antriebsriemen ausübt.

Zur Erzeugung der Spannkraft weist die Vorrichtung eine Druckfeder 12 auf, die als zylindrische Schraubendruckfeder die Lagerhülse 3 konzen trisch umgibt. Axial stützt sich die Druckfeder 12 mit einem Ende an dem Schwenkhebel 7 und mit dem anderen Ende an dem Gehäuse 1 ab. Damit eine gleichmäßige Anlage der jeweils letzten Windung gewährleistet ist, weist das Gehäuse 1 innerhalb einer zylindrischen Aussparung 13 eine Stirnwand 14 und der Schwenkhebel 7 innerhalb einer zylindrischen Aussparung 15 eine Stirnwand 16 auf, wobei die Stirnwand jeweils eine schraubenförmig gewundene Oberfläche hat, die der Steigung der Druck feder entspricht. Die Druckfeder 12 erzeugt in Umfangsrichtung die Spannkraft für die an dem Riemen anliegende Spannrolle 9 und in axia ler Richtung eine Druckkraft, die den Spannrollenträger 10 aus der Lagerhülse 3 herausdrücken möchte.

An ihrem von dem Schwenkhebel 7 abgewandten Ende ist an der Welle 5 eine Druckscheibe 17 befestigt, die innerhalb einer Ausnehmung 18 des Gehäuses 1 angeordnet ist. An der von der Druckfeder 12 abgewandten Stirnseite des Gehäuses 1 befindet sich eine Reibscheibe 19, an der die Druckscheibe 17 anliegt und auf die die Druckscheibe 17 infolge der axialen Wirkung der Druckfeder 12 eine Kraft ausübt. Diese Anord nung stellt die Reibeinrichtung der Vorrichtung dar, die die Schwenk bewegungen des Spannrollenträgers 10 während des Betriebes dämpft.

Gegenüber dieser Reibeinrichtung sind die Reibeinrichtungen nach den Fig. 2 bis 4 insofern abgewandelt, als deren Druckscheiben 20 und 21 zu der Reibscheibe 19 hin räumlich vorstehende Stützflächen auf weisen. So ist die Druckscheibe 20 im Axialschnitt ballig und weist eine gekrümmt Stützfläche 22 auf (Fig. 2), während die Druckscheibe 21 im Axialschnitt dachförmig ausgebildet ist, also eine Stützfläche 23 hat, deren Teilflächen im Querschnitt geradlinig erscheinen (Fig. 3 und 4). Diese räumlich vorstehenden (konvexen) Stützflächen bewirken, daß am Beginn des Reibvorganges sehr kleine Kontaktflächen zwischen der Reibscheibe 19 und der Druckscheibe 20 bzw. 21 mit einem eindeutig festgelegten mittleren Reibradius R_m bestehen. Fig. 4 zeigt den Zustand, der sich bei einer räumlich vorstehenden Druckscheibe 21 und der damit gepaarten Reibscheibe 19 nach der Beendigung des Ein laufvorganges eingestellt hat: Die gesamten aufeinandergerichteten Flächen der Paarung berühren sich nun und können für die Erzeugung des Reibmomentes ausgenutzt werden.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Montageloch
3 Lagerhülse
4 Versteifungsrippe
5 Welle
6 Wälzlager
7 Schwenkhebel
8 Lager
9 Spannrolle
10 Spannrollenträger
11 Schwenkachse
12 Druckfeder
13 zylindrische Aussparung
14 Stirnwand
15 zylindrische Aussparung
16 Stirnwand
17 Druckscheibe
18 Ausnehmung
19 Reibscheibe
20 Druckscheibe
21 Druckscheibe
22 Stützfläche
23 Stützfläche
R_m mittlerer Reibradius

Claims

1. Reibvorrichtung, insbesondere für eine Riemenspannvorrichtung für den Antrieb von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Gehäuse (1) einer Druckscheibe (17, 20, 21) und einer da zwischen angeordneten Reibscheibe (19), wobei die Druckscheibe (17, 20, 21) und die Reibscheibe (19) gegeneinander verdrehbar sind, und wobei zwischen der Druckscheibe (17, 20, 21) und dem Gehäuse (1) über die Reibscheibe (19) eine Axialkraft wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibscheibe (19) an zumindest einer ihrer Stirnseiten mit einer zu der Reibscheibe (19) hin räumlich vorstehenden (konvexen) Stützfläche (22, 23) in Berührung steht.

2. Reibvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die räumlich vorstehende Stützfläche (22, 23) an einer von einem Spannrol lenträger gehaltenen Druckscheibe (20, 21) ausgebildet ist.

3. Reibvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (20) im Querschnitt ballig ist.

4. Reibvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (21) im Querschnitt dachförmig ist.

5. Reibvorrichtung, insbesondere für eine Riemenspannvorrichtung für den Antrieb von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, mit einem gegenüber einem festen Gehäuse (1) verschwenkbaren Spannrollenträger (10), an dessen Schwenkhebel (7) eine Spannrolle (9) drehbar gelagert ist, mit einer zu der Schwenkachse (11) des Spannrollenträgers (10) koaxialen Druckfeder (12), die sich mit einem Ende an dem festen Gehäuse (1) und mit dem anderen Ende an dem Spannrollenträger (10) axial abstützt, und mit einer Reibungseinrichtung zur Dämpfung der Schwenkbewegung des Spannrollenträgers (10), die eine von der Druckfe der (12) über den Schwenkhebel (7) axial beaufschlagte, an dem Gehäuse (1) abgestützte Reibscheibe (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (7) des Spannrollenträgers (10) an einem Ende einer Welle (5) befestigt ist, die in einer mit dem Gehäuse (1) verbundenen und von diesem abstehenden Lagerhülse (3) schwenkbar gelagert ist.

6. Reibvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ende der Welle (5), welches von dem Schwenkhebel (7) abgewandt ist, eine auf die Reibscheibe (19) axial einwirkende Druckscheibe (17) befestigt ist.

7. Reibvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Lagerhülse (3) Versteifungsrippen (4) angeordnet sind.

8. Reibvorrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (3) mit dem Gehäuse (1) einstückig ausgeführt ist.

9. Reibvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (5) des Spannrollenträgers (10) mit Wälzlagern (6) in der La gerhülse (3) gelagert ist.

10. Reibvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (5) über die Druckscheibe (17) und die Reibscheibe (19) an der von dem Schwenkhebel (7) abgewandten Stirnseite des Gehäuses (1) axial abgestützt ist.

11. Reibvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine Ausnehmung (18) aufweist, in welcher die Reibscheibe (19) und das Wellenende mit der Druckscheibe (17) angeordnet sind.

12. Reibvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) und/oder der Schwenkhebel (7) jeweils eine Stirnwand (14, 16) mit einer der Steigung der Druckfeder (12) entsprechenden schrau benförmig gewundenen Oberfläche aufweist, an welcher die Druckfeder (12) axial abgestützt ist.

13. Reibvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmig gewundene Oberfläche der Stirnwand (14, 16) des Gehäu ses (1) und/oder des Schwenkhebels (7) jeweils im Bereich einer zu der Achse der Lagerhülse (3) konzentrischen zylindrischen Aussparung (13, 15) angeordnet ist.