DE4203449A1

DE4203449A1 - Riemenspannvorrichtung

Info

Publication number: DE4203449A1
Application number: DE19924203449
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Dr Ing Tenberge; Eduard Dipl Golovatai-Schmidt; Frank Dipl Ing Bohlmann; Ingo Dipl Ing Sebastian
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1993-08-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, insbesondere Riemen spannvorrichtung für den Antrieb von Hilfsaggregaten einer Brennkraft maschine, mit einer Druckfeder für die lineare Einwirkung auf den zu spannenden Riemen und mit einem Reibungsdämpfer, der einen in einem Zylinder gegen die Wirkung von Reibungskräften verschiebbaren, mit einer Kolbenstange verbundenen Reibkörper und eine zweite, auf den Reibkörper einwirkende Druckfeder aufweist.

Eine solche Spannvorrichtung ist aus der DE-PS 35 36 834 bekannt. Dabei ist in dem Zylinder ein Hauptkolben angeordnet, der einen Reib belag als Reibkörper aufweist. An dem Hauptkolben liegt ein Neben kolben lose an. Dieser wird von dem Hauptkolben in eine der Bewegungs richtungen gegen die Kraft der zweiten Feder verschoben. Hier ergibt sich eine von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange abhängige Rei bungsdämpfung aus folgendem Grund: Bei der Bewegung der Kolbenstange in den Zylinder hinein wirken die Kraft der ersten Druckfeder, die Kraft der zweiten Druckfeder und die Reibungskräfte der Reibkörper beider Kolben in der gleichen Richtung, nämlich entgegen der äußeren, von dem Riemen hervorgerufenen Kraft. Bei der Bewegung der Kolben stange aus dem Zylinder heraus wirken jedoch die Federkräfte den Reibungskräften entgegen.

Maßnahmen zur Änderung der Reibungskräfte durch eine radiale Verspan nung der Reibkörper des Hauptkolbens und des Nebenkolbens sind bei dieser Spannvorrichtung nicht vorgesehen. Bei der Kolbenbewegung ist ein axiales Spiel zwischen einem Kolben und seinem Reibkörper nicht zulässig, damit auch Schwingungen kleiner Amplituden abgedämpft werden können. Diese Ausführung einer Spannvorrichtung hat den Nachteil, daß der Zylinder in seiner Länge so groß ausgeführt werden muß, daß darin beide Kolben Platz haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spannvorrichtung so weiterzubilden, daß sie mit einem geringeren Raumbedarf auskommt. Die Spannvorrichtung soll aus wenigen, einfach zu fertigenden Teilen bestehen, die hinsichtlich der erforderlichen Fertigungstoleranzen einfach beherrschbar und in der Großserie leicht zu montieren sind. Dabei soll die Dämpfungswirkung möglichst unabhängig von der ferti gungsbedingten Streubreite der Abmessungen und von dem Verschleiß über die gesamte Lebensdauer konstant sein.

Diese Aufgabe wird nach einem ersten Vorschlag erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reibkörper von zwei keilförmigen Kolbenteilen gebildet ist, die axial hintereinander angeordnet und mit ihren ebenen Keil flächen aneinander abgestützt sind, welche mit der Zylinderachse einen spitzen Winkel bilden. Auf diese Weise wird die axiale Länge der beiden hintereinander angeordneten und aneinander anliegenden Kolben teile wesentlich verringert. Ein Kolbenteil kann dabei an der Kolben stange befestigt sein, während an dem anderen Kolbenteil die zweite, als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder mit einem Ende abgestützt sein kann, die sich mit ihrem anderen Ende an einer Bodenwand des Zylinders abstützt.

Nach einem weiteren Vorschlag wird die erfindungsgemäße Aufgabe da durch gelöst, daß der Reibkörper von einem Kolben mit einer zentralen, von seiner einen Stirnseite ausgehenden konischen Ausnehmung gebildet und innerhalb der Ausnehmung an einem entsprechend geformten, mit der Kolbenstange verbundenen Trichterteil axial abgestützt ist. Auch diese Ausführung ermöglicht eine Verringerung der axialen Abmessung der Spannvorrichtung, da mit dem Trichterteil und dem Kolben zwar noch zwei axial hintereinanderliegende Teile vorhanden sind, deren Längen sich aber infolge der Trichterform nicht addieren. Der Kolben kann dabei mindestens einen von einer Umfangsstelle ausgehenden Schlitz aufweisen, der seine radiale Aufweitung ermöglicht.

Der Kolben kann eine weitere konische Ausnehmung aufweisen, die von seiner von dem Trichterteil abgewandten Stirnseite ausgeht und in der ein konischer Stützkörper angeordnet ist, an dem sich der Kolben axial abstützt. Dabei muß sich funktionsbedingt das der offenen Zylinder stirnseite zugewandte Trichterteil axial an der Kolbenstange abstüt zen, während der der geschlossenen Zylinderseite zugewandte konische Stützkörper axial auf der Kolbenstange verschiebbar sein muß. Auch diese Ausführung ermöglicht eine Verringerung der axialen Abmessungen der Spannvorrichtung, da mit dem Trichterteil, dem konischen Stützkör per und dem Kolben zwar drei axial hintereinanderliegende Teile vor handen sind, deren Längen sich aber infolge der Trichterform nicht addieren.

Während nach dem ersten Lösungsvorschlag die Kolbenstange die beiden Kolbenteile aneinanderdrückt und die Kolbenteile über die schräge ebene Keilfläche eine radiale Kraft auf die innere Oberfläche des Zylinders ausüben, wird diese radiale Kraft bei dem zweiten Lösungs vorschlag an der bzw. den trichterförmigen Ausnehmungen des Kolbens erzeugt. Auch hier entsteht bei der Bewegung der Kolbenstange eine richtungsabhängige Reibungsdämpfung. Diese ist beim Einfahren der Kolbenstange in den Zylinder hinein größer, als beim Ausfahren aus dem Kolben heraus. Die Dämpfung entsteht durch eine radiale Auf- bzw. Verspreizung der Reibkörper in dem Zylinder. Dabei wird eine über einen längeren Zeitraum vom Verschleiß wenig beeinflußte, definierte Reibungsdämpfung erzeugt.

Die zweite Druckfeder kann mit ihrem von dem Kolben abgewandten Ende an einer Bodenwand des Zylinders abgestützt sein, so daß sie beim Ausfahren der Kolbenstange aus dem Zylinder heraus den Kolben in derselben Richtung verschiebt. Die Wirkung der zweiten Feder kann dadurch verändert werden, daß die Feder mit ihrem von dem Kolben abgewandten Ende an einer mit der Kolbenstange verbundenen Stützschei be abgestützt wird. In diesem Fall wird der Kolben beim Ausfahren der Kolbenstange aus dem Zylinder nicht unabhängig von der Kolbenstange in dieselbe Richtung gedrückt, sondern von der Kolbenstange abgefedert mitgezogen.

Nach einem dritten Vorschlag wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, daß der Reibkörper von einer zu der Kolbenstange koaxialen Hülse gebildet ist, die an einer Umfangsstelle einen ihre radiale Aufweitung ermöglichenden durchgehenden Schlitz aufweist, wobei die zweite Feder an der inneren Oberfläche der Hülse radial nach außen wirkend abgestützt ist. Bei dieser Ausführung sind nun keine Reibkör per mehr in dem Zylinder axial hintereinandergeschaltet, es ist nur noch eine Hülse erforderlich, die ihre radiale Anpreßkraft an die innere Oberfläche des Zylinders unmittelbar von der zweiten Schrauben feder erhält, so daß sich auch mit dieser Ausführung die axiale Länge der Spannvorrichtung verringern läßt.

Die Hülse kann durch mehrere in Umfangsrichtung in Abständen hinter einander angeordnete durchgehende Schlitze in mehrere Hülsensegmente aufgeteilt sein. Bevorzugt sind dabei insgesamt vier Schlitze vor gesehen, durch die die Hülse in vier gleiche Hülsensegmente aufgeteilt ist. Die Hülse oder die Hülsensegmente können dadurch mit der Kolben stange verbunden sein, daß an beiden Stirnseiten der Hülse Montage scheiben angrenzen, die von der Kolbenstange gehalten sind.

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

Fig. 1 eine Spannvorrichtung mit zwei aneinander anliegen den Kolbenteilen im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Spannvorrichtung mit einem Kolben und einem an diesem anliegenden Trichterteil im Längsschnitt;

Fig. 3 eine weitere Spannvorrichtung mit einem Kolben und einem daran anliegenden Trichterteil im Längs schnitt;

Fig. 4 eine weitere Spannvorrichtung mit einem Kolben und zwei daran anliegenden konischen Bauteilen im Längsschnitt;

Fig. 5 eine Spannvorrichtung mit einer die Kolbenstange koaxial umgebenden Hülse im Längsschnitt;

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Spannvorrichtung mit der Hülse gemäß Linie VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein kegelstumpfförmiges Dämpferrohr.

Die Spannvorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einem aus Blech tiefge zogenen Zylinder 1, der an einem Ende durch eine Bodenwand 2 ver schlossen ist. Durch das andere, offene Ende des Zylinders 1 ragt in diesen eine Kolbenstange 3 hinein. An der Bodenwand 2 ist ein Befesti gungsauge 4 und an der Kolbenstange 3 ist ein Befestigungsauge 5 jeweils außerhalb des Zylinders 1 befestigt, beispielsweise ange schweißt. Der Zylinder 1 ist von einer Druckfeder 6 umgeben, die sich mit ihrem einen Ende an der Bodenwand 2 und mit ihrem anderen Ende an einer zweigeteilten Scheibe 7 abstützt und die für die Vorspannung des Riemens erforderliche Spannkraft ausübt. Die Scheibe 7 ist über eine Stützscheibe 8 an dem Befestigungsauge 5 und damit an der Kolbenstange 3 abgestützt. Sie besteht aus zwei Teilen, damit die Endmontage der Druckfeder 6 möglich ist. Innerhalb des Zylinders 1 befindet sich ein Führungsring 10, dessen innerer Durchmesser dem äußeren Durchmesser der Kolbenstange 3 entspricht und der zur Führung der Kolbenstange 3 in axialer Richtung dient.

An dem Führungsring 10 schließt sich in axialer Richtung ein Reibungs dämpfer 11 an, der von einem stangenseitigen Kolbenteil 12 aus Kunst stoff, einem federseitigen Kolbenteil 13 aus Kunststoff und einer zweiten Druckfeder 14 gebildet ist. Von diesen in dem Zylinder 1 axial hintereinander angeordneten Teilen ist der stangenseitige Kolbenteil 12 als Keil ausgebildet und mit der Kolbenstange 3 fest verbunden. Er weist an seiner von der Kolbenstange 3 abgewandten Seite eine ebene Keilfläche 15 auf, die mit der Längsachse der Spannvorrichtung einen spitzen Winkel bildet. Der federseitige Kolbenteil 13 weist ebenfalls eine solche ebene Keilfläche 15 auf, mit der er an der Keilfläche des stangenseitigen Kolbenteils 12 anliegt. An seiner von dem Kolbenteil 12 abgewandten Stirnseite stützt sich die zweite Feder 14 mit einem Ende ab. Sie liegt mit ihrem anderen Ende an der Bodenwand 2 an.

Bei einer Bewegung der Kolbenstange 3 in axialer Richtung gegen die Wirkung der Druckfeder 6 in den Zylinder 1 hinein werden die Kolben teile 12 und 13 infolge ihrer winkelig angestellten, als Berührungs flächen wirkenden Keilflächen 15 radial an die innere Oberfläche des Zylinders 1 gedrückt und erzeugen dort bei der axialen Bewegung eine Gleitreibung, die die Dämpfung der Spannvorrichtung bewirkt. Bei der Bewegung der Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 1 heraus, drückt die zweite Druckfeder 14 den federseitigen Kolbenteil 13 wie einen Keil zwischen die Innenseite des Zylinders 1 und den an der Kolbenstange 3 befestigten Kolbenteil 12. Die dabei an dem Zylinder 1 entstehende Reibung ist der Kraft der Druckfeder 14 entgegengerichtet und ver ringert die resultierende Normalkraft auf der Berührungsfläche der beiden Kolbenteile 12 und 13. Dieses führt zu einer Verringerung der Verspreizung der Kolbenteile, also zu einer Verringerung der Reibungs kraft des stangenseitigen Kolbenteils 12 am Zylinder 1 und damit der Dämpfungswirkung insgesamt.

Demgegenüber wirken bei einer Bewegung der Kolbenstange 3 in den Zylinder 1 hinein, die Reibungskraft des federseitigen Kolbenteils 13 an dem Zylinder 1 und die Kraft der zweiten Druckfeder 14 in gleicher Richtung, was zu einem verstärkten Einpressen des Kolbenteils 13 zwi schen den an der Kolbenstange 3 befestigten Kolbenteil 12 und den Zylinder 1 führt. Insgesamt ergibt dieses eine Erhöhung der Dämpfungs wirkung der Spannvorrichtung bei einer durch den Riemen hervorgerufe nen Belastung. Aufgrund dieses Wirkungsprinzips weist die Spannvor richtung also eine gerichtete Dämpfung auf. Infolge der Abstützung der zweiten Druckfeder 14 an der Bodenwand 2 des Zylinders 1 ist die Dämpfung außerdem von der Stellung der Kolbenteile 12 und 13 in dem Zylinder 1 abhängig. Die Größe der Dämpfung wird im wesentlichen von den Reibungskoeffizienten der Paarungen Kolbenteile (Reibkörper)- Zylinder, vom Neigungswinkel der gemeinsamen Berührungsfläche beider Kolbenteile und von der Größe der von der zweiten Druckfeder 14 auf den Kolbenteil 13 ausgeübten Druckkraft bestimmt.

Die Spannvorrichtungen gemäß den Fig. 2, 3 und 4 sind mit den ersten Druckfedern 6, den Zylindern 16, den Kolbenstangen 9 und den zweiten Druckfedern 17 und 18 ähnlich aufgebaut, wie die Ausführung gemäß Fig. 1. Hier bestehen die Reibungsdämpfer 19 und 20 jedoch aus Kolben 21 aus einem polymeren Werkstoff, an deren einer Stirnseite jeweils eine konische Ausnehmung eingearbeitet ist, in der sich ein entsprechend geformtes Trichterteil 22 axial an dem Kolben 21 ab stützt. Dieses wird von der Kolbenstange 9 geführt. Der Kolben 21 weist jeweils an einer Umfangsstelle einen durchgehenden radialen Schlitz 23 auf, so daß eine radiale Aufweitung des Kolbens 21 möglich ist. Die zweite Druckfeder 17, 18 stützt sich jeweils mit ihrem einen Ende an dem Kolben 21 ab. In Fig. 4 weist der Kolben 21 eine weitere konische Ausnehmung auf, die von seiner von dem Trichterteil 22 abge wandten Stirnseite ausgeht und in der ein konischer Stützkörper 32 angeordnet ist, an dem sich der Kolben 21 axial abstützt. Das Trich terteil 22 stützt sich jeweils axial an der Kolbenstange 9 ab. Der konische Stützkörper 32 ist axial auf der Kolbenstange 9 geführt.

Gemäß Fig. 2 ist das andere Ende der zweiten Druckfeder 17 an der Bodenwand 24 des Zylinders 16 abgestützt, während sich gemäß den Fig. 3 und 4 das andere Ende der zweiten Druckfeder 18 an einer Stützscheibe 25 abstützt, die an der Kolbenstange 9 befestigt ist. Die zweite Druckfeder 17, 18 stützt sich gemäß den Fig. 2 und 3 jeweils mit ihrem einen Ende an dem Kolben 21 und gemäß Fig. 4 an einer speziell dafür vorgesehenen Abflachung des konischen Stützkörpers 32 ab. Beim Einfahren der Kolbenstange 9 in den Zylinder 16 wird an den konischen Berührungsflächen des Trichterteils 22, des Stützkörpers 32 und des Kolbens 21 eine radiale Kraft erzeugt, die den Kolben 21 aufweitet und an die innere Oberfläche des Zylinders 16 radial an drückt. Die Größe dieser Kraft bewirkt die Gleitreibung zwischen dem Kolben 21 und dem Zylinder 16, deren Größe ein Maß für die Dämpfung ist.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen drückt die zweite Druckfeder 14, 17, 18 jeweils die Kolbenteile der Reibungsdämpfer 11, 19, 20 zu der Kolbenstange 3, 9 hin. Infolge der winkelig angestellten Keilflächen bzw. konischen Berührungsflächen dieser Teile werden die Radialkräfte für die Gleitreibung erzeugt. Die Axialkraft der Kolben stange 3, 9 wirkt der Federkraft der zweiten Druckfeder 14, 17 ent gegen. Beim Einfahren der Kolbenstange 3, 9 in den Zylinder 1, 16 addieren sich diese Kräfte an den Keilflächen 15 als Berührungsflächen der Kolbenteile 12 und 13 bzw. an den konischen Berührungsflächen des Kolbens 21, des Trichterteils 22 und des Stützkörpers 32. Die Kräfte verursachen mit ihren radialen Komponenten eine entsprechend hohe Dämpfung der Spannvorrichtung. Beim Ausfahren der Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 1 wirkt auf die Kolbenteile 12 und 13 bzw. auf den Kolben 21, das Trichterteil 22 und den Stützkörper 32 nur noch die um die Reibungskraft zwischen dem Kolben bzw. den Kolbenteilen und der Zylin derinnenwand reduzierte Federkraft der zweiten Druckfeder 14, die eine entsprechend geringere Dämpfung der Spannvorrichtung bewirkt. Die Kolbenteile folgen nur noch der Kolbenstange 3, 9, wobei die radiale Aufweitung der Kolbenteile geringer ist. Somit entsteht hier bei der Bewegung der Kolbenstange 3, 9 eine richtungsabhängige Reibungsdämp fung bei der Ausführung gemäß Fig. 4 wird der Kolben 21 mit Hilfe der zweiten Druckfeder 18 zwischen das Trichterteil 22 und den koni schen Stützkörper 32 gespannt. Beim Ausfahren der Kolbenstange 9 wird im wesentlichen mit der um die Reibungskraft zwischen Kolben- und Zylinderinnenwand reduzierten Federkraft der zweiten Druckfeder 18 auf den Stützkörper 32 Druck ausgeübt. Dadurch wird der Kolben radial aufgeweitet, was zu einer entsprechenden Reibungsdämpfung führt.

Ein Unterschied zwischen der Ausführung der Fig. 2 und den Ausführun gen der Fig. 3 und 4 besteht darin, daß sich die zweite Druckfeder 17 der Spannvorrichtung nach Fig. 2 am Kolben 21 und an der Bodenwand 24 des Zylinders 1 abstützt, wodurch die auf den Kolben 21 wirkende Federkraft bei dessen Eindrücken in den zwischen dem Trichterteil 22 und dem Zylinder 1 befindlichen Raum, sowie insbesondere die Reibung zwischen dem Kolben 21 und dem Zylinder 1 und damit die gesamte Dämp fungswirkung dieser Spannvorrichtung lageabhängig ist. Im Gegensatz dazu stützt sich die zweite Druckfeder 18 der Spannvorrichtung nach den Fig. 3 und 4 mit ihren von dem Kolben 21 abgewandten Stirn seiten über die Stützscheibe 25 an der Kolbenstange 9 ab. Durch diese Anordnung ist die auf den Kolben 21 einwirkende Kraft dieser Feder über den gesamten Kolbenhub konstant, wodurch die Dämpfungswirkung der Spannvorrichtung von der Lage des Kolbens 21 innerhalb des Zylinders 1 unabhängig ist. Die zweite Druckfeder 17 bzw. 18 der Spannvorrich tung nach Fig. 2 bzw. Fig. 3 stützt sich mit ihrer von der Bodenwand 24 des Zylinders abgewandten Stirnseite direkt am Kolben ab und drückt diesen auf das Trichterteil 22, was zu einem radialen Aufspreizen des Kolbens führt. Durch die nur einseitige Anbringung eines Trichterteils 22 kann es je nach der Biegesteifigkeit des Kolbens zu einer ungleich mäßigen Verteilung der Flächenpressung zwischen dem Kolben und dem Zylinder in axialer Richtung kommen. Im Gegensatz dazu ist zwischen der zweiten Druckfeder 18 und dem Kolben 21 bei der Spannvorrichtung nach Fig. 4 der konische Stützkörper 32 in einer entsprechend trich terförmig gestalteten Ausnehmung des Kolbens angeordnet. Der Kolben spreizt sich hier ebenfalls radial auf, doch läßt sich die Flächen pressung zwischen dem Kolben und dem Zylinder in axialer Richtung aufgrund der beiderseits des Kolbens angeordneten Bauteile gleichmäßi ger einstellen.

Allen in den Fig. 2 bis 4 dargestellten drei Spannvorrichtungen gemeinsam ist dagegen ihre gerichtete Dämpfungswirkung. Diese ergibt sich dadurch, daß bei einer Bewegung der Kolbenstange 9 aus dem Zylin der 1 heraus die Wirkungsrichtungen der zwischen dem Kolben 21 und dem Zylinder 1 auftretenden Reibungskraft und die Druckkraft der zweiten Feder nach 17, 18 entgegengesetzt sind, wodurch sich diese Kräfte zumindest teilweise aufheben. Bei einer Bewegung der Kolbenstange 9 in den Zylinder 1 hinein sind dagegen die Wirkungsrichtungen der Rei bungskraft und der Druckkraft gleich, d. h. die Kräfte addieren sich bei ihrer Wirkung auf den Kolben 21, wodurch dieser stärker in den Ringraum gepreßt wird. Damit erhöht sich die Kraft, mit der der Kolben 21 an den Zylinder 1 angedrückt wird, was zu einer Erhöhung der Rei bung und damit zu einer Verstärkung der Dämpfungswirkung der Spannvor richtung bei einer Bewegung der Kolbenstange 9 in den Zylinder 1 führt.

Die Dämpfung insgesamt ist abhängig von den Reibungskoeffizienten der Paarungen Kolben-Zylinder und Kolben-Trichterteil, vom Neigungswinkel des kegelstumpfförmigen Abschnitts des Trichterteils 22, von der Biegesteifigkeit des Kolbens 21 hinsichtlich der radialen Aufsprei zung, sowie von der Druckkraft, die von der zweiten Druckfeder 17, 18 auf den Kolben 21 ausgeübt wird.

Mit dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 wird eine unge richtete Dämpfung erzeugt. Diese mit dem Zylinder 1, der Kolbenstange 26 und der Druckfeder 6 ähnlich aufgebaute Spannvorrichtung besitzt einen Reibungsdämpfer 27, der von einer zu der Kolbenstange 26 koaxia len Hülse 28 und einer in der Hülse angeordneten zweiten Druckfeder 29 gebildet ist, die sich an der inneren Oberfläche der Hülse 28 abstützt und auf diese, als Kunststoffteil ausgebildete Hülse eine radiale Kraft ausübt, wodurch die Hülse 28 an die innere Oberfläche des Zylin ders 1 angedrückt wird. An beiden Stirnseiten der Hülse 28 grenzen Montagescheiben 30 an, über welche die Hülse 28 mit der Kolbenstange 26 fest verbunden ist.

Damit die radiale Aufweitung der Hülse 28 nicht behindert wird, sind an der Hülse 28 in Umfangsrichtung in gleichen Abständen hinterein ander vier durchgehende Schlitze 31 angebracht, so daß vier Hülsenseg mente entstanden sind.

Die zweite Druckfeder 29 übt unabhängig von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange 26 auf die Segmente der Hülse 28 eine konstante radiale Kraft aus, so daß an der Innenwand des Zylinders 1 bei der Bewegung der Kolbenstange 26 eine richtungsunabhängige Gleitreibung und Dämp fung erzeugt wird, die auch von der Stellung der Hülse 28 in dem Zylinder 1 unabhängig ist. Die Größe der Dämpfung wird im wesentlichen von dem Reibungskoeffizienten der Reibpaarung Hülse-Zylinder, sowie durch die Größe der von der zweiten Druckfeder 29 erzeugten Radial kraft bestimmt. Statt der einteiligen zweiten, als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 29 können auch mehrere einzelne Federringe verwendet werden, die radial vorgespannt in Nuten eingesetzt werden, welche an der inneren Oberfläche der Hülse 28 in axialen Abständen hintereinander angeordnet sind.

Der Reibkörper (Kolben) kann auch aus mehreren in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Einzelsegmenten zusammengesetzt sein. Eine solche Gestaltung ist möglich bei den bislang beschriebenen Ausführun gen gemäß den Fig. 1 bis 4 und bei der Ausführung nach Fig. 7. Es ist auch möglich, die Spannvorrichtung konstruktiv so abzuwandeln, daß die Lauffläche des Reibkörpers nicht von der inneren Oberfläche eines Zylinders, sondern eines kegelstumpfförmigen Rohres gebildet ist, welches in Fig. 7 als Dämpferrohr 33 dargestellt ist. Die Konizität dieses Rohres ist durch einen kleinen Kegelwinkel α bestimmt.

Bei dieser Abwandlung greifen an dem Reibkörper eine Anzahl unter schiedlicher Kräfte an, von denen vor allem die Reaktionskräfte an den Kontaktflächen zwischen den konischen Bauteilen 22, 32 und dem Reib körper von Bedeutung sind. Neben Normalkräften, also senkrecht zur Kontaktfläche wirkenden Kräften, treten auch Reibkräfte innerhalb der Kontaktfläche auf. Dabei unterscheidet die Mechanik zwischen Haftrei bung, welche durch eine Ungleichung charakterisiert wird, also ma thematisch nicht eindeutig ist, und der Gleitreibung, welche durch eine Gleichung charakterisiert wird, also mathematisch eindeutig beschrieben werden kann. Vereinfacht ausgedrückt sollen die Umgestal tungen eine evtl. auftretende Haftreibung mit einer darauf ggf. resul tierenden Funktionsbeeinträchtigung zugunsten der Gleitreibung ver meiden helfen.

Quasistatisch betrachtet befindet sich jeder Körper in einem Gleichge wicht aller an ihm angreifenden Kräfte und Momente. Verliert bei spielsweise der Reibkörper den Kontakt zur Innenwand des Dämpferroh res, ist dieses Gleichgewicht gestört. Bedingt durch die Kraft der zweiten Druckfeder und die Konusflächen an den Trichterteilen kommt es zu einer radialen Aufweitung des Reibkörpers bis der Wandkontakt und damit verbunden jenes Gleichgewicht wieder hergestellt sind. Für die Anwendung bedeutet dies im vorliegenden Fall, daß bei Verwendung eines konischen Dämpferrohres der Reibkörper bei einer Axialbewegung im Dämpferrohr sich ständig dessen Innendurchmesser durch radiales Auf spreizen bzw. zusammendrücken anpaßt. Diese Ausgleichsbewegung des Reibkörpers verursacht eine ständige Relativbewegung zwischen dem Reibkörper und den konischen Bauteilen 22 und 32. Durch diese Relativ bewegung stellt sich wiederum eine in Wirkrichtung und Betrag ein deutige Gleitreibungskraft zwischen diesen Bauteilen ein, welches wiederum zu einem eindeutig ausgeprägten Kräfte- und Momentengleich gewicht mit einer definierten Reibkraft zwischen Reibkörper und Dämp ferrohr führt. Genau jene eindeutig definierte Reibkraft bewirkt jedoch die somit eindeutig festgelegte Dämpfungswirkung des gesamten Reibungsdämpfers.

Wird dem gegenüber ein zylindrisches Dämpferrohr benutzt, so findet die oben beschriebene Ausgleichsbewegung des Reibkörpers nicht statt. Somit gibt es keine Relativbewegung zwischen den konischen Bauteilen 22 und 32 und dem Reibkörper und es kommt zu einer Haftreibung zwi schen diesen Bauteilen. Diese Haftreibung ist hinsichtlich ihrer Wirkrichtung und ihres Betrages jedoch nicht eindeutig definiert, weshalb auch andere über das Kraft- und Momentengleichgewicht am Reibkörper mit ihr verbundene Kräfte nicht eindeutig festgelegt sind. Zu diesen nicht eindeutig festgelegten Kräften zählt somit auch die Reibkraft zwischen Zylinder und Reibkörper, was dazu führt, daß die gesamte Reibungsdämpfung des Reibungsdämpfers nicht eindeutig festge legt ist, d. h. die Dämpfungswirkung der gesamten Spannvorrichtung ist nicht eindeutig abbildbar.

Bezugszahlenliste

1 Zylinder
2 Bodenwand
3 Kolbenstange
4 Befestigungsauge
5 Befestigungsauge
6 Druckfeder
7 zweiteilige Scheibe
8 Stützscheibe
9 Kolbenstange
10 Führungsring
11 Reibungsdämpfer
12 stangenseitiger Kolbenteil
13 federseitiger Kolbenteil
14 zweite Druckfeder
15 ebene Keilfläche
16 Zylinder
17 zweite Druckfeder
18 zweite Druckfeder
19 Reibungsdämpfer
20 Reibungsdämpfer
21 Kolben
22 Trichterteil
23 radialer Schlitz
24 Bodenwand
25 Stützscheibe
26 Kolbenstange
27 Reibungsdämpfer
28 Hülse
29 zweite Druckfeder
30 Montagescheibe
31 Schlitz
32 konischer Stützkörper
33 Dämpferrohr
α Kegelwinkel

Claims

1. Spannvorrichtung, insbesondere Riemenspannvorrichtung für den Antrieb von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, mit einer Druck feder für die lineare Einwirkung auf den zu spannenden Riemen und mit einem Reibungsdämpfer, der einen in einem Zylinder gegen die Wirkung von Reibungskräften verschiebbaren, mit einer Kolbenstange verbundenen Reibkörper und eine zweite, auf den Reibkörper einwirkende Druckfeder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkörper von zwei keilför migen Kolbenteilen (12, 13) gebildet ist, die axial hintereinander angeordnet und mit ihren ebenen Keilflächen (15) aneinander abgestützt sind, welche mit der Zylinderachse einen spitzen Winkel bilden.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolbenteil (12) an der Kolbenstange (3) befestigt und an dem anderen Kolbenteil (13) die zweite, als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder (14) mit einem Ende abgestützt ist, die sich mit ihrem anderen Ende an einer Bodenwand (2) des Zylinders (1) abstützt.

3. Spannvorrichtung, insbesondere Riemenspannvorrichtung für den Antrieb von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, mit einer Druck feder für die lineare Einwirkung auf den zu spannenden Riemen und mit einem Reibungsdämpfer, der einen in einem Zylinder gegen die Wirkung von Reibungskräften verschiebbaren, mit einer Kolbenstange verbundenen Reibkörper und eine zweite, auf den Reibkörper einwirkende Druckfeder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkörper von einem Kolben (21) mit einer zentralen, von seiner einen Stirnseite ausgehenden konischen Ausnehmung gebildet und innerhalb der Ausnehmung an einem entsprechend geformten, mit der Kolbenstange (9) verbundenen Trichter teil (22) axial abgestützt ist.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (21) eine weitere konische Ausnehmung aufweist, die von seiner von dem Trichterteil (22) abgewandten Stirnseite ausgeht und in der ein konischer Stützkörper (32) angeordnet ist, an dem sich der Kolben (21) axial abstützt.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (21) mindestens einen von einer Umfangsstelle ausgehen den, seine radiale Aufweitung ermöglichenden Schlitz (23) aufweist.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckfeder (17, 18) mit ihrem von dem Kolben (21) abgewandten Ende an einer Bodenwand (24) des Zylinders (16) abgestützt ist.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckfeder (18) mit ihrem von dem Kolben (21) abgewandten Ende an einer mit der Kolbenstange (9) verbundenen Stützscheibe (25) abge stützt ist.

8. Spannvorrichtung, insbesondere Riemenspannvorrichtung für den Antrieb von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, mit einer Druck feder für die lineare Einwirkung auf den zu spannenden Riemen und mit einem Reibungsdämpfer, der einen in einem Zylinder gegen die Wirkung von Reibungskräften verschiebbaren, mit einer Kolbenstange verbundenen Reibkörper und eine zweite, auf den Reibkörper einwirkende Druckfeder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkörper von einer zu der Kolbenstange (26) koaxialen Hülse (28) gebildet ist, die an einer Umfangsstelle einen ihre radiale Aufweitung ermöglichenden durchgehen den Schlitz (31) aufweist, wobei die zweite Feder (29) radial nach außen wirkend an der inneren Oberfläche der Hülse (28) abgestützt ist.

9. Spannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (28) durch mehrere in Umfangsrichtung in Abständen hinterein ander angeordnete durchgehende Schlitze (31) in mehrere Hülsensegmente aufgeteilt ist.

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Stirnseiten der Hülse (28) von der Kolbenstange (26) gehaltene Montagescheiben (30) angrenzen.

11. Spannvorrichtung, insbesondere Riemenspannvorrichtung für den Antrieb von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, mit einer Druck feder für die lineare Einwirkung auf den zu spannenden Riemen und mit einem Reibungsdämpfer, der einen in einem Dämpferrohr gegen die Wir kung von Reibungskräften verschiebbaren, mit einer Kolbenstange ver bundenen Reibkörper und eine zweite, auf den Reibkörper einwirkende Druckfeder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpferrohr (33) die Gestalt eines Kegelstumpfs aufweist.