DE60133199T2

DE60133199T2 - Zahnriemenspanner

Info

Publication number: DE60133199T2
Application number: DE60133199T
Authority: DE
Inventors: Alexander Troy SERKH; Andrzej Rochester Hills DEC; David Troy HANES
Original assignee: Gates Corp
Current assignee: Gates Corp
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2021-04-13
Also published as: DE60133199D1; ATE389130T1; PL199348B1; CZ20023418A3; BR0109976B1; US20020025869A1; AU5347701A; CN100394071C; KR20030069795A; PL365892A1; JP2004511727A; BR0109976A; CA2404927A1; WO2001079727A2; EP1295050B1; EP1295050A2; CZ294712B6; CA2404927C; ES2300326T3; AU2001253477B2

Description

Sachgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Spannvorrichtungen, insbesondere Spannvorrichtungen, bei denen es sich um federvorgespannte, durch einen Keil betätigte Riemenspannvorrichtungen mit Dämpfung handelt, welche mit Riemen für Fahrzeughilfsantriebe verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Die meisten Motoren, die für Automobile und dergleichen verwendet werden, umfassen eine Reihe von riemengetriebenen Hilfssystemen, welche für den korrekten Betrieb des Fahrzeugs erforderlich sind. Die Hilfssysteme können eine Lichtmaschine, einen Klimaanlagenkompressor und eine Servolenkpumpe umfassen.
Die Hilfssysteme sind im Allgemeinen an einer Vorderfläche des Motors angebracht. Jede Hilfseinrichtung weist eine an einer Welle angebrachte Riemenscheibe zum Empfangen von einer Art von Riementrieb auf. Bei frühen Systemen wurde jede Hilfseinrichtung von einem separaten Riemen getrieben, der zwischen der Hilfseinrichtung und der Kurbelwelle verlief. Durch Verbesserungen in der Riementechnologie werden nunmehr bei den meisten Anwendungen Serpentinenriemen verwendet. Hilfseinrichtungen werden mittels eines einzigen Serpentinenriemens angetrieben, der zwischen den verschiedenen Hilfskomponenten geführt ist. der Serpentinenriemen wird von der Motorkurbelwelle angetrieben.
Da der Serpentinenriemen zu sämtlichen Hilfseinrichtungen geführt werden muss, wurde er im Allgemeinen länger als seine Vorgänger. Um korrekt zu funktionieren, wird der Riemen mit einer vorbestimmten Spannung installiert. Im Betrieb dehnt er sich geringfügig. Dies führt zu einer Verringerung der Riemenspannung, die zu einem Rutschen des Riemens führen kann. Infolgedessen wird ein Riemenspanner verwendet, um die korrekte Riemenspannung während des Dehnens des Riemens im Betrieb beizubehalten.
Während des Betriebs des Riemenspanners kann der laufende Riemen Schwingungen in der Spannfeder anregen. Diese Schwingungen sind unerwünscht, da sie einen frühzeitigen Verschleiß des Riemens und der Spannvorrichtung bewirken. Daher ist die Spannvorrichtung zum Dämpfen der Schwingungen zusätzlich mit einem Dämpfungsmechanismus versehen.
Es wurden bisher verschiedene Dämpfungsmechanismen entwickelt. Diese umfassen auf Fluiden basierende Dämpfer, Mechanismen, die gleitenden oder zusammenwirkenden Reibflächen basieren, und Dämpfer, welche eine Reihe von zusammenwirkenden Federn verwenden.
Repräsentativ für den Stand der Technik ist das US-Patent 4 402 677 (1983) an Radocaj, das eine Spannvorrichtung mit einem L-förmigen Gehäuse beschreibt. Zwei Nockenplatten mit Mitnehmerflächen sind gleitend verschiebbar in dem L-förmigen Gehäuse angebracht. Eine Druckfeder spannt die Mitnehmerplatten in gleitenden Eingriff ineinander vor. Der von den Mitnehmerflächen eingeschlossene Winkel ist gleich 90°, wobei der Winkel der ersten Mitnehmerfläche größer als der Winkel der zweiten Mitnehmerfläche ist.
Für den Stand der Technik ist ferner auch das US-Patent 5 951 423 (1999) an Simpson repräsentativ, das eine mechanische Reibungsspannvorrichtung mit federbelasteten keilförmigen Blöcken und Reibungsdämpfung beschreibt. Die Spannvorrichtung weist einen keilförmigen Kolben auf, der mit den federbelasteten keilförmigen Blöcken zusammenwirkt. Bei der Bewegung des Kolbens nach innen, werden die keilförmigen Blöcke nach außen geschoben, um Reibungsdämpfung zu bewirken.
Das Deutsche Patent 42 03 449 (1993) beschreibt eine Riemenspannvorrichtung für den Antrieb sekundärer Einrichtungen von Motoren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die bekannten Vorrichtungen verwenden Federn oder andere Komponenten, die jeweils auf Achsen ausgerichtet sind, welche unter einem vorbestimmten Winkel zueinander stehen. Sie verwenden ferner mehrere Federn zum korrekten Betreiben der Dämpfungsbauteile und zum Drücken der Riemenscheibe in Kontakt mit einem Riemen. Der Stand der Technik lehrt keine Dämpfungsbauteile, die koaxial arbeiten. Ferner lehrt der Stand der Technik nicht die Verwendung eines aufweitbaren Mitnehmerkörpers. Ebenso wenig lehrt er die Verwendung eines aufweitbaren Mitnehmerkörpers, der sich in Reaktion auf die Bewegung gegen einen Kolben radial aufweitet. Des weiteren lehrt er nicht die Verwendung eines aufweitbaren Mitnehmerkörpers, der sich in Reaktion auf die Bewegung gegen einen sich verjüngenden Kolben radial aufweitet.
Es besteht Bedarf an einer Spannvorrichtung mit einem Kolben und einem Mitnehmerkörper, die zueinander koaxial sind und koaxial arbeiten. Es besteht ein Bedarf an einer Spannvorrichtung mit einem aufweitbaren Mitnehmerkörper. Es besteht Bedarf an einer Spannvorrichtung mit einem aufweitbaren Mitnehmerkörper, der radial aufweitbar ist. Es besteht Bedarf an einer Spannvorrichtung mit einem aufweitbaren Mitnehmerkörper, der in Reaktion auf die Bewegung gegen einen Kolben radial aufweitbar ist. Es besteht Bedarf an einer Spannvorrichtung mit einem aufweitbaren Mitnehmerkörper, der sich in Reaktion auf die Bewegung gegen einen sich verjüngenden Kolben radial aufweitet. Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf.
Überblick über die Erfindung
Der primäre Aspekt der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung mit koaxial zulaufendem Kolben und Mitnehmerkörper vorzusehen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung mit einem aufweitbaren Mitnehmerkörper zu schaffen.
Es ist ein weiterer Aspekt der Erfindung, eine Spannvorrichtung mit einem aufweitbaren Mitnehmerkörper zu schaffen, der radial aufweitbar ist.
Es ist ein weiterer Aspekt der Erfindung, eine Spannvorrichtung mit einem aufweitbaren Mitnehmerkörper zu schaffen, der in Reaktion auf eine Bewegung gegen einen Kolben radial aufweitbar ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, eine lineare Spannvorrichtung mit einem aufweitbaren Mitnehmerkörper zu schaffen, der sich in Reaktion auf die Bewegung gegen einen zulaufenden Kolben radial aufweitet.
Andere Aspekte der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung und den zugehörigen Zeichnungen angegeben oder ergeben sich daraus.
Die Erfindung umfasst einen in sich geschlossenen mechanischen Riemenspanner, der eine Dämpfung bewirkt, die von der Achslast abhängt, welche durch die Wirkung von Reibkräften aufgebracht wird, die von dem Gleiten einander entgegengesetzter Keile abgeleitet ist, wie in Anspruch 1 angegeben. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist ein konischer Kolben in einem Gehäuse aufgenommen. Der konische Kolben wirkt mit einem konischen Keil oder Mitnehmerkörper zusammen. Der konische Keil gleitet auf der Innenfläche des Gehäuses. Der konische Keil ist in zu dem Gehäuse normaler Richtung radial aufweitbar. Eine Feder drückt den konischen Keil in Eingriff mit dem konischen Kolben. Mit der Belastung der Riemenscheibe, beispielsweise mit einer impulsartigen Belastung, bewegt sich der Kolben in den konischen Keil. Dies bewirkt wiederum eine radiale Aufweitung des konischen Keils gegen die Innenfläche des Gehäuses. Das Aufweiten des konischen Keils in dem Gehäuse verstärkt die Reibkraft zwischen dem konischen Keil und dem Gehäuse. Dies hat den Effekt von Dämpfungsbewegungen des Keils und des konischen Kol bens. Je stärker der Impuls, desto stärker weitet sich der konische Keil. Somit verstärkt dies die resultierende Reibkraft, welche der Bewegung zwischen dem konischen Keil und dem Gehäuse entgegenwirkt. Während sich die Belastung auf ein Minimum zu bewegt, zieht sich der Mitnehmerkörper zusammen und die Reibkraft wird auf ein geringes Niveau gesenkt, wodurch der Kolben leicht zurückgezogen werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die zugehörigen Zeichnungen, welche in die Beschreibung einbezogen sind und einen Teil derselben bilden, stellen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
1 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer nicht erfindungsgemäßen linearen Spannvorrichtung.
2(a) ist eine Draufsicht auf den Keil gemäß dem Schnitt 2a-2a in 3.
2(b) ist eine Seitenansicht des Keils gemäß dem Schnitt 2b-2b in 3.
3 ist eine seitliche Querschnittsdarstellung eines nicht erfindungsgemäßen Dämpfungsabschnitts.
4 ist eine perspektivische Darstellung des Keils.
5 ist eine perspektivische Darstellung des Kolbens 14.
6 ist eine perspektivische Darstellung des Gehäuses 3.
7(a) ist eine schematische freie Körperdarstellung des Dämpfungsmechanismus während eines Kompressionshubs.
7(b) ist eine schematische freie Körperdarstellung des Dämpfungsmechanismus während eines Rückhubs.
8 ist eine Querschnittsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
9 ist eine Draufsicht auf den Keil dieses Ausführungsbeispiels.
10 ist eine Querschnittsdarstellung des Gehäuses dieses Ausführungsbeispiels.
11 ist eine Querschnittsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
12 ist eine Querschnittsdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
13 ist eine Querschnittsdarstellung einer Spannvorrichtung entlang der Achse A-A.
14 ist eine Querschnittsdarstellung einer Spannvorrichtung entlang der Achse A-A.
15 ist eine Draufsicht auf eine Spannvorrichtung.
16 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Dämpfungsmechanismus einer Spannvorrichtung.
17 ist eine Stirnansicht des Keils eines alternativen Ausführungsbeispiels.
18 ist eine Stirnansicht des Rohres eines alternativen Ausführungsbeispiels.
19 ist eine Stirnansicht des Keils eines alternativen Ausführungsbeispiels.
20 ist eine Stirnansicht des Rohres eines alternativen Ausführungsbeispiels.
21 ist eine Explosionsdarstellung des Keils und des Rohres eines alternativen Ausführungsbeispiels.
Detaillierte Beschreibung
1 ist eine Querschnittsdarstellung einer linearen Spannvorrichtung. Dieses Ausführungsbeispiel ist nicht Teil der Erfindung, stellt jedoch einen für das Verständnis der Erfindung nützlichen Stand der Technik dar. Wie dargestellt, weist es einen Dämpfungsabschnitt auf, der von dem Schwenkzapfen-/Riemenscheibenabschnitt verschieden ist. Das Gehäuse 1 enthält die Dämpfungsteile der Spannvorrichtung. Das Gehäuse 1 ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zylindrisch. Jedoch kann das Gehäuse 1 jede Form aufweisen, die im Allgemeinen mit dem beschriebenen Betrieb kompatibel ist. der Schwenkarm 3 ist schwenkbar mit dem Gehäuse 1 verbunden. Der Schwenkarm 3 ist schwenkbar mit dem Gehäuse 1 verbunden. Die Riemenscheibe 8 ist an dem Schwenkarm 3 angelenkt. Die Riemenscheibe 8 greift an einem zu spannenden Riemen B an. Eine Einstelleinrichtung oder Einstellschraube 7 mit einem Flansch ist in ein Ende des Gehäuses 1 eingeschraubt, und dient dem Einstellen oder der Feineinstellung der Federvorspannungskraft und somit der Dämpfungskraft, indem ein Benutzer diese je nach Erfordernis im Uhrzeigersinn oder entgegen denselben dreht.
Ein zusammendrückbares Teil oder eine Feder 6 drückt gegen den Keil 13. Der Keil oder Mitnehmerkörper 13 weist ein zulaufendes oder konisches Loch 15 auf. Die Außenseite 16 des Keils steht in gleitendem Eingriff mit der Gehäuseinnenfläche 17. Die Außenseite 16 des Keils kann ein nicht-metallisches Material aufweisen, wie beispielsweise Kunststoff oder Phenolharz. Der Kolben 14 weist eine zylindrische Form auf. Das Ende 19 des Kolbens 14 hat eine zulau fende oder kegelstumpfartige Form, die mit dem Loch 15 in dem Keil 13 zusammenwirkt. Das dem konischen Ende gegenüberliegende Ende 20 des Kolbens 14 wirkt mit dem Lagerpunkt 18 zusammen. Der Lagerpunkt 18 ermöglicht es dem Schwenkarm 3 ohne übermäßige Festlegung gegen das Ende 20 des Kolbens 14 zu drücken.
2(a) ist eine Draufsicht auf den Keil gemäß dem Schnitt 2a-2a in 3. der Keil oder Mitnehmerkörper 13 weist Schlitze 40, 41 auf. Die Schlitze 40 ragen von einer Außenfläche des Keils in Richtung des Lochs 15 vor. Die Schlitze 41 ragen von dem Loch 15 in Richtung der Außenseite des Keils. Die Schlitze 40, 41 ermöglichen es dem Keil 13 sich radial aufzuweiten und zusammenzuziehen, wie durch den bidirektionalen Pfeil E dargestellt, während die Spannvorrichtung entsprechend der folgenden Beschreibung arbeitet. Es sei darauf hingewiesen, dass, obwohl die Fläche 16 in 2(a) als glatt und kreisrund dargestellt ist, die Fläche 16 auch andere Formen oder Profile aufweisen kann, wie in den anderen in dieser Beschreibung angeführten Figuren angegeben.
2(b) ist eine Seitenansicht des Keils gemäß dem Schnitt 2b-2b in 3. Die Schlitze 40 erstrecken sich von der ersten Flächen 44 des Keils und die Schlitze 41 erstrecken sich von einer der ersten Fläche entgegengesetzten Fläche 45 des Keils. Die Schlitze 40, 41 weisen ferner Löcher 42, 43 auf, die ein Aufweiten und Zusammenziehen der Keilseiten ermöglichen, ohne ein Reißen oder Versagen des Keils an den Schlitzenden zu verursachen.
3 ist eine seitliche Querschnittsdarstellung des Dämpfungsabschnitts der Spannvorrichtung gemäß 1. Das Bewegen des Schwenkarms 3 treibt den Kolben 14 in den Keil 13. Die Feder 6 spannt den Keil 13 in den Kolben 14 vor. Im Betrieb wird der Kolben 14 in den Keil 13 getrieben, wodurch der Keil 13 gegen die Fläche 17 aufgeweitet wird. Die Reibkraft zwischen der Keilfläche 16 und der Fläche 17 dämpft die Bewegung des Keils und damit die Bewegung des Kolbens 14. Es sei darauf hingewiesen, dass, obwohl die Fläche 17 in der 3 als zylindrisch dargestellt ist, die Fläche 17 andere Formen oder Profile haben kann, wie in den anderen in dieser Beschreibung ausgeführten Figuren dargestellt.
4 ist eine perspektivische Darstellung des Keils. Der Mitnehmerkörper oder Keil 13 weist eine Fläche 16 auf, die gleitend an der Innenfläche 17 des Gehäuses 1 angreift. Der Keil 13 und insbesondere die Fläche 16 können eine Faltungs- oder Sternform aufweisen. Diese Form dient der Verstärkung der Reibkräfte zwischen der Fläche 16 und der Innenfläche 17. Die Innenfläche 17 und die Fläche 16 können eine beliebige Form haben, solange sie in geeigneter Weise in Eingriff gebracht werden können, um den Flächenkontakt zwischen ihnen zu maximieren, und solange sie relativ zueinander entlang einer gemeinsamen Achse A ohne Klemmung gleiten können.
5 ist eine perspektivische Darstellung des Kolbens 14. Der Kolben 14 hat ein zulaufendes Ende 19 und ein Ende 20. Das zulaufende Ende 19 wirkt mit dem zulaufenden Loch 15 in dem Keil 13 zusammen. Der Lagerpunkt 18 drückt auf das Ende 20. Zwar ist die Fläche 16 sternförmig, jedoch haben das zulaufende Ende 19 und das zulaufende Loch 20 jeweils eine konische oder kegelstumpfartige Form. Der Kolben 14 umfasst Stahl, obwohl jedes haltbare Material mit ähnlichen Reib- und Druckeigenschaften akzeptabel ist.
6 ist eine perspektivische Darstellung des Gehäuses 1. Das Gehäuse 1 weist die Innenfläche 17 auf. Die Innenfläche beschreibt ein Faltungs- oder Sternprofil, um mit der Fläche 16 des Keils 13 zusammenzuwirken. Das Gehäuse 1 besteht aus Aluminium, obwohl jedes haltbare Material mit ähnlichen Reib- und Festigkeitseigenschaften akzeptabel ist. Das Gehäuse kann an einer (nicht dargestellten) Basis als Teil einer Spannvorrichtungsanordnung angebracht sein, wie in 1 dargestellt.
Die Spannvorrichtung arbeitet wie folgt. Es wird auf die 7(a) bezug genommen, welche eine schematische freie Körperdarstellung des Dämpfungsmechanismus während eines Druckhubs zeigt. Während des Druckhubs wirkt die Achslast HC auf den Kolben 14, der auf den Keil 13 einwirkt, wie durch R dargestellt ist. Die Bewegung des zulaufenden Endes 19 in das Loch 15 bewirkt die Vergrößerung des Außenumfangs des Keils 13, so dass die Fläche 16 gegen die Innenfläche 17 gedrückt wird. Aufgrund der Reibung zwischen den Seiten des zulaufenden Endes 19 und den Seiten des zulaufenden Lochs 15 bewirkt die Bewegung des Kolbens 14 in der Richtung C die Bewegung des Keils 13 in der Richtung C. Der Bewegung des Keils 13 in der Richtung C wirkt jedoch die Feder 6 entgegen, wobei die Federkraft als F_S dargestellt ist. Eine Normalkraft wird zwischen den Seiten des zulaufenden Endes 19 und den Seiten des zulaufenden Lochs 15 erzeugt und wird unter diesen in Normalkräfte N_1C und N_2C aufgelöst. Eine Reibkraft wirkt zwischen den Seiten des zulaufenden Endes 19 und den Seiten des zulaufenden Lochs 15 sowie zwischen den Seiten des Keils und der Innenfläche des Gehäuses. Eine der Bewegung des Keils in dem Gehäuse entgegenwirkende Kraft wird gebildet. Diese Kräfte sind μN_1C und μN_2C. Diese Kraft addiert sich mit der Federkraft F_S, da jede in der gleichen Richtung wirkt. Mit dem Anstieg der Achslast nimmt auch HC zu. Ein Anstieg von HC führt zu einer Zunahmen von N_1C und N_2C, bis der Keil 13 sich zu bewegen beginnt, wodurch wiederum die Reibkräfte μN_1C und μN_2C verstärkt werden, welche der Bewegung des Keils in dem Gehäuse entgegenwirken. Es sei darauf hingewiesen, dass kein weiterer wesentlicher Anstieg von N_1C und N_2C eintritt, wenn sich der Keil 13 bewegt.
Beim Rückhub, der in 7(b), einer freien Körperdarstellung des Dämpfungsmechanismus während des Rückhubs, dargestellt ist, wird die Achslast verringert. Sobald die Achslast HR geringer als die Federkraft F_S minus der Reibung μN_1R ist, wird der Keil in die Richtung B geschoben. Die Normalkräfte N_1R und N_2R sind geringer als N_1C und N_2C. Ferner ist der Reibkraftvektor im Vergleich mit dem Druckhub entgegengesetzt gerichtet, μN_1R und μN_2R. Diese Reibkraft steht dem Bestreben der Feder entgegen, den Keil in der Richtung B zu bewegen. Die zum Halten der Blöcke in einem statischen Gleichgewicht erforderliche Achslast HR ist verringert. Da die Achslast verringert ist, sind auch die Reibkräfte zwischen dem Keil und der Innenfläche des Gehäuses entsprechend verringert. Somit ist die Dämpfung oder die Reibkraft während des Druckhubs größer als während des Rückhubs. Somit weist die Spannvorrichtung eine asymmetrische Dämpfung auf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 8 dargestellt. Der Dämpfer 100 weist einen in gleitendem Eingriff mit einem anderen Zylinder stehenden Zylinder auf. Das äußere Rohr oder Gehäuse 101 greift gleitend an dem Rohr 108 an. Eine Kappe 105 ist an dem Rohr 101 angebracht. Eine Kappe 110 ist an dem Rohr 108 angebracht. Eine Feder 102 erstreckt sich zwischen der Kappe 105 und dem Ende des Rohres 108, wodurch die Rohre auseinandergedrückt werden. Eine Kunststoffauskleidung 106 erleichtert die Bewegung zwischen dem äußeren Rohr 101 und dem Rohr 108. Ein Kolben 111 ist an der Kappe 110 befestigt und verläuft parallel zu der Hauptachse der Rohre 101, 108. Ein Keil 109 greift gleitend verschiebbar an der Innenfläche 112 des Rohrs 108 an. Das zulaufende Ende 104 des Kolbens greift in ein zulaufendes Loch 113 im Keil 109 ein. Der Keil 109 wird von der Feder 107 in Anlage an dem Kolben 111 gedrückt. Das Vorspannelement oder die Feder 107 drückt gegen die Kappe 110 und den Keil 109. Die Kappe 110 kann an einer Befestigungsfläche angebracht sein, beispielsweise an einem Spannvorrichtungskörper, wie anhand von 1 beschrieben.
Im Betrieb bewegt sich die Kappe 105 während eines Druckhubs in die Richtung C. Während eines Rückhubs R bewegt sie sich in die Richtung R. Die detaillierte Funktionsbeschreibung wurde anhand der 7(a) und 7(b) erläutert. Ferner wird der Keil 109 während des Druckhubs in die Richtung C geschoben, wodurch das anhand 7(b) für den Rückhub beschriebene Verhalten bewirkt wird. Die Dämpfungskraft nimmt während des Rückhubs in die Richtung R ab, da sich die Innenfläche 112 derart bewegt, dass sie den Keil 109 in das zulaufende Ende 119 des Kolbens 104 drückt. Dies ist in 7(a) dargestellt. Für den Fachmann auf diesem Gebiet ist ersichtlich, dass 8 einen Dämpfungsmechanismus darstellt, der in verschiedenen Anwendungen einsetzbar ist, welche einen Riemenspanner mit einer Riemenscheibe umfassen.
9 zeigt ein Detail des Keils in 8. Der Keil 109 umfasst Keilrippen oder Faltungen 114. Die Keilrippen 114 greifen in eine gleiche Form auf der Innenfläche 112 des Rohrs 101 zusammenwirkend ein, wie in der 10 dargestellt. Der Keil 109 kann radial verlaufende Schlitze 115 aufweisen, welche das Aufweiten des Keils gegen die Innenfläche 112 erleichtern. Die Keilrippen 114 können ein nicht-metallisches Material aufweisen, beispielsweise Kunststoff oder Phenolharz.
10 ist eine Stirnansicht des äußeren Rohres. Das Rohr 101 weist eine Innenfläche 112 auf. Die Seite 112 beschreibt ein Faltungs- oder Keilrippenprofil, das mit den Keilrippen 114 des Keils 109 zusammengreift. Die Fläche 112 und die Keilrippen 114 weisen jeweils Materialien auf, die einen gewünschten Reibkoeffizienten erzeugen. Beispielsweise können die Keilrippen 114 einen Kunststoff, Phenolharz oder nicht-metallisches Material aufweisen, während die Fläche gleiche Materialien aufweisen kann. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel weist an den Keilrippen 114 ein nicht-metallisches Material und ein metallisches Material auf der Fläche 112 sowie der Fläche 112 (10), der Fläche 212 (11, 18), Fläche 312 (20) auf.
11 ist eine Querschnittsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Feder 202 in dem Rohr 201 enthalten. Der Dämpfer 200 umfasst einen gleitend verschiebbar in einen anderen Zylinder eingreifenden Zylinder auf. Das äußere Rohr 201 greift gleitend verschiebbar an dem Rohr 208 an. Eine Kappe 205 ist an dem Rohr 208 angebracht. Eine Kappe 210 ist an dem Rohr 201 angebracht. Ein Vorspannelement oder eine Feder 202 erstreckt sich zwischen dem Rohr 208 und der Kappe 210, wodurch diese auseinandergedrückt werden. Eine Kunststoffauskleidung 206 erleichtert die Gleitbewegung zwischen dem äußeren Rohr 201 und dem Rohr 208. Ein Ende des Kolbens 211 ist an der Kappe 210 angebracht und erstreckt sich parallel zu einer Hauptachse der Rohre 201, 208. Der Keil 209 greift gleitend verschiebbar an der Innenfläche 212 des Rohres 208 an. Das zulaufende Ende 204 des Kolbens greift in das zulaufende Loch 213 in dem Keil 209 ein. Der Keil 209 wird durch das zusammendrückba re Teil oder die Feder 207 gegen das zulaufende Ende 204 gedrückt. Die Feder 207 drückt gegen die Kappe 210 und den Keil 209. Die Kappe 210 ist an einer Befestigungsfläche, beispielsweise an einem Spannvorrichtungskörper, wie in 1 beschrieben, angebracht. Für den Fachmann auf diesem Gebiet ist ersichtlich, dass der anhand der 11 beschriebene Mechanismus einen Dämpfungsmechanismus darstellt, der in anderen Anwendungen einsetzbar ist, welche eine Spannvorrichtung mit einer Riemenscheibe umfassen.
Im Betrieb bewegt sich die Kappe 205 während eines Druckhubs in die Richtung C. Die Kappe 205 bewegt sich während eines Rückhubs in die Richtung R. Die detaillierte Funktionsbeschreibung findet sich in Zusammenhang mit den 7(a), 7(b) und 8.
12 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Dämpfers 300. Die Elemente sind im Wesentlichen wie in 11 dargestellt, mit den folgenden Unterschieden; eines Unterlegscheibe, ein Ring oder eine Lagerfläche 308 ist an dem Kolben 211 an einer vorbestimmten Stelle angebracht. Die Lagerfläche 308 erstreckt sich normal zur Kolbenachse D. Ein zusammendrückbares Teil oder eine Feder 307 drückt gegen die Lagerfläche 308. Das andere Ende der Feder 307 drückt gegen den Mitnehmerkörper oder Keil 309. Der Keil 309 hat im Wesentlichen die gleiche Form wie der Keil 209 in 11. Für den Fachmann auf diesem Gebiet ist ersichtlich, dass der in der 12 dargestellte Mechanismus ein Dämpfungsmechanismus ist, der in anderen Anwendungen einsetzbar ist, die eine Spannvorrichtung mit einer Riemenscheibe umfassen.
Die 11 und 12 zeigen auch eine Veränderung der Länge L₁ und L₂ während des Betriebs der Erfindung. Die Länge nimmt während des Rückhubs R (L₂) zu und verringert sich während des Druckhubs C (L₁).
13 ist eine Querschnittsdarstellung entlang der Achse A-A einer weiteren Spannvorrichtung. Ein erstes Gehäuse oder eine Kappe 405 weist eine erste Gehäusefläche oder Seite 408 auf. Ein zweites Gehäuse oder Rohr 401 weist ferner eine Außenfläche 412 auf. Die Seite 408 beschreibt eine konische Form mit einem Winkel α zur Hauptachse A im Bereich von 0° bis 30°. Die Seite 408 kann jede von einem Benutzer benötigte Form aufweisen, einschließlich einer Faltungsform. Der Keil 409 gleitet zwischen der Seite 408 und der Außenfläche 412. Eine Feder 402 drückt den Keil 409 gegen die Seite 408 und die Außenfläche 412. Während der Keil 409 gegen die Fläche 412 gedrückt wird, wird der radial zusammengedrückt. Das radiale Zusammendrücken des Keils 409 erfolgt aufgrund des Vorhandenseins der in Zusammenhang mit den 2 und 21 beschrieben Schlitze. Die Feder 402 drückt gegen eine Basis 410, die an dem Rohr 401 befestigt ist. Die Kappe 405 bewegt sich während des Druckhubs in die Richtung C und während des Rückhubs in die Richtung R. Eine Last L kann am Lagerpunkt 418 auf die Vorrichtung aufgebracht werden. Für den Fachmann auf diesem Gebiet ist ersichtlich, dass der anhand der 13 beschriebene Mechanismus einen Dämpfungsmechanismus zeigt, der bei anderen Anwendungen einsetzbar ist, die eine Spannvorrichtung mit einer Riemenscheibe aufweisen.
14 ist eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels entlang der Achse A-A. Ein erstes Gehäuse oder Rohr 501 weist eine erste Gehäusefläche oder Seite 508 und ein Ende 510 auf. Die Seite 508 beschreibt eine konische Form mit einem Winkel β zur Hauptachse A im Bereich von 0° und 30°. Die Seite 508 kann ein beliebiges von einem Benutzer benötigtes Profil aufweisen, einschließlich Faltungen. Der Keil 509 gleitet zwischen der ersten Gehäusefläche oder Seite 508 und der Außenfläche 516 des Kolbens 514. Der Keil 509 hat die gleiche Form wie in 21 für den Keil 409 dargestellt. Der Körper 519 und die Flächen 516 haben die gleiche Form wie in 21 für die Fläche 412 dargestellt. Eine Feder 502 drückt gegen das Ende 510 und den Kolben 514. Die Feder 502 steht einer axialen Bewegung des Kolbens 514 entgegen. Das zusammendrückbare Teil oder die Feder 502 drückt ferner die Basis 510 gegen den Kolben 514. Das zusammendrückbare Teil oder die Feder 507 drückt den Keil 509 in Anlage an der Seite 508 und der Außenfläche 516 des Kolbens 514. Während der Keil 509 gegen die Fläche 516 gedrückt wird, wird er radial zusammengedrückt. Das radiale Zusammendrücken des Keils 509 erfolgt aufgrund des Vorhandenseins der in Zusammenhang mit den 2 und 21 beschriebenen Schlitzen. Der Kolben 514 bewegt sich während eines Druckhubs in die Richtung C und während eines Rückhubs in die Richtung R. An dem Lagerpunkt 518 kann eine axiale Last auf die Vorrichtung aufgebracht werden. Für den Fachmann auf diesem Gebiet ist ersichtlich, dass der anhand der 14 beschriebene Mechanismus einen Dämpfungsmechanismus zeigt, der bei anderen Anwendungen einsetzbar ist, die eine Spannvorrichtung mit einer Riemenscheibe aufweisen.
15 ist eine Draufsicht auf eine Spannvorrichtungsdämpferanordnung. Der in den vorhergehenden 8, 11–14 beschriebene Dämpfer 600 ist durch eine Welle 620 mit einer Losscheibe 610 verbunden. Die Welle 620 kann mit einer (nicht dargestellten) Basis verbunden sein, welche die Losscheibe mit Bahnen 615 verbindet. Die Losscheibe 610 gleitet entlang paralleler Bahnen 615. Der Riemen B ist um die Losscheibe 610 geführt.
16 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Dämpfungsmechanismus für ein alternatives Ausführungsbeispiel. 16 beschreibt im Allgemeinen die Anordnung des Dämpfungsmechanismus der in den 8, 11 und 12 dargestellten Ausführungsbeispiele. Die Bezugszeichen in 16 beziehen sich auf 8. Die Flächen 114 greifen gleitend an den Flächen 112 an. Das zulaufende Ende 104 greift in das Loch 113 ein. Schlitze 115 ermöglichen ein radiales Aufweiten des Keils 109, während sich das zulaufende Ende 104 axial in den Keil 109 bewegt. Der Keil 109 kann ein nicht-metallisches Material umfassen, beispielsweise Kunststoff oder Phenolharz.
17 ist eine Stirnansicht des Keils eines anderen Ausführungsbeispiels. Das alternative Ausführungsbeispiel ist in 11 dargestellt. Die Keilrippen 214 können ein nicht-metallisches Material umfassen, wie Kunststoff oder Phenolharz.
18 ist eine Stirnansicht des Rohres eines alternativen Ausführungsbeispiels. Das alternative Ausführungsbeispiel ist in 11 dargestellt.
19 ist eine Endansicht des Keils eines alternativen Ausführungsbeispiels. Das alternative Ausführungsbeispiel ist in 12 dargestellt. Die Keilrippen 314 können ein nicht-metallisches Material umfassen, wie Kunststoff oder Phenolharz.
20 ist eine Endansicht des Rohres eines alternativen Ausführungsbeispiels. Das alternative Ausführungsbeispiel ist in 12 dargestellt.
21 ist eine Explosionsdarstellung des Keils und des Rohres der Spannvorrichtung von 13. 21 zeigt ferner im Allgemeinen die Anordnung des Keils 509 und der Kolbenflächen 516 der in der 14 dargestellten Spannvorrichtung. Die Schlitze 415 ermöglichen es dem Keil 409, radial gegen die Flächen 412 zusammengedrückt zu werden. Der Keil 409 kann ein nicht-metallisches Material umfassen, wie Kunststoff oder Phenolharz.
Zwar wurde vorliegend eine einzelne Form der Erfindung beschrieben, jedoch ist es für den Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich, dass Variationen am Aufbau und in dem Verhältnis der Teile zueinander vorgenommen werden können, ohne den hier beschriebenen Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Spannvorrichtung mit: einem ersten Gehäuse (108, 110; 201, 210) mit einer ersten Innenfläche; einem ersten zusammendrückbaren Element (102; 202); einem Kolben (111, 104; 211, 204) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende (119), der im wesentlichen parallel zu einer Hauptachse des ersten Gehäuses (108, 110; 201, 210) verläuft, gekennzeichnet durch einen Mitnehmerkörper (109; 209; 309), der ein mittiges Loch (113; 213) und eine Außenfläche (114; 214; 314) aufweist, wobei das Loch (113; 213) gleitend an dem zweiten Ende (119) angreift; ein zweites zusammendrückbares Element (107; 207; 307), das den Mitnehmerkörper (109; 209; 309) gegen das zweite Ende (119) des Kolbens drückt, wodurch der Mitnehmerkörper (109; 209; 309) radial aufweitbar ist; ein zweites Gehäuse (101; 208) mit einer zweiten Innenfläche (112; 212) und einer Außenfläche, wobei die Außenfläche gleitend an der Innenfläche des ersten Gehäuses angreift; wobei das erste zusammendrückbare Element (102; 202) der Bewegung zwischen dem ersten Gehäuse (108, 110; 201, 210) und dem zweiten Gehäuse (101; 208) entgegenwirkt; wobei das erste Ende des Kolbens an dem ersten Gehäuse (108, 110; 201, 210) angebracht ist; wobei die Mitnehmerkörperfläche (114; 214; 314) in gleitend verschiebbarem Eingriff mit der Innenfläche (112; 212) des zweiten Gehäuses ist; und wobei der Mitnehmerkörper (109; 209; 309) radial gegen die Innenfläche (112; 212) des zweiten Gehäuses aufweitbar ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, bei der: das mittige Loch (113; 213) des Mitnehmerkörpers ferner ein kegelstumpfförmiges Loch (113; 213) aufweist; und das zweite Ende (119) des Kolbens ferner eine Kegelstumpfform hat, die zusammenwirkend in das kegelstumpfförmige Loch (113; 213) eingreift.
Spannvorrichtung nach Anspruch 2, bei dem der Mitnehmerkörper (109; 209; 309) ferner aufweist: wenigstens einen Schlitz (115; 215; 315), wobei der Schlitz (115; 215; 315) derart ausgerichtet ist, dass der Umfang des Mitnehmerkörpers (109; 209; 309) in Reaktion auf eine Bewegung gegen das zweite Kolbenende (119) veränderbar ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 3, bei der: die Mitnehmerkörperoberfläche (114; 214; 314) eine Faltungsform aufweist; und die zweite Innenfläche des zweiten Gehäuses (112; 212) ferner eine Faltungsform hat, die mit der Faltungsform der Mitnehmerkörperoberfläche (114; 214; 314) zusammenwirkt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 4, bei der: das erste Gehäuse einen Zylinder (108; 201) beschreibt; und das zweite Gehäuse einen Zylinder (101; 208) beschreibt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Mitnehmerkörperoberfläche (114; 214; 314) ein nicht-metallisches Material aufweist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 6, bei der das zweite zusammendrückbare Element (107; 207; 307) an dem ersten Gehäuse (108, 110; 201, 210) abgestützt ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 6, bei der: das erste zusammendrückbare Element eine Feder (102; 202) umfasst; und das zweite zusammendrückbare Element eine Feder (107; 207; 307) umfasst.
Spannvorrichtung nach Anspruch 6 ferner mit: einer an dem Kolben (111, 104; 211, 204) angebrachten Stützfläche, wobei sich die Stützfläche normal zu der Kolbenachse erstreckt; und das zweite zusammendrückbare Element (107; 207; 307) an der Stützfläche abgestützt ist.