DE69102044T2

DE69102044T2 - Spannvorrichtung für Riemenspannrolle funktionierend durch elastische Deformation eines massiven deformierbaren Quaders.

Info

Publication number: DE69102044T2
Application number: DE69102044T
Authority: DE
Inventors: Philippe Stamm; Alain Vaxelaire
Original assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Current assignee: Gates Rubber Co
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2011-09-26
Also published as: DE481836T1; DK0481836T3; KR920008384A; ES2031798T1; DE69102044D1; FR2667916B1; BR9104301A; JPH04258554A; US5176580A; EP0481836A1; MX9100822A; ES2031798T3; FR2667916A1; ATE105925T1; GR920300084T1; EP0481836B1; CA2052872A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kraftübertragung mit Riemenscheiben und flexiblen Riemen, welche durch mechanische Reibung funktionieren; sie bezieht sich auf eine Spannvorrichtung, welche elastisch eine Rolle auf einen flexiblen Riemen, wie etwa einen flachen, trapezförmigen oder mehrrilligen Treibriemen drückt, welche genauer für den Antrieb von Zusatzgeräten an Kraftfahrzeugmotoren bestimmt ist.
Eine Vorrichtung gemäß den im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Merkmalen ist beispielsweise aus der DE-A 36 37 212 bekannt.
Bekannte Spannvorrichtungen für flexible Treibriemen üben eine elastische Druckbeanspruchung auf den Keilriemen oder die Kette einer Kraftübertragung durch mechanische Reibung mit Hilfe einer verschiebbaren Schlepprolle aus, welche im allgemeinen durch einen hin- und herbewegbaren Arm getragen ist, auf welchen ein elastisches Rückführdrehmoment durch eine Feder ausgeübt wird. In den Vorrichtungen mit einer Kette oder mit einem positiven Antrieb durch einen sogenannten synchronen flexiblen Keilriemen, wird die sogenannte Riemenspannrolle im allgemeinen nach einer Einstellung blockiert, um dynamische Schwingungen in den Trumen des flexiblen Riemens zwischen den Riemenscheiben zu vermeiden.
Es gilt dasselbe aus anderen Gründen für Kraftübertragungen mit flexiblen Riemen, wie etwa trapezförmigen Keilriemen, da die Elastizität der flexiblen Armierung ausgenützt wird, um eine geeignete elastische Spannung zwischen den Riemenscheiben mit festgelegtem Achsabstand sicherzustellen, wie dies in der EP-A 0 281 432 von HUTCHINSON beschrieben wurde.
Der Ausdruck "Riemenspannrolle", welcher heute durch Verwendung üblich geworden ist, bezieht sich genauer auf die neue Generation von flexiblen Riemen, welche mehrrillige Keilriemen genannt werden, welche in der Automobilindustrie sehr verbreitet sind, in welchen die mechanische Reibung über eine Mehrzahl von geneigten Flächen in mit Rillen versehenen Nuten von Keilriemenscheiben erfolgt. Die sehr große Starrheit in Längsrichtung der flexiblen Armierung der Gewebeverstärkung wird somit in vorteilhafter Weise durch eine elastische Kraft kompensiert, welche durch eine Feder ausgeübt wird, welche ein Moment auf den Arm ausübt, welcher die Riemenspannrolle trägt. Die Feder federt somit die dynamischen Spannungsänderungen aus.
In einer ersten Familie derartiger Spannrollen nimmt ein die Achse des Hebels tragendes Lager ein elastisches Moment durch eine metallische Feder auf. Eine schraubenförmige oder spiralf örmige Torsionsf eder ermöglicht eine große Nachgiebigkeit, wobei sie das Aufbringen einer im wesentlichen konstanten Kraft trotz der dynamischen Anderungen sicherstellt, wie dies in der FR-A 2.509.408 von LITENS AUTOMOTIVE oder der US-A 4.472.162 von DYNEER CORPORATION beschrieben ist. Der Preis für eine große Nachgiebigkeit ist die Suche nach einer Dämpfung der dynamischen Ausfederung durch eine Reibung von Gummiringen, welche im ersten Dokument zylindrisch und im zweiten konisch ausgebildet sind, mit sämtlichen Unsicherheiten, welche die Definition einer Reibung einer Gummioberfläche auf einem Metall während der Lebensdauer eines Fahrzeuges zeigt.
Die Literaturstelle EP-A 0 013 704 von BOGE beschreibt eine Vorrichtung, welche zu der oben genannten Familie durch Verwendung einer Feder mit einem metallischen, spiralförmig eingerollten Federblatt gehört. Sie gehört auch zur nachfolgenden Familie aufgrund der Tatsache eines Anhaftens einer elastomeren Dämpfungseinrichtung an dieser Feder.
Eine zweite Familie von Vorrichtungen von Riemenspannscheiben vermeidet die Risken einer Reibung unter Ausbildung des elastischen Moments durch den Gummi selbst, welcher an den metallischen Lagern anhaftet.
Die Literaturstellen US-A 3 975 965 von DAYCO CORPORATION, US-A 4 144 772 von THE TORO COMPANY, GB-A 2 070 727 von ALAN CROSLEY PRITCHARD sowie EP-A 0 157 193 von RIV-SKF beschreiben diese Technik: die erstgenannte Literaturstelle schlägt die Verbesserung der Verbindung mit der Achse über Flügel vor, welche von der Kontaktfläche Achse/Elastomer vorragen, die drei anderen die Verwendung einer rechteckigen Achse. In allen diesen Fällen erfolgt das Verschwenken des die Rolle tragenden Armes durch Deformation des Elastomers.
Die Dämpfung der Schwingungsphänomene ist nicht nur auf die Viskoelastizität des Materials zurückzuführen, welche oftmals in gewissen Resonanzbereichen des Motors unzureichend ist, und es wurden komplexe Erleichterungen gesucht, wie etwa eine durch Elektronik gesteuerte Bandbremse in dem US-Patent 4 702 727 von DAIMLER-BENZ oder auch eine Dämpfung mit einem viskosen Fluid in der Literaturstelle WO-A-84/01415 von DAYCO CORPORATION.
Es können auch andere als Torsionsfedern in einer durch Drehung um ein Lager schwingenden Vorrichtung verwendet werden, wie der im US-Patent 4 571 223 von GENERAL MOTORS beschriebene elastische Gurt, welcher mit einem Nockeneffekt mit variabler Reibung zusammenwirkt, oder auch eine Feder mit geradem Wulst, welche in einer Hülle aus einem Elastomer eingebettet ist, welche eine Kammer für eine Dämpfungsflüssigkeit ausbildet, wie dies in der EP-A 0 243 237 von HUTCHINSON vorgeschlagen wurde. Die Literaturstelle FR-A 2 540 954 von PORSCHE beschreibt neben einem Stapel von konischen Federringen, welche eine gerade Feder bilden, eine elektrische Kontrolle der Spannung.
Derartig komplizierte Ausführungen, welche einem ursprünglich sehr einfachen System einer elastischen Spannung hinzugefügt wurden, sind der Beweis, daß das Problem der Aufrechterhaltung der Spannung eines flexiblen Riemens nicht durch eine einfache Feder gelöst werden kann. Die Erfahrung der Hersteller von Riemenspannrollen zeigt tatsächlich gut, daß die dynamischen Probleme des Auftretens einer Resonanz in verschiedenen Betriebsbereichen des Motors sehr schwierig durch einfaches Anbieten einer äußeren, viskoelastischen oder auf Reibung basierenden Dämpfung zu lösen sind.
Die Analyse des bekannten Standes der Technik zeigt tatsächlich, daß eine elastische Vorrichtung zum Spannen flexibler Riemen, welche ein Merkmal einer Einfachheit - und somit einer ökonomischen Herstellung - aufweist und eine integrierte Dämpfungs-Einrichtung der dynamischen Änderungen der Spannung umfassen kann, welche, da sie nicht auf ein Reibungselement zurückgreift, die Risken von Änderungen in der Zeit und eines vorzeitigen Verschleißes bei gleichzeitiger Ermöglichung einer einfachen Regelung einer konstanten Spannung minimiert, nicht bekannt ist.
Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine einfache und kompakte Lösung um das Problem der Spannung eines Keilriemens oder im allgemeinen jedes beliebigen flexiblen Riemens unter Anwendung einer elastischen Kraft auf ein Lager einer Riemenspannrolle durch ein verformbares Stück zu lösen, welches darüber hinaus andere Funktionen einer Führung und gegebenenfalls einer Dämpfung von Vibrationen bzw. Schwingungen des flexiblen Riemens sicherstellt.
Hiefür greift sie auf die elastische Verformbarkeit eines parallelepipedischen Körpers zurück, welcher von einem Verbundwerkstoff, einem mehrschichtigen Zusammenbau von elastomeren Zusammensetzungen und dünnen Metall- oder Kunststoffolien, oder aus flexiblen Verbundplatten aus einer Polymer-, thermoplastischen oder wärmehärtbaren Matrix, welche durch lange, in einer Richtung orientierte Fasern verstärkt ist, gebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zug-Druck- Elastizitätsmodul des Verbundmaterials in den flexiblen Verbundplatten insgesamt ausreichend niedriger als jener von metallischen Federn, welche für diese Art der Anwendung verwendet werden könnten. Dies erlaubt auch eine spezielle Anordnung der parallelen mehrfachen Platten, welche an ihren zwei Enden eingespannt sind. Diese Geometrie erlaubt es, der Vorrichtung eine viskoelastische Dämpfung durch Hinzufügen einer elastomeren Zusammensetzung zu dem die flexiblen Verbundplatten bildenden Verbundmäterial, an welchem diese anhaftet oder nicht, zu integrieren. Die Kombination dieser Materialien bringt eine Vergrößerung der Wirksamkeit mit sich, wobei sie gegebenenfalls eine Vorspannung der elastomeren Zusammensetzung erlaubt, welche beim Zusammenbau unabhängig von der Einstellung der auf den elastischen Zug des flexiblen Riemen wirkenden Kraft einstellbar ist.
Die Erfindung besteht aus einer Spannvorrichtung, welche elastisch eine Spannrolle auf einen flexiblen Treibriemen drückt, der durch mechanische, von einer Feder hervorgerufenen Reibung funktioniert, zu der gegebenenfalls ein Dämpfungsmittel gehört.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf den Treibriemen durch die elastische Verformbarkeit eines die Feder bildenden, verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers ausgeübt wird, dessen große Seiten von einem flexiblen Paar Verbundplatten gebildet sind, die durch Einspannen ihrer Enden in einer Halterung parallel beabstandet gehalten werden, die am eine Spannrolle tragenden freien Ende ein Blocktraglager einschließt, wobei die Einspannung des festen Endes an der verstellbaren Befestigung auf dem Motorengehäuse festgelegt ist, die ggf. ein Mittel zur Änderung der Flexibilität der elastischen Spannvorrichtung auf einem Teil des Federungsweges trägt.
In gewissen Ausführungsvarianten sind die flexiblen Verbundplatten durch Zwischenschaltung von einer bzw. mehreren dämpfenden Schichten aus einer elastomeren Zusammensetzung - zur Ausbildung eines Sandwich - zusammengebaut, welche die viskoelastische Dämpfung der elastischen Spannvorrichtung sicherstellen.
Der verformbar ausgebildete parallelepipedische Körper ist gemäß den Ausführungsvarianten für seine großen Seiten gebildet durch:
- ein Paar flexible Verbundplatten;
- eine Anordnung von zwei Paaren flexibler Verbundplatten;
- ein Paar flexibler Verbundplatten, wobei eines der Elemente von einem Paar flexibler Verbundplatten gebildet ist, während das andere Element des Paares von einer einzigen flexiblen Verbundplatte gebildet ist;
- ein Paar von zwei Einheiten, von welchen wenigstens eine aus drei flexiblen Verbundplatten gebildet ist;
- eine der oben genannten Anordnungen, in welchen ein Mittel zur Dämpfung von Schwingungen des flexiblen Riemens integriert ist, welches von einem elastomeren Block gebildet ist, welcher ganz oder teilweise den zwischen den flexiblen Verbundplatten, welche diesen umschließen, ausgebildeten Querschnitt einnimmt;
- eine der oben genannten Anordnungen, in welcher die Anzahl der flexiblen Verbundplatten von wenigstens einer der Anordnungen zumindest gleich zwei ist, in welche wenigstens eine Schicht zwischen den Platten aus einer dämpfenden elastomeren Zusammensetzung eingefügt ist;
- eine der oben genannten Anordnungen, welche ein Dämpfungsmittel umfaßt, in welchem die elastomere Zusammensetzung innig mit den flexiblen Verbundplatten verbunden ist, welche diese umgeben;
- eine der oben genannten Anordnungen, welche ein Dämpfungsmittel umfaßt, in welcher eine Druckvorspannung auf die elastomere Zusammensetzung aufgrund der geometrischen Anordnung der Einspannung der Enden der flexiblen Verbundplatten ausgeübt wird;
- eine der oben genannten Anordnungen, in welcher ein Mittel zur Änderung über einen Bereich des Federungsweges der Flexibilität der Vorrichtung durch Einschalten entweder eines Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung oder eines Flexibilitätskorrekturanschlages eingefügt ist, oder daß eine flexible, geneigte Platte dazu bestimmt ist, die Starrheit der Vorrichtung zu verringern.
Jede flexible Verbundplatte ist aus einem Verbundmaterial hergestellt, welches entweder aus einer Vielschicht-Wechselfolge dünner Folien (metallisch oder aus einem flexiblen Polymermaterial) und dünner Lagen aus einer Elastomerzusammensetzung, mit welchen sie eng verbunden sind, oder aus einer mit in einer Richtung orientierten, langen Fasern verstärkten Polymermatrix besteht.
Vorzugsweise erlaubt die Wahl der Matrix und der langen Verstärkungsfasern die Ausbildung eines Verbundmaterials, welches einen Zug-Druck-Elastizitätsmodul zwischen 30 und 150 GPa derart aufweist, daß es die Ausbildung einer elastischen Vorrichtung mit einer auf vier oder auf sechs beschränkten Anzahl flexibler Verbundplatten ermöglicht und daher entweder zwei oder vier Dämpfungsschichten aus einer elastomeren Zusammensetzung umfaßt.
Die Erfindung wird besser bei der Lektüre der die Zeichnungen begleitenden Beschreibung verständlich werden, in welchen:
- Fig. 1 eine teilweise Ansicht des Vorderteils eines Fahrzeugmotors ist, welche die Anordnung von unterschiedliche Zusatzelemente antreibenden Riemenscheiben, und die elastische Spannvorrichtung für den flexiblen Rahmen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- Fig. 2 schematisch eine elastische Spannvorrichtung darstellt, welche in Form eines verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körper hergestellt ist, welcher den Druck auf einen flexiblen Riemen ausübt;
- Fig. 3 eine Möglichkeit der Integration einer mechanischen Dämpfung von Schwingungen des flexiblen Riemens durch Einfügen eines elastomeren Blockes zeigt, welcher mit den flexiblen Verbundplatten, welche die großen Seiten des verformbar ausgebildeten, parallelepipedischen Körpers ausbilden, verbunden ist oder nicht;
- Fig. 4 eine Variante der elastischen Spannvorrichtung zeigt, in welcher der verformbar ausgebildete parallelepipedische Körper an seinen großen Seiten von flexiblen Verbundplatten gebildet ist, welche paarweise angeordnet sind, und wobei die Dämpfung von Schwingungen des flexiblen Riemens durch einen elastomeren Block sichergestellt ist;
- Fig. 5 eine Variante der elastischen Spannvorrichtung mit flexiblen Verbundplatten ist, welche paarweise mit einer integrierten Dämpfung durch Einfügen einer elastischen Schicht zwischen die Platten in jedem der Paare der flexiblen Verbundplatten zusammengebaut ist;
- Fig. 6 mehrere Varianten der elastischen Spannvorrichtung umgruppiert, wobei der verformbar ausgebildete parallelepipedische Körper ein Paar von einzelnen Platten, eine Anordnung von paarweise angeordneten Platten oder eine von einer Einzelplatte und einem Paar von flexiblen Verbundplatten gebildete Kombination umfaßt;
- Fig. 7 eine elastische Spannvorrichtung illustriert, welche einen starren Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung aufweist;
- Fig. 8 eine Variante der elastischen Spannvorrichtung ist, welche einen flexiblen Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung aufweist, welcher Anschlag einem Gegenelement zugeordnet ist;
- Fig. 9 eine weitere Variante der elastischen Spannvorrichtung darstellt, in welcher die Anschlagfunktion durch ein Spannen einer im Inneren des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers angeordneten Kabellänge sichergestellt ist;
- Fig. 10 eine elastische Spannvorrichtung mit großer Flexibilität durch Einfügen einer geneigten, halb-eingespannten Platte in dem verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körper illustriert;
- Fig. 11 einen axialen Schnitt und eine Teilansicht einer elastischen Spannvorrichtung beschreibt, welche durch mechanischen Zusammenbau hergestellt ist;
- Fig. 12 in einer Explosionsdarstellung von außen die unterschiedlichen Bauteile der in Fig. 11 beschriebenen Variante in voneinander gelöstem Zustand vor dem Zusammenbau zeigt;
- Fig. 13 eine Variante der elastischen Spannvorrichtung darstellt, in welcher die flexiblen Verbundplatten in ihren Halterungen eingespannt sind;
- Fig. 14 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Montage der elastischen Spannvorrichtung illustriert.
Fig. 1 ist eine Teilansicht, welche die Vorderseite eines Kraftfahrzeugmotors zeigt; unabhängig davon, ob er achsial oder quer angeordnet ist, werden die Zusatzeinrichtungen über einen flexiblen Riemen (1), beispielsweise der Type eines mehrrilligen Keilriemens angetrieben, welcher in einer Ebene enthalten ist, in welcher er über mehrere Riemenscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern läuft, welche jedoch dasselbe Nutenprofil aufweisen.
Eine Antriebsscheibe (2) ist an der Achse der Kurbelwelle angeordnet und überträgt ihre Bewegung einerseits auf die Zusatzgeräte mit relativ geringer Geschwindigkeit, wie etwa einen Kompressor zur Luftaufbereitung, über eine Aufnahme- Riemenscheibe mit großem Durchmesser (3) und auf Zusatzgeräte, welche sich schneller als die Kurbelwelle drehen, wie etwa auf eine Lichtmaschine, über eine Aufnahme-Riemenscheibe mit geringem Durchmesser (4).
Wenn weitere Zusatzgeräte existieren, wie etwa eine Unterdruckpumpe oder eine Pumpe für die Servolenkung, vervollständigt eine komplementäre Aufnahme-Riemenscheibe (5) den geschlungenen Weg des biegsamen Riemens (1), dessen Anforderungen betreffend eine mechanische Reibung, insbesondere über einen 180º übersteigenden Umschlingungswinkel um die Aufnahme- Riemenscheibe mit geringem Durchmesser (4), eine Umlenkung um eine fixe Rolle (6) erforderlich machen.
Die Einstellungen bei der Montage werden beispielsweise durch ein Langloch für die Positionierung der komplementären Aufnahme-Riemenscheibe (5) sichergestellt.
Die fixe Rolle (6) mit beliebigem Durchmesser sowie die Spannrolle (7) rollen über eine zylindrische Fläche auf der Rückseite des biegsamen Riemens (1) ab und treiben, falls notwendig, ein Zusatzgerät mit einer geringen Erfordernis einer mechanischen Reibung. Es ist der permanente Druck durch eine elastische Spannvorrichtung (8) auf die Spannrolle (7), welche den Antrieb durch mechanische Reibung dieser unterschiedlichen Zusatzgeräte erlaubt.
Die Spannrolle (7) ist vorzugsweise auf dem am wenigsten gespannten Trum des biegsamen Riemens (1) am Ausgang der Antriebsscheibe (2) angeordnet. Der Druck (P), welcher zur Folge hat, geringfügig den Umschlingungswinkel des flexiblen Riemens (1) auf den umschlungenen Riemenscheiben zu vergrößern, sollte gemäß der Winkelhalbierenden des stumpfen Winkels wirksam werden, welcher durch die entsprechenden Trume des flexiblen Riemens (1) gebildet sind. Die elastische Spannvorrichtung (8), welche diese Druckbeanspruchung (P) sicherstellt, trägt das Lager (9) der Spannrolle (7) und sie ist ebenso wie ein gegebenenfalls vorhandener Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) durch eine verstellbare Befestigung (11) an dem Gehäuse des Motors eingespannt.
Fig. 2 stellt schematisch den allgemeinen Fall einer elastischen Spannvorrichtung (8) dar, welche durch durchgezogene Linien in ihrer Ruheposition in Anlage an dem flexiblen bzw. biegsamen Riemen (1) dargestellt ist, und welche in Form eines verformbar ausgebildeteten parallelepipedischen Körpers ausgebildet ist.
Das Paar von flexiblen Verbundplatten (14) bildet die zwei großen Seiten des verf ormbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers, wobei die kleinen Seiten von den Einspann- bzw. Haltezonen gebildet sind. Der parallelepipedische Körper trägt das Lager (9) der Spannrolle (7) mit Hilfe eines Blocktraglagers (12), welches in dem verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körper an einer kleinen Fläche integriert ist, wobei die andere mit den Einspannungen (13) der regelbaren Befestigung (11) verbunden ausgebildet ist, welche durch eine starre Wand hier symbolisch dargestellt sind.
Zur Ausübung des Druckes (P) auf den flexiblen Riemen (1) wird eine elastische Deformation (D) auf die verformbaren Bereiche des parallelepipedischen Körpers ausgeübt, dessen Enden in der verstellbaren Befestigung (11) und in dem Blocktraglager (12) umschlossen bzw. eingespannt sind.
Die verformte Position (in strichpunktierten Linien dargestellt) ist schematisch bei einer Festlegung an der verstellbaren Befestigung (11) dargestellt. Der flexible Riemen (1) ist somit zwischen der Antriebsscheibe (2) und der komplementären Aufnahme-Riemenscheibe (5), beispielsweise durch eine Verschiebung der komplementären Aufnahme-Riemenscheibe (5) bei der Montage in einem Langloch, gespannt.
Das Paar flexibler Verbundplatten (14) ist nun in unterschiedlicher Weise gemäß der Natur der in den unterschiedlichen Varianten beschriebenen Einspannung verformt.
Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit der Integration der mechanischen Dämpfung für Schwingungen bzw. Vibrationen des flexiblen Riemens durch Einfügen eines Elastomerblockes, welcher in den in der Ruheposition dargestellten, verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körper integriert ist.
Wobei er in derselben Form wie dieser letztere ausgebildet ist, ist der Elastomerblock (15) entweder einfach in Anlage an diesem verformbar ausgebildeten, parallelepipedischen Körper und bewahrt auf grund dieser Tatsache eine Möglichkeit eines Mikrogleitens, oder er ist eng über geeignete Mittel, wie etwa Klebstoffe oder eine in situ Anhaftung, mit den flexiblen Verbundplatten (14) verbunden, welche diesen umgeben.
Dieser Elastomerblock (15) nimmt in dieser Variante den gesamten, rechteckigen Querschnitt ein, welcher zwischen diesen flexiblen Verbundplatten (14) ausgebildet ist, welche in einer Anzahl von zwei Stück dargestellt sind.
In einer nicht dargestellten Variante könnte der Elastomerblock (15) den zwischen den elastischen Verbundplatten (14) freien Querschnitt nur teilweise einnehmen, mit welchen dieser dann innig über die Breite des Kontaktes verbunden ist, um seine Verschiebung unter dem Einfluß von Beanspruchungen zu verhindern.
Fig. 4 stellt unter denselben Ruhebedingungen eine Variante des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers dar, welcher an seinen großen Seiten durch vier flexible Verbundplatten (14i) und (14e) gebildet ist, welche paarweise angeordnet sind, und wobei die Dämpfung durch einen Elastomerblock (15) sichergestellt wird, welcher den gesamten (wie dargestellt) oder nur einen Teil des freien Querschnittes zwischen diesen flexiblen Verbundplatten (14) einnimmt.
Wenn der Elastomerblock (15) die Gesamtheit des freien Querschnittes einnimmt, kann er innig mit den flexiblen Verbundplatten (14i), welche diesen umschließen, verbunden sein ader auch nicht. Wenn der Elastomerblock (15) den freien Querschnitt nur teilweise einnimmt, so ist er innig über die Breite des Kontaktes mit den flexiblen Verbundplatten (14i), welche diesen umgeben, verbunden, um eine Verschiebung unter dem Einfluß von Beanspruchungen zu vermeiden.
Die mechanische Befestigung des bewegbaren Endes (A) des Blocktraglagers (12) stellt somit die Einspannung sicher. Ebenso sind die zwei flexiblen äußeren Verbundplatten (14e) mit den zwei flexiblen inneren Verbundplatten (14i) über Zwischenstücke (16) verbunden.
Ein Satz von Schrauben oder Nieten, welche durch die Achsen (17) symbolisiert sind, stellt die Befestigung dieser Einspannung sicher. Auf analoge Weise (nicht dargestellt) ist das feste Ende (B) mit der verstellbaren Befestigung (11) für die Einspannungen (13) verbunden.
Fig. 5 stellt eine Variante der elastischen Spannvorrichtung dar, in welcher der verf ormbar ausgebildete parallelepipedische Körper auch eine Anordnung zeigt, in welcher die flexiblen Verbundplatten 14 paarweise angeordnet sind, wobei jedoch in jeder die mechanische Dämpfung für die Schwingungen des flexiblen Riemens durch Einfügen einer Zwischenplattenschicht (18) aus einer elastomeren Zusammensetzung in jedem der Paare von flexiblen Verbundplatten (14) integriert ist, welche Schicht gegebenenfalls mit der Kontaktf läche der flexiblen Verbundplatten (14), welche diese umschließen, verbunden ist.
Die mechanische Befestigung am Blocktraglager (12) durch Zwischenschaltung der Zwischenstücke (16) erlaubt gegebenenfalls - wenn diese Zwischenstücke (16) eine Dicke aufweisen, welche geringer ist als jene der Zwischenplattenschichten (18) - eine Druckvorspannung auf die elastomere Zusammensetzung auszuüben, welche diese Zwischenplattenschichten (18) ausbilden. Diese Druckvorspannung durch eine Deformation von beispielsweise 10 % der ursprünglichen Dicke dieser Zwischenplattenschichten (18) trägt durch einen zusätzlichen Hysterese-Effekt nahe dem Ende der flexiblen Verbundplatten (14) zumindest zur viskoelastischen Dämpfung der Schwingungen des flexiblen Riemens, welche durch abwechselnde Änderungen der Schubkraft im Inneren der Masse der elastomeren Zusammensetzung erzeugt werden, durch die parallele Biegung der Paare der flexiblen Verbundplatten (14) bei.
In einer nicht dargestellten Variante kann die mechanische Dämpfung der Schwingungen des flexiblen Riemens durch Hinzufügen eines elastomeren Blockes (15) über die Gesamtheit oder einen Teil des rechteckigen Querschnittes, welcher zwischen den inneren flexiblen Verbundplatten (14) umschlossen ist, vervollständigt werden, welcher Block den Dämpfungseffekt der Zwischenplattenschichten (18) verstärkt, wenn die Beanspruchungen der Anwendung dies erfordern.
Fig. 6 stellt mehrere Varianten der elastischen Spannvorrichtung gemäß der Erfindung um, deren verformbar ausgebildeter parallelepipedischer Körper ein Paar von einzelnen Platten, eine Anordnung von Plattenpaaren oder eine Kombination umfaßt, welche von einer einzelnen Platte und einem Paar von flexiblen Verbundplatten gebildet ist.
Die Ansicht 6a stellt den Fall dar, in welchem der verformbar ausgebildete parallelepipedische Körper an seinen großen Seitenflächen von zwei Paaren von flexiblen Verbundplatten (14) ohne Zwischenschaltung eines viskoelastischen Dämpfungselementes für Schwingungen des flexiblen bzw. biegsamen Riemens gebildet ist.
Die flexiblen Verbundplatten (14) sind jeweils zwei und zwei durch eine mechanische Einrichtung, wie einen Zwischenstücksatz (16) eingespannt, sie sind durch Nieten, welche durch ihre Achsen (17) dargestellt sind, eingeklemmt, welche gleichzeitig die Befestigung jedes Paares von flexiblen Verbundplatten (14) an dem Blocktraglager (12) sicherstellen. Diese mehrfache Einspannung ist an dem beweglichen Ende (A) dargestellt. Eine identische oder unterschiedliche Vorrichtung, welche durch eine starre Wand symbolisiert ist, stellt das Einspannen (13) am festen Ende (B) sicher.
Eine Führung längs eines im wesentlichen geraden Weges wird somit der Spannrolle (7) auferlegt, welche durch ihr Lager (9) in der elastischen Verformung des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers abgestützt ist.
Die beträchtliche Steifheit in den normal stehenden Richtungen, welche durch die Breite der flexiblen Verbundplatten (14) sichergestellt wird, erlaubt ein Halten derart, daß die Achse des Lagers (9) exakt senkrecht auf die Ebene der Figur verbleibt.
Der Abstand der Paare der flexiblen Verbundplatten (14) durch das Blocktraglager (12) ergibt gleichzeitig eine große Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Verwinden der flexiblen Verbundplatten (14) unter dem Einfluß eines störenden Torsionsmomentes, welches durch den Hebelarm der Spannrolle (7) dadurch gebildet wird, daß sich die letztere in Abstand seitlich vorkragend von der achsialen Symmetrieebene der flexiblen Verbundplatten (14) befindet.
Die Ansicht 6b stellt den Fall dar, in welchem die großen Seiten des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers von zwei Paaren von flexiblen Verbundplatten (14) gebildet sind, wobei eine mit einer Zwischenplattenschicht (18) aus einer elastomeren Zusammensetzung ausgebildet ist, welche innig durch ein Kleben oder ein in situ Anhaften mit jeder der beiden flexiblen Verbundplatten (14), welche diese umschließen, verbunden ist; das andere Paar der flexiblen Verbundplatten (14), welches wie das erste durch Zwischenschaltung eines Zwischenstückesatzes (16) verbunden ist, umfaßt in dieser Variante keine Zwischenplattenschicht für viskoelastische Dämpfung der Schwingungen des flexiblen Riemens.
Das Blocktraglager (12) ist hier über eine mechanische Befestigung, welche durch deren Mittellinien (17) angedeutet ist, verbunden, wobei dies erlaubt, eine Druckvorspannung in der Masse der elastomeren Zusammensetzung der Zwischenplattenschicht (18) des Paares der flexiblen Verbundplatten (14), mit welchen diese ausgebildet sind, auszuüben, wenn das entsprechende Zwischenstück (16) eine Dicke aufweist, welche geringer ist als jene der Zwischenplattenschicht (18).
Die Ansicht 6c beschreibt einen dazwischenliegenden Fall, in welchem die Berechnung der Starrheit der elastischen Spannvorrichtung zu einem verf ormbar ausgebildeten parallelepipedischen Körper führt, dessen große Seiten von drei (oder einer höheren ungeraden Anzahl) von flexiblen Verbundplatten (14) mit analoger Anordnung gebildet sind.
Die Fig. 6c zeigt die Anordnung, in welcher die einzelne flexible Verbundplatte (14u) im Blocktraglager (12) integriert ist; im Gegensatz dazu ist das Paar der flexiblen Verbundplatten (14p), welche miteinander durch einen mechanischen Zusammenbau mit Hilfe des Zwischenstückes (16) und eines Satz von Bolzen oder Schrauben verbunden sind, durch mechanische Mittel an dem Blocktraglager (12) entsprechend der Mittellinie (17) befestigt.
Gemäß den Anforderungen der Anwendung kann das Paar der flexiblen Verbundplatten (14p) auch ein Element für eine viskoelastische Dämpfung der Schwingungen des flexiblen Riemens in Form einer Zwischenplattenschicht aus einer elastomeren Zusammensetzung umfassen, welche innig mit zwei flexiblen Verbundplatten verbunden ist, welche diese umschließen.
Die Ansicht 6d zeigt einen verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körper, in welchem die großen Seiten von einem Paar von flexiblen Verbundplatten (14v) gebildet sind, welche eine variable Dicke aufweisen, welche beispielsweise im mittleren Bereich dünner ausgebildet sind, um die Beanspruchungen an sämtlichen Punkten jeder der flexiblen Verbundplatten (14v) zu vereinheitlichen.
Eine derartige Konfiguration dieser flexiblen Verbundplatten (14v) ist durch ein gesteuertes Laminieren in dem Fall möglich, in welchem die flexiblen Verbundplatten (14v) als alternierende Verbundstruktur mit metallischen Folien und mit dünnen Schichten aus einer elastomeren Zusammensetzung hergestellt sind.
Sie ist durch Formen bzw. Gießen in dem Fall herstellbar, in welchem die flexiblen Verbundplatten (14v) aus einem Verbundmaterial hergestellt sind, welches aus einer mit in einer Richtung orientierten, langen Fasern verstärkter Polymermatrix gebildet ist.
Dabei sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die flexiblen Verbundplatten (14) aus einem Verbundwerkstoff mit einer thermoplastischen oder wärmehärtbaren Verbundmatrix gebildet, welche lange Textil- oder Metallfasern imprägniert.
Um den Anforderungen der Anwendung zu entsprechen, muß der Zug-Druck-Elastizitätsmodul des Verbundwerkstoffes zwischen 30 und 150 GPa und vorzugsweise zwischen 35 und 80 GPa liegen.
Darüber hinaus muß aus Gründen der im Betrieb auftretenden Beanspruchungen das Verbundmaterial eine Bruchdehnung von wenigstens 1 % seiner ursprünglichen Länge aufweisen.
Es ist im Gegensatz dazu nicht notwendig, daß das Verbundmaterial besondere thermische Merkmale aufweist, da seine Verwendung in einer thermischen Umgebung stattfindet, welche mit der polymeren Natur des die Matrix bildenden Material vereinbar sind.
Es ist gut bekannt, daß die mechanischen Merkmale und insbesondere der Elastizitätsmodul eines Verbundwerkstoffes mit langen Fasern im wesentlichen durch drei Parameter, und zwar durch die mechanischen Eigenschaften der Fasern, ihr Gewichts- oder Volumsverhältnis und ihre Orientierung in dem Verbundmaterial bestimmt werden.
Das Ansprechen des Verbundwerkstoffes auf von außen kommende Beanspruchungen wird zu einem großen Teil von dem elastischen und plastischen Verhalten der Bauelemente bestimmt und ist die Komponente der mechanischen Reaktionen des Materials der Matrix und derjenigen der langen Fasern.
Unter den Polymermaterialien, welche zur Ausbildung der Matrix geeignet sind, können vorzugsweise unter den thermoplastischen Polymeren die Polyolefine, die Polyester, die Polyamide und die Polyimide und unter den wärmehärtbaren Polymeren die Epoxyharze, die Phenolharze und die Phenol- Formaldehydharze genannt werden.
Die Polyolefine weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie eine besondere Behandlung erforderlich machen, um ihr Anhaften an den langen Fasern sicherzustellen, wobei die innige Verbindung der Matrix mit den Fasern ein wesentliches Merkmal für das mechanische Verhalten der Verbundwerkstoffe ist, deren Leistung beträchtlich abnimmt, sobald ein Loslösen der Faser in der Matrix auftritt.
Die als Verstärkungselemente der Matrix verwendbaren Fasern werden derart ausgewählt, daß sie den Anforderungen der Verwendung entsprechen, wobei unter diesen eine Bruchdehnung von wenigstens 1 % auf scheint.
Sie müssen darüber hinaus einen Elastizitätsmodul zwischen 30 und 400 GPa aufweisen, da es dieser Elastizitätsmodul dieser langen Fasern ist, welcher in großem Ausmaß den Elastizitätsmodul des Verbundwerkstoffes beherrscht.
Aus diesem Grund wird vorzugsweise auf Fasern aus Polyvinylalkohol mit einem Elastizitätsmodul von geringfügig über 30 GPa, auf Glasfasern, deren Elastizitätsmodul je nach Qualität zwischen 40 und 90 GPa liegt, auf Aramidfasern, welche einen Elastizitätsmodul zwischen 70 und 130 GPa aufweisen, oder auf gewisse metallische Fasern, wie etwa Aluminium, zurückgegrif f en, deren Elastizitätsmodul in der Größenordnung zwischen 70 und 80 GPa liegt.
Kohlefasern, wenn sie alleine verwendet werden, weisen einen nur geringfügig erhöhten Elastizitätsmodul auf, und werden vorzugsweise in Form von Kohle/Glas-Hybridfasern verwendet, welche einen sehr großen Bereich des Elastizitätsmoduls aufweisen.
Ein anderer wesentlicher Faktor für das Verhalten des die flexiblen Verbundplatten (14) bildenden Verbundwerkstoffes ist der Anteil der Fasern.
Für die Beanspruchungen bei der Anwendung und unter Berücksichtigung der Natur des Polymermaterials der Matrix und derjenigen der Fasern liegen die Volumsanteile der Fasern relativ zu dem gesamten Verbundmaterial zwischen 40 und 80 % und vorzugsweise zwischen 60 und 70 %.
Die Eigenschaften der Verbundwerkstoffe sind auch eine Funktion der Orientierung der Fasern in der Matrix. Für die Beanspruchungen der Anwendung hat sich eine Orientierung der Fasern zwischen -8º und +8º relativ zur Längsachse der flexiblen Verbundplatten (14) und vorzugsweise zwischen -5º und +5º als zufriedenstellend herausgestellt.
Unter den derart hergestellten Verbundwerkstoffen können als nicht einschränkende Beispiele als diejenigen, welche die besten Eigenschaften aufweisen, die folgenden Kombinationen von Matrix und Fasern genannt werden.
- im Bereich des Elastizitätsmoduls zwischen 30 bis 50 GPa Verbundwerkstoffe, welche aus einer Polyestermatrix mit 60 Vol.-% Aramidfasern oder aus einer Epoxymatrix mit 66 Vol.-% aus S-Glasfasern gebildet sind.
- im Bereich des Elastizitätsmoduls von 50 bis 80 GPa Verbundwerkstoffe, welche aus einer Epoxymatrix mit 73 Vol.-% E-Glasfasern oder einer Polyimidmatrix mit 64 Vol.-% Aramidfasern gebildet sind.
- im Bereich des Elastizitätsmoduls 80 bis 100 GPa Verbundwerkstoffe aus einer Phenolmatrix mit 40 Vol.-% Aramidfasern oder einer Epoxymatrix mit 58 Vol.-% Kohle/Glas-Hybridfasern.
Die Flexibilität der Matrix ist ein sekundäres Merkmal, welches jedoch bei Bedarf beispielsweise durch Kombination von geeigneten Polymeren zur Ausbildung von polymeren Legierungen eingestellt werden kann. Im Fall einer Epoxymatrix wird die Flexibilität leicht durch Kombination von geeigneten Verhältnissen von starren und biegsamem Epoxyharz eingestellt. Der Zug- Druck-Elastizitätsmodul des derart hergestellten Verbundwerkstoffes wird beim endgültigen Zusammenbau der Bestandteile verwendet.
Fig. 7 zeigt schematisch die Anordnung eines Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10), welcher durch Auftreten eines plötzlichen oder progressiven Kontaktes mit einer der flexiblen Verbundplatten (14) des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers oder des Blocktraglagers (12), welches in diesem vollkommen integriert ist, und welches nur ein Stück mit den zwei flexiblen Verbundplatten (14) ausbildet, wirkt.
Das Prinzip eines derartigen Inkontakttretens außerhalb einer funktionellen Zone einer im wesentlichen konstanten Biegsamkeit ist auch für den Fall anwendbar, in welchem die großen Seiten des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers ein oder zwei Paare dieser flexiblen Verbundplatten (14) umfassen.
Nach dem mechanischen Kontakt des Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung an einer flexiblen Verbundplatte (14), an welche er anschließt, bleibt die elastische Verformbarkeit des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers unter Auftreten einer insgesamt stark erhöhten Starrheit möglich.
Dieses Phänomen modifiziert somit die Resonanzfrequenz, welche unter gewissen Bedingungen der Belastung und des Betriebszustandes des Motors im allgemeinen ausreichend nahe dem Verzögerungsbereich auftreten kann. Eine elastische Rückholfestigkeit in der elastischen Spannvorrichtung, welche um das Zwei- bis Dreifache höher ist als zu Beginn des Weges, tritt somit günstigerweise auf, um das von dem flexiblen Riemen gebildete Masse-Feder-System von seiner Eigenf requenz in eine andere überzuführen.
Die Position der Funktionsweise mit oder ohne integrierte viskoelastische Dämpfung - beispielsweise in Form von Zwischenschichtenplatten aus einer elastomeren Zusammensetzung - gemäß den Anforderungen der Anwendung ist vorzugsweise in unmittelbarer Nähe vor dem Auftreten eines Kontaktes des Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) angeordnet.
In einer nicht dargestellten Variante, in welcher die Dämpfung der Schwingungen des flexiblen Riemens durch den Elastomerblock (15), welcher die Gesamtheit oder einen Teil des freien Querschnittes der flexiblen Verbundplatten (14) einnimmt, sichergestellt ist, ist es notwendig, den Anschlag (10) für die mechanische Begrenzung der Flexibilität an die Außenseite des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers zu verlegen, so daß der Eintritt eines Kontaktes somit auf der Außenseite einer elastischen Verbundplatte (14) stattfindet.
In dem einen Fall wie auch in dem anderen Fall wirkt der Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10), welcher entweder innerhalb oder außerhalb des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers angeordnet ist, nicht als Wegbegrenzung sondern als ein Modulationselement der Eigenfrequenz.
Fig. 8 ist eine Variante der elastischen Spannvorrichtung, in welcher ein mechanischer Flexibilitätskorrekturanschlag (10') selbst eine Biegemöglichkeit aufweist.
Zu diesem Zweck weist dieser Flexibilitätsmerkmale auf, welche denjenigen der flexiblen Verbundplatten (14) ähnlich sind, und er ist vorzugsweise aus demselben Verbundwerkstoff als Gegenelement (20) ausgebildet, an welches der mechanische Flexibilitätskorrekturanschlag im Betrieb in Anlage gelangt.
Nach dem Eintreten eines Kontaktes zwischen dem mechanischen Flexibilitätskorrekturanschlag (10') und seinem Gegenelement (20), wobei der Kontakt in Bereichen auftritt, welche keiner Biegung unterworfen sind und somit kaum zerbrechlich sind, wird die Starrheit des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers um das Zwei- bis Dreifache höher als zu Beginn des Weges gemäß den geometrischen Merkmalen der flexiblen Verbundplatten (14), des mechanischen Flexibilitätskorrekturanschlages (10') und seines Gegenanschlages (20).
Wie in den zu Fig. 7 beschriebenen Varianten wirken der mechanische Flexibilitätskorrekturanschlag (101') und sein Gegenelement (20) nicht als Wegbegrenzer sondern als Modulationselement der Eigenfrequenz.
Fig. 9 zeigt eine andere mögliche Ausführungsform, um eine Vergrößerung der Starrheit des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers jenseits der normalen Betriebsposition der elastischen Spannvorrichtung (8) sicherzustellen.
Diese Vergrößerung der Starrheit wird durch ein Anspannen eines textilen oder metallischen Kabelstückes bzw. einer Kabellänge (21) mit hohem Widerstand erhalten, welche(s) sich in ungespanntem Zustand in dem verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körper am Anfang des Verformungsweges befindet.
Die zwei Enden dieser Kabellänge (21) sind, wie dies schematisch dargestellt ist, einerseits an dem Blocktraglager (12) für das bewegliche Ende (A) und andererseits an der verstellbaren Befestigung (11) für das feste Ende (B) festgelegt, wobei dies durch eine die Einspannung (13) umfassende, starre Wand symbolisiert ist.
Die Verbindung der Enden der Kabellänge (21) mit diesen zwei Verankerungspunkten wird entweder durch Einklemmen bei einer mechanischen Festlegung oder durch eine Verbindung hergestellt, bei welcher die Verankerung während des Gießens der Werkstoffe eingebettet wird.
Der entsprechende Elastizitätsmodul der Kabellänge (21) wird derart gewählt, daß die Starrheit, wenn sich die Kabellänge außerhalb der normalen Betriebsposition gespannt befindet, ihren Wert zu Beginn des Weges verdoppelt oder verdreifacht.
Dieser Effekt ändert merkbar die Resonanzfrequenz des durch den flexiblen Riemen gebildeten Masse-Feder-Systems in gewissen charakteristischen Bereichen des Motors, ohne daß ein starrer Anschlag plötzlich Beanspruchungen auf den flexiblen Riemen ausübt.
Fig. 10 betrifft eine andere Ausbildung einer elastischen Spannvorrichtung (8'), welche eine große Flexibilität durch Einfügen einer geneigten flexiblen Platte bzw. Querplatte (23) in den verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körper aufweist.
Diese Anordnung ist insbesondere interessant, wenn es wünschenswert ist, daß die Kraft auf den flexiblen Riemen durch den Druck (P) des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers eine sehr große Flexibilität aufweist, woraus resultierend eine Resonanz des von dem flexiblen Riemen gebildeten Masse-Feder-Systems im unteren Bereich, beispielsweise unmittelbar ausgehend von einem Verzögern des Motors ermöglicht wird.
Die Schwingungen werden aufgrund dieser Tatsache im gesamten nutzbaren Bereich des Motors ohne Erfordernis einer zusätzlichen viskoelastischen Dämpfung gefiltert.
Eine elastische Spannvorrichtung (8') mit ungefähr konstanter Kraft ist in der Praxis mit herabgesetzter Starrheit der Einspannungen ausführbar.
In der in Fig. 10a dargestellten Variante sind die vier Flächen des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers über vier halb-eingespannte Anlenkungen miteinander verbunden.
Gemäß den Anforderungen der Anwendung spielen zwei oder vier dieser halb-eingespannten Gelenke eine Rolle von relativ biegsamen Scharnieren, wobei die anderen für den Fall, in welchem lediglich zwei diese Rolle spielen, starre Einspannungen bilden.
Ein Mittel zur Realisierung eines derartigen relativ biegsamen Gelenkes ist in der Ansicht (10b) detailliert dargestellt.
Eine schräge flexible Platte (23), welche vorzugsweise aus demselben Verbundmaterial wie die gelenkigen flexiblen Verbundplatten (14) ausgebildet ist, ist in den verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körper eingefügt, wobei die Enden dieser flexiblen, geneigten Platte (23) mit analogen Mitteln angelenkt sind.
Die Verformbarkeit dieser elastischen flexiblen Platte (23) durch Verkürzung des Mittenabstandes zwischen ihren zwei Enden wird herangezogen, um die lineare Elastizität der Verformungen des verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers zu korrigieren und um die Starrheit der Einheit sehr schwach, nahezu Null, werden zu lassen - wobei auch ein negativer Wert über einen begrenzten Weg möglich ist -, wodurch sich die elastische Spannvorrichtung (8') unter einer im wesentlichen über den gesamten nutzbaren Weg konstanten Kraft befindet.
Die Drehbiegsamkeit der halb-eingespannten Gelenkverbindungen, welche beispielsweise durch Verringerungen der Dicke (22) erhalten werden, beeinträchtigen nicht die Starrheit der Einheit der Vorrichtung in einer auf die Figur normal stehenden Richtung, wobei diese Starrheit die Führung der Spannrolle (7) in den unterschiedlichen Richtungen, welche auf dem elastischen Weg durchlaufen werden, sicherstellt.
Fig. 11 beschreibt in einem achsialen Schnitt und einer Teilansicht die montiert dargestellte elastische Vorrichtung (8), jedoch unter Abwesenheit der beauf schlagenden Verbiegung, um den elastischen Druck auf die Rückseite des biegsamen Riemens sicherzustellen, wobei der verformbar ausgebildete parallelepipedische Körper an seinen großen Seiten von einer Anordnung von zwei Paaren von flexiblen Verbundplatten (14) gebildet ist, welche jeweils ein Element zur viskoelastischen Dämpfung der Schwingungen des biegsamen Riemens in Form einer Zwischenplattenschicht (18) aus einer elastomeren Zusammensetzung umfassen.
Die Ansicht 11a ist der Schnitt durch die Symmetrieebene der flexiblen Verbundplatten (14).
Die Ansicht 11b ist eine Ansicht von oben mit einem teilweisen Schnitt des Lagers (9) der Spannrolle und der Spannrolle (7), welche das Prinzip der Montage zeigt.
Die Spannrolle (7) ist eine glatte Rolle, welche im Handel in Standardabmessungen erhältlich ist und welche durch zwei Kugellager oder Nadellager an dem Lager (9) angeordnet ist, welche kraftschlüssig in einer zylindrischen Bohrung des Blocktraglagers (12) festgelegt ist.
Dieses Blocktraglager (12) ist im Moment des Zusammenbaues in einem Stapel eingespannt, welcher von vier flexiblen Verbundplatten (14) und zwei Zwischenstücken (24) gebildet ist. Am beweglichen Ende (A) wird das Klemmen durch ein Falzen bzw. Bördeln eines rechteckigen Ringes (25) hergestellt, welcher dieses vollständig umgibt und die nötige Vorspannung des Zusammenbaus sicherstellt.
Dieselbe Funktion kann durch eine die Einheit verbindende Verklebung sichergestellt werden.
Tatsächlich kann die Herstellung des Blocktraglagers (12) ebenso wie diejenige des Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) aus einer Leichtmetallegierung mit einer vorzugsweise mechanischen Befestigung oder aus einem Block aus thermoplastischen oder wärmehärtbaren Polymeren erfolgen, deren die Zwischenstücke (24) umfassende Verklebung somit eine homogenere Lösung darstellt.
Am festen Ende (B) ist eine demontierbare Festlegung durch zwei umgreifende, äußere Schrauben (26) mit einer Klemmplatte (27) dargestellt, welche das Klemmen des Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) sicherstellt.
Die Montage an dem Motorgehäuse erfolgt unter Zwischenschaltung der verstellbaren Befestigung (11) durch jedes beliebige, geeignete, nicht dargestellte Mittel.
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß jede beliebige Art einer Klemmverbindung, welche demontierbar ist oder nicht, sowohl für das feste Ende (B) als auch für das bewegbare Ende (A) der flexiblen Verbundplatten (14) anwendbar ist. Sowohl in dem einen Fall als auch in dem anderen Fall können die Zwischenstücke (24), welche eine Dicke aufweisen, welche geringer ist, als jene der Zwischenplattenschicht (18) aus einer elastomeren Zusammensetzung, welche an zwei flexiblen Verbundplatten (14), welche diese umschließen, anhaftet, mit einem Spiel in freiem Zustand festgelegt sein.
Die Anzahl der erforderlichen flexiblen Verbundplatten in einem Stapel mit zueinander parallelen Seitenflächen wird durch die mechanischen Anforderungen der Anwendung bestimmt.
In einem praktischen Ausführungsbeispiel stellt eine Biegung in der Größenordnung von 20 mm, welche einen Druck von 45 daN ausübt, den Gegenstand dar.
Eine Ausführungsform mit Stahlf ederplatten würde für dieselbe Anwendung eine beträchtliche Anzahl von sehr dünnen Platten, beispielsweise etwa hundert Platten mit 0,25 mm Dicke, welche durch dünne Schichten einer elastomeren Zusammensetzung voneinander getrennt sind, erforderlich machen.
Daraus würde eine sehr geringe Torsionssteifigkeit unter dem Einfluß einer störenden Abweichung resultieren, welche aus der seitlich vom Stapel der Stahlplatten vorgenommenen Montage der Spannrolle resultiert.
Der vom Lager der Spannrolle elastisch eingenommene Winkel, welcher gegebenenfalls durch die Montage oder durch die Form der Stahlplatten erreicht werden kann, verbleibt jedoch proportional zur elastischen Verbiegung; aufgrund von Änderungen derselben werden jedoch Änderungen des Winkel für eine gute Zentrierung des biegsamen Riemens (1) rückgängig gemacht.
Die paarweise Einspannung von zwei Einheiten von jeweils etwa 50 Stahlplatten, welche jeweils das Blocktraglager (12) und den Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) umgeben, stellen das Mittel zur Einstellung der Torsionsfestigkeit auf den notwendigen Wert dar, wobei die derart ausgebildete Vorrichtung schwer, platzraubend und kostspielig herzustellen ist.
Im Gegensatz dazu erlaubt die Dimensionierung einer Ausführung mit flexiblen Verbundplatten, beispielsweise aus einer mit langen Fasern verstärkten Polymermatrix, die Wahl einer Anzahl von Platten, welche gleich vier ist, und einer in jedem Fall für einen Zug-Druck-Elastizitätsmodul des Verbundwerkstoffes von wenigstens 30 GPa zulässig ist.
Andererseits ermöglicht die paarweise Anordnung zu beiden Seiten des Blocktraglagers (12) und des Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) von Paaren von flexiblen Verbundplatten (14) die einfache Anordnung einer Dämpfung durch Schubkraft einer Zwischenplattenschicht (18) aus einer elastomeren Zusammensetzung, welche zwischen diesen angeordnet ist und auf physikalisch-chemischem Weg mit diesen flexiblen Verbundplatten (14) innig verbunden ist. Daraus resultieren spezifische Vorteile einer Entlastung, einer Vereinfachung der Herstellung sowie der Dämpfung.
Der von den flexiblen Verbundplatten (14) und der Zwischenplattenschicht (18) gebildete Sandwich kann in einer nicht dargestellten Ausführungsvariante von drei flexiblen Verbundplatten (14) und zwei Zwischenplattenschichten (18) gebildet sein, wobei sich dies in Anwendungen für erforderlich erweist, in welchen der Druck (P) sehr hoch sein muß.
Die Anpassung durch Regelung der Höhe der Zwischenstücke (24) ermöglicht die Einstellung der Druckvorspannung der elastischen Zusammensetzung der Zwischenplattenschicht (18) zumindest nahe der Einspannung, worauf die Form und die Parallelität der flexiblen Verbundplatten (14) durch die Biegung verändert ist.
Während dieser parallelen Biegung der flexiblen Verbundplatten (14) an den eingespannten Enden nimmt eine Schubkraft des elastomeren Materials der Zwischenplattenschicht (18) an dieser Verbiegung teil und bringt eine Zunahme der Starrheit mit sich, welche jedoch sehr gering bleibt. Im Gegensatz dazu wirken die notwendigerweise zyklischen Variationen bzw. Änderungen dieser Verf ormungen insgesamt auf die Viskoelastizität der elastomeren Zusammensetzung ein, von welcher diese gebildet sind.
Die Druckvorspannung bringt darüber hinaus einen Hysterese-Effekt mit sich, welcher sich als nicht vernachlässigbar erweist, wobei immer gegeben ist, daß die elastomere Zusammensetzung eine im Vergleich zu ihrer Möglichkeit sehr geringe Vorspannung der Schubkraft abstützt.
Aufgrund der Natur der flexiblen Verbundplatten (14) und der sehr geringen Vorspannungen, welche für die Wahl einer sehr dämpfenden elastomeren Zusammensetzung günstig sind, bringt die sehr einfache Anordnung eines derartigen Sandwich für die elastische Spannvorrichtung (8) eine zufriedenstellende viskoelastische Dämpfung mit sich, um die zyklischen Anderungen der elastischen Spannung des flexiblen Riemens zu bekämpfen.
Insbesondere erweist sich ein viskoelastischer Dämpfungsgrad zwischen 7 % und 16 % der kritischen Dämpfung als ausreichend, um ein Eintreten in Resonanzschwingungen der Trume des die Spannrolle (7) umgebenden flexiblen Riemens zu vermeiden, welche ausreichend kurz in dieser Anwendung sind, wodurch das Risiko von Vibrationen zwischen unterschiedlichen Riemenscheiben begrenzt wird, welche durch die zyklische Anderung der auf die Zusatzgeräte übertragenen Leistung hervorgeruf en werden.
Fig. 12 stellt eine Außenansicht der Teile in freiem Zustand dar, welche die Bauteile der Einheit der elastischen Spannvorrichtung (8) bilden, welche zuvor zusammengebaut dargestellt wurde.
Diese elastische Spannvorrichtung (8) ist im wesentlichen von zwei Identischen Einheiten gebildet, welche jeweils von einem Paar von flexiblen Verbundplatten (14) gebildet sind, welche unter inniger physikalisch-chemischer Verbindung mit einer Zwischenplattenschicht (18) aus einem elastomeren Werkstoff miteinander verbunden sind.
Die Zwischenstücke (24) sind voneinander getrennt dargestellt und können identisch für das bewegbare Ende (A) und für das feste Ende (B) sein, wo sie das Einspannen der flexiblen Verbundplatten (14) durch einfaches Klemmen des Blocktraglagers (12) bei (A) und des Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) bei (B) ermöglichen.
Die Außenform dieses Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) verleiht diesem die Funktion, über ihre geneigte Fläche (19) mit der am nächsten liegenden flexiblen Verbundplatte (14) in Kontakt zu gelangen, wenn der elastische Weg einen gewöhnlichen Wert überschreitet.
Sein Effekt ist es, die Starrheit zu vergrößern, welche für den am bewegbaren Ende (A) befindlichen Rest der elastischen Spannvorrichtung (8) bei der Verbiegung möglich ist; die Verbiegung des Restes der flexiblen Verbundplatten (14) an der Seite des festen Endes (B) findet sich somit nach dem Auftreten eines Kontaktes mit diesem Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) begrenzt.
Derart läßt bei dynamischem Durchfedern entsprechend dem Auftreten einer Vibrationsresonanz des flexiblen Riemens (1) eine nicht plötzlich auftretende Versteifung eine neue Eigenfrequenz auf scheinen, wodurch die Dämpfung durch viskoelastische Dämpfung des Resonanzsystems zwischen zwei geometrischen Grenzen begünstigt wird, welche das Auftreten des Kontaktes einer flexiblen Verbundplatte (14) mit dem Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) umschließen. Stärker abgerundete Formen ermöglichen, falls dies erforderlich ist, eine progressive Änderung der Steifheit. Die Risken einer elastischen Torsion um die Längsachse der elastischen Spannvorrichtung (8) sind auch durch dieses Auftreten eines Kontaktes begrenzt, welche im Fall einer variablen Torsion durch den Rand der entsprechenden flexiblen Verbundplatte (14) beginnen würde.
In einem Anwendungsbeispiel weisen die vier flexiblen Verbundplatten (14) einen Zug-Druck-Elastizitätsmodul von wenigstens 30 GPa und vorzugsweise in der Größenordnung von 45 GPa, eine nutzbare Länge von 80 mm, eine Breite von 38 mm und jeweils eine Dicke von 1,2 mm auf.
Die Dicke der Zwischenplattenschicht (18) aus einer elastomeren Zusammensetzung beträgt 4,6 mm bei der Verwendung, bei 5 mm in freiem Zustand, wodurch sich eine Vorspannung von 8 % ergibt.
Der Abstand zwischen den zwei Paaren von flexiblen Verbundplatten (14) beträgt 30 mm bzw. 37 mm zwischen ihren Torsionsmittelpunkten, wobei dies eine ausreichende Größe für die Berechnung der Trägheit ist, welche einer Verwindung entgegenwirkt. Tatsächlich wirkt jede flexible Verbundplatte (14) als Kante einer Platte durch ihre notwendigerweise erhöhte Quersteifigkeit.
Die Fig. 13 zeigt in einer Außenansicht eine Ausführungsvariante einer elastischen Spannvorrichtung (8'), welche dieselbe Funktion sicherstellt.
Die flexiblen Verbundplatten (14') weisen ihren geradlinigen verwendbaren Bereich in ihrem Ruhezustand auf und sind eng mit der Zwischenplattenschicht (18) aus einem elastomeren Werkstoff verbunden.
Der rechte Bereich der Figur zeigt an der Seite des bewegbaren Endes (A) der flexiblen Verbundplatten (14') die Einspannung von zwei nicht zusammengefügten Halbringen (14a) und (14b) in dem Blocktraglager (12), welches wiederum aus einem polymeren Material, vorzugsweise einem thermoplastischen Material, gebildet ist, welches diese teilweise umgeben.
Die Zwischenplattenschicht (18) aus elastomerem Werkstoff, welche innig mit den flexiblen Verbundplatten (14') in deren geradlinigem Bereich verbunden ist, ist in den gekrümmten Abschnitten durch das das Blocktraglager (12) bildende Material ersetzt, welches die gekrümmten Bereiche einklemmt, und welches den Abstand der flexiblen Verbundplatten (14') konstant hält und mit oder ohne Vorspannung den Einschluß der Zwischenplattenschicht (8) sicherstellt.
Der linke Bereich der Figur stellt am festen Ende (B) der flexiblen Verbundplatten (14') die Einspannung von einer der Seiten von geschlossenen Ringen (14c) und (14d), welche einstückig ausgebildet sind, an dem Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) dar, welcher ebenfalls aus einem Polymermaterial, vorzugsweise einem thermoplastischen Material, hergestellt ist, und welcher die Seite der geschlossenen Ringe (14c) und (14d) teilweise umgibt.
Die Zwischenplattenschicht (18) findet sich in diesen gekrümmten Bereichen durch das den Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) bildende Material - welches zu demjenigen, welche das Blocktraglager (12) bildet, identisch oder verschieden ist - ersetzt. Dieser Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10), welcher die gekrümmten Bereiche umschließt, hält ebenfalls den Abstand der flexiblen Verbundplatten (14') konstant, und stellt mit oder ohne Vorspannung den Einschluß der Zwischenplattenschicht (18) aus einem elastomeren Werkstoff in dem verformbaren Bereich sicher.
Es ist für den Fachmann leicht einsichtig, daß die Anordnung mit zwei nicht zusammengefügten Halbringen (14a) und (14b) für die Einspannung des festen Endes (B) der flexiblen Verbundplatten (14') in dem Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) ebenso wie die Anordnung von geschlossenen Ringen (14c) und (14d) in der Einspannung des beweglichen Endes (A) in dem Blocktraglager (12) verwendbar ist.
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht einer materiellen Ausführungsform entsprechend der Beschreibung der vorangehenden Figur.
Am bewegbaren Ende (A) ist das Blocktraglager (12) von einem gegossenen Polymermaterial gebildet, welches vollständig das Ende der vier flexiblen Verbundplatten (14') integriert.
Das die Spannrolle (7) unter Zwischenschaltung geeigneter Lager tragende Lager (9) ist mit dem Blocktraglager (12) beispielsweise durch ein kraftschlüssiges Verkeilen einer Achse in einer Öffnung desselben verbunden.
Am festen Ende (B) sind die Enden der vier flexiblen Platten (14') ebenfalls innig durch Eingießen in einem eine verstellbare Befestigung (11) bildenden Polymerblock integriert.
Das Prinzip der Einstellung ist durch das Vorhandensein einer Klemmplatte (27) angedeutet, welche um eine Befestigungsplatte am Gehäuse (28) verschwenkbar ist, wobei die Einstellung in einer länglichen Aussparung durch eine Bolzenverschraubung in der Öffnung (29) sichergestellt ist.
Die Bohrung (29) kann natürlich auch als Abstützung für einen Anschlag zur mechanischen Begrenzung oder Korrektur der Flexibilität (nicht dargestellt), welche entweder plötzlich oder verlauf end wirkt, dienen.
Ein Herstellungsverfahren der elastischen Spannvorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt nach der Herstellung des die flexiblen Verbundplatten bildenden Verbundmaterials einen Schritt der Herstellung des Sandwich bestehend aus den flexiblen Verbundplatten und der Zwischenplattenschicht aus der elastomeren Zusammensetzung und einen Schritt des Zusammenbaus.
Die Herstellung der Platten des Verbundwerkstoffes besteht in einer bevorzugten Variante aus einer Imprägnierung von langen, ausgerichteten und gemäß einem gewähltem Winkel angeordneten, gegebenenfalls in mehreren Lagen vorgesehenen Fasern mit einer Polymermatrix in flüssigem oder pastenförmigen Zustand.
Die Polymermatrix kann darauf durch thermische Behandlung unter schwachem Druck, welcher zur Sicherstellung der Verdichtung der Bestandteile bestimmt ist, vernetzt werden, wobei die Vernetzung dieser Matrix teilweise oder vollständig sein kann
Die flexiblen Verbundplatten werden darauf auf die durch die Anwendung gewünschten Abmessungen in Platten des derart hergestellten Verbundwerkstoffes geschnitten.
In einem abschließenden Vorgang, welcher zur Ausbildung der Sandwiches bestimmt ist, werden die flexiblen Verbundplatten im Hinblick ihrer innigen Verbindung unter Einsatz einer physikalisch-chemischen Reaktion in einer geschlossenen Form unter Druck und gegebenenfalls unter Anwendung von Wärme mit der elastischen Zusammensetzung der Zwischenplattenschicht verklebt oder verbunden. Die physikalisch-chemische Reaktion verläuft gleichzeitig mit der Vulkanisierung der elastomeren Zusammensetzung
In einer Herstellungsvariante für die Sandwiches werden nur teilweise vernetzte flexible Verbundplatten mit oder ohne Anhaften entsprechend der Natur der Matrix in die Form eingebracht, in welcher nachfolgend eine Vernetzung dieser Matrix und der elastomeren Zusammensetzung der Zwischenplattenschicht erfolgt, welche auch zu einer innigen Verbindung der Bestandteile führt.
Der nachfolgende Schritt ist der Zusammenbau, welcher je nach der Variante der elastischen Spannvorrichtung unterschiedlich ist.
Im Fall eines mechanischen Zusammenbaues werden das Blocktraglager und der Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung vorab durch ein Gießen oder Bearbeiten von geeigneten Materialien hergestellt.
Unabhängig davon werden die Zwischenstücke zwischen den flexiblen Verbundplatten in dem Bereich angeordnet, in welchem diese ohne Zwischenplattenschicht aus einer elastomeren Zusammensetzung ausgebildet sind.
Ihr Klemmen stellt das Einspannen dieser flexiblen Verbundplatten und gegebenenfalls des Anschlages zur mechanischen Flexibilitätskorrektur ebenso wie dessen Gegenstück und das Vorspannen der Zwischenplattenschicht sicher.
Das Falzen eines rechteckigen metallischen Ringes klemmt darauf die von Sandwiches und dem Zwischenstück gebildete Einheit zu beiden Seiten des Blocktraglagers und des Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung.
Eine mechanische Montage durch außenliegende Schrauben an einer Klemmplatte kann das Bördeln des rechtwinkeligen metallischen Ringes ersetzen, wenn Schraubverbindungen zum Positionieren für die Anwendung notwendig sind.
In Varianten, welche Blocktraglager und/oder einen Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung aus einem Polymermaterial verwenden, erlaubt ein ökonomisches Verfahren die Herstellung jedes dieser Teile gleichzeitig bei deren Zusammenbau mit dem von den flexiblen Verbundplatten und den Zwischenplattenschichten aus einer elastomeren Zusammensetzung gebildeten Sandwich.
Um dies durchzuführen, werden die Enden der nicht zusammengefügten Halbringe oder eine Seite der geschlossenen Ringe in der den Abdruck des Blocktraglagers oder des Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung tragenden Form angeordnet.
Nachfolgend wird in flüssigem oder pastenförmigen Zustand das entsprechende Polymermaterial eingespritzt, welches sich in Kontakt mit den Wänden der Form unter Einnahme der Form des Abdruckes und unter Einbettung der Enden der nicht zusammengefügten Halbringe oder der Ränder der geschlossenen Ringe in seiner Masse verfestigt. Die Form ist aus einem derartigen Material hergestellt, daß der beim Formen durch Einspritzen ausgeübte Druck sich derart verteilt, daß durch ein Umschließen die Vorspannung der elastomeren Zusammensetzung in der Zwischenplattenschicht sichergestellt wird.
Unabhängig von ihrer Herstellungsweise weist die elastische Spannvorrichtung, welche den Gegenstand der Erfindung bildet, in bezug auf bekannte Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik die folgenden Vorteile auf:
- einen geringeren Raumbedarf aufgrund einer Ausführung in kompakter Form;
- eine Verringerung des Gewichtes einerseits der Einheit der Vorrichtung aufgrund der Verwendung von Materialien mit geringeren Massenvolumen im Vergleich zu denjenigen der bekannten Bestandteile und auch eine Verringerung des Gewichtes der dynamisch bewegbaren Massen, wodurch die auf den flexiblen Riemen übertragenen Beschleunigungen verringert werden;
- eine vorteilhafte Kombination der folgenden Merkmale:
* eine einfache Struktur der Ausführung, welche ohne Verschwenken sämtliche Funktionen der Führung der Spannrolle durch den verf ormbar ausgebildeten parallelepipedischen Körper sicherstellt,
* eine Anordnung, welche die Integration einer Dämpfung ohne Reibung mit einem während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeuges sichergestellten Wert und einer Erhöhung, welche gegebenenfalls unabhängig regelbar ist, der Einstellung der Spannung, welche auf den flexiblen Riemen wirkt,
* eine elastische Rückholung des Druckes auf den flexiblen Riemens, welcher durch die Deformation der flexiblen Verbundplatten sichergestellt wird, und ausgehend von dem gewöhnlichen Funktionsbereich durch Auftreten eines gegebenenfalls progressiven Spieles des Anschlages zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung oder zur mechanischen Flexibilitätskorrektur kontrolliert ist.

Claims

1. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, der durch mechanische, von einer Feder hervorgerufene Reibung funktioniert, zu der möglicherweise ein Dämpfungsmittel gehört, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck (P) auf den Treibriemen (1) durch die elastische Verformbarkeit eines die Feder bildenden, verformbar ausgebildeten parallelepipedischen Körpers ausgeubt wird, dessen große Seiten von einem flexiblen Paar Verbundplatten (14), (14') gebildet sind, die durch Einspannen ihrer Enden in einer Halterung parallel beabstandet gehalten werden, die am eine Spannrolle (7) tragenden freien Ende (A) ein Blocktraglager (12) einschließt, wobei die Halterung des festen Endes (B) an der verstellbaren Befestigung (11) auf dem Motorengehäuse festgelegt ist, die ggf. ein Mittel zur Änderung der Flexibilität der elastischen Spannvorrichtung (8), (8') auf einem Teil des Federungsweges trägt.

2. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da8 die Hauptseiten des verformbaren parallelepipedischen Körpers durch ein Paar flexibler Verbundplatten (14) gebildet sind.

3. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Hauptseiten des verformbaren parallelepipedischen Körpers von mindestens zwei flexiblen Verbundplatten (14) gebildet ist, die durch Einfügung von Zwischenstücken (24) parallel gehalten sind.

4. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Hauptseiten des verformbaren parallelepipedischen Körpers von einer einzigen flexiblen Verbundplatte (14) gebildet ist, wobei die andere Hauptseite von einem Paar flexibler Verbundplatten (14) gebildet ist, die durch Einfügung von Zwischenstücken (24) parallel gehalten sind.

5. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Hauptseiten des verformbaren parallelepipedischen Körpers von einer einzigen flexiblen Verbundplatte (14) gebildet ist und die andere Hauptseite von drei flexiblen Verbundplatten, die durch Einschalten von Zwischenstücken (24) parallel gehalten sind.

6. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Hauptseiten des verformbaren parallelepipedischen Körpers von einem Paar flexibler Verbundplatten (14) gebildet ist, die durch Einfügen von Zwischenstücken (24) parallel gehalten sind.

7. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Hauptseiten des verformbaren parallelepipedischen Körpers von einem Paar flexi-

bler Verbundplatten (14) gebildet ist und die andere Hauptseite von einem Satz von drei flexiblen Verbundplatten (14), wobei die flexiblen Verbundplatten (1) jeder Hauptseite durch Einfügen von Zwischenstücken (24) zwischen diese parallel gehalten sind.

8. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der flexiblen Verbundplatten (14) aus einem Verbundwerkstoff gebildet ist, der ein Zug-Druck-Elastizitätsmodul von mindestens 30 GPa und höchstens 220 GPa aufweist.

9. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der flexiblen Verbundplatten (14) aus einer Vielschicht-Wechselfolge metallischer oder aus flexiblem Polymerwerkstoff bestehender dünner Folien und dünner Lagen aus einer Elastomerverbindung, über die sie eng verbunden sind, gebildet ist.

10. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 8, da durch gekennzeichnet, daß jede der flexiblen Verbundplatten (14) aus einem Verbundwerkstoff besteht, der eine mit langen Fasern hoher Festigkeit verstärkte Polymermatrix aufweist, wobei dieser Werkstoffverbund ein Zug-Druck-Elastizitätsmodul von höchstens 150 GPa aufweist.

11. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymermatrix des Verbundwerkstoffs der flexiblen Verbundplatten (14) ein thermoplastisches Polymer ist, wie Polyolefin, Polyimid, Polyamid oder Polyester.

12. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymermatrix des Grundverbundwerkstoffs der flexiblen Verbundplatten (14) ein duroplastisches Polymer ist, wie Epoxyharz, Phenolharz oder Formaldehydharz.

13. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zug-Elastizitätsmodul der langen Verstärkungsfasern der Polymermatrix des Grundverbundwerkstoffs der flexiblen Verbundplatten (14) zwischen 35 und 400 GPa liegt.

14. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die langen Verstärkungsfasern der Polymermatrix des Grundverbundwerkstoffs der flexiblen Verbundplatten (14) Textilien mit hoher Festigkeit sind, wie Polyvinylalkoholfasern, Aramidfasern, Glasfasern oder Kohlefasern oder auch Hybridfasern.

15. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die langen Verstärkungsfasern der Polymermatrix des Grundverbundwerkstoffs der flexiblen Verbundplatten (14) metallische Fäden oder Fasern sind.

16. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis der Verstärkungsfasern im Verhältnis zu dem Gesamtverbundwerkstoff zwischen 40 % und 80 % liegt, vorzugsweise zwischen 60 % und 70 %.

17. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitig ausgerichtete Orientierung der langen Verstärkungsfasern der Polymermatrix des Grundverbundwerkstoffs der flexiblen Verbundplatten (14) zwischen -8º und +8º, vorzugsweise zwischen -5º und +5º, in bezug zur Längsachse der flexiblen Verbundplatten (14) liegt.

18. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundverbundwerkstoff der flexiblen Verbundplatten aus einer Matrix aus Epoxyharz besteht, die mit langen Glasfasern verstärkt ist, deren Volumenverhältnis zwischen 60 % und 70 % des gesamten Volumens des Verbundwerkstoffs liegt.

19. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenplattenschicht (18) aus einer elastischen Zusammensetzung zwischen zwei flexiblen Verbundplatten (14) von mindestens einer der Hauptseiten des verformbaren parallelepipedischen Körpers eingefügt ist, um mit der elastischen Spannvorrichtung (8) eine Dämpfungswirkung für Vibrationen des Treibriemens zu erzielen.

20. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplattenschicht (18) mit den flexiblen Verbundplatten (14), die sie schließen, fest verbunden ist.

21. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die dämpfende Elastomerzusammensetzung der Zwischenplattenschicht (18) einen viskoelastischen Dämpfungsgrad in der Spannvorrichtung (8) verleiht, der zwischen 7 % und 16 % der kritischen Dämpfung liegt.

22. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckvorspannung auf die dämpfende Elastomerzusammensetzung der Zwischenplattenschicht (18) durch Verwendung eines Zwischenstücksatzes (16) kleinerer Stärke als die der Zwischenplattenschicht (18) angelegt ist, wenn sie sich im unbelasteten Zustand befindet, wobei die Druckvorspannung bei der Dämpfung der elastischen Spannvorrichtung (8) eine zusätzliche Hysteresewirkung erzeugt.

23. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß an dem verformbaren parallelepipedischen Körper ein Vibrationsdämpfungsmittel für den Treibriemen (1) eingefügt ist, das durch einen Elastomerblock (15) gebildet ist, der mindestens einen Teil des Volumens einnimmt, das zwischen den flexiblen Verbundplatten, die es einschließen, gebildet ist.

24. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerblock (15) das gesamte Volumen einnimmt, das zwischen den flexiblen Verbundplatten (14), die es einschließen, gebildet ist.

25. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerblock (15), der das ganze Volumen einnimmt, das zwischen den flexiblen Verbundplatten (14) gebildet ist, die es einschließen, fest mit den flexiblen Verbundplatten (14) verbunden ist.

26. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerblock (15) teilweise das Volumen einnimmt, das zwischen den flexiblen Verbundplat ten (14) gebildet ist, mit denen er im Kontaktbereich fest verbunden ist.

27. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem Teil des Federungsweges ein Mittel zur Änderung der Flexibilität der elastischen Spannvorrichtung (8) enthält.

28. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Änderung der Flexibilität der elastischen Spannvorrichtung (8) auf einem Teil des Federungsweges von einem Anschlag zur mechanischen Flexibilitätsbegrenzung (10) gebildet ist, der auf der verstellbaren Befestigung (11) auf dem Motorengehäuse angeordnet ist.

29. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Flexibilitätsbegrenzung (10), die auf der verstellbaren Befestigung (11) angeordnet ist, innerhalb des verformbaren parallelepipedischen Körpers vorgesehen ist, wobei sein Kontaktanschlag auf der inneren Fläche einer flexiblen Verbundplatte (14) stattfindet.

30. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Flexibilitätsbegrenzung (10), die auf der verstellbaren Befestigung (11) angeordnet ist, außerhalb des verformbaren parallelepipedischen Körpers angeordnet ist, wobei sein Kontaktanschlag auf der äußeren Fläche einer flexiblen Verbundplatte (14) stattfindet.

31. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Änderung der Flexibilität der elastischen Spannvorrichtung (8) auf einem Teil des Federungsweges von einem mechanischen Flexibilitätskorrekturanschlag (10') gebildet wird, der einem Gegenelement (20) zugeordnet ist, mit dem er in Berührung gelangt und der innerhalb des verformbaren parallelepipedischen Körpers angeordnet ist, wobei der mechanische Flexibilitätskorrekturanschlag (10') durch die verstellbare Befestigung (11) getragen ist und das Gegenelement (20) durch das Blocktraglager (12).

32. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Flexibilitätskorrekturanschlag (10') und das Gegenelement (20) aus dem Grundverbundwerkstoff der flexiblen Verbundplatten (14) bestehen.

33. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Änderung der Flexibilität der elastischen Spannvorrichtung (8) auf einem Teil des Federungsweges durch eine Kabellänge (21) gebildet ist, deren Enden in dem(n) Grundwerkstoff(en) des Blocktraglagers (12) und der verstellbaren Befestigung (11) festgeklemmt oder eingelassen sind, wobei das Unterspannungssetzen der Kabellänge (21) die Erhöhung der elastischen Rückstellfestigkeit der elastischen Spannvorrichtung (8) einleitet.

34. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabellänge (21) aus Textilfasern gebildet ist, z. B. aus Polyamid, aus Polyester, aus Aramid- oder aus Polyvinylalkoholfasern.

35. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabellänge (21) von einem metallischen Faden oder Kabel gebildet ist.

36. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Änderung der Flexibilität der elastischen Spannvorrichtung (8') auf einem Teil des Federungsweges von einer flexiblen Querplatte (23) gebildet ist, die in dem verformbaren parallelepipedischen Körper eingefügt ist, von dem mindestens zwei Enden mit halbeingebetteten Gelenken verbunden sind, wobei die Enden der flexiblen Querplatte (23) in analoger Weise angeschlossen sind, deren Funktion es ist, die Festigkeit der elastischen Spannvorrichtung (8') durch Verkürzung ihrer Achsweite zu verringern.

37. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die halbeingebetteten Gelenke des verformbaren parallelepipedischen Körpers durch eine örtliche Dickenminderung (22) auf der ganzen Breite der flexiblen Verbundplatten (14) gebildet sind, die die Rolle verhältnismäßig nachgiebiger Scharniere spielen.

38. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß jede flexible Verbundplatte (14), die eine Hauptseite des verformbaren parallelepipedischen Körpers bildet, auf ihrer ganzen Breite eine konstante Dicke hat.

39. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der flexiblen Verbundplatten (14v), die eine Hauptseite des verformbaren Paralle1epipedischen Körpers bildet, eine unterschiedliche Dicke aufweist, wobei die Verdünnung Vorzugsweise im Mittenbereich gelegen ist.

40. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Bauteile durch eine Einspannung verwirklicht ist, die den Einschluß eines bewegbaren Endes (A) oder des festen Endes (B) durch die Einfassung eines rechteckigen Ringflansches (25) sichert, wobei das eine Ende das Blocktraglager (12) umschließt und das andere die verstellbare Befestigung (11).

41. SPannvorrichtung, die elastisch uine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Anspruche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Bauteile durch eine Einspannung verwirklicht ist, die den Einschluß des einen bewegbaren Endes (A) oder des festen Endes (B) durch zwei Spannschrauben (26) mit einer Spannplatte (27) sichert, wobei das eine Ende das Blocktraglager (12) umschließt und das andere die verstellbare Befestigung (11).

42. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Bauteile durch eine Einspannung verwirklicht ist, die den Einschluß des einen bewegbaren Endes (A) oder des festen Endes (B) durch strukturelles Ankleben der Bauteile sichert, wobei das eine Ende das Blocktraglager (12) umschließt und das andere die verstellbare Befestigung (11).

43. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der Bauteile durch im Lauf der Formgebung des Polymerwerkstoffs, der das Blocktraglager (12) oder die mechanische Flexibilitätsbegrenzung (10) bildet, erfolgendes Einbinden der Enden nichtzusammengefugter Ringe (14a) und (14b) stattfindet, wodurch der Einschluß des einen der Enden, namlich des bewegbaren (A) oder festen (B) Endes, sichergestellt ist.

44. Spannvorrichtung, die elastisch eine Spannrolle (7) auf einen flexiblen Treibriemen (1) drückt, nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Bauteile durch im Lauf der Formgebung des Polymerwerkstoffs, der das Blocktraglager (12) oder die mechanische Flexibilitätsbegrenzung (10) bildet, erfolgendes Einbinden der einen der Seiten geschlossener Ringe (14c), (14d) stattfindet, wodurch der Einschluß des einen der Enden, nämlich des bewegbaren (A) oder festen (B) Endes, sichergestellt ist.