DE8200481U1

DE8200481U1 - Riemenspannvorrichtung fuer einen von einem motor angetriebenen treibriemen fuer hilfsaggregate von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE8200481U1
Application number: DE19828200481U
Authority: DE
Original assignee: DYNEER CORP WESTPORT CONN US
Current assignee: DYNEER CORP WESTPORT CONN US
Priority date: 1981-01-12
Filing date: 1982-01-12
Publication date: 1985-01-03
Also published as: IT1140015B; FR2497900A1; ES269282U; GB2090936B; ES269282Y; US4392840A; GB2090936A; IT8124768A0; SE8105962L; SE446283B; FR2497900B1; DE3200610A1; CA1158072A

Description

. . PATENTANWÄLTE ^:··^: '-^:· ^:··^:··'·· d».-ing.f»an_Z wuestmof»

' * DR.PHIL. FREDA TUI'STHOFP (1927-1956)

WUESTHOFF -ν. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ _D1I,_L.._ING._{CEIlllARD PÜLS (},_9J2._197l)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS dipl.-chem. dr. ε. Freiherr von pechmann DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. XUPERT OOBTZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

TE LE PON: (089) 66 IO JI DYNEER CORPORATION Telegramms protectpatent

Westport, Connecticut, USA telex: J24070

1G-55 201

Beschreibung

Riemenspannvorrichtung für einen von einem Motor angetriebenen Treibriemen für Hilfsaggregate von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf unter Federspannung stehende Spannvorrichtungen zur Verwendung bei den endlosen Treibriemen, die zum Antreiben von Hilfsaggregaten bei Fahrzeugen dienen und geeignet sind, mittels einer Spannrolle eine nahezu konstante vorbestimmte Spannkraft auf einen endlosen Treibriemen aufzubringen.

Gegenwärtig besteht in der Kraftfahrzeugindustrie die Tendenz, die verschiedenen Fahrzeughilfsaggregate, z.B. die Servolenkungspumpe, Öl- und Luftpumpen, die Klimaanlage und die Lichtmaschine mittels eines einzigen endlosen Riemens anzutreiben, der durch eine mit der Kurbelwelle des Motors verbundene Riemenscheibe angetrieben wird. Dieses System wird auch als "Serpentinen"-Treibriemensystem bezeichnet. Um einen optimalen Betrieb dieser verschiedenen Hilfsaggregate sicherzustellen, ist es erforderlich, daß der Treibriemen unter einer vorbestimmten Spannung gehalten wird, damit bei den Hilfsaggregaten die gewünschte Leistung erzielt wird und der Treibriemen eine ausreichende Lebensdauer erreicht. Wegen der vergleichsweise größeren Länge des einzigen verwendeten Treibriemens,

der anstelle von mehreren kürzeren Treibriemen verwendet wird, besteht eine größere Gefahr, daß sich der Treibriemen ausdehnt, wodurch das Betriebsverhalten der anzu-

treibenden Hilfsaggregate beeinflußt wird. Daher ist es zweckmäßig, bei solchen endlosen Treibriemen eine Riemenspannvorrichtung zu benutzen, damit während einer langen Zeit ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist, und da-

■ mit der Treibriemen ohne Rücksicht auf eine etwa einge-

"f tretene Reckung ständig unter einer konstanten Spannung

* gehalten wird.

Es sind bereits zahlreiche derartige Vorrichtungen vor- \ geschlagen worden und in Gebrauch. Bei einer solchen bekannten Spannvorrichtung wird eine aus einem Elastomermaterial hergestellte Buchse verwendet, die mit Hilfe

i, einer geeigneten mechanischen Einrichtung einer Druckspannung ausgesetzt wird und dazu dient, auf den Treibriemen kontinuierlich eine Spannkraft aufzubringen. Solche Konstruktionen sind z.B. in den US-PSen 3 975 965 und

ι 4 144 772 beschrieben. Bei diesen Spannvorrichtungen, bei

{i denen ein Elastomermaterial verwendet wird, besteht ein

·;' Nachteil darin, daß der Treibriemen in einem hohen Maße

'■ beansprucht wird, so daß sich ein schneller Spannung.-ver-

j lust einstellt, wenn sich der Riemen ausdehnt, und durch

diese Belastung wird die Hubstrecke der mit dem Riemen zusammenarbeitenden Spannrolle in einem unerwünschten Ausmaß verkürzt. Ferner kann eine plötzliche Beschleunigung bzw. Abbremsung des Treibriemens zu einem Schlagen des Treibriemens führen, wobei jeweils eine gewisse Zeit vergeht, bis eine vollständige Dämpfung eingetreten ist.

Bei zahlreichen anderen Bauarten von Riemenspannvorrichtungen werden Schraubenfedern verwendet, die entweder unter einer Druckspannung oder unter einer Zugspannung stehen und dazu dienen, auf eine mit dem Treibriemen zu-

sammenarbeitende Spannrolle oder ein mit einer Kette zusammenarbeitendes Kettenrad eine Spannkraft aufzubringen und aufrechtzuerhalten. Derartige Konstruktionen sind z.B. in den US-PSen 2 703 019, 2 893 255, 3 413 866, 3 483 763,

3 631 734, 3 768 324, 3 812 733, 3 924 483, 3 965 768 und

4 108 013 beschrieben. Bei manchen dieser bekannten Vorrichtungen, die durch eine Schraubenfeder betätigt werden, wird die Vorspannkraft einer Feder in Kombination mit hydraulisch betätigten Elementen zum Regeln der auf den Treibriemen aufgebrachten Spannkraft verwendet, und zwar in Abhängigkeit davon, ob sich der Motor in oder außer Betrieb befindet. Solche Kombinations-Spannvorrichtungen sind z.B. in den US-PSen 2 051 488, 3 142 193 und 4 077 272 beschrieben.

Ferner sind Riemenspannvorrichtungen bekannt, bei denen mechanische Halteeinrichtungen vorhanden sind, und zwar gewöhnlich eine Sperrad- und Klinkenanordnung, welche die Bewegung des Riemenspanngliedes in der entgegengesetzten Richtung, d.h. entgegen der Spannrichtung, begrenzt, um auf den endlosen Treibriemen ständig eine konstante Spannkraft aufzubringen und ein unerwünschtes Schlagen des Riemen" zu verhindern. Derartige Konstruktionen mit solchen Halteeinrichtungerx sind z.B. in den US-PSen

2 051 488, 2 703 019, 3 413 866, 3 631 734 und 3 812 733 beschrieben.

Bei anderen bekannten Riemenspannvorrichtungen, z.B. der j in der US-PS 3 924 483 beschriebenen, dient eine Torsions-

feder dazu, eines der anzutreibenden Hilfsaggregate des Fahrzeugs so zu schwenken, daß auf den Treibriemen die gewünschte Spannkraft aufgebracht wird. Bei v/eiteren bekannten Konstruktionen; z.B. den in den US-PSen 3 136 170,

3 483 763 und 3 834 246 beschriebenen, dient eine als Torsionsfeder wirkende Schraubenfeder dazu, einen Hebel

und eine Spannrolle zur Anlage an dem zu spannenden Treibriemen zu bringen; hierbei handelt es sich um eine relativ einfache, wirtschaftliche und raumsparende Baueinheit. Jedoch ist bei keiner dieser bekannten Vorrichtungen eine Einrichtungen vorhanden, die dazu dient, die Spannrolle in ihrer vordersten Riemenspannstellung zu halten. Infolgedessen treten bei diesen Vorrichtungen unerwünschte Vibrationen und ein Schlagen des Treibriemens auf.

Soweit bekannt, gibt es bis jetzt keine Riemenspannvorrichtung, die geeignet ist, eine nahezu konstante vorbestimmte Spannkraft auf einen endlosen Riemen zum Antreiben eines Hilfsaggregats mit Hilfe einer als Torsionsfeder wirkenden Schraubenfeder mit Hilfe einer einfachen und billig I herstellbaren Anordnung aufzubringen, wobei die Vorrichtung diese nahezu konstante Kraft auf den Riemen ohne Rücksicht darauf ausübt, ob sich der Motor in oder außer Betrieb befindet oder mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben wird, wobei das Schlagen des Treibriemens eingeschränkt ist, und wobei eine starke Dämpfungswirkung durch eine Einwegkupplung hervorgerufen wird, mittels welcher die den Riemen spannenden Elemente in ihrer vordersten Riemenspann- , stellung gehalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Riemenspannvorrichtung zu schaffen, bei der ein schwenkbar gelagerter Hebel eine vorbestimmte Spannkraft mittels einer Spannrolle auf den Treibriemen aufbringt, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob sich das Fahrzeug in oder außer Betrieb befindet bzw. mit unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten und unter wechselnden Bedingungen betrieben wird. .Ferner soll eine Riemenspannvorrichtung geschaffen werden, die von äußerst robuster Konstruktion irt, sieh mit geringen Kosten herstellen läßt, den Aufwand für Wartung und Reparaturen verringert und eine ausreichende Riemenspannkraft mit Hilfe einer Schraubenfeder, vorzugsweise einer

* t 11··

Torsionsfeder, liefert, wobei eine sehr starke Dämpfungswirkung durch eine Halteeinrichtung hervorgerufen wird, um Vibrationen und einen toten Gang zu verhindern, wie sie durch das Schlagen des Riemens hervorgerufen werden könnten; weiterhin soll diese Aufgabe auf einfache, zweckmäßige und wirtschaftliche Weise gelöst werden.

Eine diese Aufgabe lösende kiemenspannvorrichtung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprücben.

Die Riemenspannvorrichtung hat vorzugsweise eine Torsionsfeder, die auf eine ortsfeste Achse aufgeschoben ist, sowie eine Einwegkupplung, die ebenfalls auf einem Abschnitt der Achse montiert ist und mit der Achse sowie dem die Spannrolle tragenden Hebel zusammenarbeitet, so daß sich der Hebel zusammen mit der Spannrolle in der Richtung drehen kann, bei welcher der Riemen gespannt wird, wobei jedoch eine Bewegung in der Entspannungsrichtung verhindert wird, so daß eine Dämpfungswirkung hervorgerufen wird, die das Auftreten von Vibrationen verhindert. Somit werden die Vibrationen vermieden, die bei den bekannten Riemenspannvorrichtungen auftreten, bei welchen Schraubenfedern als Spanneinrichtungen verwendet werden.

Die erwähnte Einvegkupplung ist vorzugsweise als Rollenkupplung ausgebildet, die auf einen Mittelabschnitt der Achse aufgeschoben und in einem äußeren Kupplungsgehäuse angeordnet ist, das seinerseits auf dem einen kleineren Durchmesser aufweisenden äußeren Endabschnitt der Achse drehbar gelagert ist. Die Rollenkupplung kann mehrere Rollen aufweisen, die durch Blattfedern längs einzelner Rampenflächen vorgespannt sind, welche auf der Innenseite eines Lagerbechers ausgebildet sind, in welchem die Rollen gelagert sind, wobei die Rollen so mit der Achse und dem

« « m r β
e · # β

- 6 -

Kupplungsgehäuse zusammenarbeiten, daß die Wirkung einer Einvegkupplung erzielt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 mit Blickrichtung auf die vordere Stirnseite eines Kraftfahrzeugmotor einen endlosen Treib für mehrere Fahrzeue-hilfsaggregate in Verbindung mit einer mit dem Treibriemen zusammenarbeitenden erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung;

Fig. 2 einen in einem vergrößerten Schnitt gezeichneten

Teil der Anordnung nach Fig. 1 bei Betrachtung derselben von der Linie 2-2 aus;

Fig. 3 eine vergrößerte Stirnansicht der von dem Motor abgenommenen erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 den vergrößerten Teilschnitt 4-4 in Fig. 1; Fig. 5 den Teilschnitt 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 eine Schrägansicht der ortsfesten Achse der Riemenspannvorrichtung;

Fig. 7 eine Schrägansicht des Kupplungsgehäuses der Riemenspannvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 8 eine Schrägansicht einer Rollenkupplung, die bei der Riemenspannvorrichtung nach Fig. 1 bis 10 als Einwegkupplung verwendet wird;

Fig. 9 den vergrößerten Teilschnitt 9-9 in Fig. 4;

Fig. 10 einen in einem erheblich größeren Maßstab ge- |

zeichneten Teil von Fig. 9,. aus dem die Lage- |

rung der Rollenkupplung nach Fig. 8 auf der |

Achse nach Fig. 6 ersichtlich ist; |

Fig. 11 einen Fig. 4 ähnelnden axialen Teilschnitt einer Weiterbildung der Riemenspannvorrichtung nach

der Erfindung; und ·

Fig. 12 den Teilschnitt 12-12 in Fig. 11.

In sämtlichen Figuren sind einander ähnelnde Teile jeweils j

ι mit den gleichen Bezugszahlen versehen.

Die Riemenspannvorrichtung ist in der Zeichnung insgesamt mit 1 bezeichnet; gemäß Fig. 1 arbeitet sie als Spannvorrichtung mit einem endlosen Treibriemen 2 einer Kraftübertragungseinrichtung zusammen, die mit Blickrichtung auf die vordere Stirnseite eines Motors schematisch dargestellt ist. Zu der Einrichtung zum Antreiben von Hilfsaggregaten gehören mehrere Riemenscheiben, deren Durchmesser sich S

nach Art und Anordnung der verschiedenen Hilfsaggregate |

richten. Die verschiedenen Riemenscheiben werden durch \ zugehörige Teile des Motors unterstützt, die ihrerseits an einem nicht dargestellten Motor auf bekannte Weise befestigt sind. Der Treibriemen 2 bewegt sich vorzugsweise in einer einzigen senkrechten Ebene, um ein Verklemmen und/τ Schrägstellen des Riemens zu verhindern.

Zu der in Fig. 1 dargestellten Antriebseinrichtung für Motorhilfsaggregate gehören die folgenden Teile: eine Hauptantriebs-Rienienscheibe 3, die mit der Hauptantriebs welle des Motors gekuppelt ist, eine Riemenscheibe 4, die betriebsmäßig mit der Luftpumpe des Motors verbunden ist, eine Riemenscheibe 5, die mit einer Vechselstrommaschine 6

	*	• · «	• *	* *	•	Betrieb	des	Motors	J
	■ ν	* %	» «It	* ·	« · » ·			£
	t I 1	I I I « I ·	-	# ·				j
			die	8 -	den			J
gekuppelt	ist,	welche	für				I

•benötigte elektrische Energie liefert, eine Riemenscheibe 7, die mit der Servolenkeinrichtung des Fahrzeugs betriebsmäßig verbunden ist, sowie eine mit der Vasserpumpe des Motors gekuppelte Riemenscheibe 8.

Zu der Riemenspannvorrichtung 1 gehören folgende Hauptteile: eine in Fig. 6 dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete Achse, eine in Fig. 8 dargestellte, insgesamt mit 11 bezeichnete Rollenkupplung, ein in Fig. 7 dargestelltes, insgesamt mit 12 bezeichnetes Kupplungsgehäuse sowie ein Hebel 13 und eine insgesamt mit 14 bezeichnete, in Fig. 2 bis 4 dargestellte Spannrollenanordnung.

Die Achse 10 ist vorzugsweise als einstückiges zylindrisches Bauteil ausgebildet, das drei Abschnitte 16, 17 und 18 aufweist, deren Durchmesser von dem Abschnitt 16 aus in Richtung auf den Abschnitt 18 abgestuft sind» Der den größten Durchmesser aufweisende Achsenabschnitt 16 ist mit einer Gewindebohrung 19 versehen, die an der hinteren Stirnfläche 20 des Abschnitts 16 mündet, an der ein Ansatz 21 ausgebildet ist, der zwei gerade Seitenflächen 22 aufweist. Der den kleinsten Durchmesser aufweisende Abschnitt Ί8 der Achse ist nahe seinem äußeren Ende mit einer Ringnut 23 versehen.

Die Rollenkupplung 11 ist so ausgebildet, daß sie ein Drehmoment zwischen einer Achse oder Welle und einem Kupplungsgehäuse nur in einer Richtung überträgt, jedoch eine ungehinderte Überholbewegung in der entgegengesetzten Richtung zuläßt; hierbei handelt es sich um eine bekannte Konstruktion, für die sich bei Maschinen der verschiedensten Art zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten ergeben. Eine solche Rollenkupplung, die sich als z\\'eckmäßig erwiesen hat, wird von der Torrington Manufacturing Company,

Torrington, Conn., USA, unter der Bezeichnung "Type DC Roller Clutches" auf den Markt gebracht; bei der nachstehend beschriebenen Ausführungsform handelt es sich um das Modell RC-FS.

Zu der Rollenkupplung 11 gehört ein zylindrischer äußerer Lagerbecher 25 mit zwei an seinen Enden ausgebildeten, nach innen ragenden ringförmigen Flanschen Gemäß Fig. 10 sind an der Innenfläche des Lagerbechers 25 mehrere in Umfangsabständen verteilte geneigte Rampenflächen 27 ausgebildet, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. In den Lagerbecher 25 ist ein Rollenkäfig 28 eingeschoben, der durch die stirnseitigen Randflächen Flansche 26 in seiner Lage gehalten wird und mehrere in Umfangsabständen verteilte, sich axial erstreckende Öffnungen 29 aufweist, von denen jede einer einzelnen Rampenfläche 27 zugeordnet ist, um eine zylindrische Rolle 30 aufnehmen zu können. Jede Holle 30 ist gegen die zugehörige Rampenfläche 27 durch eine Blattfeder 31 vorgespannt. Im Rahmen der Erfindung können Anzahl und Anordnung der Rollen 30 variieren, denn derartige Rollenkupplungen sind in verschiedenen Formen und Größen erhältlich; somit sind Abweichungen von der Darstellung in Fig. 8 und 10 möglich.

Das Kupplungsgehäuse 12 hat eine zylindrische Form mit einer zylindrischen Wand 32 und ist am einen Ende durch eine kreisrunde Vand 33 abgeschlossen, die mit einem gegenüber dieser Vand nach außen vorspringenden Ansatz 34 versehen ist. Der Ansatz 34 weist zwei durch einen Querabstand getrennte gerade Seitenwände 35 auf. Der Ansatz ist mit einer runden Öffnung 36 versehen, die in Verbindung mit einer zentralen, axial verlaufenden Bohrung 37 steht, welche durch die zylindrische Innenfläche des Kupplungsgehäuses 32 gebildet wird. Die zentrale Bohrung 37 erstreckt sich nicht über die ganze Länge des Kupplungsgehäuses 12 und

- 10 -

endet gemäß Fig. 4 an einer Ringschulter 38 in der Nähe des Ansatzes 34, der mit der stirnseitigen Öffnung 36 versehen ist. Der Durchmesser der stirnseitigen Öffnung 36 ist dem Außendurchmesser des Achsenabschnitts 18 angepaßt, während der Durchmesser der Bohrung 37 des Kupplungsgehäuses dem Außendurchmesser des Lagerbechers 25 angepaßt ist.

Der Hebel 13 ist als relativ flaches S,tanzteil aus Blech ' hergestellt und mit einer unteren Öffnung 40 versehen, die gemäß Fig. 3 zwei einander zugewandte gerade Seitenwände aufweist und so gestaltet ist, daß sie zur Außen- '\ form des Ansatzes 34 des Kupplungsgehäuses paßt, damit

'·· sich der Hebel 13 auf den Ansatz 34 aufschieben läßt, um

sich zusammen mit dem Kupplungsgehäuse 12 zu drehen. Der Hebel 13 ist mit dem Kupplungsgehäuse auf geeignete Weise ■; drehfest verbunden, z.B. mittels eines Preßsitzes, einer

·' Haltescheibe oder durch Hartlöten oder Anschweißen an dem

Ansatz 34 des Kupplungsgehäuses 12. Gemäß Fig. 4 ist das freie Ende des Hebels 13 mit einem ringförmigen Ansatz 41 f versehen, in den ein Achsstummel 22 fest eingebaut ist.

Zu der Riemenscheibenanordnung 14 gehört eine Riemenscheibe 43, die auf dem freien Ende des Achsstummels 42 mittels eines Lagerrings 45 drehbar gelagert ist und an ihrem Umfang eine Nut 44 zum Aufnehmen des Treibriemens aufweist. Ein Sprengring 46 steht in Eingriff mit einer nahe dem freien Ende des Achsstummels 42 ausgebildeten Nut und dient dazu, den Lagerring 45 und die Riemenscheibe 43 in ihrer Lage zu halten, die auf dem Achsstummel 42 drehbar gelagert sind.

Die Rollenkupplung 11 ist auf den mittleren Achsenabschnitt 17 aufgeschoben und gemäß Fig. 4 in der zentralen Bohrung 37 des Kupplungsgehäuses 12 angeordnet, das dadurch drehbar

- li -

gelagert ist, daß es auf dem Achsenabschnitt 18 angeordnet ist, mit dem die dazu passende Stirnwandöffnung 36 zusammenarbeitet. Die Rollerikupplung wird auf dem Achsenabschnitt 17 dadurch in ihrer Lage gehabten, daß eine Ringschulter 38 des Kupplungsgehäuses 12 an dem stirnseitigen Flansch 26 der Rollenkupplung anliegt, während die Schulter 38 ebenfalls an einer Ringschulter 48 zwischen den Achsenabschnitten 17 und 18 (Fig. 6) anliegt, so daß das Kupplungsgehäuse 12 und die Kupplung 11 auf der Achse 10 in der richtigen Lage gehalten werden. Die ringförmige Stirnwand 49 am offenen Ende des Kupplungsgehäuses 12 auf der von dem Ansatz 34 abgesandten Seite ist durch einen Abstand von einer Ringschulter 50 zwischen den Achsenabschnitten 16 und 17 getrennt, um eine reibungsfreie Drehbewegung zu ermöglichen. Das Kupplungsgehäuse und die Rollenkupplung 11 werden auf den zugehörigen Achsenabschnit+.en 18 und 17 durch einen Sprengring 51 in ihrer Lage gehalten, der in Eingriff mit einer Ringnut des Achsenabschnitts 18 steht.

Die Riemenspannvorrichtung 1 ist auf einem Fahrzeugmotor in unmittelbarer Nähe des Treibriemens 2 mit Hilfe eines Bocks 53 gelagert. Ein Gewindebolzen 54 ist in eine Gewindebohrung 19 des Achsenabschnitts 16 eingeschraubt und ragt durch ein Loch 55 des Bocks 53; die Achse 10 ist durch eine Spannmutter 56 fest mit dem Bock verbunden.

Gemäß Fig. 4 und 5 ist eine Scheibe 58 vorhanden, die eine zentrale Öffnung 59 aufweist, welche bezüglich ihrer Form und Größe zu dem Ansatz 21 des Achsenabschnitts 16 paßt, welcher in Eingriff mit der Öffnung 59 steht. Die Scheibe 58 weist zwei Zungen 60 und 61 auf, die sich von der Hauptebene der Scheibe aus in entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Die Zung 60 steht in Eingriff mit einer dazu passenden Öffnung 62 des Bocks 53 und bildet einen die

Fluchtung aufrechterhaltenden Stift, der verhindert, daß sich die Scheibe 58 zusammen mit der Achse 10 gegenüber dem Bock 53 dreht.

Auf die Achse 10 ist eine als Torsionsfeder wirkende Feder 65 aufgeschoben, und zwar genauer gesagt auf den Achsenabschnitt 16 und das Kupplungsgehäuse 12, das gemäß Fig. 4 den gleichen Außendurchnesser hat wie der Achs&nab=chnitt 16. Das eine Ende 66 der Torsionsfeder 65 stützt sich an einer nach innen vorspringenden Zunge 67 des Hebels 13 ab, um diese Feder gemäß Fig. 9 betriebsmäßig mit dem Hebel zu kuppeln. Das entgegengesetzte Ende 68 der Feder stützt sich an der Zunge 61 der Scheibe 58 ab.

Im folgenden wird die WirkungsA^eise der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung 1 mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die Vorrichtung 1 wird am Motor des betreffenden Fahrzeugs in unmittelbarer Nähe des Treibriemens 2 mit Hilfe des Tragbocks 53 befestigt. Gemäß Fig. 1 wird die Riemenscheibe 43 im Uhrzeigersinne gegen den Treibriemen 2 bewegt, nachdem nur ein Ende der Feder 65 an der Zunge 61 bzw. 67 befestigt worden ist. Nachdem die Riemenscheibe 43 in diese Ausgangsstellung gebracht worden ist, benutzt man einen Schraubenschlüssel cd.dgl.,um die Feder 65 gegenüber der Achse 10 in der entsprechenden Drehrichtung um einen vorbestimmten Betrag aufzuziehen, bis die gewünschte Belastung der Feder erreicht ist. Dann wird das noch nicht befestigte Ende der Feder zur Anlage an der zugehörigen Zunge gebracht, um die Feder in der gewünschten Stellung auf der Achse 10 festzulegen. Die Richtung, in der die Feder bewegt werden muß, um sie zu spannen, wird durch dasjenige Ende der Feder bestimmt, welches anfänglich frei ist. Die Feder 65 fährt fort, den Hebel ?3 zusammen mit der Riemenscheibe 14 in der Riemenspannrichtung zu bewegen, wenn sich der Treibriemen 2 ausdehnt, so daß auf den Treib-

riemen während seiner ganzen Lebensdauer eine allgemein konstante vorbestimmte Spannkraft aufgebracht wird. Die auf den Treibriemen wirkende Spannkraft läßt sich leicht mit Hilfe der Kennwerte der gewählten Feder 65 und der anfänglich aufgebrachten Spannung bestimmen.

Gemäß einem der Hauptmerkmale der Erfindung varhindert die Rollenkupplung.il, daß sich der Hebel 13 in der Entspannungsrichtung dreht; hierdurch wird die Riemenscheibe 43 in ihrer vordersten Spannstellung gegenüber dem Treibriemen 2 gehalten, und zwar auch dann, wenn auf die Spannrolle . eine durch ein Schlagen des Treibriemens hervorgerufene Kraft oder eine andere der Spannkraft entgegenwirkende Kraft aufgebracht wird. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß die Baugruppe mit der Spannrolle auf einer Einwegkupp-. · lung, z.B. der Rollenkupplung 11, gelagert ist.

Die vorstehend Geschriebene Einwegkupplung verhindert bzw. beschränkt Bewegungen in der Entspannungsrichtung dadurch, daß eine Keilwirkung z\\rischen den Rollen 30 einerseits und den zugehörigen Rampenflächen 27 sowie der Außenfläche des Achsenabschnitts 17 andererseits auftritt, was auf die Vorspannkraft der Blattfedern 31 zurückzuführen ist, welche die Rollen 30 gegen die zugehörigen Rampenflächen vorspannen. Diese mit einer Keilwirkung arbeitende Einwegkupplung erweist sich als äußerst zweckmäßig, da sie jede Bewegung des Kupplungsgehäuses 12 und damit auch des Hebels 13 in der Entspannungsrichtung verhindert.

Fig. 11 und 12 zeigen eine insgesamt mit 70 bezeichnete weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung mit einer Einwegkupplung. Viele der Bauteile der Spannvorrichtung 70 ähneln entsprechenden Teilen der Spannvorrichtung 1 und werden daher im folgenden nicht erneut beschrieben; sie sind in Fig. 11 und 12 mit den

gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie die Teile der Vorrichtung 1 nach Fig. 1 bis 10„ Zu der abgeänderten Spannvorrichtung 7C gehört eine ortsfeste Achse 71 mit einem Achsenabschnitt 72 von großem Durchmesser ähnlich dem Achsenabschnitt 16 der Achse 10 sowie einem sich daran anschließenden Achsenabschnitt 73 von kleinerem Durchmesser. Die Achse 71 ist in der gleichen Weise wie bei der Vorrichtung 1 mit dem Motor durch einen Bock 53 fest verbunden.

Die abgeänderte Spannvorrichtung 70 weist einen Hebel als bewegliche Unterstützung für die Spannrolle 43 auf der Achse 71 auf. Das freie Ende des Hebels 75 ist mit einer zylindrischen Nabe 76 versehen, die vorzugsweise einen festen Bestandteil eines nach oben ragenden plattenförmigen Abschnitts 77 des Hebels 75 bildet. Der obere Teil des plattenförmigen Hebels 77 und die Lagerung der Spannrolle 43 ähneln den entsprechenden Teilen der Vorrichtung 1, so daß sich eine erneute Beschreibung erübrigen dürfte.

Der Hauptunterschied der abgeänderten Spannvorrichtung 70 gegenüber der beschriebenen Vorrichtung 1 besteht darin, daß die Einwegkupplung 11 durch eine andersartige Kupplung ersetzt ist, und zwar eine solche mit einer Wickelfeder. Die Einwegkupplung der Spannvorrichtung 70 ist insgesamt mit 79 bezeichnet; zu ihr' gehört eine Wickelfeder 80, deren einzelne Windungen eine rechteckige Querschnittsform haben. Das eine äußere Ende 81 der wickelfeder 80 ist gegenüber dem zylindrischen Federkörper radial nach außen umgebogen und steht in Eingriff mit einer dazu passenden Öffnung der zylindrischen Nabe 76. Auf das äußere Ende des Achsenabschnitts 71 ist eine Haltescheibe 83 aufgesetzt, die durch einen Sprengring 84 in ihrer Lage gehalten wird, welche in Eingriff mit einer Ringnut 85 nahe dem äußeren

Ende des Achsenabschnitts 73 steht. Die Scheibe 83 hält den Hebel 75 und die Wickelfeder 80 auf dem Achsenabschnitt 73 in ihrer Lage. Das andere Ende der Wickelfeder braucht nicht an irgendeinem Bauteil befestigt zu werden, sondern ihre letzte Windung stützt sich an einer Ringschulter 87 am Übergang zwischen den Achsenabschnitten

72 und 73 ab.

Die Verwendung von solchen Wickelfedern als Bestandteil einer Einwegkupplung ist als solche nicht neu, denn solche Federn finden in anderen Fällen Verwendung, bei denen es sich nicht um Rieraenspannvorrichtungen, sondern um völlig andersartige Vorrichtungen handelt. Die Nabe 76 des Hebels 75 hat eine zentrale Bohrung 88, die zum Außendurchmesser der Wickelfeder 80 paßt, so daß der Hebel 75 gegenüber der Feder 80 und dem Achsenabschnitt

73 schwenkbar gelagert werden kann. Der Außendurchmesser der Hebelnabe 76 stimmt allgemein mit dem Außendurchmesser des Achsenabschnitts 72 überein, so daß die beiden Teile eine zusammenhängende zylindrische Fläche bilden, auf der die Torsionsfeder 65 ebenso gelagert ist wie bei der vorstehend beschriebenen Spannvorrichtung 1. Das Ende 66 der Torsionsfeder stützt sich an einer Zunge 89 der Hebelplatte 77 ab, während das andere Ende 68 der Feder mit der Zunge 61 der Scheibe zusammenarbeitet, so daß die Feder 65 auf der Achse 71 auf ähnliche Weise in ihrer Lage gehalten wird wie bei der beschriebenen Vorrichtung

Die abgeänderte Spannvorrichtung 70 arbeitet in den meisten Punkten ähnlich wie die Vorrichtung 1, abgesehen davon, daß eine Bewegung der Spannrolle und des sie tragenden Hebels in der Entspannungsrichtung durch eine Keiloder Klemmwirkung der Wickelfeder 80 zwischen der Bohrungswand der Hebelnabe 76 und der Umfangsflache des zylindrischen Achsenabschnitts 73 verhindert wird. Diese Wickelfeder-

anordnung ermöglicht es dem Hebel 75, sich ungehindert
in der Riemenspannrichtung zu bewegen, wobei jedoch eine Rückwärtsbewegung dieser Teile aus ihrer vordersten Riemenspannstellung verhindert wird.

Zwar ist bei den beschriebenen Riemenspannvorrichtungen 1 und 70 jeweils eine Spannrolle vorhanden, die auf einer Achse schwenkbar gelagert ist und durch eine Torsionsfeder so bewegt wird, daß sie mit dem zugehörigen Treibriemen zusammenarbeitet, um ihn zu spannen, doch kann man die
Grundgedanken der Erfindung auch bei einer Spannvorrichtung anwenden, bei der ein schwenkbar gelagertes Hilfsaggregat eines Fahrzeugs durch eine Feder oder einen
hydraulischen oder pneumatischen Zylinder oder eine andere Betätigungskraft bewegt wird, um den Treibriemen zu spannen, wobei die Riemenscheibe des schwenkbar gelagerten
Hilfsaggregats die gleiche Aufgabe erfüllt, wie die Spannrolle 43. Bei einer solchen Anordnung würde die Rollenkupplung bzw. die Wickelfederkupplung grundsätzlich in
der weiter oben beschriebenen Weise zur Wirkung kommen, um Bewegungen des schwenkbar gelagerten Hilfsaggregats
in der Entspannungsrichtung unmöglich zu machen.

Es ist auch möglich, anstelle der beschriebenen Rollen- und Wickelfederkupplungen Einwegkupplungen anderer Bauarten auf einer Achse zu lagern und sie betriebsmäßig
mit einer Hebel- und Spannrollenbaugruppe zu verbinden; auch diese Konstruktionen fallen in den Bereich der Erfindung. Als weiteres Beispiel für eine solche Kupplung sei eine Drehmomentbegrensungskupplung der Bauart genannt, die unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Formsprag" von der Formspräg Division der Dana Corporation, Mt. Pleasant, Michigan, USA, auf den Markt gebracht wird.

Die erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtungen 1 und 70 bieten verschiedene Vorteile. Bei diesen Konstruktionen

Il ■ ♦ ·

Il ft «-a

Il ti· h ♦

- 17 -

wird ein Entspannen des Treibriemens 2 als Folge eines Schlafens verhindert, da die Spannrolle 43 daran gehindert wird, sich in der Entspannungsrichtung zu bewegen, was auf die neuartige Keilwirkung zurückzuführen ist, die durch die Kupplungsrollen 30 bzw. die Wickelfeder 80 hervorgerufen wird. Ferner wird die Bewegung der Spannrolle in der Riemenspannrichtung weder durch die Kupplungsrollen noch

durch die Wickelfeder behindert. Ein weiterer Vorteil der J
•:i erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtungen besteht darin,

daß sich Wartungsarbeiten an den Hilfsaggregaten des Fahr-K zeugs leicht durchführen lassen; zu diesem Zweck ist es nur ;| ' erforderlich, die durch die Torsionsfedern 65 aufgebrachte Riemenspannkraft zu beseitigen, indem man ein Ende der betreffenden Feder außer Eingriff mit der zugehörigen Zunge bringt. Ein weiterer Vorteil besteht in der relativ einfachen und mit geringen Kosten herstellbaren Konstruktion der

verschiedenen Bauteile, die unschwer im Wege der Massenferti-'-gung hergestellt werden können. Weiterhin können die Spannvorrichtungen an einem Motor mit Hilfe eines einfachen Bocks befestigt werden, der sich in der verschiedensten Weise gestalten läßt, um sich den beengten Raumverhältnissen bei dem betreffenden Fahrzeug anzupassen, das mit einer der Spannvorrichtungen 1 und 70 ausgerüstet werden soll.

Somit sind durch die Erfindung verbesserte Riemenspannvorrichtungen geschaffen worden, die sich als vereinfachte, zweckmäßige, betriebssichere, mit geringen Kosten herstellbare, robuste und zweckmäßige Spannvorrichtungen verwenden lassen, durch welche die eingangs genannte Aufgabe gelöst ist, wobei die Schwierigkeiten vermieden werden, die sich bei den bis jetzt bekannten Spannvorrichtungen ergeben.

; vufcSTHopp

PATENTANWÄLTE .!..:.. \.' -^,/,m^a wbsthopf

WUESTHOFF -v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ _w,_W)1o.««h»d puls (!

DIPL.-CHEM. DR. E, FREIHERR VON PECIlMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OPFICB PR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE ΕϋΚϋΡΐΕΝ DES BREVETS DIPL₁-ING^DIPL₁-VIRTSCH₁-INCRUPeRTGOBTZ

DYNEER CORPORATION D-8000 MÜNCHEN 90

Westport, Connecticut, USA SCHWEIGERSTRASSE2

1G-55 201 .„.„

telefon: (089) 66 zo 51

telegramm: protectpatent

. telex: j24070

ZUSAMMENFASSUNG:

.Riemenspannvorrichtung für einen von einem Motor angetriebenen Treibriemen für Hilfsaggreg&te von Kraftfahrzeugen

Die Riemenspannvorrichtung dient dazu, auf einen endlosen Treibriemen (2) für Fahrzeughilfsaggregate eine vorbestimmte Spannkraft mittels einer auf einem vorgespannten Hebel (13) gelagerten Spannrolle aufzubringen. Der Hebel (13) wird am Zurückschlagen durch eine Einwegkupplung (11) gehindert. Die Einwegkupplung ist auf einer Achse nahe dem Treibriemen ortsfest gelagert und weist ein auf ihr drehbar gelagertes Kupplungsgehäuse (12) auf, an dem der nach außen ragende Hebel (13) mit der Spannrolle (43) befestigt ist. Die Spannrolle wird durch eine auf die Achse und das Kupplungsgehäuse aufgeschobene Torsionsfeder (65) an den Treibriemen gedrängt. Die Einwegkupplung ist vorzugsweise eine RoIIe₁I-kupplung, deren Rollen (30) durch mehrere Blattfedern (31) mit der Umfangsflache der Achse und an einem Lagerbecher (25) ausgebildeten Rampen (27) verkeilt werden. Die Rollen lassen ungehinderte Bewegungen des Kupplungsgehäuses mit dem daran befestigten Hebel in der Riemenspannrichtung zu, verhindern jedoch eine Bewegung der Spannrolle in der Gegenrichtung.

Fig. 4.

Claims

ANSPRÜCHE :

1. Riemenspannvorrichtung für einen von einem Motor, insbesondere direkt, angetriebenen Treibriemen für Hilfsaggregate von Kraftfahrzeugen od.dgl-mit einer Spannrolle (43) , die auf einem auf einer nahe der. Treibriemen (2) ortsfest anbringbaren Achse (10) schwenkbar gelagerten Träger gelagert ist, der mittels einer sich an der Achse abstützenden Spanneinrichtung in Spannrichtung vorgespannt ist, und mit einer mechanischen Halteeinrichtung, die ein Zurückbewogen des Trägers vom Treibriemen weg verhindert oder beschränkt,

dadurch gekennzeichne t, daß die Halteeinrichtung als Einweg-Kupplung (115 ausgebildet ist, die eine Bewegung des Trägers in der Riemenspannrichtung zuläßt und dessen Bewegung in einer zu der Riemenspannrichtung entgegengesetzten Richtung verhindert.

ί 55 201

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung eine auf die Achse (10) aufgeschobene Torsionsfeder (65) ist, daß ein Ende (66) der Torsionsfeder mit dem Träger der Spannrolle (43) verbunden ist, und daß das andere Ende (68) der Torsionsfeder an der Achse ortsfest befestigt ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnet, daß die Spannrolle (43) auf einem Hebel (13) gelagert ist, der mit seinem ^inen Ende auf der Achse (IC) schwenkbar gelagert ist und die Spannrolle auf dem anderen Ende drehbar aufnimmt, und durch die Torsionsfeder (65) in Richtung auf den endlosen Treibriemen (2) vorgespannt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einweg-Kupplung (11) eine Rollen- oder Kugel-Kapplung (11) ist, die eineu ringförmigen Lagerbecher (25), der auf seiner Innenseite mehrere Rampen (27) aufweist, ferner einen Rollenoder Kugel-Käfig (28) , mehrere in dem Käfig gehaltene Rollen (30) oder Kugeln, denen jeweils eine Rampe zugeordnet ist, sowie mehrere Federn (31), die jeweils eine der RoI-len oder Kugeln längs der zugehörigen Rampe vorspannen und in Anlage an der Achse (10) halten, aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplung (11) ferner ein zylin- drisches becherförmiges, auf der Achse (10) drehbar gelagertes Kupplungsgehäuse (12) aufweist, in dessen zentraler Bohrung (37) der Lagerbecher (25) aufgenommen ist, und daß der Hebel (13) mit der Spannrolle (43) auf dem Kupplungsgehäuse (12) montiert ist.

55 201
6

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Achse (10) mindestens drei zusammenhängede Achsenabschnitte (16,17,18) mit verschiedenen Durchmessern aufweist, daß eine Einrichtung (53) zum Unterstützen der Vorrichtung von einem Motor aus mit dem den größten Durchmesser aufweisenden Achsenabschnitt (16) zusammenarbeitet, um die Vorrichtung (1) in unmittelbarer Nähe des Treibriemens (2) zu unterstützen, daß der Lagerbecher (25) auf dem den mittleren Durchmesser aufweisenden Achsenabschnitt (17) gelagert ist, und daß das Kupplungsgehäuse (12) auf dem den kleinsten Durchmesser aufweisenden Abschnitt (18) der drei Achsenabschnitte drehbar gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zu der Einrichtung zum Anbringen der Vorrichtung an einem Motor eine Scheibe (58) gehört, die auf einen Ansatz (21) aufgeschoben ist, mit dem ein Ende des den größten Durchmesser aufweisenden Ab-Schnitts (16) der Achse (10) versehen ist, einen am Motor eines Fahrzeugs anbringbaren Bock (53) sowie eine Schraube (54), die in eine Gewindebohrung (19) in dem Ansatz und dem den größten Durchmesser aufweisenden Abschnitt der Achse so eingeschraubt ist, daß sie die Achse (10) fest mit dem Bock verspannt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibe (58) und der Ansatz (21) zueinander passende, zusammenarbeitende, gerade Seitenflächen (22) aufweisen, daß die Scheibe mit zwei Zungen (60,62) versehen ist, daß die eine Zunge von einer zur Ausrichtung dienenden Öffnung aufnehmbar ist, mit welcher der die Vorrichtung von dem Motor aus unterstützende Bock (53) versehen ist, und daß die andere Zunge ein Widerlager bildet, an dem sich ein Ende der Torsionsfeder (65) abstützt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplung eine Wickelfederkupplüng ist, zu der eine Schraubenfeder (73) gehört, welche die Achse (10) umschließt und betriebsmäßig mit der Spannrolle (43) zusammenarbeitet.

10« Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Windungen der Wickelfeder (73) einen rechteckigen Querschnitt haben. 10

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß eine zylindrische Nabe (76) mit einem radial nach außen ragenden Hebel (75) versehen ist, auf dessen freiem Ende die Spannrolle (43) drehbar gelagert ist, und daß die Nabe auf die Wickelfeder (73) aufgeschoben ist und mit ihr zusammenwirkt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß auf die Achse (10) eine Torsionsfeder (65) aufgeschoben ist, daß ein Ende (66) der Torsionsfeder auf die Spannrolle (43) wirkt, und daß deren anderes Ende (68) gegenüber der Achse ortsfest befestigt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplung eine Wickelfeder-Rollenkupplung (11) ist.