DE19710227A1 - Riemenspannvorrichtung - Google Patents
RiemenspannvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Riemenspannvorrich
tung mit einer auf einem Spannhebel gelagerten Riemenspann
rolle sowie mit einer mit dem Spannhebel in Wirkverbindung
stehenden Federbeineinrichtung mit einer ersten Feder. Derar
tige Riemenspannvorrichtungen lassen sich zur Spannung von
Riemen etwa bei Verbrennungskraftmaschinen verwenden.
Eine Riemenspannvorrichtung der eingangs genannten Art ist
bereits aus der deutschen Patentschrift DE 195 01 685 be
kannt, bei der der Spannhebel durch eine Schraubenfeder ge
spannt ist. Ein Problem dieser Riemenspannvorrichtung besteht
darin, einen möglichst ruhigen Lauf des Riemens bei ausrei
chender Spannung und andererseits einen Überlastschutz zu ge
währleisten.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine ver
besserte Riemenspannvorrichtung der eingangs genannten Art
anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Federbeineinrichtung einen dynamischen Dämpfer mit Zylinder
und Kolbenstange umfaßt, daß die erste Feder zwischen dem Zy
linder und der mit dem Spannhebel in Wirkverbindung stehenden
Kolbenstange wirksam ist und daß eine zweite Feder vorgesehen
ist, die zwischen einem ortsfesten Federlager und dem Zylin
der vorgespannt gehalten ist. Bei einer derartigen Anordnung
läßt sich die die Vorspannung des Spannhebels besonders gün
stig einregulieren, und aufgrund des dynamischen Dämpfers
wird ein besonders ruhiger Lauf bei ausreichender Spannung
erzeugt. Gleichzeitig läßt sich aufgrund der zweiten Feder
ein Überlastungsschutz für den Fall erreichen, daß auf den
Dämpfer sehr hochfrequente Schwingungen oder schockartige
Stöße ausgeübt werden.
Vorzugsweise wird die Anordnung derart getroffen, daß die er
ste und die zweite Feder unabhängig voneinander in ihrer Vor
spannung einstellbar sind.
Die erste und die zweite Feder werden bevorzugt derart ge
wählt, daß die erste Feder eine schwächere Federkraft hat als
die zweite Feder.
Der Federweg der ersten Feder kann so gewählt werden, daß die
erste Feder eine erhöhte Spannung des Riemens während der
Warmlaufphase, etwa eines Motors, ausgleichen kann und den
noch ein ausreichender Federweg beim Betrieb des Motors zur
Verfügung steht. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung ist dieser maximale Federweg jedoch durch die Vor
einstellung der zweiten Feder derart einstellbar, daß bei ei
ner überhöhten Trumkraft am Riemen eine weitere Auslenkung
der ersten Feder am Ende des maximalen Federweges durch ent
sprechende Anschläge verhindert wird. Auf diese Weise kann
das Auftreten von Zahnsprüngen bei Verwendung von Zahnriemen
vermieden werden. Die Federkraft der zweiten Feder sollte in
diesem Falle so gewählt sein, daß die erhöhte Trumkraft keine
weitere Verschwenkung des Spannhebels zu bewirken vermag.
Bevorzugt wird die Vorspannung der zweiten Feder so gewählt,
daß sie größer als das 1,5fache der Dämpfkraft der ersten Fe
der einschließlich des dynamischen Dämpfers ist. In diesem
Fall ergeben sich günstige Werte für einen Überlastschutz des
Federbeins im dynamischen Bereich wie auch als Überlastschutz
zur Verhinderung eines Zahnsprungs bei auftretenden überhöh
ten Trumkräften.
Insbesondere im Hinblick auf einen Überlastschutz beim Auf
treten von übermäßigen Trumkräften und zur Verhinderung eines
Zahnsprungs bei Zahnriemen hat es sich als günstig erwiesen,
als zweite Feder eine Feder zu verwenden, die eine wenigstens
3fach größere Federkraft aufweist als die erste Feder.
Aufgrund der Verwendung der zweiten Feder, die unabhängig von
der ersten Feder einstellbar ist, ist insbesondere die Mög
lichkeit gegeben, daß das gesamte Federbein auf einfache Wei
se auf größere Unterschiede einstellbar ist, die sich durch
verschiedene Kombinationen von etwa großen Motoren und kurzen
Riemen bzw. kleinen Motoren und langen Riemen ergeben können.
Aus diesem Grund ist der erfindungsgemäße Spannriemen erheb
lich vielseitiger einsetzbar als die bisher bekannten Spann
riemen.
Schließlich ergibt sich dadurch, daß die zweite Feder einen
zusätzlichen Federweg aufweist, die Möglichkeit einer er
leichterten Riemenmontage bzw. Demontage, indem der Spannhe
bel unter Kompression des Federbeins wesentlich weiter als
bisher ausgelenkt werden kann.
Im folgenden soll die Erfindung nun näher anhand einer in der
einzigen Figur gezeigten vorzugsweisen Ausführungsform be
schrieben werden.
Die in der Figur gezeigte Riemenspannvorrichtung 30 weist ei
nen Spannhebel 13 auf, der um eine Achse 16 verschwenkbar ge
lagert ist. An dem Spannhebel 13 ist um eine Achse 17 eine
Riemenspannrolle bzw. Riemenscheibe 14 drehbar gelagert. Die
Achse 17 liegt im Abstand zu dem Anlenkpunkt 16, so daß durch
Verschwenkung des Spannhebels 13 im Uhrzeigersinn in der Fi
gur eine Spannkraft auf den Riemen 15 ausgeübt werden kann.
Der Riemen 15 läuft dabei über eine weitere Riemenscheibe 20
sowie eine nicht näher dargestellte weitere Riemenscheibe 21.
Auf den Hebel 13 wird durch eine Federbeineinrichtung 1 eine
gewisse Vorspannkraft im Sinne eines Spannens des Riemens 15
ausgeübt. Die Federbeineinrichtung weist einen Dämpfer 6 auf,
der in einem zylindrischen Dämpfergehäuse 5 einen verschieb
bar geführten Kolben 8 aufweist, an dem eine Kolbenstange 7
mit diesem verschiebbar gehaltert ist. Die Kolbenstange ist
an ihrem dem Spannhebel 13 zugewandten Ende mit einem Außen
gewinde versehen. Auf dieses Außengewinde ist ein hutförmiges
Endstück 9 aufgeschraubt. Das Endstück 9 weist vorzugsweise
eine zum Teil kugelförmig ausgebildete Fläche 22 auf, die ge
gen eine entsprechende ausgebildete Vertiefung 23 in dem
Spannhebel 13 anliegt. Die Flächen 22 und 23 stehen im Form
schluß zur Übertragung der Kraft des Federbeins 6 auf den
Spannhebel 13. Anstelle dieser formschlüssigen Verbindung
könnte auch ebensogut etwa eine kraft schlüssige Verbindung
zwischen dem Federbein und dem Spannhebel 13 ausgebildet
sein, etwa in der Art, daß das Endstück 9 in Form eines Auges
ausgebildet ist, das auf einem an dem Spannhebel 13 vorgese
hen Zapfen verschwenkbar angreift.
An dem Dämpfergehäuse 5 ist auf seiner Außenseite ein rings
umlaufender Bund 10 ausgebildet. Eine Seite dieses Bundes
dient als ein Federsitz für eine erste Feder 11, die vorzugs
weise als Schraubenfeder ausgebildet ist und mit ihrem ande
ren Ende gegen die dem Dämpfergehäuse 5 zugewandte Fläche 24
des Endstückes 9 anliegt. Der maximale Federweg der Feder 11
wird bestimmt durch den Abstand dieser Fläche 24 von der dem
Endstück 9 zugewandten Fläche 25 des Dämpfergehäuses 5.
Das Dämpfergehäuse weist auf dem der Fläche 25 abgewandten
Ende einen Ansatz 2 auf, der in Form einer Rundstange ausge
bildet ist. Das dem Dämpfergehäuse 5 abgewandte Ende des An
satzes 2 steht frei durch eine Öffnung 26 hindurch vor, die
in einem Federlager 3 ausgebildet ist, das fest an einer
ortsfest gehalterten Platte 27 gehaltert ist. Der Ansatz 2
ist an seinem dem Dämpfergehäuse abgewandten Ende mit einem
Außengewinde versehen, auf das eine Mutter 4 aufgeschraubt
ist.
In dem Federlager 3 ist ein Ende einer zweiten, vorzugsweise
schraubenförmig ausgebildeten Feder 12 gelagert, deren ande
res Ende gegen die der ersten Feder 11 abgewandte Seite des
Bundes 10 anliegt. Die Federkraft der zweiten Feder 12 ist
vorzugsweise größer als die Federkraft der ersten Feder 11.
Die erste und die zweite Feder sind vorzugsweise koaxial zu
der Kolbenstange 7 sowie dem länglichen Ansatz 2 angeordnet.
Die Öffnung 26 in dem Federlager 3 ist vorzugsweise leicht
konisch ausgebildet, um ein leichtes Verschwenken der Längs
achse des Federbeins gegen das Federlager 3 zu ermöglichen.
Durch Verstellung der Mutter 4 auf dem Außengewinde des An
satzes 2 kann zum einen die Vorspannung der zweiten Feder 12
eingestellt werden. Zum anderen kann hiermit aber auch, da
die Federkraft der zweiten Feder größer als die Federkraft
der ersten Feder ist, und der Ansatz 2 mit dem Dämpfergehäuse
5 verbunden ist, gegen das ein Ende der ersten Feder 11 an
liegt, auch der Abstand zwischen den Flächen 24 und 25, d. h.
der maximale Federweg der ersten Feder 11 eingestellt werden.
Dieser Abstand sollte so groß bemessen sein, daß eine ausrei
chende Dämpfungsbewegung der ersten Feder möglich ist, und
daß bei Verwendung von Zahnriemen für den Riemen 15 vorteil
haft ein Zahnsprung des Zahnriemens vermieden wird, was noch
weiter unten erläutert werden soll.
Die Wirkungsweise des Federbeins 1 ist wie folgt:
Der Spannhebel 13 wird mit der Federkraft der ersten Feder
derart im Uhrzeigersinn in der Figur vorgespannt gehalten,
daß eine ausreichende Spannung des Riemens 15 erreicht wird.
Spannungsschwankungen durch unterschiedliche Zugkräfte auf
den Riemen 15 werden bei einer Verschwenkung des Spannhebels
13 um seinen Anlenkpunkt 16 durch die erste Feder 11 abgefe
dert und gleichzeitig durch den Dämpfer 6 gedämpft. Bei sehr
hohen Frequenzen, d. h. sehr hohen Schwingungszahlen des Span
narms 13 könnte der Dämpfer 6 überlastet werden, da in diesem
Bereich der Dämpfer zunehmend starr wird und die erste Feder
ihre Federfunktion verliert. In diesen hohen Frequenzberei
chen und insbesondere auch in solchen Fällen, in denen der
Riemen 15 stoßartige Vibrationen auf die Spannrolle 14 aus
übt, die jenseits des dynamischen Bereichs des Dämpfers 6
liegen, kann somit der Dämpfer wie eine nahezu starre Verbin
dung wirken. In diesen Fällen sorgt die zweite Feder 12 für
eine ausreichende Federung und verhindert somit sowohl eine
Überbeanspruchung des Riemens 15 wie auch des Dämpfers 6.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung hat sich aber auch in
anderer Weise als ein möglicher Überlastungsschutz herausge
stellt. Wird etwa ein Kraftfahrzeug an einem Berg mit einge
legtem Gang und ohne angezogene Handbremse abgestellt, so
kann dies dazu führen, daß aufgrund der übermäßigen Trumkraft
auf den Riemen bei den bisherigen Federbeinen die Feder so
weit komprimiert wurde, daß bei der Verwendung eines Zahnrie
mens ein Zahnsprung auftreten konnte. Dies wird bei der in
der Zeichnung gezeigten Ausführungsform dadurch verhindert,
daß der Abstand zwischen den Flächen 24 und 25 so gewählt
wird, daß die Fläche 24 an der Fläche 25 bei einer vorbe
stimmten Verschwenkung des Spannhebels 13 zur Anlage kommt,
bevor eine Verkürzung der Riemenlänge aufgrund des Nachgebens
des Spannhebels 13 um eine Zahnlänge ermöglicht wird. Dabei
ist die zweite Feder 12 sodann so dimensioniert, daß diese
ein weiteres Nachgeben bzw. Verschwenken des Spannhebels 13
verhindert, so daß sich vorteilhafterweise mögliche Zahn
sprünge des Riemens vermeiden lassen.
Wenn beispielsweise das Drehmoment der Nockenwelle bei etwa
10 Nm liegt, so zieht an dem Riemen 15 eine Trumkraft (Rie
menkraft) von etwa 500 N. Die Riemenspannvorrichtung sollte
dann so eingestellt sein, daß die erste Feder 11 eine Trum
kraft von etwa 900 N erzeugt. Damit wird bewirkt, daß vor Er
reichen der Trumkraft von 500 N die Fläche 24 an der Fläche
25 zur Anlage kommt. Die Federkraft der zweiten Feder 12
sollte sodann so eingestellt sein, daß zu ihrer Betätigung
eine Trumkraft von größer 1000 N notwendig ist. Vorteilhaft
sollte die Federkraft der zweiten Feder 12 zwischen 1000 N
und 2000 N liegen. Das heißt, auch für diesen Fall bewirkt
die zweite Feder 12 einen Überlastschutz mit festzulegender
Kraft, wenn der maximale Federweg der Feder 11 ausgeschöpft
ist bzw. wenn der Stoßdämpfer am Endanschlag anliegt.
Nimmt man entsprechend dem obigen Beispiel für das normale
Dämpfverhalten des Federbeins an, daß die erste Feder 11 eine
Trumkraft von etwa 300 N erzeugt und daß das Dämpfungsvermö
gen des dynamischen Dämpfers bei etwa 400 N liegt, so sollte
die Federkraft der zweiten Feder 12 größer als etwa das
1,5fache der Summe aus der Dämpfkraft des Dämpfers 6 und der
Federkraft der ersten Feder 11 sein.
Die in der Darstellung gezeigte Spanneinrichtung ermöglicht
auch einen weiteren wesentlichen Vorteil. Wird etwa Ansatz 2
an dem Dämpfergehäuse 5 entsprechend lang ausgebildet, so er
gibt sich durch Zusammendrücken des Federbeins 1 und insbe
sondere der zweiten Feder 12 mit einer entsprechenden weiten
Verschwenkung des Spannhebels 13 ein leichtes Montieren sowie
Demontieren des Riemens 15. Die leichte Verstellmöglichkeit
der axialen Länge des Federbeins aufgrund der Verstellung der
Mutter 4 über einen längeren Bereich des Ansatzes 2 macht es
darüber hinaus möglich, daß das Federbein leicht an verschie
dene Konstellationen von großen Motoren und kurzen Riemen 15
bzw. kleinen Motoren und langen Riemen 15 anpaßbar ist. Hier
zu ist es lediglich nötig, daß das Dämpfergehäuse gegenüber
dem Federlager 3 verschoben wird, um in einfacher Weise die
Lage der Mutter 4 auf dem mit Außengewinde versehenen Ansatz
2 in eine solche Lage zu bringen, daß die gewünschte axiale
Länge des Federbeins insgesamt gegeben wird. Eine leichte
Verstellung der Mutter 4 kann dann vorgenommen werden, wenn
diese außerhalb der Halteplatte 27 zu liegen kommt. Anderer
seits ergibt sich eine einfache Halterung der Mutter 4 ohne
weitere Sicherung, wenn diese wieder in ihre in der Figur ge
zeigte Lage, d. h. in Anlage an das Federlager 3 kommt. In
dieser Lage wird eine weitere Verdrehung aufgrund der Halte
platte 27 verhindert.
Claims (17)
1. Riemenspannvorrichtung mit einer auf einem Spannhebel (13)
gelagerten Riemenspannrolle (14) sowie mit einer mit dem
Spannhebel in Wirkverbindung stehenden Federbeineinrichtung
(l) mit einer ersten Feder (11), dadurch gekennzeichnet, daß
die Federbeineinrichtung einen dynamischen Dämpfer (6) mit
Zylinder (5) und Kolbenstange (7) umfaßt, daß die erste Feder
zwischen dem Zylinder (5) und der mit dem Spannhebel (13) in
Wirkverbindung stehenden Kolbenstange (7) wirksam ist und daß
eine zweite Feder vorgesehen ist, die zwischen einem ortsfe
sten Federlager (3) und dem Zylinder vorgespannt gehalten
ist.
2. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorspannung der zweiten Feder (12) größer
als das 1,5fache der Dämpfkraft der ersten Feder (11) ein
schließlich des dynamischen Dämpfers (6) ist.
3. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß eines der Enden der ersten Feder gegen ein
an der Kolbenstange angebrachtes Endstück anliegt.
4. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das gegen den Spannhebel anliegende Endstück
hutförmig ausgebildet ist.
5. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Endstück in Form eines an dem Spannhebel
drehbar gelagerten Drehgelenks ausgebildet ist.
6. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, da
durch gekennzeichnet, daß das Endstück zur Einstellung einer
Vorspannung der ersten Feder verstellbar auf der Kolbenstange
gehaltert ist.
7. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, da
durch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung zum Ein
stellen einer Vorspannung der zweiten Feder vorgesehen ist.
8. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einstellvorrichtung einen an dem Zylinder
gehäuse angebrachten Ansatz, der das ortsfeste Federlager der
zweiten Feder frei durchsetzt, sowie eine auf dem Ansatz ver
stellbar gehalterte Anschlagvorrichtung umfaßt.
9. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ansatz aus einem mit Gewinde versehenen
Bolzen besteht, und daß die Anschlagvorrichtung durch eine
auf dem Bolzen verstellbare Mutter gebildet wird, die im vor
gespannten Zustand der zweiten Feder gegen das ortsfeste Fe
derlager zum Anschlag kommt.
10. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die das ortsfeste Federlager
durchsetzende Öffnung für den Ansatz konisch ausgebildet ist.
11. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, da
durch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite des Zylinderge
häuses ein Halteelement vorgesehen ist, das als Federsitz so
wohl für ein Ende der zweiten Feder wie auch für ein Ende der
ersten Feder dient.
12. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, da
durch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Feder als
Schraubenfeder ausgebildet ist.
13. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, da
durch gekennzeichnet, daß der dynamische Dämpfer und die er
ste und zweite Feder auf einer gemeinsamen Längsachse ange
ordnet sind.
14. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, da
durch gekennzeichnet, daß die Federkraft der ersten Feder ei
ne Riemenkraft von 300 N erzeugt und die Dämpfkraft des dyna
mischen Dämpfers bei etwa 400 N liegt.
15. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, da
durch gekennzeichnet, daß der Riemen ein Zahnriemen ist.
16. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, da
durch gekennzeichnet, daß der Federweg der ersten Feder ein
stellbar ist.
17. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Federweg der ersten Feder kleiner ist als
die Federverstellung, die sich bei einer Verkürzung der Rie
menlänge um eine Zahnlänge ergeben würde.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997110227 DE19710227A1 (de) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | Riemenspannvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997110227 DE19710227A1 (de) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | Riemenspannvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19710227A1 true DE19710227A1 (de) | 1998-09-17 |
Family
ID=7823132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997110227 Withdrawn DE19710227A1 (de) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | Riemenspannvorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19710227A1 (de) |
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- 1997-03-12 DE DE1997110227 patent/DE19710227A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |