DE3200612A1 - Riemenspannvorrichtung fuer einen von einem motor direkt angetriebenen treibriemen fuer hilfsaggregate vonkraftfahrzeugen - Google Patents

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Trc^J1 BESCHREIBUNG: in . .

R'iemenspannvorrichtung für einen von einem Motor direkt angetriebenen Treibriemen für Hilfsaggregate von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf unter Federspannung stehende Riemenspannvorrichtungen zur Vervendung bei den endlosen Treibriemen von Antriebseinrichtungen für die Hilfsaggregate vb'n Fahrzeugen, wobei diese Vorrichtungen dazu dienen, eine nahezu konstante vorbestimmte Spannkraft auf einen endlosen Treibriemen mit Hilfe einer Spannrolle oder mittels einer Schwenkbewegung eines der Fahrzeughilfsaggregate aufzubringen.
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Gegenwärtig besteht in der Kraftfahrzeugindustrie die Tendenz, die verschiedenen Fahrzeughilfsaggregate, z.B. die³Servolenkungspumpe, 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 v'ird'i" Dieses System wird auch als "Serpentinen"-Treibri'emensystem bezeichnet. Um einen optimalen Betrieb dieser verschiedenen Hilfsaggregnte sicherzustellen, ist es erforderlich, daß der Treibriemen unter einer vorbestimmten Spannung gehalten wird, damit bei den HiIfsaggregaten die gewünschte Leistung erzielt wird und der Treibriemen eine ausreichende Lebensdauer erreicht. Wegen der vergleichsweise größeren Länge des einzigen verwendeten Treibriemens,—

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der anstelle von mehreren kürzeren Treibriemen verwendet wird, besteht eine größere Gefahr, daß sich der Treibriemen ausdehnt, vodurch das Betriebsverhalten der anzutreibenden Hilfsaggregate beeinflußt wird. Daher ist es zweckmäßig, bei solchen endlosen Treibriemen eine Rienenspannvorrichtung zu benutzen, damit wahrend einer langen Zeit ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist, und damit der Treibriemen ohne Rücksicht auf eine etwa eingetretene Reckung ständig unter einer konstanten Spannung gehalten vird. .

Es sind bereits zahlreiche derartige Vorrichtungen vorgeschlagen worden und in Gebrauch. Bei einer solchen bekannten Spannvorrichtung wird eine aus einem Elastomermaterial hergestellte Buchse verwendet, die mit Hilfe einer geeigneten mechanischen Einrichtung einer Druckspannung ausgesetzt wird und dazu dient, auf den Treibriemen kontinuierlich eine Spannkraft auszubringen. Solche ..Konstruktionen sind z.B. in den US-PSen 3 975 965 und 4 144 772 beschrieben. Bei diesen Spannvorrichtungen, bei denen ein Elastomermaterial verwendet wird, besteht ein Nachteil darin, daß der Treibriemen in einem hohen Maße beansprucht wird, so daß sich ein schneller Spsnnungsverlust 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-

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saramenarbeitende Spannrolle oder ein mit einer Kette zusamgsen/irbeitendes Kettenrad eine Spannkraft auszubringen 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 diesor beknnnten Vorrichtungen, die durch eine Schraubenfeder betcätigt 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.

Bei weiteren bekannten Riemenspannvorrichtungen wird jeweils eines der Hilfsaggregate des Fahrzeugs so geschwenkt, daß es auf den Treibriemen eine Spannkraft •^aufbringt, und zwar entweder mit Hilfe von Federn, wie es in den US-PSen 3 768 324 und 3 924 483 beschrieben ist, oder mit Hilfe einer hydraulischen Einrichtung, wie sie in der US-PS 3 132 596 beschrieben ist.

Bei weiteren bekannten Riemenspannvorrichtungen sind mechanische Halteeinrichtungen vorhanden, und zwar gewöhnlich in Form einer Sperrad- und Sperrklinkenanordnung, die dazu dient, die Bewegung des Riemenspanngliedes in einer der Spannrichtung entgegengesetzten Richtung zu begrenzen, um auf den endlosen Treibriemen eine konstante Spannkraft aufzubringen und die unerwünschten Wirkungen eines Schiagens des Treibriemens zu vermeiden. Beispiele für solche bekannten Vorrichtungen mit derartigen Halteeinrichtungen sind in den US-PSen 2 051 438, 2 703 019, 3 413 866, 3 631 734 und 3 S12 733 boschrieben.

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Soweit bekannt, gibt es bis jetzt keine Riemenspannvorrichtjjng, 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 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 Riemenspannstellung gehalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Riemenspannvorrichtung zu schaffen, die durch eine einzige Druckfeder betätigt wird, welche eine Vorspannkraft auf eine Achse aufbringt, um eine nahezu konstante vorbestimrr.te Spannkraft auf den endlosen Treibriemen wirken zu lassen, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob sich der Motor in oder außer Betrieb befindet oder mit unterschiedlichen Drehzahlen oder unter unterschiedlichen Bedingungen betrieben wird. Ferner soll eine derartige Vorrichtung geschaffen werden, bei der zu der erwähnten Achse ein Achsstummel gehört, auf dessen freiem Ende eine Spannrolle gelagert ist, die mit dem Treibriemen zusammenarbeitet, um ihn zu spannen. Hierbei soll die Achse geeignet sein, mit einem schwenkbar gelagerten Fahrzeughilfsaggrogat zusammenzuarbeiten, so daß eine Bewegung der Achsenbaugruppe in der Riemenspannrichtung bewirkt, daß das Ililfsaggregat geschwenkt wird, um eine Spannkraft auf den Treibriemen aufzubringen, der mit der Riemenscheibe des Hilfsaggregats zusammenarbeitet.

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'diese Aufgabe lösende Vorrichtung ist mit ihren Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Zu der Riemenspannvorrichtung gehört eine Einwegkupplung, die mit eine Keilwirkung hervorrufenden Elementen, z.B. Tzyjindrischen Rollen oder Kugeln, versehen ist, welche durch eine Feder dazu gezwungen werden, unter Erzeugung einer Keilwirkung mit konkav gekrümmten Flächen zusammenzuarbeiten, mit denen ein Ende der Achse versehen ist, so daß die genannten Elemente eine Bewegung der Achsen-J: Baugruppe und damit auch der Spannrolle in der Entspannungsrichtung verhindern, wodurch die schädlichen Wirkungen des Schiagens des Treibriemens und anderer Vibrationserscheinungen vermieden werden, da die Vorrichtung eine bessere Dämpfungswirkung hervorruft. Außerdem

• ist es möglich , die

Spannung der Schraubenfeder auf einfache Weise mit Hilfe eines Federführungsteils einzustellen, das in Gewindeverbindung mit einem Ende des Gehäuses der Spannvorrichtung . steht.

Die^-Einwegkupplung arbeitet mit der Achsenbauteil zusammen, um sie ständig in ihrer vordersten Riemenspannstellung zu halten. Die erfindungsgemäße Riemenspannvorpichtung ist von äußerst robuster Konstruktion, sie ist mit.geringen Kosten herstellbar, sie führt zu einer Verri.ngerung des Aufwandes für Wartungs- und Reparaturarbeiten, sie liefert unter Verwendung einer einzigen Druckfeder in Fo.r.m einer Schraubenfeder eine ausreichende Vorspannkraft, s,JLe arbeitet im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen mit e_äiner verbesserten Dämpfungswirkung, so daß ein auf das .Schlagen des Treibriemens zurückzuführender toter Gang Vermieden wird, und sie ermöglicht die Lösung der genannten.,Auf gäbe auf einfache, zweckmäßige und wirksame Weise, so daß die bei den bekannten Vorrichtungen auftretenden Probleme gelöst sind.

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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand, schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung mit Blickrichtung auf die vordere Stirnseite eines Motors, in der man einen endlosen Treibriemen erkennt, der zum Antreiben mehrerer Fahrzeughilfsgeräte dient, und mit dem eine erfindungsgemäße Riemenspnnnvorrichtung zusammenarbeitet;

Fig. 2 in einem größeren Maßstab einen Teil der Anordnung nach Fig. 1 bei Betrachtung desselben von der Linie 2-2 in Fig. 1 aus;

Fig. 3 die Draufsicht der Riemenspannvorrichtung nach Fig. 2; -

Fig. 4 die Unterseite der Riemenspannvorrichtung nach Fig. 2;

Fig. 5 einen vergrößerten axialen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 3, wobei der Motorbefestigungsbock und der Treibriemen fortgelassen sind;

Fig. 6 den Schnitt 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 den Schnitt 7-7 in Fig. 6;

Fig. 8 den Schnitt 8-8 in Fig. 6;

Fig. 9 den Teilschnitt 9-9 in Fig. 6;

Fig.10 in einem Fig. 5 ähnelnden Axialschnitt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung;

Fig. 31 den Schnitt 31-11 in Fig. 10; Fig.12 den Schnitt 32-12 in Fig. 10; Fig.13 den Schnitt 13-13 in Fig. 10;

Fig. 1.4 in einer Fig. 1 ähnelnden schema tischen Dar- ' ' $* stellung eine wei-tere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung, die mit einem schwenkbar gelagerten Fahrzeughilfs-' " aggregat zusammenarbeitet;

Fig. 15 den vergrößerten Teilschnitt 15-15 in Fig. 14;

Fig. 16 eine vergrößerte Schrägansicht einer Federein-.stellstange, die bei der abgeänderten Riemenspannvorrichtung nach Fig. 15 verwendet wird;

Fig. 17 eine vergrößerte Schrägansicht eines bei der Vorrichtung nach Fig. 15 verwendeten Kappenteils;

Fig. 18 eine vergrößerte Schrägansicht eines bei der Vorrichtung nach Fig. 15 verwendeten Stangenteils;

Fig. 19 den vergrößerten Querschnitt 19-19 in Fig. 15;

Fig. 20 den vergrößerten Querschnitt 20-20 in Fig. 15;

Fig. 21 den vergrößerten Querschnitt 21-21 in Fig. 15.

In den Figuren sind einander ähnelnde Teile jeweils mit den gleichen Bezeichnungen versehen.

Gemäß Fig. 1 arbeitet die insgesamt mit 1 bezeichnete erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung mit einem endlosen Treibriemen 2 einer Kraftübertragungseinrichtung zusammen, die mit Blickrichtung auf das vordere Ende eines Motors schematisch dargestellt ist, wobei die Vorrichtung mit dem 'Treibriemen zusammenarbeitet, um ihn gespannt zu halten. Zu der Antriebseinrichtung für die Hilfsaggregate gehören mehrere Riemenscheiben, deren Anordnung und Durchmesser sich nach der Anordnung der anzutreibenden Hilfsaggregate richten. Die verschiedenen Riemenscheiben werden

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durch die zugehörigen Hilfsaggregate unterstützt, die ihrerseits an dem Motor in der üblichen Weise befestigt sind. Ber Treibriemen 2 bewegt sich vorzugsweise in einer einzigen senkrechten Ebene, um ein Verklemmen und/oder Schrägstellen zu verhindern.

Zu der in Fig. 1 dargestellten Antriebseinrichtung für Motorhilfsaggregate gehören eine Hauptantriebsriemenscheibe 3, die mit der Hauptantriebswelle des Motors gekuppelt ist, ferner eine mit der Luftpumpe des Motors gekuppelte Riemenscheibe 4, eine Riemenscheibe 5, die ■mit einer Wechselstrommaschine 6 gekuppelt ist, welche die für den Motor benötigte elektrische Energie liefert, eine Riemenscheibe 7, die mit der Servolenkeinrichtung des Fahrzeugs gekuppelt ist, sowie eine mit der Wasserpumpe des Motors gekuppelte Riemenscheibe 8.

Zu der Riemenspannvorrichtung 1 gehört ein insgesamt mit ,3 0 bezeichnetes, vorzugsweise als einstückiges Gußteil aus Metall hergestelltes Gehäuse von allgemein langgestreckter rechteckiger Form mit einer Vorderwand 11, einer Rückwand 12 und Seitenwänden 13 und 14, Gemäß Fig.5, 6 und 7 ist das Gehäuse 10 mit einer sich längs seiner Achse erstreckenden Öffnung 16 versehen, die vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt hat. Die Öffnung 16 geht ■ an einem Ende in einen erweiterten kreisrunden Bohrungsabschnitt 17 über und hat gemäß Fig. 5 ein offenes unteres Ende 18, das mittels einer Anschlagplatte 19 abgeschlossen ist, welche mit den Gehäusewänden durch mehrere Kopfschrauben 20 verbunden ist. Gemäß Fig. 6 und 7 sind in der Öffnung 16 zwei flache seitliche Platten 22 und 23 angeordnet, die sich über die ganze Länge der Seitenwände 3 3 und 14 erstrecken.

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G^:emäß,Fig. 5 ist in das obere Ende des Gehäuses 30 ein mit"Außen- und Innengewinde versehenes Bauteil/eingebaut, däs^asich an einer Ringschulter 26 abstützt, die vom oberVnⁿEWde' der Gehäusebohrung 16 zu ausgeht;· - . in^eiä1is obere Ende dieses Bnuteils ist ein becherförmiges Federführungsteil 25 eingeschraubt.'In dem Ftihrungsteil 2'5^*s*itzt eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 2^:7y die sich gemäß Fig. 6 an einem U-förmigen Bauteil ab'stützt, welches gemäß Fig. 6 auf dem dazu passend geformten Ende 29 einer gleitend geführten Stangenbaugruppe 30 angeordnet ist. Zu der Stangenbaugruppe 30 gehören ein Hauptkörper 31 und ein sich quer dazu nach außen erstrekkender Achsstummelabschnitt 32. Der Abschnitt 31 ist in der Gehäuseöffnung 16 zwischen den Seitenplatten 22 und 23 gleitend geführt. Der Achsstummel 32 erstreckt sich im rechten Winkel zu dem Hauptkörper 31 nach außen durch einen Schlitz 33 in der Vorderwand 11 des Gehäuses. Der Schlitz 33 erstreckt sich in axialer Richtung längs des unteren Teils der Öffnung 16 und steht mit ihr in Verbindung. Der größte Teil des Hauptkörpers 31 hat gemäß Fig. 5, 6 und 7 mit Ausnahme des oberen Endabschnitts 29 einen rechteckigen Querschnitt. Der Hauptabschnitt des Achsstummels ist vorzugsweise mit dem Hauptabschnitt 31 zusammenhängend ausgebildet.

Eine Spannrolle 36 bekannter Art ist gemäß Fig. 5 mittels einer Lagerbuchse 37 auf einem zylindrischen Ansatz 38 des Achsstummels 32 drehbar gelagert. Die Spannrolle 36 wird auf dem Ansatz 38 durch einen Ring 39 in ihrer Lage gehalten, der in Eingriff mit einer Ringnut 40 nahe dem freien Ende 38 des Achsstummels steht. Die Spannrolle λ/eTst an ihrem Umfang eine Nut 41 auf, über die sie in d^r nachstehend beschriebenen Keise mit dem Treibriemen ^'zusammenarbeitet, um ihn zu spannen.

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Gemäß einem der Hauptmerkmale der Erfindung arbeitet mit der Achsenbaugruppe 30 eine Einwegkupplung zusammen, um sie daran zu hindern, sich so zu bewegen, daß der Treibriemen entspannt wird. Zu diesem Zweck ist der obere End— abschnitt 29 des Hauptabschnitts 31 mit zwei durch einen Cuerabstand getrennten konkav gekrümmten Flächen 43 und 44 versehen, die sich gemäß Fig. 5 und 6 von dem oberen Endabschnitt 29 aus nach außen und unten erstrecken und an den ebenen Seitenflächen 45 und 46 enden. Die Flächen 43 und 44 sind nur sehr allmählich gekrümmt, und zwar vorzugsweise um weniger als 1 . Die gekrümmten Flächen 43 und ·-· 44 gehen an ihren oberen Enden in allgemein gerade Abschnitte 47 und 48 über, welche sich bis zum oberen Ende 29 erstrecken. Ggf. können die ineinander übergehenden Flächen 43, 47 und 44, 48 als ebene geneigte Flächen ausgebildet sein, die in der gleichen V.'eise zur Wirkung kommen, wie die vorstehend beschriebenen geraden bzw. konkav gekrümmten Flächen.

In den durch die gekrümmten Flächen 43 und 44 einerseits und die Gleitplatten 2? und 23 andererseits abgegrenzten Räumen sind zwei zylindrische Rollen 50 und 51 angeordnet, die gemäß Fig. 9 durch zwei Blattfedern 53 so vorgespannt sind, daß sie mit einer Keilwirkung mit den ihnen benachbarten Flächen 43, 22 bzw. 44, 23 zusammenarbeiten.

Im folgenden ist die Wirkungsweise der Riemenspannvorrichtung 1 näher erläutert. Die Vorrichtung 1 wird mit dem Fahrzeugmotor in unmittelbarer Nähe des Treibriemens 2 mittels eines Befestigungsteils 54 verbunden. An der Rückwand 12 des Gehäuses 10 wird eine Tragplatte 55 befestigt, die gemäß Fig. 5 mit einer nach außen ragenden Lagebestimmungszunge 56 und einer Gevindebohrung 57 versehen ist, welch letztere sich durch die Tragplatte 55 erstreckt und in die Gehäusewand 12 hinein verlängert ist. DieLagebe-

Stimmungszunge bzw. der Stift 56 wird gemäß Fig. 2 in Eingriff mit einer dazu passenden Öffnung 58 der Tragplatte 54 gebracht, und in die Öffnung 57 wird ein Gewindebolzen 59 eingeschraubt, der mit einer Mutter 60 versehen wird, um die Vorrichtung 1 mit der Tragplatte 54 zu verspannen. Man kann die Spannvorrichtung 1 gegenüber dem Treibriemen 2 an verschiedenen Stellen anordnen, z.B. gemäß Fig. 1 etwa in der Mitte zwischen der Lichtmaschinen-Riemenscheibe 5 und der Luftpumpen-Riemenscheibe 4.

Dann wird das Federführungsteil 25 mit Hilfe eines Schraubenschlüssels od.dgl. so gedreht, daß es sich gegenüber der Vorrichtung axial nach innen bewegt, um die Achsenbaugruppe 30 längs der Öffnung 16 zu bewegen, so daß die Spannrolle 36 gegen den Treibriemen 2 gedrückt wird, um auf ihn eine vorbestimmte Spannkraft aufzubringen. Hierbei wird das Federführungsteil 25 verstellt, bis die Schrauben- '"· feder 27 über die Spannrolle 36 die gewünschte Spannkraft auf den Treibriemen aufbringt. Die Feder 27 bringt dann diese vorbestimmte Spannkraft im allgemeinen während der gesamten Lebensdauer des Treibriemens auf diesen auf. Wenn sich der Treibriemen ausdehnt, bewegt sich die Achsenbau-.gruppe 30 entsprechend in axialer Richtung innerhalb des Gehäuses 10 nach unten, so daß die Spannrolle 36 in der Riemenspannrichtung bewegt wird, um die Vorspannkraft der Feder 27 auf den Treibriemen wirken zu lassen.

Die Achsenbaugruppe 30 kann sich gemäß Fig. 5 und 6 innerhalb einer bestimmten Strecke bewegen, die sich nach dem Abstand zwischen der Unterseite des Achsstummels 32 und der Anschlagplatte 19 richtet. Somit kann sich auch die Spannrolle 36 längs dieser Strecke bewegen, die ausreicht, um die Ausdehnung auszugleichen, die bei dem Treibriemen während seiner Lebensdauer auftritt. Es ist in jedem gewünschten Zeitpunkt möglich, das Federführungsteil 25 weiter

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in das Gehäuse 10 einzuschrauben, um die gewünschte, auf den Treibriemen 2 aufzubringende Spannkraft aufrechtzuerhalten, während sich die Achsenbaugruppe 30 der Anschlagplatte 19 nähert.

Eines der Hauptmerkmale der Erfindung, durch das sich die Riemenspannvorrichtung 1 von anderen bekannten Riemenspannvorrichtungen unterscheidet, besteht in der Wirkungsweise der Rollen 50 und 51 als Einwegkupplung. Die Rollen 50 und 51 haben keinen Einfluß auf die axiale Abwärtsbewegung der Achsenbaugruppe 30 längs der Öffnung 16 des Gehäuses. Viel-'mehr bewegen sich die Rollen zusammen mit der Achsenbaugruppe 30 nach unten unter der Wirkung des U-förmigen Bauteils 28 und der die Rollen vorspannenden Federn 53. Wegen der Vorspannkraft der Federn 53, durch welche die Rollen 50 und 51 in Anlage an den gekrümmten Flächen 43, 44. und den benachbarten Flächen der Gleitplatten 22 und 23 gehalten werden, verhindern die Rollen jede Aufwärtsbewegung der Achsenbaugruppe 30 längs der Öffnung 16 des Gehäuses. Die Rollen führen zu einer Keilwirkung zwischen den benachbarten Flächen, wodurch jegliche Aufwärtsbewegung verhindert wird. Somit wird jedem Schlagen des Treibriemens, das durch die Spannrolle 36 hervorgerufen werden könnte, wenn die Spann- ' rolle mit der damit verbundenen Achsenbaugruppe 30 versucht, sich in einer Richtung zu bewegen, bei welcher der Treibriemen entspannt wird, dadurch entgegengewirkt, daß die Rollen 50 und 51 mit den ihnen benachbarten Flächen so zusammenarbeiten, daß eine Keilwirkung hervorgerufen wird. Diese Keilwirkung ist auf die Neigung der gekrümmten Flächen 43 und 44 in Verbindung mit der Vorspannwirkung der Federn 53 zurückzuführen.

In Fig. 10 bis 13 ist eine weitere, insgesamt mit 70 bezeichnete Hiemenspannvorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Viele Bauteile der Vorrichtung 70 ähneln solchen

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^rtfierr "Vorrichtung 1, so daß sich eine erneute Beschreibung ^örütii'igen dürfte. Der Hauptunterschied zwischen den Spann^d$orrichtungen 70 und 1 besteht in der Konstruktion der ^TV^rv"encfeten Einvegkupplung. Die axiale Öffnung 71 des Gehäuses der Vorrichtung hat eine zylindrische Form und %iff eine zylindrische Gleitführungsbuchse 72 anstelle der Vorrichtung 1 verwendeten Gleitplatten 22 und.

Gleitbuchse 72 und die Vorderwand 11 des Gehäuses

~dVr Vorrichtung 70 sind mit einem axialen Schlitz 73 ver-' ^Sehen, der die gleiche Aufgabe erfüllt wie der Schlitz 33 ^Fbe'i der Vorrichtung 1. ·

Xn der Buchse 72 ist eine insgesamt mit 75 bezeichnete ^rÄchsenbaugruppe gleitend geführt. Zu der Achsenbaugruppe /75 gehören ein Hauptabschnitt 76 und ein Achsstummelabschnitt 77. Auf dem freien Ende 78 des Achsstummels 77 ^rfs*t eine Spannrolle 36 auf ähnliche Weise drehbar gelagert, Vie es vorstehend bezüglich der Vorrichtung 1 beschrieben wurde. Im Gegensatz zu der Achsenbaugruppe 30 der Vorrichtung 1 haben der Hauptabschnitt 76 und der Achsstummelabschnitt 77 beide eine zylindrische Form. Der Durchmesser 'des Hauptabschnitts 76 ist zum Durchmesser der Bohrung 74 ·. "äer^Gleitbuchse 72 passend gewählt, so daß der Hauptabschnitt 76 in der Buchse gleitend geführt ist.

-fein weiterer Unterschied besteht bei der Vorrichtung 70 cfarin, daß das obere Ende 79 des Hauptabschnitts 76 die Form der unteren Hälfte eines Hyperboloids hat, wie es ;a⁽n-Fig. 10 gezeigt ist, bei dem ebene Querschnitte kreis- ^<riihd sind. Der obere Endabschnitt 79 könnte auch eine konische Form erhalten, bei der gerade ebene, geneigte Flächen einem Teil eines Kegels ähneln. Auf das obere ^?Ende des Endabschnitts 79 der Achsenbaugruppe 75 ist ein -""rundes becherförmiges Bauteil 80 von geringer Höhe aufgesetzt, auf das die Schraubenfeder 27 ihre Vorspannkraft

aufbringt. Anstelle der bei der Vorrichtung 1 verwendeten zylindrischen Rollen 50 und 51 sind mehrere Kugeln 81 vorhanden, die um das obere Ende 79 des Hauptabschnitts 76 herum in Umfangsabständen verteilt sind und sich an der gekrümmten Außenflächen des Abschnitts 79 und der Innenwand der Gleitbuchse 72 abstützen. Auf den oberen Endabschnitt 79 ist eine Tellerfeder 82 aufgeschoben, die sich an der Ringschulter des becherförmigen Bauteils 80 abstützt, um die Kugeln 81 nach unten vorzuspannen. Diese Bauteile ähneln dem U-förmigen Bauteil 28 und den Federn 53 der beschriebenen Vorrichtung 1.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung 70 ähnelt derjenigen der oben beschriebenen Vorrichtung 1. Die Feder 27 liefert die Kraft zum Spannen des Treibriemens und ist gemäß Fig.10 bestrebt, die Achsenbaugruppe 75 in der Bohrung 74 nach unten zu bewegen, so daß die Spannrolle 36 gegen den Treibriemen 2 gedrückt wird, um ihn zu spannen. Die Kugeln 81 können sich längs der Bohrungswand der Gleitführungsbuchse ungehindert nach unten bewegen, wenn sich die Achsenbaugruppe 75 nach unten bewegt, doch üben die Kugeln eine Keilwirkung auf die geneigten Flächen des Abschnitts 79 aus, wenn die Achsenbaugruppe 75 bestrebt ist, sich in der Gehäusebohrung nach oben zu bewegen. Hierbei werden die Kugeln 81 durch die Tellerfeder 82 mit der gekrümmten Umfangsfläche des oberen Abschnitts 79 und der Innenwand der Führungsbuchse 72 verkeilt.

In Fig. 14 ist eine weitere, insgesamt mit 85 bezeichnete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung dargestellt, die dazu dient, den Treibriemen 2 einer Einrichtung zum Antreiben von Fnhrzeughilfsaggregaten zu spannen. Die Antriebseinrichtung nach Fig. 14 entspricht der in Fig. 1 dargestellten, abgesehen davon, daß die Lichtmaschine 6 bei 86 schwenkbar gelagert ist, und daß die Rie-

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menscheibe 5 der Lichtmaschine mit dem Riemen 2 zusammenarbeitet, um ihn zu spannen, wenn die Lichtmaschine durch die Riemenspannvorrichtung 85 im Uhrzeigersinne um die Lagerung 86 geschwenkt wird. ...

Gemäß Fig. 15 hat die Liemenspannvorrichtung 85 ein rohrförmiges zylindrisches Gehäuse 87 mit einer sich über seine ganze Länge erstreckenden axialen zylindrischen Bohrung 88. In einem Ende der Gehäusebohrung 88 ist ein in Fig. 16 dargestelltes, insgesamt mit 90 bezeichnetes, allgemein stangenförmiges Federeinstellteil gleitend geführt, das mit einem Tragstück 91 verbunden werden kann, um es an dem Motor zu befestigen. Zu der Spannstange 90 gehört ein scheibenförmiger Kopf 92, der zu der Gehäusebohrung 88 paßt und in ihr gleitend geführt ist. An den Kopf 92 der Spannstange schließt sich ein mit Gewinde versehener Abschnitt 93 an, der in eine Gewindebohrung 98 eines Verbindungsstücks 94 eingeschraubt ist, welches *auf dem Befestigungsteil 91 mittels einer Kopfschraube 95 schwenkbar gelagert ist. Die Spannstange 90 wird in der Gehäusebohrung 88 durch einen Ring 96 festgehalten, der in Eingriff mit einer Ringnut 97 steht, welche nahe einem Ende der Gehäusebohrung 88 in ihrer Wand ausgebildet ist. ^:

Fig. 18 zeigt eine insgesamt mit 100 bezeichnete Stangenbaugruppe, die im anderen Ende der Gehäusebohrung 88 gleitend geführt ist und an ihrem äußeren Ende einen Schlitz 101 aufweist, iri welchem ein dazu passender Ansatz 102 einer Lichtmaschinenhaiterung 103 schwenkbar gelagert ist. Gemäß Fig. 15 ist der Ansatz 102 in dem geschlitzten Ende 101 mittels einer Kopfschraube 104 gelagert. Gemäß Fig. ist der Hauptabschnitt 109 der Stangenbaugruppe 100 mit einer diametralen Bohrung 105 versehen. In der Bohrung sind zwei Kugeln 106 angeordnet, mit denen eine Druckfeder

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107 zusammenarbeitet, und die in eine Ringnut 108 eingreifen^ können, mit der die Gehäusebohrung 88 nahe ihrem äußeren Ende versehen ist, um zu verhindern, daS die Stangenbaugruppe 100 außer Eingriff mit der Gehäusebohrung 88 gebracht wird, wenn die Verbindung zwischen der Spannvorrichtung 85 und der Lichtmaschine 6 gelöst wird. Somit bilden die Feder 107 und die Kugeln 106 eine unter Federspannung stehende Rastkugeleinrichtung bzw. einen Sicherheitsanschlag, durch den die Stangenbaugruppe 100 in dem Gehäuse 87 festgehalten wird.

Gemäß einem der Hauptmerkmale der Erfindung arbeitet mit der Stangenbaugruppe 100 eine Einwegkupplung zusammen. Das innere Ende der Stange 100 weist einen Endabschnitt 110 mit einer gekrümmten oder konischen Außenform auf, der dem oberen Endabschnitt 79 der Achsenbaugruppe 75 nach Fig. 10 ähnelt. Mehrere Kugeln 111 werden gemäß Fig. 15 durch eine Tellerfeder 112 so vorgespannt, daß 'sie mit einer Keilwirkung mit dem Stangenabschnitt 110 zusammenarbeiten. Die Einzelheiten von Konstruktion und Wirkungsweise des Stangenabschnitts 110, der Kugeln 111 und der Tellerfeder 112 ähneln der Konstruktion und Wirkungsweise des Stangenabschnitts 79, der Kugeln 81 und der Tellerfeder 82 der Vorrichtung 70 nach Fig. 10, so daß sich eine erneute Beschreibung erübrigen dürfte.

Gemäß Fig. 17 ist ein scheibenförmiges Kappenteil 115 in der Gehäusebohrung 88 gleitend geführt und auf dem zugehörigen Ende des Stangenabschnitts 110 angeordnet, der eine gekrümmte Umfangsflache besitzt. In der Gehäusebohrung ist eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 116 zwischen dem Kopf 92 der Einstellstange 90 und der kreisrunden ebenen Stirnfläche 117 des Kappenteils 115 angeordnet. Die Feder 116 übt auf die Stangenbaugruppe 100 gemäß Fig. 15 in Richtung des Pfeils A eine Vorspannkraft in der

Zn

Richtung aus, bei welcher der Treibriemen 2 gespannt wird

vorr.iiji

Riemenspannvorrichtung 85 arbeitet auf ähnliche Weise wie~^:3ie^rvorstehend beschriebenen Vorrichtungen 1 und 70. DiS Vorrichtung 85 wird an einem mit einem Motor verbunde-

. nen Tragstück 91 befestigt, und die Schraubenfeder 116 ■wird im zusammengedrückten bzw. gespannten Zustand zwiscnen'^:dem Kopf 92 der Stange 91 und dem Kappenteil 115 ■festgehalten; zu diesem Zweck wird das Kappenteil 115 !gemäß Fig. 15 und 19 in der Gehäusebohrung 88 mit Hilfe

-«·- ^Aelner Klemmschraube 118 festgelegt, solange die Vorrichtung noch nicht mit dem Ansatz 102 der Lichtmaschine ver-'bünden ist. Nach dem Anbringen der Vorrichtung 85 an dem Motor wird die Klemmschraube 118 gelockert, so daß die Schraubenfeder 116 die Stangenbaugruppe 100 gegenüber dem Gehäuse 87 in der Riemenspnnnrichtung nach außen vorschieben kann, woraufhin .die Lichtmaschine 6 gemäß Fig. 34 im ._i ifhrzeigersinne geschwenkt wird, damit die Riemenscheibe "dVr Lichtmaschine eine Spannkraft auf den Treibriemen 2 aufbringt.

Gemäß einem der Hauptmerkmale der Erfindung ermöglicht die Einwegkupplung mit dem eine gekrümmte Umfangsfläche aufweisenden Stangenabschnitt 110, den Kugeln 111 und der Tellerfeder 112 der Stangenbaugruppe 100 nur eine Auswärtsbewegung gegenüber dem Gehäuse 87 derart, daß der Treibriemen gespannt wird, während jedoch jede Bewegung der Stangenbaugruppe in der entgegengesetzten Richtung verhindert wird, da die Kugeln 111 zwischen dem Stangenabschnitt 100 und der Bohrungswand des Gehäuses 87 eine Keilwirkung hervorrufen.

Man kann die durch die Feder 116 jeweils hervorgerufene Spannkraft dadurch einstellen, daß man die Stange 90 in der Gewindebohrung 98 des Verbindungsstücks 94 entsprc-

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chend verstellt. Eine auf die Stange 90 aufgeschraubte Gegenmutter 120 dient dazu, die Stange in der gewählten Stellung längs der Gewindebohrung 98 zu sichern.

Jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Riemenspannvorrichtungen ist mit einer Halteeinrichtung versehen, die dazu dient, die Achsenbzw. Stangenbaugruppe innerhalb des zugehörigen Gehäuses festzuhalten, wenn die Spannrolle nicht mit einem zu spannenden Treibriemen zusammenarbeitet, z.B. während der Lagerung und des Versandes, und zu verhindern, daß die ^betreffende Baugruppe im Falle eines Bruchs des Treibriemens aus dem Gehäuse ausgestoßen wird. Bei den Vorrichtungen 1 und 70 sind zu diesem Zweck Anschlagplatten 19 vorhanden, die an den offenen unteren Enden der Gehäusebohrungen angeordnet sind, während bei der Vorrichtung diese Aufgabe durch die unter Federspannung stehenden Rastkugeln 106 erfüllt wird.

Die erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtungen 1, 70 und 85 bieten jeweils mehrere Vorteile. Jede Vorrichtung verhindert ein Lockern oder Durchhängen des Treibriemens 2 infolge einer schlagenden Bewegung, denn die Spannrolle 36 bzw. die Riemenscheibe 5 der Lichtmaschine wird daran gehindert, irgendeine Bewegung in der Richtung auszuführen, bei welcher der Riemen entspannt wird; dies ist auf die Keilwirkung zurückzuführen, die bei der betreffenden Achsen- bzw. Stangenbaugruppe durch die beschriebenen Rollen bzw. Kugeln hervorgerufen wird. Ferner behindern diese Elemente in keiner Weise eine Bewegung der Achsen- bzw. Stangenbaugruppe in der Richtung, bei welcher der Treibriemen gespannt wird. Die zylindrischen Rollen und die Kugeln kommen auf ähnliche Weise zur Wirkung, d.h. gemäß der Erfindung könnten auch andere eine Keilwirkung hervorrufende Elemente mit dem benachbarten Ende der·Achsenbzw. Stangenbaugruppe zusammenarbeiten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Riemenspannvorri^htungen besteht darin, daß sie die Durchführung von Vartungsarbeiten an den Hilfsaggregaten des Fahrzeugs erleichtern, da es nur erforderlich ist, die durch die Schraubenfeder 27 bzw. 116 aufgebrachte Riemenspannkraft dadurch zu beseitigen, daß man das Federführungsteil 25 bzw. die Federhaltestange 90 in einem hinreichenden Ausmaß zurückdreht. Zu den weiteren Vorteilen der Vorrichtungen gehört die relativ einfache Konstruktion der verschiedenen Bauteile, die sich mit geringem Kostenaufwand im Wege der J^assenfertigung herstellen lassen, wobei jede Vorrichtung mit dem zugehörigen Motor mit Hilfe eines einfachen Tragstücks 54 verbunden werden kann.

Somit bilden die erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtungen vereinfachte, zweckmäßige, betriebssichere, billig herstellbare ,und robuste Vorrichtungen, welche die eingangs genannte Aufgabe erfüllen und es ermöglichen, die Schwierigkeiten auszuschalten, die sich bei den bis jetzt bekannten Riemenspannvorrichtungen ergeben können.

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Claims (13)

1. '■■'-■ ^" Patentanwälte .:..:.. ".." .: '..'.:..

   I)R. PIIIL. trr.VA YUESTHOFF I1927-I9f6)

   WESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ · ι,^,,νο.οεχηλ^ρ^ο.,,ζ-^ι)

   PIPL.-CHFM. DK. E. FKFlHEHR VON FKi '!MANN PROFESSIONAL KEPKESENTATIVES SEFOKE THE EUROPEAN PATENT OFFICB DX.-ING. DIETEK BEHRENS

   MANDATAIKES AGR££s PRES l'OFFJCB EUXOPIBN DES BREVET! . IJIPL.-INC; DlFt₁-VmTSCH₁-INCKUPERT COETZ

   teil--- D-8000 MÜNCHEN 90

   SCHWEIGERSTRASSE 2

   g _ . TELEFON.· (689)662051

   1A—55 417 TELECKAM

   ^DYNEER CORPORATION telex: 524070

   ( Riverside Building

   Connecticut 06880, USA

   daß ve-i'

   ANSPRÜCHE

   ,11₁. J Riemenspannvorrichtung für einen von einem Motor, ,..,insbesondere direkt, angetriebenen Treibriemen für Hilfsd-aggregate von Kraftfahrzeugen od.dgl., mit einem Gehäuse (10;87), das nahe dem Treibriemen befestigbar ist und das einen abstehenden Achsstummel (32;77) mit einer darauf i.gelagerten Spannrolle (36;5) aufweist, mit einer Spann- ^,vorrichtung für den Achsstummel, um ihn auf den Treib_ecriemen hinzudrängen, und mit einer mechanischen Halteeinrichtung, mit der eine starke Zurückbewegung der -^Spannrolle vom-Treibriemen verhinderbar ist, y. ■ ^dadurch g e.'k'e η η zeichnet, .

   . der Achsstummel (3 2;77) an einem mittels einer Feder ;116) vorgespannten verschieblichen Achsenteil (3O;75) ρ^qxgesehen ist und aus der Gehäusebohrung seitlich durch längliche öffnung absteht, und daß die Halteeinrichmit dem Achsenteil zusammenarbeitende Einweg- * ausgebildet ist, die eine Bewegung des Achsen- ■ in der Riemenspannrichtung zuläßt, jedoch dessen Bewegung in Gegenrichtung verhindert, um die Spannrolle -j φρ. einer vorderen Riemenspannstellung zu halten.

   daß dor '.'
   zvlinc: '
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß das Achsenteil (3O;75;1OO) in einer.Bohrung (16;71;88) des Gehäuses (1O;87) gleitend geführt ist, daß die Kupplung mindestens eine am hinteren Ende des Achsenteils ausgebildete geneigte oder gekrümmte Ausnehmung (43,44;79;110) aufweist, in der Wälzkörper (50,51 ;81;111) angeordnet sind, die mit Keilwirkung mit der Krümmungsfläche des Achsenteils und dem Gehäuse zusammenwirken, um eine Bewegung des Achsenteils in "Ό einer Richtung zu verhindern, durch die der Treibriemen (2) entspannt wird.
3. 3. Vorrichtung nach ANspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper Kugeln (81;111) sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Krümmungsfläche des Achsenteils (75) die Form einer Hälfte eines Hyperboloids (79) derjenigen Art hat, bei welcher ebene Querschnitte eine kreisrunde Form haben.
5. 5. Vorrichtung.nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η 7 zeichnet , daß der Wälzkörper mindestens eine zylindrische Rolle (50,51) aufweist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die gekrümmten, sich verjünden Flächen des Achsenteils zwei durch einen Abstand getrennte, konkav gekrümmte Flächen (43,44) sind, und daß als Wälzkörper zwei zylindrische Rollen (50,51) vorhanden sind, die jeweils mit einer der gekrümmten Flächen zusammenwirken. »·
7. 7. Vorrichtung nach ANspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß mit den Rollen (5O,51) eine zweite

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   Feder (53) zusammenarbeitet, um die Rollen mit den sich verjüngenden Flächen (43,44) des Achsenteils (30) zu verteile?!.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der zweiten Feder um eine Tellerfeder (53) handelt, die auf das Achsenteil nahe den sich verjüngenden Flächen aufgeschoben ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10; 87) eine Bohrung (16; 71; 88) aufweist, daß zu dem Achsenteil (30) ein in der Gehnusebohrung gleitend geführter Hauptabschnitt (31;. 76) gehört, . und daß mit dem Achsenteil ein Anschlagteil (19; 96) zu-, sarnmenarbeitet, um zu verhindern, daß das Achsenteil durch die Feder (27; 316) vollständig aus dem Gehäuse ausgeworfen wird.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Feder um eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder (27; 116) handelt.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine Bohrung (16; 71) aufweist, und mit einem Schlitz (33; 73) versehen ist, der in Verbindung mit der Bohrung steht und sich axial längs eines Teils der Bohrung erstreckt, und daß zu dem Achsenteil (30; 75) ein Hauptabschnitt (31; 76) gehört, der in der Gehäusebohrung gleitend geführt ist, sowie ein Achsstummel (32; 77), der aus der Gehäusebohrung durch den Schlitz herausragt und gegenüber dem Gehäuse vorspringt.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Houptnbschnitt (76) des Achsentoils (75) eine zylindrische Form hat.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß der/Hauptabschnitt (31) des Achsenteils (30) eine rechteckige Querschnittsform hat.

    3 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (5) auf einem Fahrzeughilfsaggregat (6) gelagert ist und daß das Fahrzeughilfsaggregat schwenkbar gelagert ist und durch die Spannvorrichtungen (85) in der Riemenspannrichtung geschwenkt werden kann, um den endloser Treibriemen (2) zu spannen.

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