DE3225411C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Riemenspannvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist in der Automobilindustrie lange Zeit üblich gewesen, mehrere, einzelne Reilriemenantriebe für die verschiedenen Nebenaggregate zu verwenden, die vom Motor des Kraftfahrzeu­ ges angetrieben werden. Eine solche Anordnung benötigt eine auf der Antriebswelle des Motors angeordnete Riemenscheiben­ gruppe, die dazu geeignet ist, zwei, drei, vier oder mehr einzelne Keilriemen aufzunehmen. Jeder einzelne Keilriemen wird montiert und zum Antrieb eines einzelnen Nebenaggrega­ tes, oder in manchen Fällen von zwei oder mehreren Nebenag­ gregaten vorgesehen, wobei zumindest das eine Nebenaggregat einstellbar angeordnet ist.

In neuerer Zeit ist man dazu übergegangen, die üblichen An­ ordnungen aus mehreren einzelnen Keilriemen durch eine An­ ordnung zu ersetzen, die einen einzigen Keilriemen verwen­ det, der serpentinen- oder mäanderförmig verlaufend alle Ne­ benaggregate antreibt, die bisher mittels mehrerer einzelner Riemen angetrieben wurden. Einige der Riemenanordnungen mit einem einzigen serpentinenartig angeordneten Riemen, die bisher verwendet wurden, weisen eine separate Riemenspann­ vorrichtung auf, die sowohl eine wesentliche Rolle für das saubere Funktionieren der Anordnung bildet, als auch eine Einrichtung zur Vereinfachung der Montage der einzelnen Ne­ benaggregate darstellt, da dann die einstellbare Anordnung der Nebenaggregate unnötig wird. Weiterhin erfolgt eine Ver­ einfachung bei der Montage und dem Spannen des Riemens, der mit den Nebenaggregaten zusammenwirkt.

Riemenspannvorrichtungen sind selbstverständlich bekannt und sind in vielen Riemenanordnungen benutzt worden. Jedoch sind die Anforderungen für Riemenspannvorrichtungen, die bei Rie­ menanordnungen für Automobile unter Benutzung eines einzel­ nen serpentinenartig angeordneten Riemens verwendet werden, besonders hoch. Zusätzlich muß das geforderte erhöhte Lei­ stungsvermögen über eine lange Benutzungsdauer, bei der be­ trächtliche Vibrationsbelastungen auftreten, ungemindert zur Verfügung stehen.

Hierbei sind die Anforderungen an die Dämpfung von besonde­ rer Bedeutung, um ein Funktionieren der Anordnung über eine längere Zeitspanne auf einer vibrierenden Maschine ohne das Entstehen von Resonanzen zu ermöglichen. Gehört der Kompres­ sor einer Klimaanlage zu den Nebenaggregaten der Anordnung, wird eine besonders störende Vibrationsbelastung auf die An­ ordnung ausgeübt, da der Kompressor während des Betriebes ein- und ausschaltet.

Es ist üblich, zum Ausgleich des Anwachsens der Riemenlängen aufgrund von Verschleiß oder anderen Umständen Spannvorrich­ tungen zu verwenden, die eine konstante Kraft zum Spannen des Riemens auf diesen ausüben. Eine allgemein übliche Rie­ menspannvorrichtung verwendet ein feststehendes Teil und ein schwenkbares Teil in Form eines Armes, der eine Spannscheibe trägt, die auf dem Riemen aufliegt, wobei der Arm an dem feststehenden Teil mittels einer Schwenkeinrichtung schwenk­ bar gelagert ist. Eine Schrauben- oder Torsionsfeder umgibt die Schwenkeinrichtung und die Enden der Feder sind zwischen dem feststehenden und dem schwenkbaren Teil mit diesen ver­ bunden, so daß sie das schwenkbare Teil in Richtung auf eine Stellung der maximalen Auslenkung belastet, weswegen die Fe­ derkraft abnimmt, wenn sich das schwenkbare Teil von einer Stellung minimaler Auslenkung in eine Stellung maximaler Auslenkung entsprechend einer maximalen Riemennachspannung bewegt.

Trotz der variierenden Federkraft innerhalb des vorgesehenen Bewegungsbereiches wird eine im wesentlichen konstante Rie­ menspannung aufrechterhalten. Daß eine konstante Riemenspan­ nung vorliegt, ergibt sich aus dem Sachverhalt, daß die Spannrolle reibungsfrei ist und daß die Spannung der Riemen­ abschnitte auf jeder Seite der Spannrolle gleich groß ist. Die an der Nabe der Spannrolle wirksame Spannkraft wirkt durch die Winkelhalbierende des Umschlingungswinkels. Die Spannung des Riemens ist eine Funktion des Umschlingungswin­ kels und der Spannkraft. Da die Riemenspannung zunehmend mehr von der Spannkraft abhängt, wenn der Umschlingungswin­ kel kleiner wird, wird eine Anordnung bevorzugt, bei der das Minimum des Umschlingungswinkels wenigstens 45°, bevorzugt 60° beträgt.

Der Momentenarm der Riemenspannvorrichtung entspricht dem senkrechten Abstand von der Winkelhalbierenden des Umschlin­ gungswinkels bis zur Schwenkachse des Trägerarms. Wird der Trägerarm während der Montage des Riemens über seine Schwenkweite bewegt, wächst das Federmoment bzw. die Feder­ kraft gleichzeitig mit der Länge des Momentenarmes an. Nach der Montage wird im Laufe der Zeit eine zunehmend größere Riemennachspannung erforderlich, wobei bei wachsender Rie­ mennachspannung die Federkraft und der Momentenarm gleich­ zeitig abnehmen. Diese zwei Charakteristiken, nämlich Feder­ kraft und Momentenarm wirken gegeneinander und erlauben ein relatives Konstantbleiben der Spannkraft.

Der Winkel des Trägerarms der Spannrolle ist der Winkel zwi­ schen der Mittellinie des Trägerarms bzw. der gemeinsamen Linie der Schwenkachse des Trägerarms und der Drehachse der Spannrolle und der Winkelhalbierenden des Umschlingungswin­ kels. Dieser Winkel sollte vorzugsweise nicht kleiner als 15° bei einer der maximalen Riemennachspannung entsprechen­ den Stellung sein und sollte bei einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform 45° bei einer der minimalen Riemennachspannung entsprechenden Stellung des Trägerarms nicht überschreiten. Selbstverständlich muß ein zusätzlicher Hub vorhanden sein, um den Riemen montieren zu können. Der gesamte Hub des Trä­ gerarmes sollte vorzugsweise 75° nicht überschreiten und liegt bei einer verbesserten Ausführungsform bei 65°.

Wie bereits erwähnt, sind die Schwingungseinflüsse auf eine Riemenanordnung in Automobilen besonders groß und das Dämp­ fungsmaß, das nötig ist, um harmonische Schwingungen der Fe­ der zu beseitigen, ist im allgemeinen nur ein Teil der er­ forderlichen Gesamtdämpfung, insbesondere, wenn Kompressoren von Klimaanlagen vorhanden sind.

Aus den US-PS 39 75 965 und 41 44 722 ist es bekannt, fe­ ste elastomere Körper zur Erzeugung der Federkraft zu ver­ wenden, um damit das größere Maß an Dämpfungsfähigkeit aus­ zunutzen, das solchen Federn im Vergleich zu Stahlfedern ei­ gen ist. Während Riemenspannvorrichtungen mit Federn aus elastomerem Material zwar übermäßige Verschleißprobleme ver­ meiden, treten hingegen andere Probleme und Einschränkungen auf. Eine Einschränkung ist darin zu sehen, daß das Dämp­ fungsmaß eine der elastomeren Feder eigene, weitestgehend unveränderliche Kenngröße ist, die nicht aufgrund bestimmter Umstände gesondert verändert werden kann. Federn aus festem Material, wie beispielsweise metallene Schraubenfedern oder dergleichen, können dagegen eine ausgedehnte Winkelbewegung bei einer relativ gleichförmigen Federkraft ausführen. Eine weitere einschränkende Eigenschaft von elastomeren Federn ist, daß deren Eigenschaften nicht jederzeit aufgrund von ihnen eigenen Eigenschaften bezüglich des Betrages der Aus­ lenkung, die möglich ist, reproduzierbar sind. Diese Eigen­ schaft ist insbesondere bei Anwendungsfällen wie beispiels­ weise bei Automobilen nachteilig, die eine weite winkelför­ mige Vorspannungsbewegung bei einer ziemlich hohen Feder­ kraft über den gesamten Drehhub benötigen. Federn aus ela­ stomerem Material weisen die Eigenschaft auf, daß die Feder­ kraft nicht gleichförmig ist, sondern ziemlich schnell an­ wächst, wenn die Verdrängung von elastomerem Material auf­ grund einer Drehbewegung ihr Maximum erreicht. Darüber hin­ aus werden die Federkräfte leichter durch Temperaturen, die innerhalb eines Bereiches liegen, der unter der Motorhaube eines Automobiles auftreten kann, negativ beeinflußt. Schließlich neigen Federn aus elastomerem Material dazu, im Betrieb bleibende Änderungen zu erfahren, die ihre Betriebs­ eigenschaften wesentlich verändern können. Im allgemeinen kann festgestellt werden, daß Riemenspannvorrichtungen mit Federn aus elastomerem Material eine anfängliche und peri­ odisch wiederholte Eichung und Nachstellung benötigen. Aus all diesen Gründen haben sich Riemenspannvorrichtungen mit Federn aus elastomerem Material auf weiter Basis nicht kom­ merziell durchsetzen können.

Aus der US-PS 31 36 170 ist eine automatisch arbeitende Spannvorrichtung für Ketten- oder Riementriebe bekannt, wel­ che unabhängig von der vorliegenden Laufrichtung des Ketten- oder Riementriebes arbeitet. Hierzu ist ein Ritzel oder eine Riemenscheibe drehbar an einem Auslegerarm gelagert, der seinerseits unter Federspannung steht. Die hierzu verwendete Feder wirkt in beiden Auslenkrichtungen des Auslegerarmes derart, daß dieser in eine Neutrallage zurückgedrängt wird, welche der Symmetrieachse zwischen den beiden Auslenkrich­ tungen oder -bereichen entspricht. Der Ketten- oder Riemen­ trieb wird hierdurch unter Federkraft gespannt. Dämpfungs­ einrichtungen zur Dämpfung der Bewegung des Auslegerarmes sind bei der US-PS 31 36 170 nicht vorgesehen, da sie die dort angestrebte schnelle Umschaltbewegung des Auslegerarmes von dem rechten in den linken Auslegerbereich und zurück bei wechselnden Laufrichtungen des Ketten- oder Riementriebs be­ hindern würden.

Aus der DE-OS 26 08 277 ist eine Spannvorrichtung für Rie­ men, Ketten oder dergleichen bekannt, welche in der Lage ist, die sich im Zuge des Erwärmens oder Erkaltens eines Mo­ tors ergebenden Längenänderungen in einem Riementrieb aus­ zugleichen. Ruckartige kurzzeitige Belastungen in dem Rie­ mentrieb führen hingegen zu keinen Nachstellbewegungen der Spannvorrichtung. Erreicht wird dies durch eine Lagerung ei­ nes eine Spannrolle tragenden Auslegerarmes mittels Reib­ scheiben derart, daß langsame Nachstellbewegungen unter Überwindung der Reibungskräfte möglich sind. Kurzzeitige Schlagbelastungen im Riementrieb werden dagegen von einer Nockenbremse abgefangen.

Eine Spannvorrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus dem SAE-Blatt Nr. 790 699 aus dem Jahr 1979 mit dem Titel "Serpentine-Extended Life Accessory Drive" von Cassedy et al, dortige Seite 8 bekannt. Diese bekannte Stahltorsionsschraubenfeder-Spannvorrichtung verwendet Zwil­ lingsschraubenfedern. Eine gesonderte konstante Dämpfung wird durch das Vorsehen einer elastomeren Buchse in der schwenkbaren Hebelanordnung erreicht. Die schwenkbare Hebel­ anordnung weist eine innenliegende Welle auf, die ein Teil des feststehenden bzw. stationären Teiles ist und sie weist eine Buchse auf, die ein Teil des schwenkbaren Teiles ist. Der Außendurchmesser der Welle ist wesentlich kleiner als der Innendurchmesser der Buchse, so daß bei konzentrischer Montage dieser beiden Teile in Axialrichtung zueinander ein ringförmiger Raum zwischen ihnen verbleibt. Die einander ge­ genüberliegenden Endbereiche des Ringraumes werden mit einem Paar von in axialem Abstand zueinander angeordneten Lager­ buchsen aus Nylon gefüllt. Die elastomere Dämpfungsbuchse wird zum Ausfüllen des Mittelbereiches des Ringraumes zwi­ schen den aus Nylon bestehenden Laufbuchsen angeordnet. Die von dieser Anordnung erzeugte Dämpfung ist aufgrund der La­ ger konstant, die die Welle und die Buchse unabhängig von der Schwenkstellung des Trägerarmes und/oder der Größe der Federkraft, die von den Drehschraubenfedern erzeugt wird, in gleichem Abstand zueinander halten. Während diese Anordnung gegenüber Spannvorrichtungen mit elastomeren Federn Vorteile aufweist, verursacht der Verschleiß, dem die elastomere Dämpfungsbuchse während des Betriebes aufgrund der hohen Reibung und der Gleitberührung mit dem Trägerarm ausgesetzt ist, eine schnelle Verschlechterung der Dämpfungseigenschaf­ ten. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß der Ringraum, in dem die Dämpfungsbuchse angeordnet ist, mittels der La­ gerbuchsen auf jeder Seite der Dämpfungsbuchse im wesentli­ chen gleich groß gehalten wird, und daß die Dämpfungseigen­ schaften der Dämpfungsbuchse von ihren Außenabmessungen be­ stimmt werden. Verschleiß verringert die Außenabmessungen der Dämpfungsbuchse und daher wird ihre Dämpfungswirkung schlechter.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine Riemenspann­ vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart aus­ zubilden, daß deren Dämpfungseinrichtung auch unter den er­ schwerten Betriebsbedingungen im Automobilbereich über einen langen Zeitraum hinweg einwandfrei funktioniert, also gegen­ über bekannten Spannvorrichtungen längere Lebensdauer hat.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Eine erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung umfaßt ein feststehendes Teil und ein schwenkbares Teil, welches im Be­ trieb bezüglich des feststehenden Teiles zwischen einer er­ sten und einer zweiten Endlage schwenkbar um eine erste Achse gelagert ist, wobei bei einer Bewegung des schwenkba­ ren Teils in Richtung seiner zweiten Endlage die Riemen­ spannvorrichtung einer Längung des Riemens folgt. Eine Spannrolle für den Riemen wird von dem schwenkbaren Teil ge­ führt und ist um eine zweite Achse drehbar gelagert, welche zu der ersten Achse parallel ist. Eine Federeinrichtung ist zwischen dem feststehenden Teil und dem schwenkbaren Teil angeordnet und wirkt auf das schwenkbare Teil derart, daß dieses mit einer durch die Federeinrichtung erzeugten Feder­ kraft in Richtung von der ersten Endlage in die zweite End­ lage belastet ist, wobei die Federkraft abnimmt, wenn sich das schwenkbare Teil in Richtung auf die zweite Endlage be­ wegt. Zwischen dem feststehenden Teil und dem schwenkbaren Teil ist eine als Reibungsbremse wirkende Dämpfungseinrich­ tung eingeschaltet. Erfindungsgemäß zeichnet sich diese Rie­ menspannvorrichtung dadurch aus, daß die Federeinrichtung eine Torsionsfeder ist, und daß für die Wirkung als Rei­ bungsbremse die radiale Verlagerung eines Teils der Torsi­ onsfeder genutzt wird, wobei dieser Teil ein Reibelement be­ aufschlagt derart, daß die Dämpfungskraft mit zunehmender Annäherung des schwenkbaren Teils an die zweite Endlage ab­ nimmt.

Es wird somit zumindest ein Hauptteil der Dämpfung der Rie­ menspannvorrichtung mittels einer Einrichtung in Form eines separaten Dämpfungskörpers vorgenommen, dessen Dämpfungsei­ genschaften nicht konstant sind, sondern proportional zur Stellung des schwenkbaren Teiles der Riemenspannvorrichtung bezüglich des festen Teiles der Riemenspannvorrichtung in ähnlicher Weise wie die Federkraft verändert werden können. Die veränderbaren proportionalen Dämpfungseigenschaften er­ möglichen einen einwandfreien Langzeitbetrieb, selbst wenn ausgedehnte Spann- oder Nachstellbewegungen durchgeführt werden.

Wird demgegenüber eine solche veränderbare proportionale Dämpfung nicht vorgesehen, kann es in Abhängigkeit vom Be­ trag der dann konstanten Dämpfung zu zwei Extremsituationen kommen. Erstens kann es bei nicht ausreichender konstanter Dämpfung zu Resonanzerscheinungen kommen. Zweitens kann es bei Erhöhung der konstanten Dämpfung zur Verhinderung von Resonanzerscheinungen nach einer gewissen Betriebsdauer zu einem Festklemmen der Spannrolle kommen.

Mit der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung können nicht nur diese extremen Situationen vermieden werden, son­ dern es wird auch möglich, lediglich durch Verwendung ver­ schiedener Materialien, die für das Dämpfungsteil verwendet werden können, einen Langzeitbetrieb bei sehr vielen ver­ schiedenen Systemen mit verschiedenen Anforderungen für die Dämpfung im Betrieb zu erreichen.

Werden beispielsweise aufgrund der normalen Betriebseigen­ schaften eines Systems bei hohen Schwingungsfrequenzen rela­ tiv hohe Dämpfungsmaße benötigt und treten relativ niedrige Schwingungsamplituden auf, ist es vorteilhaft, den Dämp­ fungskörper aus elastomerem Material wie beispielsweise aus elastomerem Urethan auszubilden. Ein solches Material weist ein relativ hohes Maß an Oberflächenreibung auf, welche auch mit einer relativ hohen Verschleißgeschwindigkeit bei einer Flächengleitbelastung einhergeht. Auf der anderen Seite weist elastomeres Material jedoch ein entsprechend großes Maß an innerer Verformungsfähigkeit mit einem daraus resul­ tierenden hohen Maß an Festkörperdämpfung auf. Diese Eigen­ schaften ergeben sequentielle Dämpfungswirkungen, die bei einem System mit den Schwingungscharakteristiken hoher Fre­ quenz und niedriger Amplitude wünschenswert sind. Das bedeu­ tet, daß bei kleinen Schwingungsamplituden die einzige Bewe­ gung, die bezüglich des Dämpfungskörpers zustande kommt, eine innere Materialverschiebung ist, anstatt einer Gleitbe­ wegung zweier Flächen aufeinander. Hohe Amplitudenbewegungen werden dessen ungeachtet durch Gleitreibung des Dämpfungs­ körpers gedämpft, da diese Amplituden das Maß überschreiten, das mittels einer inneren Materialverdrängung und der Los­ brechkraft aufgenommen werden kann, die nötig ist, um die hohe Oberflächenreibung des elastomeren Materials zu über­ winden. Benötigt das System ein hohes Dämpfungsmaß an Schwingungen mit niedriger Amplitude, sind folglicherweise die sequentiellen Dämpfungswirkungen von elastomerem Mate­ rial günstiger, da Verschleiß nicht auftritt, wenn die Dämp­ fung mittels innerer Materialverdrängung ausgeführt wird.

Benötigt die Anordnung kein großes Dämpfungsmaß, aber müssen hohe Amplituden gedämpft werden, wird vorzugsweise ein rela­ tiv verschleißfestes und mit niedrigem Reibungswert verse­ henes Material, wie beispielsweise Zytel®, verwendet, da im wesentlichen alle Dämpfungsanforderungen mittels Gleitrei­ bung erreicht werden können, wobei die Festkörperdämpfung, falls überhaupt vorhanden, relativ unbedeutend ist. Handelt es sich um ein System sowohl mit hoher Frequenz als auch mit hoher Amplitude, kann ein einwandfreier Langzeitbetrieb nicht im gleichen Maße wie bei den zuvor beschriebenen Be­ dingungen erwartet werden. Bei solchen Systemen ist eine Dämpfungswirkung vorwiegend mittels Gleitreibung wie mit dem Material Zytel® vorzuziehen, da eine sequentielle Dämpfung mittels Festkörperdämpfung und anschließender Gleitreibung, wie sie beispielsweise mit elastomerem Polyurethan möglich ist, einen schnelleren Verschleiß zur Folge hat, der durch übermäßige Wärmeentwicklung noch unterstützt wird.

Diese beiden zuletzt genannten Einsatzzwecke, also Dämpfung von Systemen mit keinem großen Dämpfungsmaß, aber hohen zu dämpfenden Amplituden und Dämpfung von Systemen sowohl mit hoher Frequenz als auch mit hoher Amplitude, wobei in beiden Fällen die Dämpfungswirkung im wesentlichen vorwiegend mit­ tels Gleitreibung erzeugt wird, sind der bevorzugte Gegen­ stand der vorliegenden Erfindung, da hierbei die erfindungs­ gemäße proportionale Dämpfung mit all ihren Vorteilen beson­ ders zum Tragen kommt.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung be­ steht darin, daß ihr Aufbau einfach, der Wirkungsgrad hoch und die Herstellung wirtschaftlich ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungs­ beispiels anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Riemenanordnung für ein Automobil, bei der der Riemen serpentinenartig geführt ist, und die mit der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung versehen ist;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Riemenspannvorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Riemenspannvorrich­ tung gemäß den Fig. 1 bis 3 entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Darstellung der Rie­ menspannvorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 in vergrößertem Maßstab im Schnitt entlang der Li­ nie 5-5 in Fig. 4; und

Fig. 6 eine den Fig. 4 und 5 entsprechende Darstellung der Riemenspannvorrichtung im Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 3.

In Fig. 1 ist eine Riemenanordnung 10 für ein Automobil dar­ gestellt, die einen serpentinen- oder mäanderartig verlau­ fenden, relativ langen endlosen Mehrfach-Keilriemen 12, eine Antriebsriemenscheibe 14, die mit der Abtriebswelle 16 des Automobilmotors verbunden ist, vier angetriebene Riemen­ scheiben 18, 20, 22 und 24 und eine erfindungsgemäße Riemen­ spannvorrichtung 26 aufweist. Die Riemenanordnung 10 gemäß Fig. 1 ist ein Beispiel für die Art von Riemenanordnung, die in dem bereits erwähnten gattungsbildenden SAE-Normblatt be­ schrieben ist, und auf die bei der nachfolgenden Beschrei­ bung zur Erläuterung des technischen Hintergrundes Bezug ge­ nommen wird.

Bei der dargestellten Riemenanordnung 10 kann die angetrie­ bene Riemenscheibe 18 mit einer Welle 28 für ein Kühlluftge­ bläse verbunden sein, die angetriebene Riemenscheibe 20 kann auf einer Welle 30 gelagert sein, die ein Teil eines Wech­ selstromgenerators oder dergleichen ist, und die angetrie­ bene Riemenscheibe 24 kann auf einer Welle 34 gelagert sein, die einen Teil eines Kompressors einer Klimaanlage bildet. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Keilriemen 12 um die verschiedenen Riemenscheiben 18, 20, 22 und 24 herumgeführt ist, und daß die Riemenspannvorrichtung 26 derart auf den Keilriemen 12 wirkt, daß sie in eine Stellung bewegbar ist, bei der der Keilriemen 12 auf den anderen Nebenaggregaten montiert werden kann, wonach die Riemenspannvorrichtung 26 aus ihrer Montagestellung freigelassen wird, wodurch sie den Keilriemen 12 in ihrer normalen Betriebsstellung mit einer gewünschten Spannung beaufschlagt. Die Riemenspannvorrich­ tung 26 beaufschlagt den Keilriemen der Riemenanordnung 10 mit einer im wesentlichen konstanten Spannung über eine län­ gere Zeitspanne, während der der Keilriemen 12 dazu neigt, länger zu werden. Im dargestellten Beispielsfalle entspricht die mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung der Rie­ menspannvorrichtung 26 dem Ausgangszustand des Keilriemens 12, bei der sich die Riemenspannvorrichtung 26 in einer Stellung befindet, in der sie minimale Riemennachspannung liefert, während die mit gestrichelten Linien dargestellte Stellung einer Stellung maximaler Riemennachspannung ent­ spricht, die die Riemenspannvorrichtung 26 nach einer länge­ ren Benutzungszeit bei gelängtem Keilriemen 12 einnehmen kann.

Gemäß den Fig. 2 bis 6 weist die erfindungsgemäße Riemen­ spannvorrichtung 26 ein feststehendes Teil 36 auf, das auf einer Trägerplatte 38 oder dergleichen lagegesichert in ei­ ner stationären Stellung bezüglich des Motorblocks angeord­ net ist. Die Riemenspannvorrichtung 26 weist weiterhin ein schwenkbares Teil 40 auf, welches bezüglich des feststehen­ den Teiles 36 auf einer feststehenden Achse schwenkbar zwi­ schen der ersten und der zweiten Endstellung gelagert ist. Das schwenkbare Teil 40 lagert eine auf den Keilriemen 12 auflegbare Spannrolle 42, die eine Drehbewegung um eine zweite Achse, die parallel zur ersten Achse angeordnet ist, ausführen kann. Eine Federeinrichtung 44, die im Beispiels­ falle als Torsions- oder Schraubenfeder ausgebildet ist, ist zwischen dem festen Teil 36 und dem schwenkbaren Teil 40 derart angeordnet, daß sie das schwenkbare Teil 40 mit einer elastischen Kraft in eine Richtung weg von der ersten End­ lage auf die zweite Endlage belastet und dabei eine Feder­ kraft ausübt, die bei Bewegungen des schwenkbaren Teils 40 von der ersten Endlage in Richtung auf die zweite Endlage abnimmt. Die zweite Endlage der Riemenspannvorrichtung 26 entspricht hierbei der in Fig. 1 mit strichlierten Linien dargestellten Lage.

Die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung 26 weist weiter­ hin eine Dämpfungseinrichtung 46 auf, die im Betrieb zur Dämpfung mittels einer Dämpfungskraft dient, die bei Bewe­ gung des schwenkbaren Teils 40 aus der ersten Endlage in Richtung auf die zweite Endlage abnimmt, also proportional zur Stellung des schwenkbaren Teils 40 ist.

Das feststehende Teil 36 kann auf verschiedene Art und Weise ausgebildet sein; bei der dargestellten Ausführungsform weist es jedoch ein festes Kernteil 48 und ein Paar von kap­ selförmigen Gehäuseteilen 50 und 52 auf. Das Kernteil 48 weist eine im wesentlichen zylindrische Form mit einer mit­ tigen Ausnehmung 54 auf, die sich in Längsrichtung zur Auf­ nahme einer Bolzenanordnung 56 erstreckt, die zur lösbaren Befestigung des feststehenden Teils 36 an der Trägerplatte 38 dient. Gemäß Fig. 6 weist jedes Ende des Kernteiles 48 einen in seinem Durchmesser verringerten Teilbereich 58 mit umfangsseitigen parallelen ebenen Flächen auf. Das Gehäuse­ teil 50 weist eine ringförmige Stirnwand 60 mit einer mitti­ gen Ausnehmung 62 auf, die zur Aufnahme des entsprechenden Teilbereiches 58 des Kernteiles 48 vorgesehen ist. Die Stirnwand 60 weist eine Nase 64 auf, die sich von der Stirn­ wand 60 aus erstreckt und nach außen gebogen ist, wobei sie in eine Ausnehmung 66 eingreift, die in der Trägerplatte 38 angeordnet ist, um das feststehende Teil 36 an einer Bewe­ gung bezüglich der Trägerplatte 38 um die Achse der Bolzen­ anordnung 56 und des Kernteiles 48 zu hindern.

Das kapselförmige Gehäuseteil 50 weist weiterhin eine zylin­ drische Umfangswand 68 auf, die sich in Axialrichtung vom Umfang der Stirnwand 60 aus in einem wesentlich geringeren Ausmaße erstreckt, als die axiale Ausdehnung des Kernteiles 48. Das andere abdeckende kapselförmige Gehäuseteil 52 weist eine im wesentlichen ringförmige Stirnwand 70 mit einer mit­ tigen Ausnehmung 72 auf, die ähnlich der Ausnehmung 62 aus­ gebildet ist, um den anderen, am Ende des Kernteiles 48 lie­ genden Teilbereich 58 aufzunehmen. Das Gehäuseteil 52 weist eine Segment-Umfangswand 74 auf, die sich vom Umfang der Stirnwand 70 aus erstreckt und an einem Segmentbereich der Umfangswand 68 des Gehäuseteiles 50 anliegt. Die Gehäuse­ teile 50 und 52 bilden auf diese Weise ein Gehäuse, das um­ fangsseitig bis auf eine winkelförmige Ausnehmung 76 ge­ schlossen ist, durch die sich ein Trägerarmteil 78 des schwenkbaren Teils 40 erstreckt.

Gemäß Fig. 3 weist das freie Ende des Trägerarmteiles 78 des schwenkbaren Teils 40 eine einstückig angeformte Stummel­ welle 80 auf, auf der die Spannrolle 42 beispielsweise mit­ tels eines Kugellagers 82 oder dergleichen gelagert ist. Das gegenüberliegende Ende des Trägerarmteiles 78, das sich durch die Ausnehmung 76 in das Gehäuse hinein erstreckt, weist eine verstärkte ringförmige Ausbildung auf, d. h. sie weist einen ringförmigen Vorsprung 84 auf, der sich in Axi­ alrichtung zum Trägerarmteil 78 erstreckt, der einen Außen­ durchmesser aufweist, der genügend groß ist, sich innerhalb der Schraubenfeder von einer ihrer Seiten her zu erstrecken. Gemäß den Fig. 2 bis 5 erstreckt sich eine Windung der Schraubenfeder um den ringförmigen Vorsprung 84, wobei eines ihrer Enden 86 im wesentlichen radial nach außen umgebogen ist, so daß es mit einem nach außen ragenden Anschlagteil 88 in Anlage gelangt, das einstückig an der benachbarten Um­ fangsfläche des Trägerarmteils 78 angeformt ist.

Das schwenkbare Teil 40 weist weiterhin ein zylindrisches, muffenförmiges Lagerteil 90 auf, das einstückig an dem ring­ förmigen Vorsprung 84 angeformt ist und das sich in Axial­ richtung nach außen von diesem aus erstreckt. Der Außen­ durchmesser des zylindrischen Lagerteiles 90 ist kleiner als der Außendurchmesser des ringförmigen Vorsprunges 84 und größer als der Innendurchmesser des zylindrischen Kernteils 48. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die axiale Abmessung des zylindrischen Lagerteiles 90 derart ge­ wählt, daß es sich fast bis zur ringförmigen Stirnwand 60 des Gehäuseteiles 50 erstreckt.

Eine innere Hülse oder ein inneres Führungsteil 92 für die Feder ist gleitbeweglich auf der äußeren Umfangsfläche des Lagerteiles 90 gelagert. Vorteilhafterweise besteht das in­ nere Führungsteil 92 aus gegossenem Kunststoffmaterial, das vorzugsweise Zytel® ist. Das innere Führungsteil 92 weist eine zylindrische innere Umfangsfläche 94 einer derartigen Größe auf, daß es an der äußeren Umfangsfläche des zylindri­ schen Lagerteils 90 anliegt. Der axial innere Endbereich des inneren Führungsteiles 92 weist eine äußere Umfangsfläche 96 einer Größe auf, die wesentlich kleiner ist, als der Innen­ durchmesser der Schraubenfeder. Der axial gegenüberliegende äußere Endbereich weist eine äußere Umfangsfläche 98 von größerer Abmessung auf derart, daß die Schraubenfeder 44 zu­ mindest teilweise an dieser äußeren Umfangsfläche 98 anliegt (Fig. 3).

Ein ringförmiger Flansch 100 erstreckt sich in Radialrich­ tung nach außen vom äußeren Ende des inneren Führungsteiles 92 aus und liegt an der Innenfläche der ringförmigen Stirn­ wand 60 des Gehäuseteiles 50 an. Der Flansch 100 ist an sei­ ner äußeren Umfangsfläche mit einer sich axial von der Stirnwand 60 abwendenden Rippe 102 versehen. Das gegenüber­ liegende Ende 104 der Schraubenfeder ist radial nach außen in ähnlicher Weise wie das radial nach außen umgebogene Ende 86 umgebogen. Das nach außen gebogene Ende 104 der Feder greift in einen Schlitz 106 ein, der in der Umfangswand 68 des Gehäuseteils 50 angeordnet ist. Der Schlitz 106 er­ streckt sich vorzugsweise in einem Winkel von ungefähr 45° bezüglich einer Radialebene, d. h. auf einer kurzen Schrau­ benlinie auf dem Umfang der Umfangswand 68. Damit kann in dem Schlitz 106 das Ende 104 zu Anfang am axial inneren Ende des Schlitzes 106 montiert werden. Ein anschließendes Span­ nen der Feder während der Montage belastet das Ende 104 in Richtung auf eine gemäß Fig. 4 nach rechts gerichtete Bewe­ gung, wobei das Ende 104 auf einer Anlagestelle mit der Rippe 102 lastet. Gemäß Fig. 3 ergibt die Anlage des Endes 104 der Feder an der Rippe 102 ein Zusammendrücken oder eine Verformung der Rippe 102 und damit eine formschlüssige Ver­ riegelung des inneren Führungsteiles 92 gegen Drehung bezüg­ lich des feststehenden Teils 36. Die Anordnung verhindert jedoch nicht in jedem Falle eine Gleitbewegung des inneren Führungsteils 92 quer zur Längsachse der Riemenspannvor­ richtung, d. h. eine in Fig. 3 nach links oder rechts ge­ richtete Bewegung.

Die Dämpfungseinrichtung 46 ist in Form eines Buchsenkörpers 108 eines bestimmten Materiales ausgebildet, um eine Anpas­ sung an die Schwingungseigenschaften des Systemes zu ermög­ lichen, in dem die Riemenspannvorrichtung 26 benutzt wird. Treten in der Anordnung Schwingungen mit hoher Frequenz und geringer Amplitude auf, wird vorzugsweise elastomeres Mate­ rial, wie beispielsweise elastomeres Urethan des Typs II Black Urethane verwendet. Die Shorehärte des Urethans kann verschieden groß sein, beispielsweise kann der Wert 90 be­ tragen. Wird elastomeres Material verwendet, ergibt die An­ wendung des dämpfenden Buchsenkörpers 108 zwei verschiedene, d. h. hintereinandergeschaltete Dämpfungswirkungen: erstens eine Festkörper-Dämpfungswirkung bzw. eine Dämpfungswirkung aufgrund innerer Materialverdrängung und zweitens eine Dämp­ fungswirkung aufgrund von Gleitreibung. Die zwei Arten der Dämpfungswirkungen treten derart in Folge aufeinander auf, daß die Festkörperdämpfung stets zum Tragen kommt, solange die Amplitude der Schwingung unterhalb der Schwellenampli­ tude liegt, während die Dämpfung aufgrund der Gleitreibung nur zum Tragen kommt, nachdem die Schwellenamplitude über­ schritten worden ist. Es ist wichtig zu beachten, daß die Dämpfungswirkung aufgrund von Gleitreibung sich hierbei pro­ portional ändert.

Unterliegt das System Schwingungen mit relativ niedriger Frequenz, jedoch hoher Amplitude, ist ein bevorzugtes Mate­ rial für den dämpfenden Buchsenkörper 108 Zytel 103 HSL®. Wird dieses Material für den dämpfenden Buchsenkörper 108 verwendet, besteht die Dämpfungswirkung im wesentlichen gänzlich aus der Gleitreibung, wobei der Betrag an Festkör­ perdämpfung durch innere Materialverdrängung relativ unbe­ deutend ist. Zwar gibt es eine gewisse sequentielle Festkör­ perdämpfungswirkung, wobei jedoch die Schwellenamplitude sehr nahe am Wert Null liegt. Diese Dämpfungsanforderung ist ein bevorzugter Einsatzfall der erfindungsgemäßen Riemen­ spannvorrichtung.

Unterliegt das System Schwingungen hoher Frequenz sowie ho­ her Amplitude, ist das Material Zytel® elastomerem Urethan ebenfalls vorzuziehen, da auch hier die Dämpfungswirkung im wesentlichen durch Gleitreibung erzielt wird. Auch diese Dämpfungsanforderung ist ein bevorzugter Einsatzfall der er­ findungsgemäßen Riemenspannvorrichtung.

Allerdings kann in dem zuletzt genannten Fall das Vorsehen einer anderen Dämpfungseinrichtung in dem System ausreichend sein, um sowohl die Frequenz als auch die Amplitude zu ver­ mindern. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, eine Spannrolle mit einer elastomeren Stummelwelle entweder auf der Antriebswelle des Motors und/oder der Welle des Kompres­ sors zu verwenden.

Gemäß Fig. 4 weist das schwenkbare Teil 40 eine zylindrische innere Umfangsfläche 110 auf, die sich axial über die Länge des Teils 40 erstreckt und die das Innere des zylindrischen Lagerteils 90 begrenzt. Der Buchsenkörper 108 weist eine äußere Umfangsfläche 112 einer derartigen Größe bzw. eines derartigen Durchmessers auf, daß der Buchsenkörper 108 lose innerhalb des von der Umfangsfläche 110 begrenzten Raumes angeordnet ist. Der Buchsenkörper 108 weist eine innere Um­ fangsfläche 114 auf, die dicht auf der äußeren Umfangsfläche des Kernteiles 48 aufliegt. Ein Ende des Buchsenkörpers 108 liegt an der Innenfläche der Stirnwand 60 des Gehäuseteiles 50 an, während das gegenüberliegende Ende des Buchsenkörpers 108 an einer Unterlegscheibe 116 anliegt, die sowohl an ei­ ner benachbarten Fläche des schwenkbaren Teiles 40 als auch an der Innenfläche der Stirnwand 70 des Gehäuseteiles 52 an­ liegt. Vorzugsweise ist die Scheibe 116 aus einem ähnlichen Material wie das innere Führungsteil 92 ausgebildet, bei­ spielsweise aus Zytel 101®.

Bei der Montage der Bestandteile der Riemenspannvorrichtung 26 wird das Kernteil 48, auf dem der dämpfende Buchsenkörper 108 angeordnet ist, durch Einführen des Teilbereiches 58 des Kernteiles 48 in die entsprechend ausgebildete Ausnehmung 62 in der Stirnwand 60 des Gehäuseteils 50 bezüglich diesem be­ festigt. Das ringförmige innere Führungsteil 92, das das La­ ger für die als Schraubenfeder ausgebildete Federeinrichtung 44 bildet, wird in Anlage mit der Innenfläche der Stirnwand 60 angeordnet. Die Schraubenfeder wird dann in das Gehäuse­ teil 50 in exzentrischer Lage angeordnet, so daß das Ende 104 der Feder mit dem in Axialrichtung inneren Ende des Schlitzes 106 in Anlage gelangt. Das zylindrische Lagerteil 90 des schwenkbaren Teils 40 wird dann in Axialrichtung in eine Stellung zwischen der äußeren Umfangsfläche 112 des Buchsenkörpers 108 und der inneren Umfangsfläche des ring­ förmigen inneren Führungsteils 92 bewegt, bis das Ende 86 der Feder in Anlage mit dem Anschlagteil 88 gelangt. Das schwenkbare Teil 40 wird dann in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wobei die Schraubenfeder zwischen ihren Enden 104 und 86 mittels Torsion gespannt wird. Das Aufbringen dieser Spannung belastet das Ende 104 der Feder in eine gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Richtung, wie dies aus Fig. 1 er­ sichtlich ist, wobei diese Bewegung aufgrund des 45°-Winkels des schrägen Schlitzes 106 das Ende 104 in eine axiale Rich­ tung auf die Rippe 102 zu bewegt. Das Nylonmaterial, aus dem das ringförmige innere Führungsteil 92 und die Rippe 102 be­ stehen, ist ausreichend weich, so daß sich die Rippe 102 aufgrund der axialen Bewegung des Endes 104, das dabei in Anlage mit der Rippe 102 gelangt, wie dies aus Fig. 3 er­ sichtlich ist, verformt. Diese Verformung der Rippe 102 dient zur drehfesten Befestigung des ringförmigen inneren Führungsteils 92 mit dem Ende 104 der Feder, wodurch eine Drehbewegung um die Achse des Kernteiles 48 verhindert wird. Jedoch läßt diese Anordnung eine Bewegung des inneren Füh­ rungsteiles 92 quer zur Richtung der Längsachse des Kerntei­ les 48 zu.

Nachdem der schwenkbare Teil 40 in eine Stellung zwischen der ersten und der zweiten Endlage bewegt worden ist, kann das Gehäuseteil 50 in Anlage mit dem gegenüberliegenden Teilbereich 58 des Kernteiles 48 unter Aufbringung von Druck gebracht werden. Ist diese Verbindung nach einer entspre­ chenden Montage der Unterlegscheibe 116 ausgeführt worden, ergibt ein weiteres Schwenken des schwenkbaren Teils 40 eine aufgrund der Federkraft entstehende Bewegung in die zweite Endlage, in der das Trägerarmteil 78 an einem Ende der Um­ fangswand 74 des Gehäuseteils 50 anliegt. Die Lage der Aus­ nehmung bzw. des Schlitzes 106 kann verändert werden, um den Federdruck zu verändern, der von der Feder ausgeübt wird. Die Montage der Bestandteile wird derart ausgeführt, daß die Feder einen sehr kleinen, wenn überhaupt einen Axialdruck auf den schwenkbaren Teil 40 und die Scheibe 116 ausübt, wo­ bei natürlich ein größeres Maß an Axialdruck ausgeübt werden kann, wenn dies gewünscht ist.

Die Riemenspannvorrichtung 26 wird durch Einsetzen der Nase 64 in die Ausnehmung 66 in der Trägerplatte 38 und durch Hindurchführen der Bolzenanordnung 56 durch die mittige Aus­ nehmung 54 des Kernteiles 48 und die entsprechende Ausneh­ mung in der Trägerplatte 38 montiert. Die Lagerung der Rie­ menspannvorrichtung 26 auf der Trägerplatte 38 in der oben beschriebenen Weise dient zum Befestigen des feststehenden Teiles 36 der Riemenspannvorrichtung 26 am Motor des Fahr­ zeugs. Die Spannrolle 42 wird drehbar am Ende des schwenkba­ ren Teiles 40 angeordnet und wird dann in die Betriebsstel­ lung bewegt, in der sie auf dem Keilriemen 12 aufliegt, wo­ bei diese Bewegung des schwenkbaren Teils 40 der Riemen­ spannvorrichtung 26 manuell gegen den Uhrzeigersinn bezüg­ lich des feststehenden Teiles 36 ausgeführt wird. Zur Unter­ stützung dieser Bewegung ist eine quadratische Ausnehmung 118 (Fig. 1) im Mittelbereich des Trägerarmteiles 78 zur Aufnahme eines geeigneten hebelartigen Werkzeuges vorgese­ hen, das dem Benutzer einen größeren Hebelarm zur Verfügung stellt, mittels dem die Drehbewegung ausgeführt werden kann. Der schwenkbare Teil 40 wird dann von Hand aus Richtung der zweiten Endlage, wie sie in Fig. 1 mittels der strichlierten Linien dargestellt ist, in Richtung der ersten vollgespann­ ten Endlage bewegt und nachdem der Keilriemen 12 an der Spannrolle 42 anliegt, wird der schwenkbare Teil 40 freige­ geben, so daß er unter der Einwirkung der Federkraft in die den Keilriemen 12 spannende Anlagestellung mit diesem bewegt wird.

Die Anordnung ist derart ausgeführt, daß die Riemenkraft auf die Spannrolle 42 in eine Richtung bezüglich der Achse der Spannrolle 42, die im wesentlichen der Winkelhalbierenden des Umschlingungswinkels des Keilriemens bezüglich des Um­ fanges der Spannrolle 42 entspricht, übertragen wird. Das Spannen der Feder mittels Verdrehen der Enden 104 und 86 ge­ geneinander erzeugt innerhalb der Windungen der Feder eine zunehmende Umschlingung des inneren Führungsteiles 92 oder eine Durchmesserverengung der Feder 44 und damit eine in Um­ fangsrichtung des inneren Führungsteiles wirkende radiale Federkraftkomponente, die im wesentlichen in der radialen Richtung wirkt, die den Winkel zwischen den Federenden 104 und 86 halbiert. Diese radiale Federkraftkomponente wirkt vorzugsweise in einer Richtung, die im wesentlichen die gleiche Richtung ist, in der die Riemenkraft auf das Kern­ teil 48 übertragen wird. Darüber hinaus wird die Riemenkraft in einer Stellung übertragen, die der Stellung des äußeren axialen Endes des Kernteiles 48 und der Stellung des Träger­ armteils 78 entspricht. Die radiale Federkraftkomponente wird mittels der Feder auf das gegenüberliegende Ende des Kernteiles 48 mittels der relativ kurzen axialen Umfangsflä­ che 98 des inneren Führungsteiles 92 übertragen, die als Einrichtung zur Übertragung der radialen Federkraftkompo­ nente auf das Kernteil 48 über das Lagerteil 90 des schwenk­ baren Teils 40 und des Buchsenkörpers 108 dient. Während die Wirkungsrichtung der radialen Federkraftkomponente mit einer Veränderung der Stellung des schwenkbaren Teils 40 veränder­ bar ist, wirkt sie im wesentlichen immer in derselben Rich­ tung wie die Riemenkraft.

Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform fluchtet die Wirkungslinie der Federkraft genau mit der Richtung der Riemenkraft, wenn der schwenkbare Teil 40 um ungefähr ein Drittel seines Abstandes von der ersten Endlage in die zweite Endlage bewegt worden ist.

Die im wesentlichen ausbalancierte Wirkung der radialen Fe­ derkraftkomponente auf das Kernteil 48 über den dämpfenden Buchsenkörper 108 in der beschriebenen Weise ist wichtig zur Vermeidung einer axial nichtfluchtenden Stellung des schwenkbaren Teils 40 ebenso wie zur Vermeidung einer win­ kelmäßig nichtfluchtenden Stellung bezüglich der festen Achse des Kernteiles 48. Die Größe der radialen Kräfte, die auf das feste Kernteil 48 in Radialrichtung über den Buch­ senkörper 108 wirken, haben ein Maximum, wenn sich der schwenkbare Teil 40 in der ersten Endlage befindet und die Federspannung nimmt zunehmend ab, wenn der schwenkbare Teil 40 von der ersten Endlage in Richtung auf die zweite, den Riemen maximal nachspannende Endlage bewegt wird. Die Art und Weise, in der diese Abnahme des Federdruckes, der auf den schwenkbaren Teil 40 wirkt, dazu dient, eine konstante den Riemen spannende Kraft zu liefern, ist bekannt. Kurz ge­ sagt, wird die Abnahme des Federdruckes durch Veränderung des Hebelarms der Riemenspannvorrichtung 26 ausgeglichen, wie dies im vorangehenden beschrieben worden ist. Die ra­ diale Kraftkomponente der Feder ändert sich ebenso propor­ tional zur Torsionskraft der Feder, so daß der Teil des Buchsenkörpers 108, der zwischen dem Lagerteil 90 des schwenkbaren Teils 40 und dem Kernteil 48 des feststehenden Teils 36 angeordnet ist, durch den die Radialkräfte wirken, maximal zusammengepreßt wird, wenn sich der schwenkbare Teil 40 in seiner ersten Endlage befindet, wobei die Zusammen­ drückung stetig abnimmt, wenn sich der schwenkbare Teil 40 von der ersten Endlage weg in die zweite Endlage bewegt.

Der dämpfende Buchsenkörper 108 ist in seiner bevorzugten Ausführungsform relativ lose mit seiner inneren Umfangsflä­ che auf der äußeren Umfangsfläche des Kernteiles 48 gela­ gert, wenn der Buchsenkörper 108 aus Zytel® besteht. Die La­ gerung zwischen der äußeren Umfangsfläche und der inneren Umfangsfläche des Lagerteiles 90 des schwenkbaren Teils 40 ist relativ beweglich ausgebildet, beispielsweise mit einem Spiel zwischen ungefähr 0,03 mm (0,001 inch) bis ungefähr 0,1 mm (0,005 inch). Folglich wird die Schwenkbewegung des schwenkbaren Teils 40 bezüglich des feststehenden Teiles 36 zwischen seinen Endlagen bei dieser bevorzugten Ausführungs­ form, bei der praktisch keine Dämpfungswirkung aufgrund in­ nerer Materialverdrängung erzeugt wird, im wesentlichen von einer Gleitbewegung zwischen der äußeren Umfangsfläche des Buchsenkörpers 108 und der inneren Umfangsfläche des Lager­ teiles 90 aufgenommen. Da der Radialdruck zwischen diesen zwei Berührungsflächen abhängig von der Stellung des schwenkbaren Teils 40 bezüglich des feststehenden Teils 36 variiert, da sich abhängig hiervon die Umschlingung bzw. Zu­ sammenziehung der Feder 44 ändert, verändert sich somit auch der Betrag der Reibung zwischen den beiden Berührungsflächen und daher ändert sich die Torsionskraft die nötig ist, um die Reibungskraft zu überwinden, ebenso.

Die oben erwähnten Durchmesserverhältnisse und die Härte des elastomeren Materials des Buchsenkörpers 108 lassen sich auch so wählen bzw. einstellen, daß eine relative Drehbewe­ gung zwischen dem schwenkbaren Teil 40 und dem feststehenden Teil 36 durch innere elastomere Materialverdrängung oder Scherwirkung bis zu einem Winkel aufgenommen wird, bei dem die Torsionskraft, die zwischen den Spannungen übertragenden Berührungsflächen des Lagerteils 90 und des Buchsenkörpers 108 übertragen wird, eine Höhe erreicht, die genügend groß ist, um die Reibungskraft, wie oben beschrieben, zu überwin­ den.

Auf diese Weise werden Unwuchtkräfte in der Riemenanordnung 10, die während des normalen Betriebes vom Keilriemen 12 auf die Spannrolle 42 mit einer relativ niedrigen, normalen Am­ plitude ausgeübt werden, mittels Materialverdrängung des elastomeren Materials des Buchsenkörpers 108 ohne eine rela­ tive Gleitbewegung zwischen den verspannten Berührungsflä­ chen des Lagerteiles 90 und des Buchsenkörpers 108 aufgenom­ men. Solche Bewegungen mit normal niedriger Amplitude sind üblicherweise von kurzer Dauer und daher wird beim normalen Betrieb der Riemenspannvorrichtung 26 eine Dämpfung ohne die Notwendigkeit einer Gleitbewegung zweier Flächen aufeinander erreicht. Werden Bewegungen mit hoher Amplitude jenseits der Amplitude, die durch elastomere Materialverdrängung aufge­ nommen werden kann, ausgeübt, kommt es zu einer relativen Gleitbewegung zwischen den Berührungsflächen des Lagerteils 90 und des Buchsenkörpers 108, wodurch eine sequentielle Dämpfungskraft entsteht, die geeignet ist, Resonanzen bei solch abnormal hohen Schwingungsamplituden zu vermeiden. Diese hohe Reibung aufgrund einer Gleitbewegung von Flächen aufeinander entsteht ebenfalls bei der ersten Montage der Riemenspannvorrichtung 26 bei der Aufnahme der manuellen Be­ wegung des schwenkbaren Teiles 40 von seiner zweiten Endlage in seine Betriebsstellung zum Keilriemen 12. Darüber hinaus ist die Anordnung derart ausgebildet, daß Schwingungsein­ flüsse des Motors den Buchsenkörper 108 derart beeinflussen, daß er eine in Torsionsrichtung spannungsfreie Stellung zwi­ schen dem Kernteil 48 und dem Lagerteil 90 des schwenkbaren Teils 40 einnimmt. Auf diese Weise werden die verschiedenen Arbeitsstellungen, die der schwenkbare Teil 40 während einer längeren Benutzungsdauer aufgrund von Riemenverschleiß und Riemenausdehnung annehmen kann, gänzlich ausgeglichen. Dar­ über hinaus ändert sich die normale Betriebsstellung des schwenkbaren Teiles 40 mehr auf die eine maximale Riemen­ nachspannung liefernde zweite Endlage, wobei die aufgrund der Verdrehung entstandene Federwirkung abnimmt und wobei proportional die Kraft abnimmt, die dazu nötig ist, um die Reibung zwischen den sich unter Druck berührenden Flächen des Lagerteiles 90 und des Buchsenkörpers 108 zu überwinden, da sich die Feder 44 bei zunehmender Annäherung des schwenk­ baren Teils 40 an seine zweite Endlage entspannt und somit die Umschlingung und mit ihr der radiale Druck auf die kon­ zentrische Anordnung von Führungsteil 92, Lagerteil 90, Buchsenkörper 108 und Kernteil 48 abnimmt. Dies ermöglicht ein Dämpfungsmaß, das proportional ist und das eine wir­ kungsvolle Dämpfungswirkung über den gesamten Betriebsbe­ reich der Bewegung der Riemenspannvorrichtung während der gesamten Lebensdauer sicherstellt. Durch die Dosierung der Dämpfung auf einen erforderlichen Wert, werden Extreme einer zu geringen Dämpfung bei Stellungen hoher Federspannung bis auf ein Maß, bei dem Resonanzen möglich sind, oder eine zu hohe Dämpfung bei Stellungen niedriger Federspannungen bis auf ein Maß, bei dem ein Festklemmen der Spannrolle 42 mög­ lich ist, über die gesamte Betriebsdauer vermieden.

Die im Vorangehenden beschriebene Ausführungsform der Erfin­ dung kann auf verschiedene Art und Weise modifiziert werden. Zum einen ist bereits erwähnt worden, daß der Buchsenkörper 108 aus anderen Materialien hergestellt sein kann, die nicht nur eine Dämpfungswirkung aufgrund einer Gleitreibung zur Folge haben, sondern eine Aufeinanderfolge von Dämpfungswir­ kungen, wie sie durch elastomeres Material erreicht wird, ergeben. Da die Schraubenfeder 44 ein gewisses Maß an axia­ lem Federdruck auf die Unterlegscheibe 116 ausübt, ergibt die relative Gleitbewegung, die zwischen den aufeinanderge­ drückten Flächen des schwenkbaren Teiles 40 und der Unter­ legscheibe 116 entsteht, ein begrenztes Dämpfungsmaß. Falls ein größeres Dämpfungsmaß erwünscht ist, kann dies mittels der Unterlegscheibe 116 durch Änderung ihres Materials in ein Material erreicht werden, das einen größeren Reibungs­ beiwert aufweist. Beispielsweise könnte die Unterlegscheibe 116 aus elastomerem Material bestehen. Im allgemeinen kann jedoch festgestellt werden, daß es weniger wünschenswert ist, eine Dämpfung durch Übertragung einer Axialkraft mit­ tels des Buchsenkörpers 108 zu erzeugen, anstatt einer Dämp­ fung mittels einer Radialkraft. Die Übertragung einer Axial­ kraft kann eine nichtfluchtende Stellung zwischen der Spann­ rolle 42 und dem Keilriemen 12 zur Folge haben. Aus diesem Grund ist eine Dämpfung mittels eines Buchsenkörpers 108, der in Radialrichtung in der oben beschriebenen Weise ver­ spannt ist, vorzuziehen, obwohl eine axiale Verspannung oder eine Kombination aus radialer und axialer Verspannung mög­ lich ist.

Obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform eine Dämpfung aufgrund von Reibung am Beispiel eines Flächengleitens zwi­ schen dem Lagerteil 90 und dem Buchsenkörper 108 beschrieben worden ist, kann eine solche Wirkung auch zwischen dem Dämp­ fungskörper 108 und dem Kernteil 48 erzeugt werden. Die ge­ samte Dämpfungswirkung könnte durch Gleiten dieser beiden Flächen erreicht werden, falls dies erwünscht ist, obwohl es bevorzugt ist, die Flächen zu verwenden, die in Radialrich­ tung möglichst weit außen liegen, da dadurch ein günstiger Hebelarm geschaffen wird. Bei der elastomeren Ausführung wird dieses Ergebnis dadurch erreicht, daß die Verbindung zwischen dem Buchsenkörper 108 und dem Kernteil 48 fest ist, während die Verbindung mit dem Lagerteil 90 lose ist. Die feste Verbindung kann geklebt oder auf andere Weise unbeweg­ lich gemacht werden.

Claims (10)

1. Riemenspannvorrichtung mit:
einem feststehenden Teil;
einem schwenkbaren Teil, welches im Betrieb bezüglich des feststehenden Teiles zwischen einer ersten und ei­ ner zweiten Endlage schwenkbar um eine erste Achse ge­ lagert ist, wobei bei einer Bewegung des schwenkbaren Teils in Richtung seiner zweiten Endlage die Riemen­ spannvorrichtung einer Längung des Riemens folgt;
einer Spannrolle für den Riemen, welche von dem schwenkbaren Teil geführt und um eine zweite Achse drehbar gelagert ist, welche zu der ersten Achse paral­ lel ist;
einer Federeinrichtung, die zwischen dem feststehenden Teil und dem schwenkbaren Teil angeordnet ist und auf das schwenkbare Teil derart wirkt, daß dieses mit einer durch die Federeinrichtung erzeugten Federkraft in Richtung von der ersten Endlage in die zweite Endlage belastet ist, wobei die Federkraft abnimmt, wenn sich das schwenkbare Teil in Richtung auf die zweite Endlage bewegt; und
einer zwischen dem feststehenden Teil und dem schwenk­ baren Teil eingeschalteten, als Reibungsbremse wirken­ den Dämpfungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (44) eine Torsionsfeder ist, und daß für die Wirkung als Reibungsbremse die radiale Ver­ lagerung eines Teils der Torsionsfeder genutzt wird, wobei dieser Teil ein Reibelement beaufschlagt derart, daß die Dämpfungskraft mit zunehmender Annäherung des schwenkbaren Teils (40) an die zweite Endlage abnimmt.

2. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der feststehende Teil (36) ein Kernteil (48) aufweist, das sich in Axialrichtung entlang der ersten Achse erstreckt, daß der schwenkbare Teil (40) ein Lagerteil (90) aufweist, das unter Bildung eines Ringraumes das Kernteil (48) umgibt, und daß die Dämp­ fungseinrichtung (46) einen in dem Ringraum angeordne­ ten Buchsenkörper (108) aufweist, der als Reibelement wirkt.

3. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Buchsenkörper (108) aus Zytel® be­ steht.

4. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Teil (40) ein Trägerarmteil (78) aufweist, das sich von ei­ nem Ende des Lagerteils (90) aus nach außen erstreckt, wobei an diesem einen Ende des Lagerteils (90) ein be­ nachbartes Ende (86) der Torsionsfeder festgelegt ist, wobei weiterhin ein Schlitz (106) zur Verbindung des anderen gegenüberliegenden Endes (104) der Torsionsfe­ der an dem feststehenden Teil (36) vorgesehen ist, so daß die aufgrund der Verdrehung der Torsionsfeder ent­ standene Spannung zwischen ihren Enden (86, 104) ab­ nimmt, wenn sich der schwenkbare Teil (40) von der er­ sten Endlage in Richtung auf die zweite Endlage bewegt 5. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein zwischen den Enden (86, 104) der Tor­ sionsfeder (44) axial verlaufend angeordnetes inneres Führungsteil (92) vorgesehen ist, das die radiale Kraftkomponente durch das Lagerteil (90) und den Buch­ senkörper (108) zu dem Kernteil (48) überträgt.

6. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das innere Führungsteil (92) einen rela­ tiv kurzen axial verlaufenden Bereich aufweist, der in­ nerhalb einer Windung der Torsionsfeder (44) in der Nachbarschaft des anderen gegenüberliegenden Endes (104) der Feder (44) derart angeordnet ist, daß die ra­ diale Kraftkomponente von der Feder auf den relativ kurzen axial verlaufenden Bereich übertragbar ist.

7. Riemenspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in welcher die radiale Kraftkomponente der Torsionsfeder (44) auf das Kernteil (48) bezüglich der ersten Achse übertragbar ist, im wesentlichen die gleiche ist wie die Richtung, in welcher die Riemenkraft auf den schwenkbaren Teil (40) zu dem Kernteil (48) übertragbar ist.

8. Riemenspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das innere Führungsteil (92) einen sich in Radial­ richtung nach außen erstreckenden Flansch (100) in der Nachbarschaft des relativ kurzen Axialbereiches auf­ weist, wobei der Flansch (100) mit einer ringförmigen Rippe (102) versehen ist, die sich von diesem aus in Axialrichtung auf den relativ kurzen Axialbereich zu erstreckt;
daß das feststehende Teil (36) ein kapselförmiges Ge­ häuseteil (50) aufweist, das an dem ihm benachbarten Ende des Kernteiles (48) befestigt ist und das eine Um­ fangswand (68) aufweist, die den relativ kurzen Axial­ bereich und den Flansch (100) des inneren Führungstei­ les (92) umgibt; und
daß der Schlitz (106) in der Umfangswand (68) ausgebil­ det ist und das andere sich radial nach außen er­ streckende gegenüberliegende Ende (104) der Torsionsfe­ der aufnimmt, wobei der Schlitz eine Bewegung des Endes (104) der Torsionsfeder in eine die Rippe (102) verfor­ mende Anlage aufgrund der Verdrehspannung der Feder be­ wirkt.

9. Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil (36) ein zweites kapselförmiges Gehäuseteil (52) mit einer Stirnwand (70) aufweist, das an einem Ende des Kernteiles (48) befestigt ist und das eine Segment-Um­ fangswand (74) aufweist, die sich in Axialrichtung vom Umfang des Gehäuseteiles (52) aus bis zur Anlage an ei­ ner Umfangswand (68) des ersten schalenförmigen Gehäu­ seteiles (50) erstreckt.

10. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Innenfläche der Stirnwand (70) des zweiten kapselförmigen Gehäuseteiles (52) an einer Flä­ che einer Unterlegscheibe (116) anliegt, während die andere Fläche der Unterlegscheibe (116) an einer zu dieser parallelen ringförmigen Fläche des schwenkbaren Teils (40) anliegt.

11. Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Unterlegscheibe (116) aus einem Kunststoff, insbesondere Nylon besteht.