DE3316788C2

DE3316788C2 - Einrichtung zur Überprüfung der Riemenspannung

Info

Publication number: DE3316788C2
Application number: DE3316788A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ing. Graz Kunzfeld
Original assignee: AVL Gesellschaft fuer Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1982-05-12
Filing date: 1983-05-07
Publication date: 1985-03-21
Also published as: IT1194234B; IT8321053A1; US4480487A; FR2526943B1; FR2526943A1; IT8321053A0; JPH0342619B2; DE3316788A1; AT381168B; ATA187382A; JPS58213224A

Abstract

Eine relativ zu einem freien Riementrum (7) verschiebliche Belastungseinrichtung (9) weist eine vom Riemen bei Kontakt mit diesem antreibbare Meßrolle (10) mit Impulsmarken (11) auf, welche in Zusammenwirkung mit einem Umpulsgeber (12) eine den Hub der Belastungseinrichtung (9) messende Hubmeßeinrichtung (14) am Beginn der Rotation der Meßrolle (10) auf Null setzt. Der nach einer bestimmten Andrückzeit der mit bekannter Kraft wirkenden Belastungseinrichtung (9) gemessene Hub dient als Meßgröße für die Riemenspannung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überprüfung der Riemenspannung eines zum Antrieb von Maschinenelementen dienenden Antriebsriemens bei laufendem Riementrieb, wobei die Durchbiegung eines zwischen zwei Auflagerstellen freien Riementrums unter der Wirkung einer über eine in Richtung zu diesem Riementrum verschieblich gelagerte Belastungseinrichtung aufgebrachten bekannten Kraft als Meßgröße für die Riemenspannung dient, und wobei die Belastungseinrichtung, deren Hub über eine Hubmeßeinrichtung meßbar ist, am dem zu belastenden Riementrum zugewandten Ende eine mit dem Riemen zusammenwirkende Meßrolle aufweist.

Die richtige Einstellung der Riemenspannung eines Antriebsriemens ist für die zuverlässige Funktion einer mit einem derartigen Riemen drehverbundene Elemente aufweisenden Maschine sehr wichtig, da sowohl eine zu geringe als auch eine zu große Riemenspannung zu Beschädigungen am Riemen bzw. an der Maschine und /u damit verbundenen Punktionsausfällcn führen kann. Dies gilt insbesondere auch für die Spannung des Zahnriemens /um Antrieb der Nockenwelle einer Brenn kraftmaschine von der Kurbelwelle aus, dessen richtig eingestellte Spannung die für die Einhaltung der korrekten Steuerzeiten erforderliche weitgehend starre Koppelung der Drehbewegung von Kurbelwelle und Nokkenwelle garantiert

Die im Werkstättanbetrieb sehr oft praktizierte Einstellung der Riemenspannung nach Gefühl sowie die Überprüfung dieser durch Eindrücken eines freien Riementrums von Hand, wobei eine leichte Eindrüd.barkeit als Anzeichen für eine zu niedrige und eine schwere Eindrückbarkeit als Anzeichen für eine zu hohe Riemenspannung dient ist im Hinblick auf die Bedeutung der richtigen Riemenspannung nicht zufriedenstellend. Es sind auch Einrichtungen bzw. Verfahren bekannt bei weichen eine Art Lehre verwendet wird, die zwei Auflager aufweist zwischen denen ein freies Riementrum mit einer bekannten, beispielsweise über eine Feder od. dgl. bereitgestellten Kraft belastet wird, wobei die auftretende Durchbiegung als Maß für die Riemenspannung dient Als entscheidender Nachteil wäre dazu anzuführen, daß damit die Riemenspannung nur bei stillstehendem Antriebsriemen meßbar ist was im Hinblick auf die Tatsache, daß der Antriebsriemen infolge des übertragenen Drehmoments im Betrieb der Maschine einer nicht unbeträchtlichen zusätzlichen Kraft ausgesetzt ist zu falschen Werten und unter Umständen zu einer Oberbeanspruchung ffclircn kann. Auch kann unter Umständen in gewissen Zeiiabständcn eine routinemäßige Überprüfung der Riemenspannung aus Sichcrheilsgründen gewünscht sein, was bei der genannten bekann ten Einrichtung jedesmal eine Abstellung der Maschine für diese Überprüfung erfordert.

Ein weiterer gravierender Nachteil der bekannten Einrichtung ist darin zu sehen, daß der für die exakte Bestimmung der Riemenspannung erforderliche Nullpunkt der Durchbiegung nur sehr schwer genau bestimmbar ist was zu Meßfehlern führen kann.

Weiters ist beispielsweise aus der DE-AS 11 36 850 eine Einrichtung der eingangs ^enanp'en An bekannt welche eine Überprüfung von Änderungen der Riemenspannung bei laufendem Riementrieb zur Verhinderung von Überlastungen des Riemens ermöglicht Auch diese Einrichtung ermöglicht keine genaue Bestimmung der tatsächlich absolut gegebenen Riemenspannung, da die Belastung ständig auf das zu messende Riementrum wirkt und kein Nullpunkt der Durchbiegung meßbar ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Einrichtung der genannten Art zur Überprüfung der Riemenspannung so zu verbessern, daß damit auf einfache Weise genaue Messungen der tatsächli chen Riemenspannung bei in Betrieb befindlicher Masch^:ne — also bei laufendem Antriebsriemen — durchführbarsind.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß an der Meßrolle Impulsmarken angebracht sind, welche ab dem Zeitpunkt des Kontaktes der zur Messung uif das Riementrum zubewegten Meßrolle mit dem laul.-nden Riemen in Zusammenarbeit mit einem Impulsgeber die Rotation der Meßrolle anzeigende Impulse an eine Meßeinheit liefern, daß über die Meßeinheit am Beginn der Rotation der Meßrolle die Hubmeßcinrichlung auf den Ausgangswert Null für den Hub setzbar ist und daß der nach einer bestimmten Andrückzeit gemessene Hub als Meßgröße für die Riemenspannung dient. i>5 Zur Einleitung der Überprüfung der Ricmcnspannung wird also die am vorderen linde der verschieblich gelagerten Belastungseinrichtung angebrachte Meßrolle niif das zwischen den Auflagerstcllen an der An- bzw.

Abtriebsscheibe des Riemens freie Riementrum zubewegt Sobald der Umfang der Meßrolle mit dem sich bewegenden Riemen in Kontakt kommt, wird die bis dahin stillstehende Meßrolle in Drehung versetzt, was über die Impulsmarken bzw. den Impulsgeber auch praktisch verzögerungsfrei registriert wird. Die den Hub der Belastungseinrichtung messende Meßeinheit wird von den die Drehung der Meßrolle und damit den ersten Kontakt mit dem Riemen anzeigenden Impulsen auf Hub Null gesetzt, was sehr empfindliche und genaue Messungen erlaubt. Die nunmehr auf den Riemen wirkende konstante Kraft führt zu einer bestimmten Durchbiegung, welche sich in einer bestimmten Hubgrößc äußert die unmittelbar der im geprüften Riementrum herrschenden Riemenspannung zugeordnet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die auf die Belastungseinrichtung in Richtung auf das Riemen trum wirkende und die Meßrolle auf das sich bewegende Riementrum zubewegende Kraft über einen in einem Zylinder geführten und von einem Arbeitsmedium mit bestimmtem Druck betätigten Arbeitskolben aufgebracht ist, wobei bis zum Auftreten der die Rotation der Meßrolle anzeigenden Impulse dem Druckraum im Zylinder eine Drossel vorgeschaltet ist welche mit Beginn der Hubmessung überbrückbar ist. Die somit hydraulisch bzw. pneumatisch betätigte Belastungseinrichtung erlaubt also bis zum Kontakt der Meßrolle mit dem zu prüfenden Riementrum — was in beschriebener Weise über den Impulsgeber angezeigt wird — eine sehr langsame Zubewegung der Belastungseinrichtung bzw. der Meßrolle auf das zu prüfende Riemenlrum, was die Genauigkeit der Nullpunktscizung und damit der gesamten Messung steigert Sobald über den Impulsgeber der Kontakt mit dem zu prüfenden Riementrum gemeldet ist wird die dem Druckraum im Zylinder der Belastungseinrichtung vorgeschaltete Drossel überbrückt, womit der volle Arbeitsdruck auf den Kolben der Belastungseinrichtung wirkt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung jchemalisch dargestellten Ausführungsbcispiels näher erläutert. Auf der linken Seite der Zeichnung sind die für die Beschreibung der Einrichtung wesentlichen Teile einer den zu prüfenden Antriebsriemen aufweisenden Maschine dargestellt. Sofern es sich beispielsweise um eine nicht weiter dargestellte Brennkraftmaschine handelt, kann davon ausgegangen werden, daß das Antriebsrad 1 auf der Kurbelwelle und das angetriebene Rad 2 auf der Nockenwelle der Brennkraftmaschine sitzt: im unbelasteten Riementrum ist auch eine Spannrolle.} angeordnet, welche auf hier nicht dargesiellte Weise relativ zu den Rädern 1,2 versehieblich ist, womit der Antriebsriemen 4 mehr oder weniger gespannt werden kann.

Das zwischen der Auflaufstelle 5 am Antriebsrad 1 und der Ablaufstcllc 6 am angetriebenen Rad 2 freigespannte und vom Antriebsrad 1 gezogene Riementrum 7 ist in bezug auf seine Spannung zu überprüfen, was bei laufender Brennkraftmaschine, also bei in Richtung des Pfeiles 8 bewegtem Antriebsriemen 4, geschehen soll.

Dazu ist eine Belastungseinrichtung 9 vorgesehen, welche in Richtung zum /u belastenden Riementrum 7 vcrschieblich gelagert ist und an ihrem vorderen Ende eine drehbar gelagerte vom Riemen 4 bei Kontakt mit diesem antrcibbare Meßrollc 10 aufweist. An der Meßrolle 10 sind Impiiirmarken It angebracht, welche, ab dem Zeilpunkt des Anliegens der zur Messung auf das Riementrum 7 zubcwegjen Meßrollc tO (die vordere Kontur der Meßrolle 10 zu diesem Zeitpunkt ist sirichliert eingezeichnet) in Zusammenarbeit mit einem an der Belastungseinrichtung 9 angebrachten Impulsgeber

12 die Rotation der Meßrolle 10 anzeigende Impulse an eine Meßeinheit 13 liefern.

Am der Meßrolle 10 entgegengesetzten Ende der Belastungseinrichtung 9 ist eine Hubmeßeinrichtung 14 angebracht, welche hier beispielsweise von einer Spule 15 mit darin verschieblichem Dorn 16 gebildet ist wobei der Dorn 16 direkt mit der Bewegung der Meßrolle 10 ίο gekoppelt ist Die Spule 15 ist über eine Leitung 17 mit der Meßeinheit 13 verbunden, in der die abhängig von der Stellung des Domes 16 veränderliche Induktivität der Spule 15 meßbar ist

Über die Meßeinheit 13 ist am Beginn der durch die Impulse des Impulsgebers 12 angezeigten Rotation der Meßrollc 10 die Hubmeßeinrichtung 14 auf Null setzbar, wonach der nach einer bestimmten Andrückzeit festgestellte, der Durchbiegung s des Riementrums 7 entsprechende Hub gemessen wird. Diese Durchbiegung s kann unmittelbar der im Riementrum 7 tatsächlich vorhandenen Riemenspannung zugeordnet werden. Die auf die Belastungseinrichtung 9 in Richtung auf das zu belastende Riementrum 7 wirkende Kraft ist über einen in einem Zylinder 18 geführten und von einem Arbeitsmedium mit bestimmten Druck betätigten Arbeitskolben 19 aufgebracht Der Zylinder 18 ist dazu über Leitungen 20, 21, 22, in welche Ventile 24, 25, 26 eingeschaltet sind, mit einem Druckspeicher 23 verbunden, der über eine Leitung 27 in nicht dargestellter Weise mit Arbeitsmedium unter Druck versorgt wird. Am Zylinder 18 ebenfalls vorgesehen sind Abiaufleitungen 28, 29 vor bzw. hinter dem Arbeitskolben 19, in die Ventile 30, 31 eingeschaltet sind, und welche zum Druckausgleich dienen.

Zur Einleitung der Messung wird das Ventil 26 in der Leitung 22 geöffnet, womit über eine Drossel 32 Arbeitsmedium aus dem Druckspeicher 23 in den Raum 33 hinter dem Arbeitskolben 19 gelangt. Zufolge des durch die Drossel 32 herabgesetzten Mediumstromcs wird der Arbeitskolben 19 und damit die Belastungseinrichtung 9 unc' die Meßrolle 10 langsam auf das Riementrum 7 zubewegt Sobald die vorerst stillstehende Meßrolle 10 in Kontakt mit dem bewegten Riemen kommt, wird über die Impulsmarken 11 bzw. den Impulsgeber 12 eine impulsfolge entlang der Leitung 34 an die Meßeinheit

13 abgegeben, worauf diese das Ventil 26 schließt und das Ventil 25 in der Leitung 21 öffnet. Das Arbeitsmedium strömt nun ungedrosselt vom Druckspeicher 23 in den Zylinder 18, bis der im Raum 33 hinter dem Kolben 19 aufgebaute Druck der vom um den Weg s durchgebogenen Riementrum 7 ausgeübten Reaktionskraft das Gleichgewicht hält. Gleichzeitig mit der Umschaltung der Ventile 25,26 ist zu Beginn des Anliegens der Meßrolle 10 am Riementrum 7 aber auch die Hubmessung durch die HubmeG'inrichtung 14 in der Meßeinheit 13 auf Null gesetzt worden, womit der nach Ablauf einer bestimmten, über die Meßeinheit 13 vorgebbaren Andrückzeit gemessene Hub sdirekt als Meßgröße für die Riemenspannung verwendbar ist. Die vordere Kontur

bo der Meßrolle 10 am Ende der Hubmessung ist in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt.

Bei geöffnetem Ventil 24 und geschlossenen Ventilen 25 und 26 ist die Belastungseinrichtung 9 wieder in ihre Ruhelage bringbar; die Ausglcichsvcntile 30,31 sind der

b^ri jeweiligen Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens 19 entsprechend geöffnet bzw. geschlossen. Zur Verbesserung der Übersicht sind die Stellerleitungen zwischen den besagten Ventilen und der Meßeinheit 13 bzw. einer

mit dieser in Verbindung stehenden hier nicht durgestellten Steuereinheit nicht in der Zeichnung eingetragen.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

IO

20

JO

J5

40

45

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Überprüfung der Riemenspannung eines zum Antrieb von Maschinenelementen dienenden Antriebsriemens bei laufendem Riementrieb, wobei die Durchbiegung eines zwischen zwei Auflagerstellen freien Riementrums unter der Wirkung einer über eine in Richtung zu diesem Riementmm verschieblich gelagerte Belastungseinrichtung aufgebrachten bekannten Kraft als Meßgröße für die Riemenspannuns dient, und wobei die Belastungseinrichtung, deren Hub über eine Hubmeßeinrichtung meßbar ist, am dem zu belastenden Riementrum zugewandten Ende eine mit dem Riemen zusammenwirkende Meßrolle aufweist dadurch gekennzeichnet, daß an der Meßrolle (10) Impulsmarken (11) angebracht sind, welche ab dem Zeitpunkt des Kontaktes der zur Messung auf das RierientrumO) zubewegten Meßrolle (10) mit dem laufenden Riemen (4) in Zusammenarbeit mit einem Impulsgeber (12) die Rotation der Meßrolle (10) anzeigende Impulse an eine Meßeinheit (13) liefern, daß über die Meßeinheit (13) am Beginn der Rotation der Meßrolle (10) die Hubmeßeinrichtung (14) auf den Ausgangswert Null für iden Hub (s) setzbar ist und daß der nach einer bestimmten Andrückzeit gemessene Hub (s) als Meßgröße für die Riemenspannung dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß d auf die Belastungseinrichtung (9) in Richtung auf das Riementrum (T\ wirkende und die Meßrolle (10) auf das sich bewegende Riementrum (7) zubewegende Kraft über einen in einem Zylinder (18) geführten und von einem Arbeitsmedium mit bestimmtem Druck betätigten Arbeitskolben (19) aufgebracht ist, wobei bis zum Auftreten der die Rotation der Meßrolle (10) anzeigenden Impulse dem Druckraum (33) im Zylinder (18) eine Drossel (32) vorgeschaltet ist, welche mit Beginn der Hubmessung überbrückbar ist.