DE3852081T2

DE3852081T2 - Riemenspannvorrichtung mit zunehmend gekrümmter Bewegungsbahn.

Info

Publication number: DE3852081T2
Application number: DE3852081T
Authority: DE
Inventors: Klaus Kurt Bytzek
Original assignee: TESMA HOLDINGS Inc; Ontario Inc; Litens Automotive Inc
Current assignee: TESMA HOLDINGS Inc; Ontario Inc; Litens Automotive Inc
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2008-08-19
Also published as: MX165897B; EP0307100A3; JPS6469853A; ES2063041T5; ES2063041T3; DE3852081D1; BR8804372A; KR890005423A; EP0307100B2; EP0307100B1; EP0307100A2; KR950002995B1; DE3852081T3; US4816012A; JP2882631B2; CA1304604C

Description

Die Erfindung betrifft Riemenspanner und insbesondere Riemenspanner des Typs, wie sie in Schlangenlinien-Riemensystemen und Steuerriemensystemen von Kraftfahrzeugmotoren verwendet werden.
Ein typischer Riemenspanner schließt eine feste Anordnung, eine schwenkbar gelagerte Anordnung, die an der festen Anordnung durch ein Schwenklager für die Schwenkbewegung um eine Schwenkachse angebracht ist, und eine Riemenspannrolle ein, die an der schwenkbar gelagerten Anordnung durch ein Drehlager für die Drehbewegung um eine Drehachse parallel zur Schwenkachse angebracht ist. Für das elastische Vorspannen der schwenkbar gelagerten Anordnung zum Schwenken von einer ersten Begrenzungsposition, die einer Anordnungsposition des Riemens in losem Zustand entspricht, zu einer zweiten Position, währenddessen der Riemen in Eingriff kommt und gespannt wird, ist eine Torsionsfeder vorgesehen. Die Torsionsfeder bringt ein Drehmoment auf die schwenkbar gelagerte Anordnung auf, das bei gespanntem Riemen gleich und entgegengesetzt einem Riemenbelastungs-Drehmoment ist. Das Feder-Drehmoment nimmt ab, wenn sich die schwenkbar gelagerte Anordnung aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position bewegt und dasselbe trifft auch für das Riemenbelastungs-Drehmoment zu. Während das Riemenbelastungs-Drehmoment über den vorgesehenen Bewegungsbereich abnimmt, ist es günstig, daß die Riemenbelastungskraft und damit die Riemenspannung über den vorgesehenen Bewegungsbereich relativ konstant gehalten wird. Die Spannrolle ist in Bezug auf den Riemen so angeordnet, daß der Hebelarm, über den die Riemenbelastungskraft wirkt, abnimmt, wenn sich die schwenkbar gelagerte Anordnung aus der ersten Position in die zweite Position bewegt und somit die statische Riemenbelastungskraft im wesentlichen konstant hält. Auf diese Weise wirkt der Riemenspanner dahingehend, eine konstante statische Riemenspannung über einen Bewegungsbereich aufrechtzuerhalten, die in der Lage ist, den Riemenverschleiß und die Riemenverlängerung auszugleichen.
Wenn der Riemen bewegt wird, weicht die dynamische Riemenbelastungskraft, die auf die Spannrolle wirkt, von der statischen Belastungskraft ab, woraus sich Bewegungen aus der statischen Gleichgewichtsposition ergeben, die entweder durch das von der Feder aufgebrachte Drehmoment aufgenommen oder die durch dieses Drehmoment bewirkt werden. Wenn diese elastische Bewegung ohne Dämpfungsreglung stattfinden kann, kann eine resonante Schwingungsbewegung der Rolle verhängnisvolle Folgen nach sich ziehen.
In der gleichzeitig angemeldeten EP-A 306180 des Anmelders, veröffentlicht am 8.3.89, ist eine auslösbare Riemenbelastungs- Dämpfungseinrichtung offenbart, die die Schwenkbewegungen, die ein Dämpfen erfordert, auf ein Minimum verringert. Die Einrichtung erzeugt einen Dämpfungsdrehmoment-Widerstand gegenüber den Schwenkbewegungen, der auf Grund der Berührung einer Lagerfläche des Gleit-Schwenklagers und einer Lagerfläche entweder der festen Anordnung oder der verschiebbar dazu ausgeführten schwenkbar gelagerten Anordnung entsteht. Die Flächen werden durch die Riemenbelastungskraft des geschwenkten Elementes und durch eine Auflagerkraft der festen Anordnung zusammengedrückt. Die Größe des Dämpfungsdrehmoment-Widerstandes ist eine Funktion der Größe der Riemenbelastung und der Auflagerkräfte, des Reibungskoeffizienten der Werkstoffe, die die Oberflächen bilden und der radialen Entfernung von der Schwenkachse zu den Flächen. Um einen Dämpfungsdrehmoment-Widerstand von ausreichender Größe zu erzeugen, ist, gemäß den Prinzipien, die in der Anmeldung zum Ausdruck kommen, die letzte Variable von besonders großer Bedeutung, vorzugsweise in der Hinsicht, daß das Gleitlager so groß ist, daß es das Drehlager umfassen kann. Dieses Verhältnis ermöglicht es, daß die beiden Lager in eine axial ausgedehnte Beziehung mit dem den Riemen aufnehmenden äußeren Umfang oder Randabschnitt der Rolle gebracht werden können, um zu sichern, daß die Riemenbelastungskraft in einer axial ausbalancierten Art und Weise auf das Schwenklager übertragen wird, wodurch gleichmäßige Verschleißkennwerte und somit eine längere Lebensdauer des Lagers erreicht werden.
Wie vorher bereits angeführt, ist die Art des ausgeglichenen Feder-Drehmomentes und des Riemenbelastungs-Drehmomentes so, daß die Winkelgröße der Schwenkbewegung, die die schwenkbar gelagerte Anordnung ausführt und dabei eine im allgemeinen konstante Riemenbelastungskraft über den Bereich der vorgesehenen Rollenbewegung aufrechterhalten kann, begrenzt ist. Dieser Bereich der Winkelbewegung beträgt etwa 70º. Daher ist die Größe der vorgesehenen Rollenbewegung eine direkte Funktion der Entfernung zwischen der Drehachse der Rolle und der Schwenkachse der schwenkbar gelagerten Anordnung. In der axial ausgerichteten und ausgewuchteten Anordnung, wie sie in der vorher erwähnten Anmeldung offenbart ist, muß diese Entfernung notwendigerweise kleiner sein als der Radius der Rolle. Daher muß, wenn der Rollenbewegungsbereich vergrößert wird, die Rollengröße gleichermaßen erhöht werden. Es gibt andere bekannte Typen von axial ausgerichteten und ausgewuchteten Riemenspannern, die den gleichen Begrenzungen unterworfen sind, wie z. B. die US-Patente Nr. 4,077,272; 4,504,252; 4,551,120 und 4,634,407. Wegen dieser Begrenzungen besteht die Notwendigkeit, einen größeren Rollenbewegungsbereich zur Verfügung zu stellen, ohne dabei die Fähigkeit zu opfern, eine im allgemeinen konstante Riemenbelastungskraft über den vorgesehenen Bewegungsbereich aufrechtzuerhalten.
In US-A 4,473,362 wird ein Riemenspanner offenbart mit einer festen Anordnung, einer schwenkbar gelagerten Anordnung, einer Riemenspannrolle, die an der schwenkbar gelagerten Anordnung zur Drehbewegung um eine Drehachse montiert ist, wobei die schwenkbar gelagerte Anordnung an der festen Anordnung für eine Schwenkbewegung um eine feste Schwenkachse parallel zu der Drehachse zwischen einer ersten Position, in der die Riemenspannrolle transversal mit einem lose gezogenen Riemen ausgerichtet werden kann, und einer zweiten Position montiert ist, und eine Federeinrichtung, die zwischen der festen und der schwenkbar gelagerten Anordnung zum elastischen Vorspannen der schwenkbar gelagerten Anordnung in einer Richtung auf die zweite Position zu gekoppelt ist, was eine manuelle Bewegung der Riemenspannrolle in die erste Position gegen die elastische Vorspannung erlaubt, so daß beim Auslösen die elastische Vorspannung die Riemenspannrolle in eine zwischenliegende statische Betriebsgleichgewichtsposition bewegt, in der das Feder-Drehmoment gleich und entgegengesetzt einem Riemenbelastungs-Drehmoment ist, daß sich mit der Änderung im Feder-Drehmoment ändert, wenn sich die zwischenliegende Betriebsposition der zweiten Position infolge einer Riemenverlängerung nähert, indem die Riemenbelastungskraft allgemein konstant gehalten und der Hebelarm zu der Schwenkachse, durch den die Riemenbelastungskraft wirkt, variiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein solcher Riemenspanner dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle betriebsmäßig in bezug auf die Drehachse und die Schwenkachse so positioniert ist, daß der Hebelarm zu der Schwenkachse, durch den die allgemein konstante Riemenbelastungskraft und die Federkraft auf die Anordnung wirken, über den Betriebsbereich der Positionen zwischen der ersten und der zweiten Position in einer Richtung auf die zweite Position mit einer sinkenden Rate anwächst und dann mit einer steigenden Rate fällt, wobei die Federeinrichtung mit der schwenkbar gelagerten Anordnung derart in Wirkverbindung steht, daß ein Feder-Drehmoment auf die schwenkbar gelagerte Anordnung angewandt wird, das über diesen Bereich in einer Richtung auf die zweite Position zu mit einer sinkenden Rate ansteigt und mit einer steigenden Rate sinkt, wodurch ein vergrößerter Betriebsbereich der Positionen zwischen der ersten und der zweiten Position, wo die zwischenliegende Betriebsgleichgewichtsposition vorkommt, bereitgestellt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dem vorher beschriebenen Bedarf nachzukommen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein vergrößerter Bereich der Winkelbewegung der schwenkbar gelagerten Anordnung des Riemenspanners in bezug auf die feste Anordnung des Riemenspanners bereitgestellt wird. Bis zu mehr als 140º der Winkelbewegung kann aufgenommen werden, wobei noch eine allgemein konstante Riemenbelastungskraft beibehalten wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen eines Riemenspanners des beschriebenen Typs, der in der Konstruktion einfach, im Betrieb wirksam und in der Herstellung wirtschaftlich ist.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung und die anschließenden Ansprüche deutlicher.
Ausführungen der Erfindungen werden nachfolgend durch ein Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Schlangenlinien-Riemensystems eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors mit einem Riemenspanner, der das Prinzip der vorliegenden Erfindung verkörpert;
Fig. 2 einen vergrößerten Teilbereichsquerschnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 2; und
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 2.
Wir beziehen uns nun detaillierter auf die Zeichnungen, von denen Fig. 1 schematisch ein Schlangenlinien-Riemensystem eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors, allgemein mit 10 bezeichnet, darstellt, das eine Motorabtriebswelle 12 mit einer Antriebsrolle 14 darauf enthält, um die ein endloser Riemen 16 gelegt ist. Der Riemen 16 ist ein dünner, elastischer Riemen, z. B. ein Poly-V-Riemen. Der Riemen 16 ist außer um die Antriebsrolle 14 weiterhin um eine Anzahl von weiteren Rollen 18, 20, 22, 24 und 26 geführt, von denen jede an den jeweiligen Wellen 28, 30, 32, 34 und 36 befestigt ist. Die Wellen sind für den Betrieb verschiedener Zubehörausrüstungen des Motors bestimmt. So treibt z. B. die Welle 28 eine Servolenkeinrichtung, die Welle 30 eine Wasserpumpe des Motors, die Welle 32 eine Luftpumpe des Typs, wie sie in einem Umweltschutzsystem des Motors verwendet wird, die Welle 34 einen elektrischen Generator des Motors und die Welle 36 einen Kompressor einer Klimaanlage für das Kraftfahrzeug unter Verwendung des Motors.
Der Riemen 16 wird durch einen Riemenspanner gespannt, der allgemein mit 38 bezeichnet wird und die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpert. Der Riemenspanner 38 ist am Rahmen des Verbrennungsmotors mit der Abtriebswelle 12 durch eine feste Halterung in Form eines Paares von Platten 40 mit L-förmigen Halterungsstücken 42 an ihren äußeren Enden angebracht. Die inneren Enden der Platten 40 sind geschweißt oder in anderer Weise an einer festen Anordnung, allgemein mit 44 bezeichnet, die einen Teil des Riemenspanners 38 bildet, befestigt. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist die feste Anordnung 44 die Form eines Ringes auf, der einen zylindrischen Wandabschnitt 46 einschließt, an dessen einem Ende die angrenzenden Enden der Platten 40 angeschweißt sind. Vom gleichen einen Ende des zylindrischen Wandabschnittes 46 erstreckt sich radial nach innen ein radialer Wandabschnitt 48. Der zylindrische Wandabschnitt 46 schließt eine innere zylindrische Lagerfläche 50 ein, die sich mit einer äußeren peripheren Lagerfläche 52 des Gleitlagers 54 im Eingriff befindet.
Wie angeführt, weist das Gleitlager 54 einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 56 auf, der sich mit der angrenzenden Fläche des radialen Wandabschnittes 48 der festen Anordnung 44 im Eingriff befindet. Das Gleitlager 54 weist weiterhin eine innere periphere Lagerfläche 58 auf, die sich mit der äußeren zylindrischen Lagerfläche 60 einer schwenkbar gelagerten Anordnung, allgemein mit 62 bezeichnet, im Eingriff befindet. Während es vorgezogen wird, daß die Flächen 60 und 58 verschiebbar sind und die Flächen 50 und 52 fest, kann es auch so sein, daß die Beziehung verschiebbar-fest umgekehrt ist oder daß beide verschiebbar sind.
Die schwenkbar gelagerte Anordnung 62 besteht allgemein aus einem Ring 64 mit einem zentralen Schaft 66, der sich von seinem einen Ende nach hinten erstreckt. Der Schaft 66 erstreckt sich durch eine geeignete zentrale Öffnung im radialen Wandabschnitt 48 der festen Anordnung 44 und er trägt eine Ringscheibe 68 aus elastischem Material, z. B. Zytel oder ein ähnliches Material. Die Ringscheibe 68 wird wiederum durch Vergrößerung 70 des Endes des Schaftes 66 in Position gehalten. Die Ringscheibe 66 dient dazu, die axiale Ausrichtung der schwenkbar gelagerten Anordnung 62 mit der festen Anordnung 44 in einer Vorwärtsrichtung aufrechtzuerhalten, während der Flansch 56 des Gleitlagers 54 die axiale Ausrichtung in der entgegengesetzten Richtung auf rechterhält. Es ist ersichtlich, daß durch die Verschiebungs- Schwenkbewegung der äußeren peripheren Lagerfläche 60 der schwenkbar gelagerten Anordnung 62 mit der inneren peripheren Lagerfläche 58 des Gleitlagers 54 das Schwenken der schwenkbar gelagerten Anordnung 62 in Bezug auf die feste Anordnung 44 um eine Schwenkachse, die mit der Achse des Schaftes 66 zusammenfällt, begrenzt ist.
Im vorderen Abschnitt der schwenkbar gelagerten Anordnung 62 ist in Bezug auf die Schwenkachse radial versetzt eine abgestufte zylindrische Aussparung 72 vorhanden, in der ein Kugellager 74 angebracht ist. Das Kugellager 74 dient der drehbaren Anordnung eines Hohlnabenabschnittes 76 einer Riemenspannrolle, allgemein mit 78 bezeichnet, für die Drehbewegung um eine Drehachse, die parallel zur Schwenkachse angeordnet ist. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Hohlnabenabschnitt 76 der Rolle 78 an einem Ende geflanscht und er weitet sich an seinem anderen Ende nach außen auf. Das aufgeweitete Ende geht in eine kreisförmige Wand 80 über, die vorn neben dem vorderen Ende der schwenkbar gelagerten Anordnung 62 und dem zylindrischen Wandabschnitt 46 der festen Anordnung 44 angebracht ist. Eine ringförmige Wand oder ein Randabschnitt 82, der für den Eingriff des Riemens 60 im Schlangenlinien-Riemensystem 10 dient, erstreckt sich radial, in auskragender Weise vom äußeren Umfang der kreisförmigen radialen Wand 80 der Rolle 78. Es ist zu bemerken, daß der Randabschnitt 82 der Rolle 78 in einer axial gleiche Größe habenden und ringförmig umgebenden Beziehung in Bezug auf den zylindrischen Wandabschnitt 46 der festen Anordnung 44 angeordnet ist und das Gleitlager 54 wiederum in axial gleiche Größe habender und ringförmig umgebender Beziehung zum Kugellager 74 und der dadurch gebildeten Drehachse angebracht ist.
Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Riemenspanner 38 so am Motorrahmen angeordnet, daß die Rolle manuell in eine erste Position bewegt werden kann, in der der Randabschnitt 82 der Rolle in Querrichtung mit dem Riemen 16 ausgerichtet werden kann, der lose um die Rollen 14, 18, 20, 22, 24 und 26 gelegt ist. Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung kann die Rolle 78 eine Bewegung über einen vergrößerten Bereich von Betriebspositionen des Eingriffes mit dem Riemen 16 ausführen, dessen äußere Begrenzung durch eine zweite Begrenzungsposition bestimmt ist, die vorzugsweise 140º von der ersten Position entfernt liegt.
Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind Federeinrichtungen, allgemein mit 84 bezeichnet, vorgesehen, um ein Feder-Drehmoment auf eine schwenkbar gelagerte Anordnung aufzubringen, das in eine Richtung wirkt, um die Rolle 78 zu ihrer zweiten Position hin zu bewegen, so daß die Rolle durch das Feder-Drehmoment in eine statische Riemenspannungsgleichgewichtsposition zwischen der ersten und der zweiten Position bewegt wird, wenn die Rolle manuell aus ihrer ersten Position in axialer Ausrichtung mit dem losen gezogenen Riemen 16 gelöst wird, in der ein Riemenbelastungs-Drehmoment wirkt, das gleich und entgegengesetzt dem Feder-Drehmoment ist. Das Feder-Drehmoment verändert sich auf Grund der Riemenverlängerung, wenn sich die zwischenliegende Betriebsposition der zweiten Position annähert, so daß das Riemenbelastungs-Drehmoment sich gleichermaßen mit dem Feder-Drehmoment verändert. Die Anordnung ist so, daß, obwohl sich das Riemenbelastungs-Drehmoment verändert, die Riemenbelastungskraft allgemein über den Bereich der Betriebspositionen der Rolle 78 konstant gehalten wird, so daß der Riemen bei einer allgemein konstanten statischen Spannung gehalten wird.
Es ist klar, daß, wenn der Riemen 16 bewegt wird, wie z. B. durch den Betrieb des Verbrennungsmotors und die Drehung der Abtriebswelle 12 und der Rolle 14, sich die statische Riemenbelastungskraft infolge der Dynamik des Schlangenlinien-Riemensystems 10 verändert. Wenn die dynamischen Veränderungen so sind, daß sie die statische Riemenbelastungskraft vergrößern, bewegt sich die Rolle 78 infolge des vergrößerten Riemenbelastungs-Drehmomentes und entgegen der Vorspannung des Feder-Drehmomentes in eine Richtung zu ihrer ersten Position hin. Wenn die dynamischen Veränderungen so sind, daß sie die statische Riemenbelastungskraft verringern, bewegt sich die Rolle infolge des Feder-Drehmomentes in eine Richtung zu ihrer zweiten Position hin. Der Riemenspanner 38 kann mit Mitteln jeglicher Art für die Steuerung dieser Bewegungen versehen sein, um das Entstehen von gefährlichen resonanten Bewegungen während des Betriebes zu verhindern. Eine ausführliche Offenbarung des Betriebes der Dämpfungseinrichtung wird für ein Verstehen der vorliegenden Erfindung nicht als erforderlich angesehen. Kurz gesagt entsteht ein Dämpfungsdrehmomentwiderstand gegenüber der Rollenbewegung durch das gegenseitige Eingreifen der Flächen 58 und 60, was eine Bewegung in einem Bereich über 50% der statischen Riemenbelastungskraft verhindert, wobei die Vibrationskräfte auf Grund des Betriebes des Verbrennungsmotors ein sofortiges Auslösen des Dämpfungsdrehmomentwiderstandes bewirken, so daß Sofortbewegungen möglich sind, die ansonsten verhindert werden würden.
Die bevorzugte Form der angeführten Federeinrichtungen 84 ist so aufgebaut, daß die auslösbare Riemenbelastungs-Dämpfungseinrichtung durch radial ausbalanciertes Aufbringen des Feder-Drehmomentes auf die schwenkbar gelagerte Anordnung 62 angeordnet werden kann, so daß keine seitlichen Belastungen auf das Gleitlager 54 wirken. Dieses radiale Gleichgewicht wird durch Verwendung von zwei symmetrisch angeordneten Spann-Spiralfedern 86 erhalten. Es ist klar, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine Einzelfeder verwendet werden kann, wenn auch die sich im Gleichgewichtszustand befindliche Doppelfedereinrichtung bevorzugt wird.
Wie am besten in den Fig. 2 und 4 gezeigt, ist der radiale Wandabschnitt 48 der festen Anordnung 44 mit einem Paar sich diametral gegenüberstehender Schlitze 88 versehen, die sich bogenförmig um die Schwenkachse der schwenkbar gelagerten Anordnung 62 erstrecken. Ein Paar von Stift- oder Zapfenabschnitten 90, ausgebildet am Schwenkelement 64 und sich von dort nach hinten erstreckend, verläuft durch die Schlitze 80. Die Achsen der Stifte 90 liegen in einer gemeinsamen Ebene, die auch durch die Schwenkachse und die Drehachse verläuft. Das Bogenmaß der Schlitze 88 ist so, daß die Zapfen 90 in eines der Enden eingreifen, wenn sich die Rolle 78 in ihrer ersten Position befindet und in das andere Ende, wenn sich die Rolle 78 in ihrer zweiten Position befindet. Die Gesamtbewegung der Zapfen 90 in den Schlitzen 88 beträgt vorzugsweise etwa 140º.
Wie am besten in Fig. 4 gezeigt ist, weist jede Spiralfeder 86 ein Ende 92 auf, das an einem zugehörigen Zapfen 90 befestigt ist. Jede Spiralfeder 86 weist ein gegenüberliegendes Ende 94 auf, das an einem zweiten Stift 96 befestigt ist, der an einer zugehörigen Platte 40 angebracht ist. Die Platten 40 können als Bestandteil der festen Anordnung 44 des Riemenspanners 38 angesehen werden, da sie beide starr an ihrem zylindrischen Wandabschnitt 46 befestigt sind. Die Stifte 96 sind parallel zum Mittelstift 66 des Schwenkelementes 64 angeordnet und befinden in diametral gegenüberstehender Beziehung in gleichem Abstand dazu und zur Schwenkachse des Schwenkelementes, die damit übereinstimmt.
Die Art und Weise, in der sich das Feder-Drehmoment innerhalb des Bewegungsbereiches verändert, kann am besten unter Bezugnahme auf ein Paar von Bezugsebenen verstanden werden, die durch die Enden 92 bzw. 94 der Federn 86 oder genauer durch die Achsen der Zapfenpaare 90 bzw. 96 verlaufen. Diese Bezugsebenen definieren die Richtungen der Federkräfte der Federn 86, die auf die schwenkbar gelagerte Anordnung 62 wirken und die senkrechten Entfernungen von den Bezugsebenen zur Schwenkachse definieren die Hebelarme, über die die Federkräfte wirken. Es ist offensichtlich, daß die Federkräfte der Federn 86 sich fortschreitend verringern, wenn sich die schwenkbar gelagerte Anordnung aus ihrer ersten Position (in Fig. 4 durch die punktierten Linien bezeichnet) in ihre zweite Position (in Fig. 4 durch die gestrichelten Linien bezeichnet) bewegt. Es ist zu bemerken, daß die Hebelarme am kleinsten sind, wenn die Federkräfte am größten sind, nämlich wenn die schwenkbar gelagerte Anordnung sich in ihrer ersten Position befindet. Wenn sich die schwenkbar gelagerte Anordnung von ihrer ersten Position weg bewegt, vergrößern sich die Hebelarme, jedoch mit einer abnehmenden Rate, bis sie ihre Maximallängen an einer Position zwischen der in Fig. 4 durch die ausgezogenen Linien dargestellten Mittelposition und der zweiten Position erreichen. Danach, wenn sich die schwenkbar gelagerte Anordnung zu ihrer zweiten Position hin bewegt, verringern sich die Hebelarme mit einer zunehmenden Rate. Die Drehmomentveränderung ist das Produkt der fortschreitend abnehmenden Federkräfte und die Veränderung der Hebelarme, die anfangs mit einer abnehmenden Rate größer werden und dann mit einer zunehmenden Rate abnehmen, endet bei einer Länge, die größer ist als die ursprüngliche Länge. Die Feder-Drehmomentveränderung von der ersten zur zweiten Position folgt allgemein der Hebelarmveränderung, jedoch mit einer Verschiebung der Übergangsposition im allgemeinen in die in Fig. 4 gezeigte Mittelposition.
Das statische Riemenbelastungs-Drehmoment wird durch das Feder- Drehmoment bestimmt und verändert sich dann mit diesem. Das Riemenbelastungs-Drehmoment kann am besten unter Bezugnahme auf eine Ebene verstanden werden, die an einer Position gleicher Entfernung zwischen den benachbarten Enden der Schlitze 88 durch die Schwenkachse verläuft. Die Richtung dieser Ebene definiert allgemein die Richtung der Riemenbelastungskraft, die entlang eines Radius zur Drehachse verläuft, der den Umschlingungswinkel des Riemens halbiert. Der Hebelarm, über den die Riemenbelastungskraft wirkt, ist die senkrechte Entfernung von dieser Ebene zur Drehachse. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, das der Riemenbelastungs-Hebelarm sich fast genauso verändert, wie das Feder- Drehmoment, so daß, weil das Riemenbelastungs-Drehmoment sich gleichermaßen ändern muß, die statische Riemenbelastungskraft über den vergrößerten vorgesehenen Bewegungsbereich konstant bleibt. Wie angegeben, ist die konventionelle Winkelbewegung von 70º verdoppelt (auf 140º) und dadurch können die Teile des Riemenspanners innerhalb der gewünschten Größenbegrenzungen bleiben.

Claims

1. Riemenspanner (38) mit einer festen Anordnung (44), einer schwenkbar gelagerten Anordnung (62), einer Riemenspannrolle (78), die an der schwenkbar gelagerten Anordnung zur Drehbewegung um eine Drehachse montiert ist, wobei die schwenkbar gelagerte Anordnung (62) an der festen Anordnung (44) für eine Schwenkbewegung um eine feste Schwenkachse parallel zu der Drehachse zwischen einer ersten Position, in der die Riemenspannrolle (78) transversal mit einem lose gezogenen Riemen (16) ausgerichtet werden kann, und einer zweiten Position montiert ist, und einer Federeinrichtung (84), die zwischen der festen und der schwenkbar gelagerten Anordnung zum elastischen Vorspannen der schwenkbar gelagerten Anordnung in einer Richtung auf die zweite Position zu gekoppelt ist, was eine manuelle Bewegung der Riemenspannrolle (78) in die erste Position gegen die elastische Vorspannung erlaubt, so daß beim manuellen Auslösen die elastische Vorspannung die Riemenspannrolle in eine zwischenliegende statische Betriebsgleichgewichtsposition bewegt, in der das Feder- Drehmoment gleich und entgegengesetzt einem Riemenbelastungs-Drehmoment ist, das sich mit der Änderung im Feder- Drehmoment ändert, wenn sich die zwischenliegende Betriebsposition der zweiten Position infolge einer Riemenverlängerung nähert, indem die Riemenbelastungskraft allgemein konstant gehalten und der Hebelarm zu der Schwenkachse, durch den die Riemenbelastungskraft wirkt, variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (78) betriebsmäßig in bezug auf die Drehachse und die Schwenkachse so positioniert ist, daß der Hebelarm zu der Schwenkachse, durch den die allgemein konstante Riemenbelastungskraft und die Federkraft auf die schwenkbar gelagerte Anordnung wirken, über den Betriebsbereich der Positionen zwischen der ersten und der zweiten Position in einer Richtung auf die zweite Position mit einer sinkenden Rate anwächst und dann mit einer steigenden Rate fällt, wobei die Federeinrichtung (84) mit der schwenkbar gelagerten Anordnung (62) derart in Wirkverbindung steht, daß ein Feder-Drehmoment auf die schwenkbar gelagerte Anordnung angewandt wird, das über diesen Bereich in einer Richtung auf die zweite Position zu mit einer sinkenden Rate ansteigt und dann einer steigenden Rate sinkt, wodurch ein vergrößerter Betriebsbereich der Positionen zwischen der ersten und der zweiten Position, wo die zwischenliegende statische Betriebsgleichgewichtsposition vorkommt, bereitgestellt wird.

2. Riemenspanner nach Anspruch 1, wobei die Federkraft der Federeinrichtung (84) über den Betriebsbereich der Positionen in der Richtung auf die zweite Position zu abnimmt.

3. Riemenspanner nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Federeinrichtung ein Paar Spannfedern (86) mit ersten Enden, die an der festen Anordnung (44) an sich diametral gegenüberstehenden Positionen in bezug auf die Schwenkachse befestigt sind, und zweiten Enden, die an der schwenkbar gelagerten Anordnung (62) an sich diametral gegenüberstehenden Positionen in bezug auf die Schwenkachse befestigt sind, aufweist.

4. Riemenspanner nach Anspruch 3, wobei die feste Anordnung einen zylindrischen Wandabschnitt (46) mit einem Endwandabschnitt, der sich von einem Ende davon radial nach innen erstreckt, aufweist, wobei der zylindrische Wandabschnitt eine innere zylindrische Lagerfläche (50) hat, wobei die schwenkbar gelagerte Anordnung (62) ein schwenkbar gelagertes Element (64) mit einer äußeren zylindrischen Lagerfläche (60) und ein Gleitlager (54) zwischen der inneren und der äußeren zylindrischen Lagerfläche, die die Schwenkachse definieren, aufweist.

5. Riemenspanner nach Anspruch 4, wobei der Endwandabschnitt mit einem Paar bogenförmiger Schlitze (88) gebildet ist, die in sich diametral gegenüberstehender Beziehung zu der Schwenkachse stehen, wobei das schwenkbar gelagerte Element (64) ein Paar sich durch die bogenförmigen Schlitze erstrekkender Ansätze (90) hat, mit denen die zweiten Enden der Spannfedern (86) verbunden sind.

6. Riemenspanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Drehlagereinrichtung (74), die die Riemenspannrolle (78) an der schwenkbar gelagerten Anordnung zur Drehbewegung um die Drehachse montiert, und einer Schwenklagereinrichtung, die die schwenkbar gelagerte Anordnung (62) an der festen Anordnung (44) zur Schwenkbewegung um die feste Schenkachse montiert, wobei die Rolle (78) einen an dem Riemen angreifenden Randabschnitt (82) hat, der in einer axiale gleiche Größe habenden und ringförmig umgebenden Beziehung zu (1) der Drehlagereinrichtung und (2) zu der Schwenklagereinrichtung angeordnet ist, so daß die auf den Rollenrandabschnitt wirkende Riemenbelastungskraft in axial ausgewogener Weise auf die Schwenklagereinrichtung übertragen wird.

7. Riemenspanner nach Anspruch 6, wobei die Schwenklagereinrichtung ein Gleitlager (54) aufweist, daß in bezug auf die Drehlagereinrichtung in umgebender Beziehung angeordnet ist.

8. Riemenspanner nach Anspruch 7, wobei das Gleitlager (54) eine Lagerfläche aufweist, die in gleitbarem Angriff mit einer Lagerfläche an einer der Anordnungen steht, wobei die Lagerflächen durch die Riemenbelastungskraft in der schwenkbar gelagerten Anordnung und eine Reaktionskraft in der festen Anordnung in wechselseitigen Angriff gedrückt werden, um so einen dämpfenden Drehmomentswiderstand für die Schwenkbewegungen der schwenkbar gelagerten Anordnung einzurichten.

9. Riemenspanner nach Anspruch 8, wobei der Reibungskoeffizient der die Lagerflächen bildenden Materialien und der Abstand der Flächen von der Schwenkachse derart sind, daß mit der Riemenbelastungs- und der Reaktionskraft ein dämpfender Drehmomentswiderstand eingerichtet wird, der in der Lage ist 1) Schwenkbewegungen in einem Bereich dynamischer Änderungen in der statischen Riemenbelastungskraft oberhalb -50% zu verhindern und (2) als Reaktion auf Vibrationskräfte unabhängig von den Riemenbelastungskräften sofort ausgelöst zu werden, um so sofort ansonsten verhinderte Bewegungen zu erlauben.

10. Riemenspanner nach einem der Ansprüche 6-9, wobei die Federkraft der Federeinrichtung (84) über den Betriebsbereich der Positionen in Richtung auf die zweite Position zu abnimmt.

11. Riemenspanner nach einem der Ansprüche 6-10, wobei die Federeinrichtung ein Paar Spannfedern (86) mit ersten Enden, die an der festen Anordnung (44) an sich diametral gegenüberstehenden Positionen in bezug auf die Schwenkachse befestigt sind, und zweiten Enden, die an der schwenkbar gelagerten Anordnung (62) an in bezug auf die Schwenkachse sich diametral gegenüberliegenden Positionen befestigt sind, aufweist.

12. Riemenspanner nach einem der Ansprüche 3-5 oder Anspruch 11, wobei die zweiten Enden der Spannfedern (86) innerhalb einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die auch durch die Schwenkachse und die Drehachse geht, wobei die gemeinsame Ebene senkrecht zur Richtung der Riemenbelastungskraft steht, wenn die Rolle in einer mittleren Betriebsposition ist.

13. Riemenspanner nach Anspruch 12, wobei die Drehachse innerhalb der gemeinsamen Ebene an einer Position zwischen der Schwenkachse und einem der zweiten Enden angeordnet ist.

14. Riemenspanner nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei die ersten Enden der Spannschraubenfedern (86) derart angeordnet sind, daß ein Paar Referenzebenen, die durch die ersten und zweiten Enden des Paars Federn führen, jeweils um einen maximalen senkrechten Abstand von der Schwenkachse auf gleichem Abstand angeordnet sind, wenn die Rolle in einer mittleren Betriebsposition zwischen der Mittelposition und der zweiten Position ist.

15. Riemenspanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bereich der Schwenkbewegung der schwenkbar gelagerten Anordnung (62) zwischen der ersten Position und der zweiten Position näherungsweise 140º ist.