DE3200610A1

DE3200610A1 - Riemenspannvorrichtung fuer einen von einem motor angetriebenen treibriemen fuer hilfsaggregate von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3200610A1
Application number: DE19823200610
Authority: DE
Inventors: Mijo Ing. 44646 Massillon Ohio Radocaj
Original assignee: Dyneer Corp
Current assignee: Dyneer Corp
Priority date: 1981-01-12
Filing date: 1982-01-12
Publication date: 1982-07-29
Also published as: GB2090936A; GB2090936B; SE8105962L; CA1158072A; ES269282U; US4392840A; FR2497900B1; FR2497900A1; IT1140015B; ES269282Y; IT8124768A0; DE8200481U1; SE446283B

Description

Riemenspannvorrichtung für einen von einem Motor angetriebenen Treibriemen für Hilfsaggregate von Kraftfahrzeug«^

Die Erfindung bezieht sich auf unter Federspannung stehende Spannvorrichtungen zur Verwendung bei den endlosen Treibriemen, die zum Antreiben von Hilfsaggregaten bei Fahrzeugen dienen und geeignet sind, mittels einer Spannrolle eine nahezu konstante vorbestimmte Spannkraft auf einen endlosen Treibriemen aufzubringen.

Gegenwärtig besteht in der Kraftfnhrzeugindustrie die Tendenz, die verschiedenen Fnhrzeughilfsaggregate, z.B. die Servolenkungspumpe, Öl- und Luftpumpen, die Klimaanlage und die Lichtmaschine mittels eines einzigen endlosen Riemens anzutreiben, der durch eine mit der Kurbelwelle des Motors verbundene Riemenscheibe angetrieben wird. Dieses System wird auch als "Serpentinen"-Treibriemensystem bezeichnet. Um einen optimalen Betrieb dieser verschiedenen Hilfsaggregate sicherzustellen, ist es erforderlich, daß der Treibriemen unter einer vorbestimmten Spannung gehalten wird, damit bei den Hilfsaggregaten die gewünschte Leistung erzielt wird und der Treibriemen eine ausreichende Lebensdauer erreicht. Wegen der vergleichsweise größeren Länge des einzigen verwendeten Treibriemens,

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

Es sind bereits zahlreiche derartige Vorrichtungen vorgeschlagen worden und in Gebrauch. Bei einer solchen bekannten Spannvorrichtung wird eine aus einem Elastomermaterial hergestellte Buchse verwendet, die mit Hilfe einer geeigneten mechanischen Einrichtung einer Druckspannung ausgesetzt wird und dazu dient, auf den Treibriemen kontinuierlich eine Spannkraft aufzubringen. Solche Konstruktionen sind z.B. in den US-PSen 3 975 965 und 4 ]44 772 beschrieben. Bei diesen Spannvorrichtungen, bei denen ein Elastomermaterial verwendet wird, besteht ein Nachteil darin, daß der Treibriemen in einem hohen Maße beansprucht wird, so daß sich ein schneller Spannungsverlust einstellt, wenn sich der Riemen ausdehnt, und durch diese Belastung wird die Hubstrecke der mit dem Riemen zusammenarbeitenden Spannrolle in einem unerwünschten Ausmaß verkürzt. Ferner kann eine plötzliche Beschleunigung bzw. Abbremsung des Treibriemens zu einem Schlagen des Treibriemens führen, wobei jeweils eine gewisse Zeit vergeht, bis eine vollständige Dämpfung eingetreten ist.

Bei zahlreichen anderen Bauarten von Riemenspannvorrichtungen werden Schraubenfedern verwendet, die entweder unter einer Druckspannung oder unier einer Zugspannung stellen und da zu dienen, auf eine mit dem Treibriemen zu-

sammenarbeitende Spannrolle oder ein mit einer Kette zusammenarbeitendes Kettenrad eine Spannkraft aufzubringen und aufrechtzuerhalten. Derartige Konstruktionen sind z.B. in den US-PSen 2 703 019, 2 893 255, 3 413 866, 3 483 763,

3 631 734, 3 768 324, 3 812 733, 3 924 483, 3 965 7C8 und

4 108 013 beschrieben. Bei manchen dieser bekannten Vorrichtungen, die durch eine Schraubenfeder betätigt werden, wird die Vorspannkraft einer Feder in Kombination mit hydraulisch betätigten Elementen zum Regel η der auf den Treibriemen aufgebrachten Spannkraft ver\s'endet, und zwar in Abhängigkeit davon, ob sich der Motor in oder außer Betrieb befindet. Solche Kombinations-Spannvorrichtungen sind z.B. in den US-PSen 2 051 488, 3 142 193 und 4 077 272 beschrieben.

Ferner sind Riemenspannvorrichtungen bck?uint, bei denen mechanische Hai!©einrichtungen vorhanden sind, und zwar gewöhnlich eine Sperrad- und Klinkenanordnung, welche die Bewegung des Riemenspanngliedes in der entgegengesetzten Richtung, d.h. entgegen der Spannrichtung, begrenzt, um auf den endlosen Treibriemen ständig eine konstante Spannkraft aufzubringen und ein unerwünschtes Schlagen des Riemens zu verhindern. Derartige Konstruktionen mit solchen Halteeinrichtungen sind z.B. in den UE-PSen

2 051 488, 2 703 019, 3 413 866, 3 631 734 und 3 812 733 beschrieben.

Bei anderen bekannten Riemonspannvorrichtungen, z.B. der in der US-PS 3 924 483 beschriebenen, dient eine Torsionsfeder dazu, eines der anzutreibenden Hilfsaggregate des Fahrzeugs so zu schwenken, dpß auf den Treibriemen die gewünschte Spannkraft aufgebracht wird. Bei weiteren bekannten Konstruktionen, z.B. den in den US-PSen 3 136 170,

3 483 763 und 3 834 246 beschriebenen, dient eine als Torsionsfeder wirkende Schrrubenfnder dazu, einen Hebel

und eine Spannrolle zur Anlage an dem zu spannenden Treibriemen zu bringen; hierbei handelt es sich um eine relativ einfache, wirtschaftliche und raumsparende Baueinheit. Jedoch ist bei keiner dieser bekannten Vorrichtungen eine Einrichtungen vorhanden, die dazu dient, die Spannrolle in ihrer vordersten Riemenspannstellung zu halten. Infolgedessen treten bei diesen Vorrichtungen unerwünschte Vibrationen und ein Schlagen des Treibriemens auf.

Soweit bekannt, gibt es bis jetzt keine Riemenspannvorrichtung, die geeignet ist, eine nahezu konstante vorbestimmte Spannkraft auf einen endlosen Riemen zum Antreiben eines Hilfsaggregats mit Hilfe einer als Torsionsfeder wirkenden Schraubenfeder mit Hilfe einer einfachen und billig herstellbaren Anordnung aufzubringen, wobei die Vorrichtung diese nnhezu konstante Kraft auf den Riemen ohne Rücksicht darauf ausübt, ob sich der Motor in oder außer Betrieb befindet oder mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben wird, wobei das Schlagen des Treibriemens eingeschränkt ist, und vobei eine starke Dämpfungswirkung durch eine Einwegkupplung hervorgerufen wird, mittels welcher die den Riemen spannenden Elemente in ihrer vordersten Riemenspannstellung gehalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Riemenspannvorrichtung zu schaffen, bei der ein schwenkbar gelagerter Hebel eine vorbestimmte Spannkraft mittels einer Spannrolle auf den Treibriemen aufbringt, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob sich das Fahrzeug in oder außer Betrieb befindet bzw. mit unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten und unter wechselnden Bedingungen betrieben wird. Ferner soll eine Riemenspannvorrichtung geschaffen werden, die von äußerst robuster Konstruktion ist, sich mit geringen Kosten herstellen läßt, den Aufwand für Wartung und Reparaturen verringert und eine ausreichende Riemenspannkraft mit Hilfe einer Schraubenfeder, vorzugsweise einer

Torsionsfeder, liefert, wobei eine sehr starke Dämpfungswirkung durch eine Halteeinrichtung hervorgerufen wird, um Vibrationen und einen toten Gang zu verhindern, wie sie durch das Schlagen des Riemens hervorgerufen werden könnten; weiterhin soll diese Aufgabe auf einfache, zweckmäßige und wirtschaftliche Weise gelöst werden.

Eine diese Aufgabe lösende Riemenspannvorrichtung ist im Patentanspruch 5 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unternnsprüchen.

Die Riemenspannvorrichtung hat vorzugsweise eine Torsionsfeder, die auf eine ortsfeste Achse aufgeschoben ist, sowie eine Einwegkupplung, die ebenfalls auf einem Abschnitt der Achse montiert ist und mit der Achse sowie dem die Spannrolle tragenden Hebel zusammenarbeitet, so daß sich der Hebel zusammen mit der Spannrolle in der Richtung drehen kann, bei welcher der Riemen gespannt wird, wobei jedoch eine Bewegung in der Entspannungsrichtung verhindert wird, so daß eine Dämpfungswirkung hervorgerufen wird, die das Auftreten von Vibrationen verhindert. Somit werden die Vibrationen vermieden, die bei den bekannten Riemenspannvorrichtungen auftreten, bei welchen Schraubenfedern als Spanneinrichtungen verwendet werden.

Die erwähnte Einvegkupplung ist vorzugsweise als Rollenkupplung ausgebildet, die auf einen Mittelabschnitt der Achse aufgeschoben und in einem äußeren Kupplungsgehäuse angeordnet ist, das seinerseits auf dem einen kleineren Durchmesser aufweisenden äußeren Endabschnitt der Achse drehbar gelagert ist. Die Rollenkupplung kann mehrere Rollen aufweisen, die durch Blattfedern längs einzelner Rampenflächen vorgespannt sind, welche auf der Innenseite eines Lagerbechers ausgebildet sind, in welchem die Rollen gelagert sind, wobei die Rollen so mit der Achse und dem

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Kupplungsgehäuse zusammenarbeiten, daß die Wirkung einer Einwegkupplung erzielt vird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 mit Blickrichtung auf die vordere Stirnseite eines Kraftfahrzeugmotors einen endlosen Treib für mehrere Fnhrzeughilfsaggregate in Verbindung mit einer mit dem Treibriemen zusammenarbeitenden erfindungsgemäßeη Rierneηspannvorrichtung;

Fig. 2 einen in einem vergrößerten Schnitt gezeichneten Teil der Anordnung nach Fig. 1 bei Betrachtung derselben von der Linie 2-2 aus;

Fig. 3 eine vergrößerte Stirnansicht der von dem Motor abgenommenen erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung narh Fig. 1;

Fig. 4 den vergrößerten Teilsr.hnitt 4-4 in Fig. 1; Fig. 5 den Teilschnitt 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 eine Schrägnnsicht der ortsfesten Achse der Riemenspannvorrichtung;

Fig. 7 eine Schrägnnsicht des Kupplungsgehäuses der Riemenspannvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 8 eine Sohrnc. insicht einer Rollenkupplung, die bei der Riemen?.pannvorrichtung nach Fig. 1 bis IO als Einwegkuppi ung verwendet wird;

Fig. 9 den vergrößerten Teilschnitt 9-9 in Fig. 4,;

Fig. 10 einen in einem erheblich größeren Maßstab gezeichneten Teil von Fig. 9, aus dem die Lagerung der Rollenkupplung nach Fig. 8 auf der Achse nach Fig. 6 ersichtlich ist;

Fig. 11 einen Fig. 4 ähnelnden axialen Teilschnitt einer Weiterbildung der Riemenspp.nnvorrichtung η η cn der Erfindung; und

Fig. 12 den Teilschnitt 12-12 in Fig. 13.

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

Die Riemenspannvorrichtung ist in der Zeichnung insgesamt mit 1 bezeichnet; gemäß Fig. 1 arbeitet sie als Spannvorrichtung mit einem endlosen Treibriemen 2 einer Kraftübertragungseinrichtung zusammen, die mit Blickrichtung auf die vordere Stirnseite eines Motors schematisch dargestellt ist. Zu der Einrichtung zum Antreiben von Hilfsaggregaten gehören mehrere Riemenscheiben, deren Durchmesser sich nach Art und Anordnung der verschiedenen llilfsaggregate richten. Die verschiedenen Riemenscheiben verdcn durch . zugehörige Teile des Motors unterstützt, die ihrerseits an einem nicht dargestellten Motor auf bekannte Weise befestigt sind. Der Treibriemen 2 bewegt sich vorzugsweise in einer einzigen senkrechten Ebene, um ein Verklemmen und/τ Schrägstellen des Riemens zu verhindern.

Zu der in Fig. 1 dargestellten Antriebseinrichtung für Motorhilfsaggregate gehören die folgenden Teile: eine Hauptantriebs-Piemenschei be 3, die mit de¹' Hauptantriebs wolle des Motors gekuppelt ist, oine Riemenscheibe 4, die betriebsmäßig mit der Luftpumpe des Motors verbunden ist, eine Riemenscheibe 5, die mit einer Vechselstrommnschine

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gekuppelt ist, welche die für den Betrieb des Motors benötigte elektrische Energie liefert, eine Riemenscheibe 7, die mit der Servolenkeinrichtung des Fahrzeugs betriebsmäßig verbunden ist, sowie eine mit der Wasserpumpe des Motors gekuppelte Riemenscheibe 8.

Zu der Hiemenspannvorrichtung 1 gehören folgende Hauptteile: eine in Fig. 6 dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete Achse, eine in Fig. 8 dargestellte, insgesamt mit 11 bezeichnete Rollenkupplung, ein in Fig. 7 dargestelltes, insgesamt mit 12 bezeichnetes Kupplungsgehäuse sowie ein Hebel 13 und eine insgesamt mit 14 bezeichnete, in Fig. 2 bis 4 dargestellte Spannrollen-nordnung.

Die Achse 10 ist vorzugsweise als einstückiges zylindrisches Bauteil ausgebildet, das drei Abschnitte 16, 17 und 18 aufweist, deren Durchmesser von dem Abschnitt 16 aus in Richtung auf don Abschnitt 18 a.bgestuft sind. Der den größten Durchmesser aufweisende Achsenabschnitt 16 ist mit einer Gewindebohrung 19 versehen, die an der hinteren Stirnfläche 20 des Abschnitts 36 mündet, an der ein Ansatz 23 ausgebildet ist, der zwei gerade Seitenflächen 22 aufweist. Der den kleinsten Durchmesser aufweisende Abschnitt 18 der Achse ist nahe seinem äußeren Ende mit einer Ringnut 23 versehen. .

Die Rollenkupplung Π ist so ausgebildet, daß sie ein Drehmoment zwischen einer Achse oder Welle und einem Kuppl ung.sgehäuse nur in einer Richtung überträgt, jedoch eine ungehinderte Überholbewegung in der entgegengesetzten Richtung zuläßt; hierbei handelt es sich um eine bekannte Konstruktion, für die sich bei Maschinen der verschiedensten Art z-'ihl reiche Anwendungsmöglichkeiten ergeben. Eine solche RoI 1 cnkupplung, die .sich als zweckmäßig erwiesen hat, wird von der Torrington Manufacturing Company,

Torrington, Conn., USA, unter der Bezeichnung "Type DC Roller Clutches" auf den Markt gebracht; bei der nachstehend beschriebenen AusfUhrungsform handelt es sich um das Modell HC-FS.

Zu der Rollenkupplung 11 gehört ein zylindrischer äußerer Lagerbecher 25 mit zwei π η seinen Enden ausgebildeten, nach innen ragenden ringförmigen Flanschen Gemäß Fig. 10 sind an der Innenfläche des Lagerbechers 25 mehrere in Umfangsabständen vorteilte geneigte Rampenflächen 27 ausgebildet, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. In den Lagerbecher 25 ist ein Rollenkäfig 28 eingeschoben, der durch die stirnseitigen Randflächen Flansche 26 in seiner Lage gehalten wird und mehrere in Umfangsabständen verteilte, sich axial erstreckende Öffnungen 29 aufweist, von denen jede einer einzelnen Rpmpenfläche 27 zugeordnet ist, um eine zylindrische Rolle 30 aufnehmen zu können. Jede Rolle 30 ist gegen die zugehörige Kampenfläche 27 durch eine Blattfeder 31 vorgespannt. Im Rahmen der Erfindung können Anzahl und Anordnung der Rollen 30 variieren, denn derartige Rollenkupplungen sind in verschiedenen Formen und Größen erhältlich; somit sind Abweichungen von der Darstellung in Fig. 8 und 10 möglich.

Das Kupplungsgehäuse 12 hat eine zylindrische Form mit einer zylindrischen Wand 32 und ist am einen Ende durch eine kreisrunde Vpnd 33 abgeschlossen, die mit einem gegenüber dieser Wand nach außen vorspringenden Ansatz 34 versehen ist. Der Ansatz 34 weist zwei durch einen Querabstand getrennte gerade Seitenwände ?5 ^uf. Der Ansatz ist mit einer runden öffnung 36 verseilen, die in Verbindung mit einer zentralen, axial verlaufenden Bohrung 37 steht, welche durch die zylindrische Innenfläche des Kupplungsgehäuscs 32 gebildet wird. Die zentrale Bohrung 37 erstreckt sich nicht über die ganze Länge des Kupplungsgehäuses 12 und

endet gemäß Fig. 4 an einer Ringschulter 38 in der Nähe des Ansatzes 34, der mit der stirnseitigen Öffnung 36 versehen ist. Der Durchmesser der stirnseitigen Öffnung 36 ist dem Außendurchmesser des Achsenabschnitts 18 angepaßt, während der Durchmesser der Bohrung 37 des Kupplungsgehäuses dem Außendurchmesser des I^agerbechers 25 angepaßt ist.

Der Hebel 3 3 ist als relativ flaches Stanzteil aus Blech hergestellt und mit einer unteren Öffnung 40 versehen, die gemäß Fig. 3 zwei einander zugewandte gerade Seitenwände aufweist und so gestaltet ist, daß sie zur Außenform des Ansatzes 34 des Kupplungsgehäuses paßt, damit sich der Hebel 13 auf den Ansatz 34 aufschieben läßt, um sich y.usanimen mit dem Kupplungsgehäuse 12 zu drehen. Der Hebel 13 ist mit dem Kupplungsgehäuse auf geeignete Weise dreh fest verbunden, z.B. mittels eines Preßsitzes, einer Haltescheibe oder durch Hartlöten oder Anschweißen an dem Ansatz 34 des Kupplungsgchäuses 12. Gemäß Fig. 4 ist das freie Ende des Hebels 13 mit einem ringförmigen Ansatz 41 versehen, in den ein Achsstummel 22 fest eingebaut ist.

Zu der niemenscheibenanordnung 14 gehört eine Riemenscheibe 43, die auf dem freien Ende des Achsstummels 42 mittels eines Ln(;crrini;s 45 drehbar gelagert ist und an ihrem Umfanti eine Nut 44 zum Aufnehmen des Treibriemens aufweist. ΛΪη Sprengring 46 steht in Eingriff mit einer nahe dem freien Ende des Achsstummels 42 ausgebildeten Nut und dient dazu, den Lagerring 45 und die Riemenscheibe 43 in ihrer Lage /.u halten, dir auf dem Achsstuimnel 42 drehbar gelagert sind.

Die Rollenkupplung 11 ist auf den mittleren Achsenabschnitt 17 aufgeschoben und gemäß Fig. .4 in der zentralen Bohrung 37 des Kupplungsgehäuses 12 angeordnet, das dadurch drehbar

gelagert ist, daß es auf dem Achsenabschnitt 18 angeordnet ist, mit dem die dazu passende Stirnw.indöffnung 36 zusammenarbeitet. Die Rollenkupplung wird auf dem Achsenabschnitt 17 dadurch in ihrer Lage gehalten, daß eine Ringschulter 38 des Kupplungsgehäuses 12 an dem stirnseitigen Flansch 26 der Rollenkupplung anliegt, während die Schulter 38 ebenfalls an einer Ringschulter 48 zwischen den Achsenabschnitten 17 und 18 (Fig. 6) anliegt, so daß das Kupplungsgehäuse 3 2 und die Kupplung 11 auf der Achse 10 in der richtigen Lage gehalten werden. Die ringförmige Stirnwand 49 am offenen Ende des Kupplungsgehäuses 12 auf der von dem Ansatz 34 abgesandten Seite ist durch einen Abstand von einer Ringschulter 50 zwischen den Achsenabschnitten 16 und 17 getrennt, um eine reibung.^- freie Drehbewegung zu ermöglichen. Das Kupplungsgehäuse und die Rollenkupplung 13 werden auf den zugehörigen Achsenabschnitten 18 und 3 7 durch einen Sprengring 51 in ihrer Lage gehalten, der in Eingriff mit einer Ringnut des Achsenabschnitts 18 steht.

Die Riemenspannvorrichtung 1 ist auf einem Fahrzeugmotor in unmittelbarer Nähe des Treibriemens 2 mit Hilfe eines Bocks 53 gelagert. Ein Gewindebolzen 54 ist in eine Gewindebohrung 19 des Achsenabschnitts 16 eingeschraubt und ragt durch ein Loch 55 des Bocks 53; die Achse 10 ist durch eine Spannmutter 56 fest mit dem Bock verbunden.

Gemäß Fig. 4 und 5 ist eine Scheibe 58 vorhanden, die eine zentrale Öffnung 59 aufweist, welche bezüglich ihrer Form und Größe zu dem Ansatz 21 des Achsenabschnitts 16 paßt, welcher in Eingriff mit der Öffnung 59 steht. Die Scheibe 58 weist zwei Zungen 60 und 61 auf, die sich von der Hauptebene der Scheibe aus in entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Die Zung 60 steht in Fingriff mit einer dazu passenden öffnung 62 des F.ocks 53 und bildet einen die

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Fluchtung aufrechterhaltenden Stift, der verhindert, daß sich die Scheibe 58 zusammen mit der Achse 10 gegenüber dem Bock 53 dreht.

Auf die Achse 10 ist eine als Torsionsfeder wirkende Feder 65 aufgeschoben, und zwar genauer gesagt auf den Achsenabschnitt 3 6 und das Kupplungsgehäuse 12, das gemäß Fig. 4 den gleichen Außendurchmesser hat wie der Achsenabschnitt 16. Das eine Ende GG der Torsionsfeder 65 stützt sich an einer nach innen vorspringenden Zunge 67 des Hebels 13 ab, um diese Feder gemäß Fig. 9 betriebsmäßig mit dem Hebel zu kuppeln. Das entgegengesetzte Ende 68 der Feder stützt sich an der Zunge 61 der Scheibe 58 ab.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen RiemenspannvorrichIung 1 mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die Vorrichtung 1 wird am Motor des betreffenden Fahrzeugs in unmittelbarer Nähe des Treibriemens 2 mit Hilfe des Tragbocks 53 befestigt. Gemäß Fig. 1 wird die Riemenscheibe 43 im Uhrzeigersinne gegen den Treibriemen 2 bewegt, nachdem nur ein Ende der Feder 65 an der Zunge 61 bzw. 67 befestigt worden ist. Nachdem die Riemenscheibe 43 in diese Ausgangsstellung gebracht worden ist, benutzt ::ian einen Schraubenschlüssel od.dgl.,um die Feder 65 gegenüber der Achse 10 in der entsprechenden Drehrichtung um einen vorbestimmten Betrag aufzuziehen, bis die gewünschte Belastung der Feder erreicht ist. Dann wird das noch nicht befestigte Ende der Feder zur .Anlage an der zugehörigen Zunge gebracht, um die Feder in der gewünschten Stellung auf der·Achse 10 festzulegen. Die Richtung, in der die Feder bewegt werden muß, um sie zu spannen, wird durch dasjenige Ende der Feder bestimmt, welches anfänglich frei ist. Die Feder 65 fährt fort, den Hebel 13 zusammen mit der Riemenscheibe 14 in der Riemenspannrichtung zu bewegen, von η sich dor Tr ei !«riemen 2 ausdehnt, so da3 auf den Treib-

riemen während seiner ganzen Lebensdauer eine allgemein konstante vorbestimmte Spannkraft aufgeblacht wird. Die auf den Treibriemen wirkende Spannkraft läßt sich leicht mit Hilfe der Kennwerte der gewählten Feder 65 und der anfänglich aufgebrachten Spannung bestimmen.

Gemäß einem der Hauptmerkmale der Erfindung verhindert die Rollenkupplung 11, daß sich der Hebel 13 in der Entspannungsrichtung dreht; hierdurch wird die Riemenscheibe 43 in ihrer vordersten Spannstellung gegenüber dem Treibriemen 2 gehalten, und zwar auch dann, wenn auf die Spannrolle eine durch ein Schlagen des Treibriemens hervorgerufene Kraft oder eine andere der Spannkraft entgegenwirkende Kraft aufgebracht wird. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß die Baugruppe mit der Spannrolle auf einer Einwegkupplung, z.B. der Rollenkupplung 11, gelagert ist.

Die vorstehend beschriebene Einvegkupplung verhindert bzw. beschränkt Bewegungen in der Entspannungsrichtung dadurch, daß eine Keilwirkung zwischen den Rollen 30 einerseits und den zugehörigen Rampen flächen 27 sowie der Außenfläche des Achsenabschnitts 17 andererseits auftritt, was auf die Vorspannkraft der Γ-la ttffdern 31 zurückzuführen ist, welche die Rollen 30 gegen die zugehörigen Rampenflächen vorspannen. Diese mit einer Keilwirkung arbeitende Einwegkupplung erweist sich als äußerst zweckmäßig, da sie jede Bewegung des Kupplungsgehäuses 12 und damit auch des Hebels 13 in der Entspannungsrichtung verhindert.

Fig. 11 und 12 zeigen eine insgesamt mit 70 bezeichnete weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Riemenspnnnvorrichtung mit einer Einwogkupplung. Viele der Bauteile der Spannvorrichtung 70 ähneln entsprechenden Teilen der Spannvorrichtung 1 und werden daher im folgenden nicht erneut beschrieben; sie sind in Fig. 11 und 12 mit den

gleichen Bezugszahlen, bezeichnet wie die Teile der Vorrichtung 1 nach Fig. 1 bis 10. Zu der abgeänderten Spannvorrichtung 70 gehört eine ortsfeste Achse 71 mit einem Achsenabschnitt 72 von großem Durchmesser ähnlich dem Achsenabschnitt 16 der Achse 10 sowie einem sich daran anschließenden Achsenabschnitt 73 von kleinerem Durchmesser. Die Achse 71 ist in der gleichen Weise vie bei der Vorrichtung 1 mit dem Motor durch einen Bock 53 fest verbunden.

Die abgeänderte Spannvorrichtung 70 weist einen Hebel als bewegliche Unterstützung für die Spannrolle 43 auf der Achse 71 auf. Das freie Ende des Hebels 75 ist mit einer zylindrischen Nabe 76 versehen, die vorzugsweise einen festen Bestandteil eines nach oben ragenden plattenförmigen Abschnitts 77 des Hebels 75 bildet. Der obere Teil des plattonförmigen Hebels 77 und die Lagerung der Spannrolle 43 ähneln den entsprechenden Teilen der Vorrichtung 1, so daß sich eine erneute Beschreibung erübrigen dürfte.

Der Hauptunterschied der abgeänderten Spannvorrichtung 70 gegenüber der beschriebenen Vorrichtung 1 besteht darin, daß die Einvegkupplung 11 durch eine andersartige Kupplung ersetzt ist, und zvar eine solche mit einer Wickelfeder. Die Einwogkupplung der Spannvorrichtung 70 ist insgesamt mit 79 bezeichnet; zu ihr gehört eine Wickelfeder 80, deren einzelne Windungen eine rechteckige Cuerschnittsform haben. Das eine äußere Ende 81 der vickelfeder 80 ist gegenüber dem zylindrischen Federkörper radial nach außen umgebogen und steht in Eingriff mit einer dazu passenden Öffnung der zylindrischen Nabe 76. Auf das äußere Ende des Achsenabschnitts 71 -ist "ine Haltcscheibe 83 aufgesetzt, die durch einen.Sprengring 84 in ihrer Lage gehalten wird, welche in Eingriff mit einer Ringnut 85 nahe dem äußeren

Ende des Achsennbschnitts 73 steht. Die Scheibe 83 hält den Hebel 75 und die Wickelfeder 80 auf dem Achsenabschnitt 73 in ihrer Lage. Das andere Ende der Wickelfeder braucht nicht an irgendeinem Bauteil befestigt zu verdcn, sondern ihre letzte Windung stützt sich an einer Ringschulter 87 am Übergang zwischen den Ach· enabschnitten

72 und 73 ab.

Die Verwendung von solchen Wickelfedern als Bestandteil einer Einwegkupplung ist als solche nicht neu, denn solche Federn finden in anderen Fällen Verwendung, bei denen es sich nicht um Riemenspannvorrichtungen, sondern um völlig andersartige Vorrichtungen handelt. Die Nabe 76 des Hebels 75 hat eine zentrale Bohrung 88, die zum Außendurchmesser der Wickelfeder 80 paßt, so daß der Hebel 75 gegenüber der Feder 80 und dem Achsenabschnitt

73 schwenkbar gelagert werden kann. Der *ußendurehmesser der Hebelnabe 76 stimmt allgemein mit dem Außendurehmesser des Achsenabschnitts 72 überein, so daß die beiden Teile eine zusammenhängende zylindrische ]lache bilden, auf der die Torsionsfeder 65 ebenso gelagert ist wie bei der vorstehend beschriebenen Spannvorrichtung 1. Das Ende 66 der Torsionsfeder stützt sich an einer Zunge 89 der Kebelplatte 77 ab, während das andere Ende 68 der Feder mit der Zunge 63 der Scheibe zusammenarbeitet, so daß die Feder 65 auf der Achse 71 auf ähnliche Weise in ihrer Lage gehalten wird wie bei der beschriebenen Vorrichtung

Die abgeänderte Spannvorrichtung 70 arbeitet in den meisten Punkten ähnlich wie die Vorrichtung 1, abgesehen davon, daß eine Bewegung der Spannrolle und des sie tragenden Hebels in der Entspannungsrichtung durch eine Keiloder Klemmwirkung der Wickelfeder 80 zwischen der Bohrungswand der Hebelnabe 76 und der Umfangsflache des zylindrischen Achsennbschnitts 73 verhindert wird. Diese Wickelfeder-

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anordnung ermöglicht es dem Hebel 75, sich ungehindert in der Riemenspannrichtung zu bewegen, wobei jedoch eine Rückwärtsbewegung dieser Teile aus ihrer vordersten Riemenspannstellung verhindert wird.

Zwar ist bei den beschriebenen Riemenspannvorrichtungen 1 und 70 jeweils eine Spannrolle vorhanden, die auf einer Achse schwenkbar gelagert ist und durch eine Torsionsfeder so bewegt wird, daß sie mit dem zugehörigen Treibriemen zusammenarbeitet, um ihn zu spannen, doch kann man die Grundgedanken der Erfindung auch bei einer Spannvorrichtung anwenden, bei der ein schwenkbar gelagertes Hilfsaggregat eines Fahrzeugs durch eine Feder oder einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder oder eine andere Retäti ßunjjskrn ft bewegt wird, um den Treibriemen zu spannen, wobei die Riemenscheibe des schwenkbar gelagerten Hilf saggre<;n ts die gleiche Aufgabe erfüllt, wie die Spannrolle 43. Fei einer solchen Anordnung würde die Rollenkupplung bzw. die Wickelfederkupplung grundsätzlich in der weiter oben beschriebenen Weise zur Wirkung kommen, um Bewegungen des schwenkbar gelagerten Hilfsaggregats in der Entspannungsrichtung unmöglich zu machen.

Es ist auch möglich, anstelle der beschriebenen Rollen- und Vi ekelfederkupplungen Einwegkupplungen anderer Bauarten auf einer Achse zu lagern und sie betriebsmäßig mit einer Hebel- und Spnnnrollenbaugruppe zu verbinden; auch diese Konstruktionen fallen in den Bereich der Erfindung. Als weiteres Beispiel für eine solche Kupplxing sei eine Drehmowentbegrenzungskupplung der Bauart genannt, die unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Formsprag" von der Formspra'g Division der Dnna Corporation, Mt. Pleasant, Michigan, USA, auf den Markt gebracht wird.

Die erfindungs^emäl'.en Riemenspannvorrichtungen 1 und 70 bieten verschiedene Vorteile. Bei diesen Konstruktionen

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wird ein Entspannen des Treibriemens 2 als Folge eines Schiagens verhindert, da die Spannrolle 43 daran gehindert wird, sich in der Entspannungsrichtung zu bewegen, was auf die neuartige Keilwirkung zurückzuführen ist, die durch die Kupplungsrollen 30 bzw. die Wickelfeder 80 hervorgerufen wird. Ferner wird die Bewegung der Spannrolle in der Riemenspannrichtung weder durch die Kupplungsrollen noch durch die Wickelfeder behindert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtungen besteht darin, daß sich Wartungsarbeiten an den Hi Ifsaggregaten des Fahrzeugs leicht durchführen lassen; y.xi diesem Zweck ist es nur erforderlich, die durch die Torsionsfedern 65 aufgebrachte Riemenspannkraft zu beseitigen, indem man ein Ende der betreffenden Feder außer Eingriff mit der zugehörigen Zunge bringt. Ein weiterer Vorteil besteht in der relativ einfachen und mit geringen Kosten herstellbaren Konstruktion der verschiedenen Bauteile, die unschwer im Wege der Massenfertigung hergestellt werden können. Weiterhin können die Spannvorrichtungen an einem Motor mit Hilfe eines einfachen Bocks befestigt werden, der sich in der verschiedensten Weise gestalten läßt, um sich den beengten Raumverhältnissen bei dem betreffenden Fahrzeug anzupassen, das mit einer der Spannvorrichtungen 1 und 70 ausgerüstet werden soll.

Somit sind durch die Erfindung verbesserte Riemenspannvorrichtungen geschaffen worden, die sich als vereinfachte, zweckmäßige, betriebssichere, mit geringen Kosten herstellbare, robuste und zweckmäßige Spannvorrichtungen verwenden lassen, durch welche die eingangs genannte Aufgabe gelöst ist, wobei die Schwierigkeiten vermieden werden, die sich bei den bis jetzt bekannten Spannvorrichtungen ergeben.

Claims

ANSPRÜCHE :

Riemenspannvorrichtung für einen von einem Motor, viflfsbesondere direkt, angetriebenen Treibriemen für Hilfsaggregate von Kraftfahrzeugen od.dgl.mit einer Spannrolle· (43), die auf einem auf einer nahe dem Treibriemen (2) ortsfest anbringbaren Achse (10) schwenkbar gelagerten Träger gelagert ist, der mittels einer sich an der Achse abstützenden Spanneinrichtung in Sjannrichtung vorgespannt ist, und mit einer mechanischen Haiteeinrichtung, die ein Zurückbewegen des Trägers vom Treibriemen weg verhindert oder beschränkt,

dadurch gekennzeichne t, daß die Halteeinrichtung als Einweg-Kupplung (11) ausgebildet ist, die eine Bewegung des Trägers in der Riemenspannrichtung zuläßt und dessen Bewegung in einer zu der Riemenspannrichtung entgegengesetzten Richtung verhindert.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Spanneinrichtung eine auf die Achse (10) aufgesch pbene Torsionsfeder (65) ist, daß ein Ende (66) der Torsionsfeder mit dein Träger der Spannrolle (43) verbunden ist und daß das andere Ende (68) der Torsionsfeder an der Achse ortsfest befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e -

kennzeichnet, daß die Spannrolle (43) auf einem Hebel (13) gelagert ist, der mit seinem einen Ende auf der Achse (1O) schwenkbar gelagert ist und die Spannrolle auf dem anderen Ende drehbar aufnimmt, und durch die Torsionsfeder (6 5) in Richtung auf den endlosen Treibriemen (2) vorgespannt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einweg-Kupplung (11) eine Rollen- oder Kugel-Kupplung (11) ist, die einen ringförmigen Lagerbecher (25), der auf seiner Innenseite mehrere Rampen (27) aufweist, ferner einen Rollen- oder Kugel-Käfig (28), mehrere in dem Käfig gehaltene Rollen (30) oder Kugeln, denen jeweils eine Rampe zugeordnet ist, sowie mehrere Federn (31), die jeweils eine der RoI-len oder Kugeln längs der zugehörigen Rampe vorspannen und in Anlage an dor Achse (10) halten, aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplung (11) ferner ein zylin- drisches becherförmiges, auf der Achse (10) drehbar gelagertes Kupplungsgehäuse (12) aufweist, in dessen zentraler Bohrung (37) der Lagerbecher (25) aufgenommen ist, und daß dor Hebel (13) mit der Spannrolle (4 3) auf dem Kupplungsgehäuse (12) montiert ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet , daß die Achse (10) mindestens drei zusanunenhängede Achsenabschnitte (16,17,18) mit verschiedenen Durchmessern aufweist, daß eine Einrichtung (53) zum Unterstützen der Vorrichtung von einem Motor aus mit dem den größten Durchmesser aufweisenden Achsenabschnitt (16) zusammenarbeitet, um die Vorrichtung (1) in unmittelbarer Nähe des Treibriemens (2) zu unterstützen, daß der Lagerbecher (25) auf dem den mittleren Durchmesser aufweisenden Achsenabschnitt (17) gelagert ist, und daß das Kupplungsgehäuse (12) auf dem den kleinsten.Durchmesser aufweisenden Abschnitt (18) der drei Achsenabschnitte drehbar gelagert ist.
.15 7. Vorrichtung nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet , daß zu der Einrichtung zum Anbringen der Vorrichtung an einem Motor eine Scheibe (58) gehört, die auf einen Ansatz (21) aufgeschoben ist, mit dem ein Ende des den größten Durchmesser aufweisenden Ab-Schnitts (16) der Achse (10) vet sehen ist, einen am Motor eines Fahrzeugs anbringbaren Bock (53) sowie eine Schraube (54), die in eine Gewindobohrumj (19) in dem Ansatz und dem den größten Durchmesser aufweisenden Abschnitt der Achse so eingeschraubt -ist, daß sie die Achse (10) fest mit dem Bock verspannt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibe (58) und der Ansatz (21) zueinander passende, zusammenarbeitende, gerade Seitenflächen (22) aufweisen, daß die Scheibe mit zwei Zungen (60,62) versehen ist, daß die eine Zunge von einer zur Ausrichtung dienenden Öffnung aufnehmbar ist, mit welcher der die Vorrichtung von dem Motor aus unterstützende Bock (53) versehen ist, und daß die andere Zunge ein Widerlager bildet, an dein sich ein Ende der Torsionsfeder (65) abstützt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplung eine Wickelfederkupplung ist/ zu der eine Schraubenfeder (73) gehört, welche die Achse (10) umschließt und betriebsmäßig mit der Spannrolle (43) zusammenarbeitet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Windungen der Wickelfeder (73) einen rechteckigen Querschnitt haben.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß eine zylindrische Nabe (76) mit einem radial nach außen ragenden Hebel (75) versehen ist, auf dessen freiem Ende die Spannrolle (43) drehbar gelagert ist, und daß die Nabe auf die Wickelfeder (73) aufgeschoben ist und mit ihr zusammenwirkt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge-, kennzeichnet , daß auf die Achse (10) eine Torsionsfeder (65) aufgeschoben ist, daß ein Ende (66) der Torsionsfeder auf die Spannrolle (43) wirkt, und daß deren anderes Ende (68) gegenüber der Achse ortsfest befestigt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine Wickelfeder-Rollenkupplung (11) ist.