WO2014090417A1 - Riemenspanner - Google Patents

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Alexander Weidner
Zoran Maricic
Bernd Hartmann
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    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes or chains 
    • F16H7/10—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley
    • F16H7/12—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley
    • F16H7/1254—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley without vibration damping means
    • F16H7/1281—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley without vibration damping means where the axis of the pulley moves along a substantially circular path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H2007/081—Torsion springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes or chains 
    • F16H2007/0889—Path of movement of the finally actuated member
    • F16H2007/0893—Circular path

Definitions

  • the invention relates to a belt tensioner for a generator belt drive of an internal combustion engine.
  • the belt tensioner includes:
  • annular housing part which is fastened around the generator world on the generator housing
  • Such a belt tensioner is known from US 201 1/0070985 AI.
  • US 201 1/0070985 AI is known from US 201 1/0070985 AI.
  • Spring is a linear tensioner whose attachment eyes are articulated on the one hand on Spannteii and on the other hand on the housing part.
  • the present invention has for its object to design a belt tensioner of the type mentioned constructively so that the belt tensioner in a compact design as simple as possible on the generator housing can be mounted.
  • the spring is a flat spiral spring, which is arranged substantially concentric with the pivot bearing of the clamping part and the spring legs are mounted on the housing part on the one hand and on the clamping part on the other.
  • this constructive embodiment eliminates the external, ie running outside of the belt tensioner pivot point for the spring, so that the belt tensioner can build a much more compact for a.
  • the belt tensioner can be attached to the generator housing with significantly less installation effort, since only the housing part is to be attached to the generator housing.
  • Figure 1 shows the generator of a generator belt drive with a belt tensioner mounted thereon in perspective view
  • Figure 2 shows the belt tensioner of Figure 1 in plan view
  • FIG. 4 shows the belt tensioner from FIG. 1 in a perspective longitudinal section
  • FIG. 5 shows the enlarged detail X from FIG. 4
  • Figure 6 shows the clamping part of the belt tensioner of Figure 1 as a single part in perspective view
  • FIG. 7 shows the housing-side spring suspension of the belt tensioner of FIG. 1 in perspective longitudinal section
  • FIG. 8 shows the tension-side spring suspension of the belt tensioner from FIG. 1 in a perspective view
  • FIG. 9 shows a further belt tensioner for a generator belt drive in FIG.
  • FIGS. 1 to 3 show a belt tensioner 1 according to the invention in assembly with a generator of a belt drive of an internal combustion engine or as an individual part.
  • the belt tensioner is fastened to the belt-side end side of the generator housing 2 and screwed to the generator housing at three attachment points 3. Since it is an ordinary generator without motor operation, i. without starting function of the internal combustion engine is, the belt tensioner has only one tensioner pulley 4 for biasing the belt in the idle strand.
  • the tension roller is mounted on an annular clamping part 5, which surrounds the shaft 6 and the pulley 7 of the generator and which is rotatably mounted on the generator shaft and - more precisely - in an annular housing part 8.
  • the tensioning part surrounds the generator shaft concentrically and is rotatably mounted concentrically for this purpose.
  • the rotary bearing of the clamping part can also be arranged with axial offset to the generator shaft.
  • the inner diameter of the housing part is substantially larger than the diameter of the generator pulley, so that the supply of air into the generator is not affected.
  • the introduced via the tension pulley 4 in the belt bias is generated by a flat coil spring 9, which is arranged concentrically to the pivot bearing of the clamping member 5 and with their spring legs 10 and 11 between the housing part on the one hand and the clamping part on the other hand with one of Belt tension corresponding torque is clamped.
  • a flat coil spring 9 which is arranged concentrically to the pivot bearing of the clamping member 5 and with their spring legs 10 and 11 between the housing part on the one hand and the clamping part on the other hand with one of Belt tension corresponding torque is clamped.
  • the fixing of the belt tensioner 1 in the preloaded mounting position by means of a locking pin 12 which locks the clamping part to the housing part in this position with each other.
  • the removable locking pin passes through a bore 13 in the clamping part and is supported on a recess 14 aligned therewith on the housing part (see also FIGS. 6 and 8).
  • FIGs 4 to 8 illustrate the structural design of the very compact-built belt tensioner 1, the axial space - apart from the tension roller 4 - runs completely outside the belt plane.
  • the housing part 8 is formed from a plurality of annular housing sections and here from two inexpensive sheet metal! len 15 and 16 composed with U-shaped or L-shaped cross-section, which are joined together at their inner ring ring by means of a fold 17.
  • the fold is interrupted according to Figure 7 by an incision 18 in which the housing-side spring leg 10 is mounted. The incision is narrowed on the end face 19 of the fold by means of caulking in order to secure the spring leg 10 against axial migration out of the housing part,
  • the two bending mold parts 15, 16 delimit a cylindrical annular space 20 which extends axially adjacent to the coil spring 9 and separated therefrom by the sheet metal forming part 16.
  • the clamping part 5 is arranged both axially and radially slidably, the clamping part shown in Figure 6 as an individual part is formed from an annular sheet metal stamping 21, at its two end faces and on the inner shell with a plain bearing 22 forming polymer (polyamide with embedded PTFE) is coated. Perforations 23 in the sheet metal stamping ensure a secure adhesion of the coating on the stamped sheet metal part. As illustrated in FIG.
  • the polymer coating proceeding from the sliding bearing, merges into sealing lips 24 which protrude from its end faces in the region of the outer shell of the sheet-metal stamping part.
  • the sealing lips run against the inner end faces of the annular space and thus protect the sliding bearing from penetrating contamination such as dirt particles and spray water.
  • the sealing effect is also in the peripheral region of the housing part 8, in which the sheet metal forming part 15 is released for the purpose of clearance of the operationally pivoting tension roller 4.
  • the axis of the tension roller 4 is formed by a sheet stamped with the sheet metal part 21 - here pressed by a Rändeis - and opposite the two end faces of the stamped sheet metal protruding sleeve 25.
  • the sleeve has on the part of the tension roller an internal thread for a screw 26, with the clamping roller with the interposition of a mounted on the sleeve spacer ring 27 on Clamping part 5 is attached.
  • the part of the coil spring 3 extending outer jacket 28 of the bush serves as a spring suspension for the tension side spring leg i 1 of the coil spring, which is wound from ribbon (see also Figure 8).
  • the Blechumformmaschine 15. 16 and the sheet metal stamping 21 may alternatively be prepared by other known methods, for example as aluminum die castings.
  • FIG. 9 shows a further inventive belt tensioner 1.
  • This differs from the previously described belt tensioner 1 in its structural design and in particular in that not only the tensioning part 5 'is rotatably mounted in the cylindrical annular space 20' of the housing part 8 ', but also the Spiral spring 9 'is added.
  • the pivot bearing of the clamping part is formed by a plain bearing collar 29 which is inserted radially between an inner cylinder collar 30 of the housing part and a cylinder collar 31 of the clamping part and which is inserted with its collar 32 axially between the cylinder collar of the clamping part and an angle ring 33. This is pressed into the inner cylinder collar of the housing part and holds the belt tensioner 1 * together as a ready-to-mount unit.
  • the spiral spring surrounds the rotary bearing thus formed, wherein the (not shown) spring legs are mounted radially inward on the cylinder collar of the clamping part and radially on the outside of an outer cylinder collar 34 of the housing part.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Riemenspanner (1, 1') für einen Generator-Riementrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend: - ein ringförmiges Gehäuseteil (8, 8), das die Generatorwelte (6) umschließend auf dem Generatorgehäuse (2) befestigt ist, - ein ringförmiges Spannteil (5, 5'), das am Gehäuseteil um die Generatorwelle drehbar gelagert ist, - eine einzige Spannrolle (4), die auf dem Spannteil gelagert ist und den Riemen vorspannt, - und eine Feder (9, 9'), die das Spannteil zur Erzeugung der Riemenvorspannung mit Drehmoment beaufschlagt. Die Feder soll eine ebene Spiralfeder sein, die im wesentlichen konzentrisch zum Drehlager des Spannteils angeordnet ist und deren Federschenkel (10, 11) am Gehäuseteil einerseits und am Spannteil andererseits eingehängt sind.

Description

Riemenspanner
Die Erfindung betrifft einen Riemenspanner für einen Generator-Riementrieb einer Brennkraftmaschine. Der Riemenspanner umfasst:
- ein ringförmiges Gehäuseteil, das die Generatorwelte umschließend auf dem Generatorgehäuse befestigt ist,
- ein ringförmiges Spannteil» das am Gehäuseteil um die Generatorwelle drehbar gelagert ist,
- eine einzige Spannrolle, die auf dem Spannteii gelagert ist und den Riemen vorspannt,
- und eine Feder, die das Spannteil zur Erzeugung der Riemenvorspannung mit Drehmoment beaufschlagt.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Riemenspanner ist aus der US 201 1/0070985 AI bekannt. Bei der
Feder handelt es sich um einen Linearspanner, dessen Befestigungsaugen einerseits am Spannteii und andererseits am Gehäuseteil angelenkt sind. Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Riemenspanner der eingangs genannten Art konstruktiv so zu gestalten, dass der Riemenspanner bei kompakter Bauweise möglichst einfach am Generatorgehäuse montierbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, dass die Feder eine ebene Spiralfeder ist, die im wesentlichen konzentrisch zum Drehlager des Spannteils ange- ordnet ist und deren Federschenkel am Gehäuseteil einerseits und am Spannteil andererseits eingehängt sind. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung entfällt der externe, d.h. außerhalb des Riemenspanners verlaufende Anlenkpunkt für die Feder, so dass der Riemenspanner zum einen sehr viel kompakter bauen kann. Zum anderen kann der Riemenspanner mit deutlich weniger Montageaufwand am Generatorgehäuse befestigt werden,, da lediglich das Gehäuseteil am Generatorgehäuse anzubringen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnyngen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Riemenspanner dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1 den Generator eines Generator-Riementriebs mit einem darauf montierten Riemenspanner in perspektivischer Darstellung;
Figur 2 den Riemenspanner aus Figur 1 in Draufsicht;
Figur 3 den Riemenspanner aus Figur 1 in Rückansicht;
Figur 4 den Riemenspanner aus Figur 1 in perspektivischer Längsschnittdarstellung;
Figur 5 das vergrößerte Detail X aus Figur 4;
Figur 6 das Spannteil des Riemenspanners aus Figur 1 als Einzelteil in perspektivischer Darstellung;
Figur 7 die gehäuseteilseitige Federeinhängung des Riemenspanners aus Figur 1 in perspektivischer Längsschntttdarstellung;
Figur 8 die spannteilseitige Federeinhängung des Riemenspanners aus Figur 1 in perspektivischer Darstellung;
Figur 9 einen weiteren Riemenspanner für einen Generator-Riementrieb im
Längsschnitt. Ausführliche Besch reibyng der Zeichnungen
Die Figuren 1 bis 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Riemenspanner 1 im Zu- sammenbau mit einem Generator eines Generator-Riementriebs einer Brennkraftmaschine bzw. als Einzelteil, Der Riemenspanner ist auf der riemenseitigen Stirnseite des Generatorgehäuses 2 befestigt und hier an drei Befestigungspunkten 3 mit dem Generatorgehäuse verschraubt. Da es sich um einen gewöhnlichen Generator ohne Motorbetrieb, d.h. ohne Startfunktion der Brennkraftmaschine handelt, hat der Riemenspanner nur eins einzige Spannrolle 4 zum Vorspannen des Riemens in dessen Leertrum. Die Spannrolle ist auf einem ringförmigen Spannteil 5 gelagert, das die Welle 6 und die Riemenscheibe 7 des Generators umschließt und das um die Generatorwelle drehbar an und - genauer gesagt - in einem ringförmigen Gehäuseteil 8 gelagert ist. Vorliegend umschließt das Spann- teil die Generatorwelle konzentrisch und ist dazu konzentrisch drehbar gelagert. In einer nicht dargestellten Ausführung kann die Drehlagerung des Spannteils auch mit Achsversatz zur Generatorwelle angeordnet sein. Der Innendurchmesser des Gehäuseteils ist wesentlich größer als der Durchmesser der Generatorriemenscheibe, so dass die Luftzufuhr in den Generator nicht beeinträchtigt wird.
Die über die Spannrolle 4 in den Riemen eingeleitete Vorspannung wird mittels einer ebenen Spiralfeder 9 erzeugt, die zum Drehlager des Spannteils 5 im wesentlichen konzentrisch angeordnet ist und die mit ihren Federschenkeln 10 und 11 zwischen dem Gehäuseteil einerseits und dem Spannteil andererseits mit ei- nem der Riemenvorspannung entsprechenden Drehmoment eingespannt ist. ' Im wesentlichen' konzentrisch deshalb, da die Spiralform der Feder strenggenommen zentrumslos ist. Die Fixierung des Riemenspanners 1 in der vorgespannten Montagestellung erfolgt mittels eines Sicherungsstifts 12, der das Spannteil mit dem Gehäuseteil in dieser Stellung miteinander verrastet. Hierzu durchsetzt der entfernbare Sicherungsstift eine Bohrung 13 im Spannteil und stützt sich an einer damit fluchtenden Ausnehmung 14 am Gehäuseteil ab (siehe auch Figuren 6 und 8)· Die Figuren 4 bis 8 verdeutlichen den konstruktiven Aufbau des sehr kompakt bauenden Riemenspanners 1 , dessen axialer Bauraum - abgesehen von der Spannrolle 4 - vollständig außerhalb der Riemenebene verläuft. Das Gehäuseteil 8 ist aus mehreren ringförmigen Gehäuseabschnitten und hier aus zwei kosten- günstigen Blech umformte! len 15 und 16 mit U-förmigem bzw. L-förmigem Querschnitt zusammengesetzt, die an ihrem Ringinnenmantel mittels eines Falzes 17 miteinander gefügt sind. Der Falz ist gemäß Figur 7 durch einen Einschnitt 18 unterbrochen, in dem der gehäuseteilseitige Federschenkel 10 eingehängt ist. Der Einschnitt ist auf der Stirnseite 19 des Falzes mittels einer Verstemmung verengt, um den Federschenkel 10 gegen axiales Auswandern aus dem Gehäuseteil zu sichern,
Die beiden Biechumformteile 15, 16 begrenzen einen zylindrischen Rtngraum 20, der axial benachbart zur Spiralfeder 9 und von dieser durch das Blechumformteil 16 separiert verläuft. In dem Ringraum ist das Spannteil 5 sowohl axial als auch radial gleitgelagert angeordnet, Das in Figur 6 als Einzelteil dargestellte Spannteil ist aus einem ringförmigen Blechstanzteil 21 gebildet, das an dessen beiden Stirnseiten und am Innenmantel mit einem das Gleitlager 22 bildenden Polymer (Polyamid mit eingelagertem PTFE) beschichtet ist. Perforationen 23 im Blechstanzteil sorgen für einen sicheren Haft der Beschichtung am Blechstanzteil. Wie in Figur 5 verdeutlicht, geht die Polymerbeschichtung vom Gleitlager ausgehend in Dichtlippen 24 über, die im Bereich des .Außenmantels des Blechstanz- teils von dessen Stirnseiten abstehen. Die Dichtlippen laufen an den Innenstirnseiten des Ringraums an und schützen so das Gleitlager vor eindringender Kontamination wie Schmutzpartikel und Spritzwasser. Die Dichtwirkung besteht auch in dem Umfangsbereich des Gehäuseteils 8, in dem das Blechumformteil 15 zwecks Freigang der betrieblich verschwenkenden Spannrolle 4 freigenommen ist.
Die Achse der Spannrolle 4 ist durch eine mit dem Blechstanzteil 21 gefügte - hier mittels eines Rändeis verpresste - und gegenüber den beiden Stirnseiten des Blechstanzteils hervorstehende Buchse 25 gebildet. Die Buchse hat seitens der Spannrolle ein Innengewinde für eine Schraube 26, mit der die Spannrolfe unter Zwischenschaltung eines auf der Buchse aufgezogenen Distanzrings 27 am Spannteil 5 befestigt ist. Der seitens der Spiralfeder 3 verlaufende Außenmantel 28 der Buchse dient als Federeinhängung für den spannteilseitigen Federschenkel i 1 der Spiralfeder, die aus Flachband gewickelt ist (siehe auch Figur 8). Die Blechumformteile 15. 16 und das Blechstanzteil 21 können alternativ mit anderen bekannten Verfahren, z.B. als Aluminium-Druckgussteile hergestellt werden.
Figur 9 zeigt einen werteren erfindungsgemäßen Riemenspanner 1 \ Dieser unter- scheidet sich von dem zuvor erläuterten Riemenspanner 1 im konstruktiven Aufbau und insbesondere dadurch, dass in dem zylindrischen Ringraum 20' des Gehäuseteils 8' nicht nur das Spannteil 5' drehgelagert ist, sondern auch die Spiralfeder 9' aufgenommen ist. Das Drehlager des Spannteils ist durch eine Gleitlager- Bundbuchse 29 gebildet, die radial zwischen einem inneren Zylinderkragen 30 des Gehäuseteils und einem Zylinderkragen 31 des Spannteils eingesetzt ist und die mit ihrem Bund 32 axial zwischen dem Zylinderkragen des Spannteils und einem Winkelring 33 eingesetzt ist. Dieser ist im inneren Zylinderkragen des Gehäuseteils eingepresst und hält den Riemenspanner 1 * als montagefertige Baueinheit zusammen. Die Spiralfeder umschließt das so gebildete Drehlager, wobei die (nicht dargestellten) Federschenkel radial innen am Zylinderkragen des Spannteils und radial außen an einem äußeren Zylinderkragen 34 des Gehäuseteils eingehängt sind.
Liste der Bezugszahlen
1 Riemenspanner
2 Generatorgehäuse
3 Befestigungspunkt
4 Spannrolle
5 Spannteil
6 Welle des Generators
7 Riemenscheibe des Generators
8 Gehäuseteil 9 Spiralfeder
10 gehäuseteilseitiger Federschenkel
11 spannteilseitiger Federschenkel
12 Sicherungsstift
13 Bohrung für Sicherungsstift
14 Ausnehmung für Sicherungsstift
15 Gehäuseabschnitt / Blechumformteil mit U-förmigem Querschnitt
16 Gehäuseabschnitt / Blechumformteil mit I-förmigem Querschnitt
17 Falz
18 Einschnitt
19 Stirnseite des Falzes
20 Ringraum
21 Blechstanzteit
22 Gleitlager
23 Perforation
24 Dichtlippe
25 Achse der Spannrolle / Buchse
26 Schraube für Spannrolle
27 Distanzring
28 Außenmantel der Buchse
29 Gleitlager-Bundbuchse
30 innerer Zylinderkragen des Gehäuseteils
31 Zylinderkragen des Spannteils
32 Bund der Bundbuchse
33 Winketring
34 äußerer Zylinderkragen des Gehäuseteils

Claims

Patentansprüche
Riemenspanner (1 , 1*) für einen Generator-Riementrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend:
- ein ringförmiges Gehiuseteil (8, 8'), das die Generatorwelle (6) umschließend auf dem Generatorgehäuse (2) befestigt ist,
- ein ringförmiges Spannteil (5, 5'), das am Gehäuseteil (8, 8') um die Gene- ratorwelle (6) drehbar gelagert ist,
- eine einzige Spannrolle (4), die auf dem Spannteil (5, 5') gelagert ist und den Riemen vorspannt,
- und eine Feder (9, 9'), die das Spannteil (5, 5') zur Erzeugung der Riemenvorspannung mit Drehmoment beaufschlagt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (9, 9') eine ebene Spiralfeder ist, die im wesentlichen konzentrisch zum Drehlager des Spannteils (5, 5') angeordnet ist und deren Federschenkel (10, 1 1) am Gehäuseteil (8, 8') einerseits und am Spannteil (5, 5') andererseits eingehängt sind.
Riemenspanner (1 , 1 ') nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Spannteil (5, 5') konzentrisch zur Generatorwelte (6) drehbar am Gehäuseteil (8, 8') gelagert ist.
Riemenspanner (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet» dass der spannteilseitige Federschenkel (1 1 ) auf der Achse (25) der Spannrolle (4) eingehängt ist.
Riemenspanner (1 , 1 ') nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder (9, 9') aus Flachband gewickelt ist.
Riemenspanner (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet» dass das Gehäuseteil (8) aus zwei oder mehreren Gehäuseabschnitten (15, 16) zusammengesetzt ist, die einen zur Spiralfeder (9) axial benachbarten, zylindrischen Ringraum (20) begrenzen, in dem das Spannteil (5) gleitgelagert angeordnet ist.
6. Riemenspanner (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Gehäuseabschnitten (15, 16) um zwei Blechumformteile handelt, 7. Riemenspanner {1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Blechumformteile (15, 16) an ihrem Ringinnenmantel mittels eines Falzes (17) miteinander gefügt sind.
8. Riemenspanner (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Falz (17) durch einen Einschnitt (18) unterbrochen ist, in dem der gehiuse- teilseitige Federschenkel (10) eingehängt ist.
9. Riemenspanner (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das
Spannteil (5) aus einem ringförmigen Blechstanzteil (21 ) gebildet ist, das an dessen Stirnseiten und Innenmantel mit einem das Gleitlager (22) bildenden Polymer beschichtet ist.
10. Riemenspanner (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerbeschichtung ausgehend vom Gleitlager (22) in Dichtlippen (24) über- geht, die im Bereich des Außenmantels des Blechstanzteils (21) von dessen Stirnseiten abstehen und an den Innenstirnseiten des Ringraums (20) anlaufen.
11. Riemenspanner (1) nach den Ansprüchen 3 und 9, dadurch gekennzeich- net, dass die Achse der Spannrolle (4) eine mit dem Blechstanzteil (21) gefügte und gegenüber dessen beiden Stirnseiten hervorstehende Buchse (25) ist, die seitens der Spannrolle (4) mit einem Innengewinde für eine die Spannrolle (4) am Spannteil (5) befestigende Schraube (26) versehen ist und deren seitens der Spiralfeder (9) verlaufender Außenmantel (28) die Federeinhän- gung für den spannteilseitigen Federschenkel (11 ) ist.
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