DE68920753T2

DE68920753T2 - Riemenspannvorrichtung.

Info

Publication number: DE68920753T2
Application number: DE68920753T
Authority: DE
Inventors: Daniel Bexten; James Mitchell
Original assignee: Dayco Products LLC
Current assignee: Dayco Products LLC
Priority date: 1989-03-14
Filing date: 1989-11-15
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: WO1990010805A1; EP0463085A4; US4883446A; DE463085T1; CA2001708C; JP2909495B2; DE68920753D1; EP0463085A1; MX167061B; EP0463085B1; CA2001708A1; JPH04504158A; AU5411190A

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf eine neue Riemenspannvorrichtung, auf einen neuen Spanner und auf neue Teile dafür.

Technischer Hintergrund

Eine Riemenspannvorrichtung mit einem Tragteil, mit einer davon getragenen endlosen Treibriemenanordnung, die sich in einer bestimmten Bahn bewegt, mit einem drehbar an dem Tragteil angebrachten Arm, mit einer von dem Arm getragenen, drehbar daran angeordneten Riemenscheibe, die in Eingriff mit der Riemenanordnung steht, und mit einer von dem Tragteil getragenen Betätigungseinrichtung, die einander gegenüberliegende Enden und einen beweglichen Kolben hat, der aus einem dieser ihrer gegenüberliegenden Enden vorsteht und an dem Arm derart angreift, daß beim Ausfahren des Kolbens aus einem der gegenüberliegenden Enden der Betätigungseinrichtung der Arm in eine Richtung gedreht wird, um die Riemenscheibe in die Riemenanordnung hineinzutreiben, ist bekannt. Siehe beispielsweise das Yoshikawa et al erteilt U.S. Patent Nr. 4,743,224.
Siehe auch das Ojima et al erteilte U.S. Patent Nr. 4,702,726 und das Ojima et al erteilte U.S. Patent Nr. 4,722,720 für eine andere Riemenspannvorrichtung.

Offenbarung der Erfindung

Es ist ein Merkmal dieser Erfindung, einen neuen Riemenspanner bereitzustellen, bei dem sich nicht nur die Betätigungseinrichtung für den Spanner leicht entfernen läßt, wenn die Betätigungseinrichtung in ihrer ausgefahrenen Stellung ist, sondern der Spanner auch thermische und/oder dynamische Effekte in dem Spannersystem kompensieren wird, das den Spanner dieser Erfindung benutzt.
Insbesondere sind vorbekannte Spanner zur Wartung schwierig zu entfernen, wenn die Betätigungseinrichtung des Spanners in ihrer ausgefahrenen Stellung ist. Die Spanner haben eine eingeschränkte Beweglichkeit unter dynamischen Bedingungen, und sie sind dahingehend begrenzt, eine Kraft aufzubringen, die eine Funktion nur des Federverhältnisses oder weniger ist. Diese vorbekannten Geräte haben auch keine Mittel, thermische oder dynamische Effekte in dem Spannersystem zu kompensieren, in dem sie benutzt werden.
Beispielsweise ist während des Motoranlaßvorgangs der Motor normalerweise kalt und deshalb die Riemenanordnung des Motors einem sich Lockern ausgesetzt. Wenn ein Startvorgang des Motors versucht wird, akkumuliert sich der Riemenschlupf und ein Zahnspringen tritt auf.
Der erfindungsgemäße Spanner hat nun aber eine Progressive Spannkraft, die alle Lockerungseffekte der Riemenanordnung zu überwinden tendiert. Dieses Merkmal wird dadurch erreicht, daß man eines der Enden der Betätigungseinrichtung mit einem Mittel ausbildet, das die Betätigungseinrichtung um eine Achse drehbar an ihrem Tragteil anbringt, so daß sich die Betätigungseinrichtung relativ zu dem Tragteil um die Achse drehen kann, wenn ihr Kolben aus dem anderen Ende der Betätigungseinrichtung ausfährt oder in dieses andere Ende einfährt, wie im folgenden offensichtlich sein wird.
Im wesentlichen bekannt aus der GB-A-21 81 814 ist nun aber eine Riemenspannvorrichtung mit einem Tragteil, mit einer davon getragenen endlosen Treibriemenanordnung, die sich in einer bestimmten Bahn bewegt, mit einem drehbar an dem Tragteil angebrachten Arm, mit einer von dem Arm getragenen, drehbar daran angeordneten Riemenscheibe, die in Eingriff mit der Riemenanordnung steht und mit einer von dem Tragteil getragenen Betätigungseinrichtung, die einander gegenüberliegende Enden und einen beweglichen Kolben hat, der aus einem dieser ihrer gegenüberliegenden Enden vorsteht und an dem Arm derart angreift, daß beim Ausfahren des Kolbens aus dem einen der gegenüberliegenden Enden der Betätigungseinrichtung der Arm in eine Richtung gedreht wird, um die Riemenscheibe in die Riemenanordnung hineinzutreiben, wobei das andere der gegenüberliegenden Enden der Betätigungseinrichtung um eine Achse drehbar an dem Tragteil angebracht ist, und wobei sich die Betätigungseinrichtung relativ zu dem Tragteil um die Achse dreht, wenn ihr Kolben an ihrem einen Ende ausund einfährt.
Erfindungsgemäß weist das Tragteil eine davon getragene Abstützeinrichtung mit zwei im Abstand voneinander fluchtend angeordneten Öffnungen auf. Die Betätigungseinrichtung hat zwei einander auf gleicher Achse gegenüberliegende Zapfenvorsprünge, die in je einer der beiden Öffnungen aufgenommen sind, um die Betätigungseinrichtung um eine Achse drehbar an dem Tragteil anzubringen.

Figurenkurzbeschreibung

Die Merkmale dieser Erfindung und ihre technischen Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht eines Verbrennungsmotors eines Transportfahrzeugs, das die neue Riemenspannvorrichtung dieser Erfindung daran hat;
Fig. 2 ist eine vergrößerte, bruchstückartige und teilweise weggebrochene Ansicht des erfindungsgemäßen Riemenspanners, der in der Riemenspannvorrichtung der Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung verschiedener Teile des Riemenspanners der Fig. 2;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht der Betätigungseinrichtung des Riemenspanners der Fig. 2 und illustriert die Betätigungseinrichtung im Querschnitt und mit ihrem Kolben in seiner voll eingefahrenen Position;
Fig. 5 ist eine Fig. 4 ähnliche Ansicht und illustriert den Kolben in seiner voll ausgefahrenen Position;
Fig. 6 ist eine schmatische Ansicht, die den Riemenspanner der Fig. 2 mit dem Kolben seiner Betätigungseinrichtung in seiner voll eingefahrenen Position illustriert;
Fig. 7 ist eine Fig. 6 ähnliche Ansicht und illustriert den Spanner, wenn die Betätigungseinrichtung ihren Kolben in seiner voll ausgefahrenen Position hat;
Fig. 8 ist eine bruchstückhafte Querschnittsansicht nach der Linie 8-8 von Fig. 2 und illustriert die um eine Achse drehbare Anbringung der Betätigungseinrichtung an der Abstützeinrichtung des erfindungsgemäßen Riemenspanners, wobei in Fig. 8 die Riemenscheibe des Riemenspanners entfernt ist;
Fig. 9 ist eine Fig. 8 ähnliche Ansicht und illustriert, daß die äußere Abstützung des Riemenspanners entfernt wurde und wie die ausgefahrene Betätigungseinrichtung von der verbleibenden Abstützung zu Wartungszwecken und dergleichen entfernt werden kann; und
Fig. 10 ist eine Ansicht, die drei graphische Darstellungen aufzeigt, die jeweils die Arbeitsweise einer im Betrieb befindlichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Riemenspanners illustrieren.

Beste Vorgehensweisen zur Ausführung der Erfindung

Wenn auch die verschiedenen Merkmale dieser Erfindung im folgenden als besonders geeignet illustriert und beschrieben werden, einen Riemenspanner zur Verwendung mit einem Verbrennungsmotor für ein Transportfahrzeug oder dergleichen bereitzustellen, können wohlverstanden die verschiedenen Merkmale dieser Erfindung für sich allein oder in vielfältigen Kombinationen davon verwendet werden, um gewünschtenfalls einen Riemenspanner für andere Typen von Apparaten bereitzustellen.
Diese Erfindung soll deshalb nicht allein auf die in den Zeichnungen Illustrierte Ausführungsform beschränkt sein, weil die Zeichnungen nur verwendet werden, eine der vielfältigen Verwendungen dieser Erfindung zu illustrieren.
Bezugnehmend nun auf Fig. 1, ist die neue erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung allgemein mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet und mit einem Verbrennungsmotor 21 verwendet, der für ein Transportfahrzeug oder dergleichen benutzt werden kann. Die Riemenspannvorrichtung weist das Motor- oder Tragteil 21 auf, das drehbar eine Mehrzahl drehbarer Riemenscheiben 22, 23, 24, 25, 26, 27 und 28 trägt. Eine endlose Treibriemenanordnung 29 ist auf der in Fig. 1 Illustrierten Weise über die Riemenscheiben 22-28 gezogen, um auf nach dem Stand der Technik wohlbekannte Weise eine Antriebsbeziehung herzustellen. Siehe beispielsweise das vorerwähnte, Ojima et al erteilte U.S. Patent Nr. 4,702,726; das Ojima et al erteilte U.S. Patent Nr. 4,722,720; und das Yoshikawa et al erteilte U.S. Patent Nr. 4,743,224; wobei diese drei U.S. Patente durch diese Bezugnahme darauf in diese Offenbarung einbezogen werden.
Die in Fig. 1 Illustrierte Riemenanordnung 29 weist eine Steuerriemenanordnung auf, an deren Innenseite 30 eine Mehrzahl von Zähnen 31 ausgebildet sind, die mit den Zähnen 32 an den Riemenscheiben 22, 23, 24, 25 und 26 auf eine nach dem Stand der Technik wohlbekannte Weise zu kämmen geeignet sind. Die andere Seite 33 der Riemenanordnung 29 ist im wesentlichen glatt und stellt auf eine auch nach dem Stand der Technik wohlbekannte Weise eine Antriebsbeziehung mit den nicht verzahnten Riemenscheiben 27 und 28 her.
Die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung 20 weist auch einen erfindungsgemäßen Riemenspanner auf, der im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet und auf eine hier nachstehend dargetane Weise mit einem Paar Befestigungsbolzen 35 an dem Motor- oder Tragteil 21 angebracht ist, wie in Fig. 3, 8 und 9 illustriert. Der Riemenspanner 34 hat ein Tragteil oder Abstützteil 36, einen um eine Achse drehbar an dem Tragteil oder Abstützteil 36 angebrachten Arm 37, eine von dem Arm 37 drehbar getragene Riemenscheibe 38, deren äußerer glatter Umfang 39 in Eingriff mit der glatten Seite 33 der Riemenanordnung 29 steht, und eine Betätigungseinrichtung 40, die wie hier nachstehend dargetan von dem Tragteil oder Abstützteil 36 in einer einzigartigen Weise getragen wird.
Die Betätigungseinrichtung 40 des Riemenspanners 34 dieser Erfindung ist von dem federvorgespannten Schraubentyp, der aus den Gründen, die in vollem Umfang in den vorerwähnten drei U.S. Patenten dargetan sind, eine Spannkraft ausübt, indem er die Riemenscheibe 38 in eine Spanneingriffsrichtung mit der Riemenanordnung 29 treibt. Nur die Einzelheiten des erfindungsgemäßen neuen Riemenspanners 34 werden nun erläutert, da die Arbeitsweise eines solchen Spanners in einem Riemensystem nach dem Stand der Technik wohlbekannt ist.
Das Abstützteil 36 des erfindungsgemäßen Riemenspanners 34 weist eine Rückenabstützung oder Platte 41 auf, die an dem Tragteil 21 mit den Montagebolzen 35 angebracht ist, die durch zugehörige Öffnungen 42 in der rückwärtigen Montageplatte 41 hindurchgreifen, so daß die vergrößerten Köpfe 43 der Montagebolzen 35 die Rückenabstützung 41 zwischen geeigneten Scheiben 44 und der äußeren Oberfläche 45 des Motor- oder Tragteils 21 fangen, wie in Fig. 8 und 9 illustriert. Die Montagebolzen 35 sind in geeignete, mit einem Innengewinde versehene Öffnungen 46 eingeschraubt, die auf nach dem Stand der Technik wohlbekannte Weise in dem Tragteil 21 ausgebildet sind. Selbstverständlich können die Öffnungen 46 gewünschtenfalls in dem eigentlichen Motorblockteil des Motors 21 oder in irgendeiner anderen geeigneten Abstützstruktur ausgebildet sein, die von dem Motor 21 getragen wird.
Die Rückenabstützung 41 hat eine Vergrößerung 47 daran, die mit einer flachen Stirnseite 48 versehen ist, die durch eine Öffnung 49 mit Innengewinde zur Aufnahme eines Montagegewindebolzens 50 darin unterbrochen ist. Mit dem Gewindebolzen 50 ist der Arm 37 drehbar an der Rückenabstützung 41 angebracht, indem der Gewindebolzen 50 durch eine geeignete Öffnung 51 in einer Lagerhülse 52 hindurchgreift, die innerhalb einer zylindrischen Öffnung 53 aufgenommen ist, die eine zylindrische Nabe 54 des Arms 37 durchsetzt, so daß der Arm 37 mit dem Bolzen 50 drehbar oder um eine Achse drehbar an der Vergrößerung 47 der Rückenabstützung 41 angebracht ist, so daß er sich zu einem hier nachstehend dargetanen Zweck um die Mitte des Bolzens 50 oder dessen Achspunkt oder Achse 55 dreht, wie schematisch in Fig. 6 und 7 gezeigt.
Man kann so sehen, daß der Achspunkt oder die Achse 55 des Arms 37 zu einem hier nachstehend beschriebenen Zweck in einer parallel versetzen Beziehung zu dem Mittelpunkt 56 der zylindrischen Nabe 54 angeordnet ist. Die zylindrische Nabe 54 hat ein Lager 38' der Riemenscheibe 38, das durch Aufpressen daran befestigt ist und durch den Kopf des Bolzens 50 an Ort und Stelle gehalten wird, der das Lager 38' überlappt, so daß die Riemenscheibe 38 drehbar an der Nabe 54 angebracht ist, so daß sie sich zu einem hier nachstehend dargetanen Zweck um den Mittelpunkt der Achse 56 der Nabe 54 dreht, wie schematisch in Fig. 6 und 7 illustriert.
Der Arm 37 hat eine Verlängerung 57, die mit einem freien Ende 58 versehen ist, in dem eine konkave Pfanne 59 ausgebildet ist, die zu einem hier nachstehend dargetanen Zweck ein halbkugelförmiges oder kugelförmiges Ende 60 eines Kolbens 61 der Betätigungseinrichtung 40 aufnimmt.
Man kann so sehen, daß der Arm 37 ein einstückiges Glied aufweist, das aus irgendeinem geeigneten Material bestehen kann, gewünschtenfalls beispielsweise einem metallischen Material.
Die rückwärtige Abstützung 41 hat zwei Befestigungsständer 62, die sich davon nach außen erstrecken und jeweils mit flachen freien Enden 63 versehen sind, die sie unterbrechende Öffnungen 64 mit Innengewinde haben. Letztere nehmen Montagegewindebolzen 65 auf, die durch in geeigneter Weise ausgerichtete Öffnungen 66 in einer Frontabstützung oder Platte 67 der Abstützeinrichtung 36 des Spanners 34 hindurchzuragen geeignet sind, um die Frontabstützung 67 auf die in Fig. 8 illustrierte Weise an der Rückenabstützung 41 zu befestigen.
Die Rückenabstützung 41 der Abstützeinrichtung 36 des erfindungsgemäßen Riemenspanners 34 ist mit einer Montageöffnung 68 versehen, die in axial ausgerichteter Beziehung mit einer in der Frontabstützung 67 ausgebildeten Montageöffnung 69 angeordnet ist. Die Montageöffnungen 68 und 69 dienen dazu, ein Ende 70 eines zylindrischen Gehäuseteils 71 der Betätigungseinrichtung 40 um eine Achse drehbar an dem Abstützteil 36 zu befestigen, so daß die Betätigungseinrichtung 40 zu einem hier nachstehend dargetanen Zweck um eine Achse drehbar an der Trag- oder Abstützeinrichtung 36 angebracht ist. Das Gehäuseteil 71 der Betätigungseinrichtung 40 hat ein anderes Ende, das offen ist und aus dem heraus sich das Kolbenglied 61 erstreckt, wie hier nachstehend ersichtlich sein wird.
Das Gehäuse 71 der Betätigungseinrichtung 40 hat zwei Vorsprünge oder Zapfen 73 und 74, die sich in axial ausgerichteter Beziehung und quer zu der Längsachse der Betätigungseinrichtung 40 davon nach außen erstrecken. Sie sind so geformt, daß sie anstandslos jeweils in die Montage- Öffnungen 68 und 69 der Abstützungen 41 und 67 passen, wie in Fig. 8 illustriert. Der Vorsprung 73 hat eine im allgemeinen kegelstumpfförmige Gestalt. Seine breitere Basis 75 ist dem Gehäuse 71 der Betätigungseinrichtung 40 benachbart angeordnet. Die Montageöffnung 68 in der rückwärtigen Abstützung 41 bestimmt eine im allgemeinen kegelstumpfförmige innere Umfangsfläche 76 des Abstützglieds 41, die im allgemeinen mit dem kegelstumpfförmigen Vorsprung 73 in einer Lagerbeziehung damit zusammenpaßt. Im Gegensatz dazu ist der andere Vorsprung 74 der Betätigungseinrichtung 40 im wesentlichen zylindrisch, so daß er eine über seine ganze Länge im wesentlichen gleich große kreisrunde transversale Querschnittskonfiguration hat. Die Öffnung 69 in der Abstützung 67 bestimmt gleichermaßen eine im wesentlichen zylindrische innere Umfangsfläche 77, die mit dem Vorsprung 74 paßt und in einer Lagerbeziehung zusammenwirkt.
Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung 40 ist am besten in Fig. 4 und 5 illustriert. Man kann sehen, daß das Gehäuseteil 71 eine Kammer 78 darin hat, die zu einem offenen Ende 79 der Kammer 78 an dem Ende 72 des Gehäuseteils 71 führt und aus dem das Ende 60 des Kolbens 61 herausragt. Das offene Ende 79 der Kammer 78 ist durch eine flexible Haube 80 geschlossen bemessen, die ein Ende 81 in einer Ringnut 82 des Kolbens 61 und ein anderes Ende 83 in einer Ringnut 84 in dem Ende 72 des Gehäuses 71 aufgenommen hat. Die Haube 61 ist geeignet, sich nach außen auszudehnen, wenn der Kolben 61 auf die in Fig. 5 illustrierte Weise ausgefahren wird, und sich auf die in Fig 4 illustrierte Weise zusammenzuziehen, wenn der Kolben 61 in das Gehäuse 71 eingefahren wird, wie hier nachstehend ersichtlich sein wird.
Eine Hülse 85 ist in dem Gehäuseteil 71 an seinem Ende 72 mit einer Klemme 86, die sich an ihrem einen Ende befindet, und mit einer Stoß- oder Unterlegscheibe 87 an ihrem anderen Ende befestigt. Die Hülse 85 und Klemme 86 halten den Kolben 61 in einer Weise, daß sie eine Axialbewegung, nicht aber eine Drehung des Kolbens 61 zulassen, wie in Fig. 4 und 5 illustriert. Beispielsweise kann die äußere Gestaltung des hülsenförmigen Kolbens 61 quadratisch oder sechseckig sein, während die Klemme 86 und/oder Hülse 85 eine ähnlich gestaltete Öffnung hat, in der der Kolben 61 beweglich getragen ist.
Das Stoßelement 87 hat eine dadurch hindurchgehende Öffnung 88. Es stützt drehbar einen Abschnitt 89 einer drehbaren Welle 90 ab, die ein Ende 91 in einem zylindrischen Abschnitt 92 des Gehäuseteils 71 drehbar abgestützt hat, so daß die Welle 90 auf hier nachstehend beschriebene Weise um ihre Längsachse 93 zu rotieren geeignet ist. Die Welle 90 hat ein freies Ende 94, das mit einem Außengewinde 95 versehen ist. Das Außengewinde kämmt mit einem in dem Kolben 61 ausgebildeten Innengewinde 96. Der Kolben 61 hat eine Gewindeöffnung 97, die ein Ende 98 davon unterbricht.
Wenn die Welle 90 durch die Kraft einer Schlingfeder, die sich auf eine hier nachstehend dargetane Weise abwickelt, in eine Richtung gedreht wird, wird auf diese Weise die Gewindebeziehung zwischen den Gewinden 95 und 96 den Kolben 61 sich axial nach rechts in Fig. 4 und 5 zu bewegen veranlassen, so daß er sich von dem Gehäuse 71 nach außen erstreckt und eine Kraft auf den Arm 37 ausübt, um die Riemenscheibe 38 in die Riemenanordnung 29 hineinzudrücken, wie hier nachstehend ersichtlich sein wird. Umgekehrt wird die Riemenanordnung 29 durch ihre Vibration dazu tendieren, den Kolben 61 axial nach links in Fig. 4 und 5 entgegen der Kraft der Feder 99 zu zwingen und dadurch die Welle 90 in einer Richtung zu rotieren bewirken, die es dem Kolben 61 sich nach links zu bewegen und die Feder 99 aufzuwickeln erlaubt, wie hier nachstehend ersichtlich sein wird.
Die Feder 99 ist derart gewickelt, daß wenn ein Ende 100 der Feder 99 in einem Keilnutschlitz 101 des Gehäuses 71 festgehalten wird und das andere Ende 102 der Feder 99 in einer geeigneten Öffnung 103 in der Welle 90 aufgenommen ist, die gespeicherte Wicklungsenergie in der Feder 99 die Welle 90 in einer Richtung zu rotieren tendiert, die den Kolben 61 nach rechts gefahren zu werden bewirkt, wie in Fig. 4 und 5 illustriert, all das auf nach dem Stand der Technik wohlbekannte Weise.
Um die Betätigungseinrichtung 40 in ihrer voll zurückgezogenen Position zu verriegeln, wie in Fig. 4 illustriert, ist ein Riegelstift 104 durch eine Öffnung 105 in einer Dichtkappe 106 eingesteckt, die mit Pressitz in einer geeigneten Öffnung in dem Gehäuseteil 71 aufgenommen ist. Das freie ende 107 des Riegelstifts 104 ist in einer geeigneten Öffnung 108 der Welle 90 aufgenommen, um dieselbe gegen Drehung zu verriegeln, wie in Fig. 4 illustriert. Wenn nun aber der Riegelstift 104 entfernt ist, wie in Fig. 5 illustriert, kann die Welle 90 frei drehen. Die Öffnung in der Dichtkappe 106 kann für Entlüftungszwecke oder dergleichen verwendet werden.
Wie dargestellt, ist eine andere Dichtkappe 109 im Schnappsitz in einer Öffnung 110 in dem Ende 70 des Gehäuseteils 71 aufgenommen. Dadurch ist die Kammer 78 durch die Dichtkappen 106, 107 und die Haube 80 effektiv abgedichtet, so daß ein geeignetes Schmiermittel, beispielsweise Öl, in der Kammer 78 enthalten sein kann, um so eine Schmierung für die Gewindewirkung der Gewinde 95 und 96 an der Welle 90 und in dem Kolben 61 zu bewirken, wie das nach dem Stand der Technik wohlbekannt ist. Selbstverständlich können auch andere Schmiermittel für die Gewinde 95 und 96 vorgesehen sein als Öl, beispielsweise irgendwelche geeigneten Beschichtungen oder dergleichen, falls gewünscht.
So die verschiedenen Teile des erfindungsgemäßen Riemenspanners 34 aus irgendeinem geeigneten Material in irgendeiner geeigneten Weise gebildet sein können, können wohlbekannte Mittel verwendet werden, um irgendwelche Kompatibilitätsprobleme zu überwinden. Beispielsweise können geeignete Futter in den Montageöffnungen 68 und 69 vorgesehen sein, um ein Abreiben des Materials der Zapfen 73 und 74 durch das Material der Abstützungen 41 und 67 zu verhindern.
So der Kolben 61 ein einstückiges Glied sein kann, kann derselbe auch eine Kugel 60 aufweisen, die einen Fortsatz 60' hat, der an der Hülse 61 mit einem Stift 61' verstiftet ist, wie in Fig. 4 gezeigt.
Zusätzlich, so der erfindungsgemäße Spanner 34 als in sich geschlossene Einheit an dem Motor 21 angebracht und dann der Stift 104 entfernt werden kann, um den Riemen 38 durch die Betätigungseinrichtung 40 unter Federspannung zu setzen, kann wohlvestanden der Spanner 34 in Teilen an den Motor 21 an- und zusammengebaut werden, indem zuerst die Rückenabstützung 41 daran angebracht und dann der Arm 37 und die Betätigungseinrichtung mit der Rückenabstützung 41 zusammengebaut wird. Danach können die Riemenscheibe 38 und Frontabstützung 67 damit zusammengebaut und der Riegelstift 104 entfernt werden, um die Riemenanordnung 29 wie vorstehend dargetan unter Federspannung zu versetzen.
Aus dem obigen kann man sehen,daß der erfindungsgemäße Riemenspanner 34 durch das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres aus den verschiedenen zuvor beschriebenen Teilen gebildet werden kann, so daß er in einer nun zu beschreibenden Weise arbeitet.
Wenn sich der Riemenspanner 34 in der in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien und in Fig. 6 schematisch illustrierten Position befindet, und wenn der Riegelstift 104 entfernt ist, kann man sehen, daß die Feder 99 die Welle 90 in einer Richtung zu drehen tendiert, die den Kolben 61 nach rechts in den Zeichnungen auszufahren und dabei gegen den Arm 37 zu wirken veranlaßt, um eine Drehung des Arms 37 in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um seinen festen Achspunkt 55 zu bewirken und dadurch zu bewirken, daß die Drehachse 56 der Riemenscheibe 38 in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse 55 umläuft, wie in Fig. 6 und 7 illustriert, so daß die Riemenscheibe 38 in eine Richtung bewegt wird, die eine Spannkraft auf die Riemenanordnung 29 ausübt, wie durch die Phantomlinien der Riemenscheibe 38 in Fig. 2 dargestellt. Wenn der Kolben 61 durch die Feder 99 in der zuvor dargetanen Weise von dem Gehäuse 71 ausfährt, kann man sehen, daß sich das freie Ende 58 des Arms 37 nach unten in den Zeichnungen bewegt und dadurch eine Drehung der Betätigungseinrichtung 40 um ihre Drehachse erforderlich macht, die in Fig. 6 und 7 mit dem Bezugszeichen 111 bezeichnet, und wie zuvor dargetan durch die Achse definiert ist, die durch die miteinander ausgerichteten Zapfen 73 und 74 der Betätigungseinrichtung 40 hindurchgeht.
Man kann also sehen, daß die Achspunkte oder die Drehachsen 55 und 111 jeweils für den Arm 37 und die Betätigungseinrichtung 40 feste Drehpunkte sind, während die Drehachse 56 der Riemenscheibe 38 und der Punkt 112 in Fig. 6 und 7, an dem das kugelförmige Ende 60 des Kolbens 61 der Betätigungseinrichtung in der Pfanne 59 des Arms 37 sitzt, Drehpunkte sind, die sich im Betrieb des Spanners 34 bewegen und eine einzigartige Beziehung schaffen, die hier nachstehend dargetan wird.
Während des Betriebs des Motors 21, der die Riemenanordnung 29 auf einer zusammenhängenden endlosen Bahn bewegt, die durch die Riemenscheiben 22-28 wie auch die Riemenscheibe 38 des Spanners 34 bestimmt ist, tritt nun aber eine Vibration der Riemenanordnung 29 auf, und eine solche Vibration und Kraft der Riemenanordnung 29 tendiert dazu, den Kolben 61 axial zurück in das Gehäuse 71 der Betätigungseinrichtung 40 zu bewegen und die Feder 99 aufzuwickeln, wodurch die von dem erfindungsgemäßen Riemenspanner 34 bereitgestellte Spannkraft in einer nachstehend dargetanen Weise einzigartig auf die Riemenanordnung 29 aufgebracht wird.
Sollte es gewünscht sein, eine erfindungsgemäße Betätigungsseinrichtung 40 von dem Spanner 34 zu entfernen, während der Spanner 34 an dem Motor 21 installiert ist und der Kolben 61 in seiner ausgefahrenen Position ist und eine Spannkraft auf die Riemenanordnung 29 ausübt, so wird die Frontplatte oder das Abstützteil 67 auf die in Fig. 9 illustrierte Weise entfernt. Dann kann die Betätigungseinrichtung 40 von einer Person ergriffen und nach außen und links bewegt werden, wie das durch die Pfeile 113 in Fig. 9 dargestellt ist, da eine solche Bewegung durch den Winkel des kegelstumpfförmigen Vorsprungs 73 und der Lagerfläche 76 der rückwärtigen Abstützung 41 und durch die relativ flache konkave Pfanne 59 und das gekrümmte Kugelende 60 des Arms 34 und Kolbenglieds 61 zugelassen wird. Die abgenommene Betätigungseinrichtung 40 kann so ohne weiteres gewartet oder durch eine neue Betätigungseinrichtung 40 ersetzt werden, ohne daß es erforderlich ist, den Spanner 34 komplett von dem Motor 21 abzubauen.
Im Gegenteil wird angenommen, daß wenn der Vorsprung 73 ein richtiger zylindrischer Vorsprung ähnlich dem Vorsprung 74 wäre, ein solches Abnehmen der Betätigungseinrichtung 40 nicht ohne weiteres stattfinden könnte, während der Spanner 34 noch an dem Motor 21 angebaut ist und unter Spannkraft mit der Riemenanordnung 29 steht, weil die Bewegung 113 nach links in Fig. 9 für ein solches Abnehmen nicht vorgenommen werden könnte. Es wird daher angenommen, daß der kegelstumpfförmige Zapfen 23 und die mit ihm zusammenwirkende Lagerfläche 76 für diesen Zweck eine einzigartige Beziehung herstellen.
Man kann auch sehen, daß dadurch, daß man die Zapfen 73 und 74 das Ende 70 der Betätigungseinrichtung 40 um eine Achse drehbar an dem Abstützteil 36 anbringen läßt, um wie in Fig. 6 und 7 illustriert den festen Achspunkt 111 für die Betätigungseinrichtung 40 bereitzustellen, die Betätigungseinrichtung 40 eine Drehbewegung an ihrer Achse 111 ausführen kann, wenn der Arm 37 sich während des Aus- und Einfahrens des Kolbenglieds 61 in der zuvor beschriebenen Weise an seiner Achse 55 dreht.
Man kann in Fig. 6 und 7 sehen, daß in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Riemenspanners 34 die Länge von dem Achspunkt 55, der der Mittelpunkt des Montagebolzen 50 des Arms 37 ist, bis zu der Mittellinie 112 der Armpfanne 59 länger ist als die Länge von dem Achspunkt 55 zu dem Punkt 56, der die Mitte oder Drehachse der Riemenscheibe 38 ist. Diese Tatsache erzeugt einen entsprechenden Multipliziereffekt des Montagemittels zu der Nabenlast der Riemenscheibe 38. Zusätzlich erzeugt der Winkel dieser Position der Betätigungseinrichtung 40 und der Winkel zwischen dem Ort der Kugelpfanne 59 und der Mitte der Riemenscheibe 38 eine geometrische Beziehung, die genutzt wird, um einen Kompensationseffekt zu dem Multipliziereffekt zu erzeugen.
Im einzelnen siehe Fig. 10, in der das obere Diagramm 120 an der Y-Achse 121 in Kraft der Einheit Pfund und die X-Achse in Millimeter skaliert. Der Ursprungspunkt der X-Achse des Diagramms 120 ist mit 84 mm bezeichnt, da diese Länge von dem Achspunkt 111 der Betätigungseinrichtung 40 bis zu dem Punkt 112 an dem Kugelende 60 des in seiner voll zurückgefahrenen Position gemäß Fig. 4 und Fig. 6 befindlichen Kolbens gemessen wird. Die X-Achse erstreckt sich nach rechts zu einem Punkt von ungefähr 104 mm, an dem der Kolben 61 wie in Fig. 5 und 7 illustriert in seinem voll ausgefahrenen Zustand ist. Man kann also sehen, daß der Kolben 61 der Betätigungseinrichtung um etwa 20 in von seiner voll eingefahrenen Position zu seiner voll ausgefahrenen Position ausfährt.
Die gestrichelte Linie 124 des Diagramms 120 stellt die durch die Riemenscheibe 38 des Riemenspanners 34 auf die Riemenanordnung 29 ausgeübte Kraft dar, wenn jede der Riemenscheiben 22-25 24 Zähne hat und die Riemenanordnung 29 damit verträglich ist. Die gestrichelte Linie 125 des Diagramms 120 stellt die durch die Riemenscheibe 38 des Riemenspanners 34 auf die Riemenanordnung 29 ausgeübte Kraft der, wenn die Riemenscheiben 22-25 30 Zähne haben und die Riemenanordnung 29 damit verträglich ist, wie das nach dem Stand der Technik wohlbekannt ist.
Die Linie 126 des Diagramms 120 stellt die Kraft dar, die an den verschiedenen Ausfahrpositionen ihres Kolbens 61 von der gegen den Punkt 112 des Arms 37 wirkenden Betätigungseinrichtung 40 bereitgestellt wird, wenn ein 11º Verstellschraubengewinde 95 verwendet wird. Die gestrichelte Linie unterhalb von Linie 126 zeigt die Kraft an, wenn ein 14º Verstellschraubengewinde 95 verwendet wird.
Unterhalb des Diagramms 120 der Fig. 10 ist ein zweites Diagramm angeordnet, das im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 127 bezeichnet ist. Das Diagramm hat an seiner X-Achse 128 die Gradzahlen des Riemenscheibenwinkels, der von der Riemenscheibe 38 in den verschiedenen Ausfahrpositionen des Kolbens 61 der Betätigungseinrichtung 40 bereitgestellt wird. Der Riemenscheibenwinkel wird ausgehend von einer horizontalen Linie 129, Fig. 6, gemessen, die durch die Mitte 56 der Riemenscheibe 38 hindurchgeht und sich in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn zu einer Linie 129' in Fig. 6 erstreckt, die eine in dieser speziellen Position der Riemenscheibe 38 durch die Achse 55 des Arms 37 und die Mitte 56 der Riemenscheibe 38 hindurchgehende Linie ist. Wie in den Diagramm 120 und 127 dargestellt, ist für die 24 Zahn Riemenscheibenanordnung der Riemenscheibenwinkel etwa 320º, wenn der Kolben 61 der Betätigungseinrichtung 40 in seiner voll zurückgezogenen Position ist. Wie durch die Diagramme 120 und 127 illustriert, ist der Riemenscheibenwinkel ungefähr 360º, wenn der Kolben 61 in seiner voll ausgefahrenen Position ist. Wenn nun aber die 30 Zahn Riemenscheibenanordnung verwendet wird, ist der Riemenscheibenwinkel bei voll zurückgezogenem Kolben 61 ungefähr 300º und der Riemenscheibenwinkel bei voll ausgefahrenem Kolben 61 ungefähr 340º.
Unterhalb des Diagramms 127 der Fig. 10 ist drittes Diagramm, das im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 130 bezeichnet ist und die Arbeitstemperatur des Motors 21 darstellt, da die Riemenspannvorrichtung der Fig. 1 dieser Temperatur unterliegt.
An den drei Diagrammen 120, 127 und 130 in ihrer ausgerichteten Beziehung der Fig. 10 kann man sehen, daß in dem einen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Riemenspanners 34 der Riemenspanner 34 der Riemenanordnung 29 in dem normalen Arbeitsbereich des Motors 21 von ungefähr 70º F. bis 240º F. eine nahezu konstante Spannkraft aufrechtzuerhalten erlaubt, wie durch die Linie 124 zwischen den Linien 131 und 132 dargestellt. Hingegen bewirkt er einen Lockerungseffekt, wenn die Arbeitstemperatur zu der niedrigst zulässigen Arbeitstemperatur von ungefähr -40º F. abfällt, wie durch die Linie 133 dargestellt.
Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung 40 arbeitet schnell, um die erforderliche Spannung in der Riemenanordnung 29 zu erzeugen, so daß beim Kaltstart des Motors die Riemenspannung schnell aufgebracht wird und keine Möglichkeit eines Zahnspringens der Riemenanordnung 29 mit den verzahnten Riemenscheiben 22-26 besteht. Der erfindungsgemäße Riemenspanner 34 kann daher eine für eine jede Fahrbedinung optimale Spannung bereitstellen, indem die optimale Spannung für eine jede Fahrbedingung durch Änderung der Länge und des Anstellwinkels der Betätigungseinrichtung 40 und des Winkels zwischen dem vorspringenden Armteil 37 und dem Anbringungsmittelpunkt 56 der Riemenscheibe geändert wird, um einen nichtlinearen Spanneffekt an der Riemenscheibe 34 zu erzeugen. Unter Beharrungszustands-Arbeitsbedingungen sind die miteinander zusammenwirkenden Komponenten in ihrer geometrischen Beziehung darauf ausgelegt, die optimale Spannung für eine lange Riemenstandzeit zu erzeugen. Unter Anlaßbedingungen erzeugen die miteinander zusammenwirkenden Komponenten und ihre geometrische Beziehung einen Halbverriegelungszustand, um ein Zahnspringen der Steuerriemenanordnung 29 zu verhindern.
Im besonderen wird durch die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Riemenspanners 34 ein einzigartiges Hebelverhältnis bereitgestellt, wenn man die Länge einer Linie R, Fig. 7, betrachtet, die sich senkrecht von dem Achspunkt 55 zu einer Linie 134 erstreckt, die durch den Achspunkt 111 der Betätigungseinrichtung 40 und den Punkt 112 hindurchgeht, und die Länge einer Linie r, Fig. 7, die sich senkrecht von dem Achspunkt 55 zu der Nabenlastkraftlinie 135 erstreckt, die sich von einem Punkt, der ungefähr der Mittelpunkt der Länge des Teils der Riemenanordnung 29 ist, die mit dem äußeren Umfang 39 der Riemenscheibe 38 in Kontakt steht, zu der Drehachse 56 der Riemenscheibe 38 erstreckt. Dieses Hebelverhältnis R/r ändert sich, wenn sich die Länge zwischen den Punkten 111 und 112 ändert. Wenn beispielsweise die Länge L zwischen den Punkten für den voll zurückgezogenen Kolben 61 der Betätigungseinrichtung ungefähr 84 mm ist, ist R ungefähr gleich 11.5 mm und r ungefähr gleich 9.5 mm.
Somit, wenn L = 90, R = 26.6 und r = 10; wenn L = 95, R = 33 und r = 9,95; wenn L = 100, R = 37 und r = 9.65, und wenn L = 104, R = 39 und r = 9.3.
Wohlverstanden sind nun aber die obigen Hebelverhältnismerkmale nur für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Riemenspanners 34 angegeben und nicht als eine Beschränkung dieser Erfindung zu verstehen, da im Rahmen der Lehre dieser Erfindung andere Abmessungen des Betätigungseinrichtungsarmes 37 vorgesehen sein können.
Man kann deshalb sehen, daß diese Erfindung nicht nur eine neue Riemenspannvorrichtung und einen neuen Riemenspanner und eine Betätigungseinrichtung dafür, sondern diese Erfindung auch neue Verfahren schafft, diese zu machen.
Wenn auch die jetzt bevorzugten Formen und Verfahren dieser Erfindung wie erforderlich illustriert und beschrieben wurden, können wohlverstanden andere Formen und Verfahrensschritte verwendet werden, die noch in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen, wobei ein jeder Anspruch das, was als vor dieser Erfindung bekannt angesehen wird, in dem Teil des Anspruchs dartut, der vor den Ausdrücken "die Verbesserung" steht, und das, was in jedem Anspruch als erfindungsgemäß neu angesehen wird, in dem Teil eines jeden Anspruchs dartut, der hinter den Ausdrücken "die Verbesserung steht, wobei angenommen wird, daß jeder Anspruch eine neue, nützliche und nicht naheliegende Erfindung dartut.

Claims

1. Riemenspannvorrichtung mit einem Tragteil (36), mit einer davon getragenen endlosen Treibriemenanordnung (29), die sich in einer bestimmten Bahn bewegt, mit einem drehbar an dem Tragteil (36) angebrachten Arm (37), mit einer von dem Arm (37) getragenen, drehbar angeordneten Riemenscheibe (38), die in Eingriff mit der Riemenanordnung (29) steht, und mit einer von dem Tragteil (36) getragenen Betätigungseinrichtung (40), die einander gegenüberliegende Enden (70, 72) und einen beweglichen Kolben (61) hat, der aus einem (72) dieser ihrer gegenüberliegenden Enden vorsteht und an dem Arm (37) derart angreift, daß beim Ausfahren des Kolbens (61) aus dem einen (72) der gegenüberliegenden Enden der Betätigungseinrichtung der Arm (37) in eine Richtung gedreht wird, um die Riemenscheibe (38) in die Riemenanordnung (29) hineinzutreiben, wobei das andere (70) der gegenüberliegenden Enden der Betätigungseinrichtung (40) um eine Achse drehbar an dem Tragteil (36) angebracht ist, und wobei sich die Betätigungseinrichtung relativ zu dem Tragteil dreht, wenn ihr Kolben (61) an ihrem genannten einen Ende (72) aus- und einfährt, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (36) eine davon getragene Abstützeinrichtung (41, 67) mit zwei im Abstand voneinander fluchtend angeordneten Öffnungen (68, 69) aufweist, und daß die Betätigungseinrichtung (40) zwei einander auf gleicher Achse gegenüberliegende Zapfenvorsprünge (73, 74) hat, die in je einer der beiden Öffnungen (68, 69) aufgenommen sind, um die Betätigungseinrichtung (40) um eine Achse drehbar an dem Tragteil (36) anzubringen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer (74) der Zapfenvorsprünge zylindrisch ist und über seine ganze axiale Länge im wesentlichen die gleiche kreisförmige Querschnittskonfiguration hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine (69) der Öffnungen der Abstützeinrichtung (41, 67) eine im wesentlichen passende Lagerfläche (77) für den zylindrischen Zapfenvorsprung (74) bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer (73) der Zapfenvorsprünge im wesentlichen kegelstumpfförmig ist und mit seiner größeren Basis (75) an die Betätigungseinrichtung (40) angrenzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine (68) der Öffnungen der Abstützeinrichtung (41, 67) eine im wesentlichen passende Lagerfläche (76) für den kegelstumpfförmigen Zapfenvorsprung (73) bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung (41, 67) zwei lösbar miteinander verbundene Teile aufweist, von denen jedes eine der Öffnungen (68, 69) darin hat.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (37) um eine Achse drehbar von der Abstützeinrichtung (41, 67) getragen wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (61) ein an dem Arm (37) angreifendes freies Ende (60) von im wesentlichen halbkugelförmiger Konfiguration hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (37) eine konkave Pfanne (59) hat, die das freie Ende (60) des Kolbens (61) aufnimmt.

10. Spanner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung (41, 67) zwei lösbar miteinander verbundene Teile aufweist, von denen jedes eine der Öffnungen (68, 69) darin hat.