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DE2608277A1 - TENSIONING DEVICE FOR BELTS, CHAINS OR THE SAME - Google Patents

TENSIONING DEVICE FOR BELTS, CHAINS OR THE SAME

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Publication number
DE2608277A1
DE2608277A1 DE19762608277 DE2608277A DE2608277A1 DE 2608277 A1 DE2608277 A1 DE 2608277A1 DE 19762608277 DE19762608277 DE 19762608277 DE 2608277 A DE2608277 A DE 2608277A DE 2608277 A1 DE2608277 A1 DE 2608277A1
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DE
Germany
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sleeve
compression spring
support arm
spring
roller
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19762608277
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German (de)
Inventor
Wolfgang Hirschberg
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Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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Publication date
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Abstract

The tensioner is for belts and chains for the cam drive shaft of an internal combustion engine. It has a tensioning roller carried on a support arm swivelable on a shaft. The roller is pressed against the belt by a spring and its swivel movement is influenced by a friction unit. The friction unit allows a free swivel movement of the tension roller (1) and support arm (3) about the shaft (6) in the direction of the spring force (8). A movement of the roller about the shaft against the spring takes place dependant upon the force acting onto the roller. The friction unit consists of a sleeve, turnable on the shaft, with two friction discs on both sides of the arm.

Description

Spannvorrichtung für Riemen, Ketten Tensioning device for belts, chains

oder dergleichen Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für Riemen, Ketten oder dergleichen, insbesondere für einen Nockenwellenantrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer auf einem um eine Achse schwenkbar gelagerten Tragarm angeordnete Spannrolle, die unter der Wirkung einer Druckfeder gegen den z.B. or the like The invention relates to a clamping device for Belts, chains or the like, especially for a camshaft drive Internal combustion engine, with a support arm mounted on a support arm pivotable about an axis arranged tensioning pulley which, under the action of a compression spring, against the e.g.

Riemen gedrückt wird, sowie eine Einrichtung, die die Schwenkbeweguna der Spannrolle beeinflußt.Belt is pressed, as well as a device that the swiveling movement the tension pulley influences.

Allgemein bekannte hydraulische Spannvorrichtungen für Riemen, Ketten oder dergleichen haben sich zwar funktionsmäßig als ausreichend erwiesen, jedoch haften diesen Spannvorrichtungen einige Nachteile an. So ist z.B. aufgrund der Hydraulikflüssigkeit eine äußerst genaue Passung der ineinander gleitenden Teile erforderlich, wodurch die Fertigungskosten solcher Spannvorrichtungen erhöht und die Funktionssicherheit vermindert wird. Ebenso hat sich die Lageempfindlichkeit hydraulischer Spannvorrichtungen als nachteilig erwiesen. Well-known hydraulic tensioning devices for belts, chains or the like have proven to be sufficient in terms of function, however adhere to these clamping devices some disadvantages. So is e.g. due to the hydraulic fluid an extremely precise fit of the parts sliding into one another is required, as a result of which the production costs of such clamping devices increases and the functional reliability is decreased. The position sensitivity of hydraulic clamping devices has also increased proved disadvantageous.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist ein unter Federspannung stehender Kettenspanner bekannt geworden (DT-PS 958 070), wobei der Kettenspanner aus einem gegen eine rückläufige Bewegung mittels Sperrklinke und Sperrverzahnung sperrbaren Kolben besteht, auf dessen aus -seiner Zylinderführung herausragenden Ende ein in an sich bekannter Weise ebenfalls unter der Wirkung einer innenliegenden Feder stehender Kopfteil gleitet, so daß nur der letztere den Schlaabewegungen der Kette oder eines an dieser anliegenden Teiles folgt, d.h., daß der Kopfteil unmittelbar für sich allein auf die Spannteile einwirkt. Dieser sich durch einen relativ einfachen Aufbau und einer daraus resultierenden ausreichenden Funktionssicherheit auszeichnende Kettenspanner hat jedoch den Nachteil, daß die Schlagbewegungen der Kette oder eines an dieser anliegenden Teiles sofort auf die mit dem Kopfteil zusammenwirkende Feder weitergeleitet werden, wodurch selbst geringste Schlagbewegungen unerwünschte Kettenschwingungen bewirken. To avoid these disadvantages, a spring loaded one is used Chain tensioner became known (DT-PS 958 070), the chain tensioner from one can be locked against reverse movement by means of a pawl and locking toothing Piston, on the end of which protrudes from its cylinder guide, an in in a known manner also standing under the action of an internal spring The head part slides so that only the latter can accommodate the slewing movements of the chain or one at this adjacent part follows, i.e. the head part immediately acts by itself on the clamping parts. This is done through a relatively simple one Construction and the resulting adequate functional reliability However, chain tensioner has the disadvantage that the flapping movements of the chain or one on this adjacent part immediately on the spring cooperating with the head part are passed on, whereby even the slightest flapping movements unwanted chain vibrations cause.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung für Riemen, Ketten oder dergleichen zu schaffen, die sich durch einen einfachen und funktionssicheren Aufbau auszeichnet und durch Absorbieren der Schlagbewegungen der Riemen, Ketten oder dergleichen Schwingungen derselben weitgehend vermeidet. The object of the invention is to provide a tensioning device for belts, chains or the like to create, which is characterized by a simple and reliable Structure is characterized by absorbing the flapping movements of the belts, chains or similar vibrations of the same largely avoided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einrichtung ein freies Verschwenken der Spannrolle bzw. des Tragarmes um die Achse in Richtung der Federkraft ier Druckfeder zuläßt, und ein Verschwenken der Spannrolle um die Achse entgegen der Federkraft der Druckfeder in Abhängigkeit von der auf der Spannrolle wirksam werdenden Kraft erfolgt. According to the invention this object is achieved in that the device a free pivoting of the tension roller or the support arm about the axis in the direction the spring force ier compression spring allows, and a pivoting of the tension roller around the Axis against the spring force of the compression spring depending on the one on the tension pulley effective force takes place.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, daß die Einrichtung eine auf der Achse drehbar angeordnete Hülse umfasst, auf der beidseitig des Tragarmes zwei Reibscheiben angeordnet sind, die unter Vermittlung der Federkraft einer Druckfeder an dem Tragarm anliegen, wobei eine mit dem Umfang der Hülse zusammenwirkende Exzenterscheibe derart auf dieser wirksam wird, daß ein Verschwenken der Spannrolle in Richtung der Federkraft der Druckfeder zusammen mit der Hülse möglich ist, ein Verschwenken der Spannrolle entgegen der Federkraft der Druckfeder zusammen mit der Hülse unterbunden wird und ein Verschwenken auf der Hülse erst nach dem-Oberwinden der an dem Tragarm wirksamen Reibungskraft der Reibscheiben erfolgt. Die Exzenterscheibe tangiert-in ihrer wirksamen Lage mit der Hülse und wird durch eine Zugfeder in Lage gehalten. Als zweckmäßig hat sich erwiesen, daß die Vorspannung der mit den Reibscheiben zusammenwirkenden Druckfeder mittels einer Schraubenmutter verstellbar ist, wodurch die Größe des Reibmomentes einstellbar ist. Die Exzenterscheibe wirkt mit einem Bund der Hülse zusammen, zwischen dem Bund und dem Tragarm ist die erste Reibscheibe angeordnet, und die auf der anderen Seite des Tragarmes angeordnete Reibscheibe wirkt mit der zentrisch auf der Achse angeordneten Druckfeder zusammen, deren Vorspannung durch die auf der Hülse angeordnete Schraubenmutter verstellbar ist. It has been found to be advantageous that the device has one on the Axis comprises rotatably arranged sleeve on which two friction disks on both sides of the support arm are arranged, which is mediated by the spring force of a compression spring on the support arm abut, wherein an eccentric disc cooperating with the circumference of the sleeve in this way on this becomes effective that a pivoting of the tension roller in the direction of the spring force the compression spring together with the sleeve is possible, a pivoting of the tension pulley against the spring force of the compression spring is prevented together with the sleeve and a pivoting on the sleeve only after the overwinding of the effective on the support arm Frictional force of the friction disks takes place. The eccentric disc affects - in its effective way Location with the sleeve and is held in position by a tension spring. It has been found to be useful that the bias of the interacting with the friction disks Compression spring is adjustable by means of a screw nut, whereby the size of the Frictional torque is adjustable. The eccentric disk works with a collar of the sleeve together, between the collar and the support arm, the first friction disk is arranged, and the friction disk arranged on the other side of the support arm acts with the centrically arranged on the axis compression spring together, their preload by the screw nut arranged on the sleeve is adjustable.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es mit dieser sich durch geringe Fertigungskosten und eine hohe Betriebssicherheit auszeichnenden Spannvorrichtung möglich ist, in bekannter Weise relativen Längenänderungen der z.B. Riemen bei Erwärmen oder Abkühlen der Brennkraftmaschine Rechnung zu tragen, und darüber hinaus auf den Riemen wirkende Schlagkräfte durch das Reibungsmoment der Reibscheiben zu absorbieren. Beim Abkühlen der Brennkraftmaschine trägt die Spannrolle unter der Wirkung der Druckfeder der dabei auftretenden relativen Verlängerung des Riemens Rechnung. Beim Erwärmen der Brennkraftmaschine wirken im Gegensatz zu den auf den Riemen wirkenden Schlagkräften derart große, aus der relativen Verkürzung des Riemens resultierenden Kräfte auf die Spannrolle, so daß das Reibmoment der Reibscheiben überwunden wird und ein Ruckschwenken der Spannrolle entgegen der Federkraft der Druckfeder möglich wird. The advantages achieved with the invention are in particular: that this is due to low manufacturing costs and high operational reliability excellent clamping device is possible in a known manner relative changes in length take into account the belts when heating or cooling the internal combustion engine, for example, and, in addition, impact forces acting on the belt due to the frictional torque to absorb the friction disks. When the internal combustion engine cools down, the Tension roller under the action of the compression spring of the relative elongation that occurs the belt bill. When heating the internal combustion engine act in contrast to the impact forces acting on the belt are so great from the relative shortening of the belt resulting forces on the tensioner pulley, so that the frictional torque of the Friction disks is overcome and the tensioning pulley swings back against the spring force the compression spring becomes possible.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Spannvorrichtung in der Seitenansicht, und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. In the drawing the invention is in an exemplary embodiment shown. It shows Fig. 1 the clamping device in a side view, and Fig. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.

Eine Spannrolle 1 wirkt mit z.B. einem Zahnriemen 2 zusammen und ist drehbar auf einem Tragarm 3 angeordnet. Die drehbare Lagerung kann in einer beliebigen Form erfolgen. A tension pulley 1 interacts with e.g. a toothed belt 2 and is rotatably arranged on a support arm 3. The rotatable bearing can be in a any shape.

Der Tragarm 3 ist winkelförmig ausgebildet, wobei der eine Schenkel 4 auf einem am Brennkraftmaschinengehäuse 5 angeordneten Lagerbolzen 6 schwenkbar angeordnet ist, zwischen diesem Schenkel 4 und dem anderen Schenkel 7 die Spannrolle 1 angeordnet ist und der Schenkel 7 mit einer Druckfeder 8 derart zusammenwirkt, daß die Spannrolle 1 durch deren Federkraft gegen den Zannriemen 2 gedrückt wird. Die Druckfeder 8 stützt sich dabei an einem Widerlager 9 des Brennkraftmaschinengehäuses 5 ab. Die Führung der Druckfeder 8 ist für die Erfindung unwesentlich und kann in einer beliebigen Form erfolgen. Im vorliegenden Fall wird das Widerlager 9 durch eine die Druckfeder 8 aufnehmende Führungshülse 10 gebildet, die mittels eines Lagerbolzens 11 an dem Brennkraftmaschinengehäuse 5 gelagert ist und die durch eine mit dem Schenkel 7 zusammenwirkende, deckelförmige Hülse 12 verschlossen wird. Auf dem Lagerbolzen 6 ist eine Einrichtung 13 angeordnet, die ein freies Verschwenken der Spannrolle bzw.The support arm 3 is angular, with one leg 4 pivotable on a bearing pin 6 arranged on the internal combustion engine housing 5 is arranged, between this leg 4 and the other leg 7, the tensioning roller 1 is arranged and the leg 7 cooperates with a compression spring 8 in such a way that that the tension roller 1 is pressed against the timing belt 2 by its spring force. The compression spring 8 is supported on an abutment 9 of the internal combustion engine housing 5 from. The leadership of the compression spring 8 is not essential to the invention and can be used in any shape. In the present case, the abutment 9 is through a compression spring 8 receiving guide sleeve 10 is formed, which by means of a bearing pin 11 is mounted on the internal combustion engine housing 5 and by a with the leg 7 cooperating, cover-shaped sleeve 12 is closed. On the bearing pin 6 a device 13 is arranged, which allows a free pivoting of the tensioning roller respectively.

des Tragarmes um die Achse in Richtung der Federkraft der Druckfeder zulässt, und ein Verschwenken der Spannrolle um die Achse entgegen der Federkraft der Druckfeder in Abhängigkeit von der auf der Brennkraftmaschine wirksam werdenden Kraft ermöglicht. Diese Einrichtung 13 umfasst eine auf der Achse 6 drehbar angeordnete Hülse 14, auf der beidseitig des Tragarms 3 zwei Reibscheiben 15, 16 angeordnet sind, die unter Vermittlung der Federkraft einer Druckfeder 17 an dem Tragarm 3 anliegen, wobei eine mit einem Bund 18 der Hülse 14 zusammenwirkende Exzenterscheibe 19 derart an dieser wirksam wird, daß ein Verschwenken der Spannrolle 1 in Richtung der Federkraft der Druckfeder 8 zusammen mit der Hülse 14 möglich ist, ein Verschwenken der Spannrolle 1 entgegen der Federkraft der Druckfeder 8 zusammen mit der Hülse 14 unterbunden wird und ein Verschwenken auf der Hülse 14 erst nach dem Oberwinden der an dem Tragarm 3 wirksamen Reibungskraft der Reibscheiben 15, 16 erfolgt.of the support arm around the axis in the direction of the spring force of the compression spring allows, and a pivoting of the tension pulley about the axis against the spring force the compression spring depending on the one that becomes effective on the internal combustion engine Power enables. This device 13 comprises a rotatably arranged on the axis 6 Sleeve 14 on which two friction disks 15, 16 are arranged on both sides of the support arm 3 are, which by means of the spring force of a compression spring 17 on the support arm 3 abut, wherein an eccentric disc cooperating with a collar 18 of the sleeve 14 19 is effective at this that a pivoting of the tension roller 1 in the direction the spring force of the compression spring 8 together with the sleeve 14 is possible to pivot the tension roller 1 against the spring force of the compression spring 8 together with the sleeve 14 is prevented and pivoting on the sleeve 14 only after the overwinding the one on the support arm 3 effective frictional force of the friction disks 15, 16 takes place.

Die Exzenterscheibe 19 ist mittels eines Lagerbolzens 20 schwenkbar an dem Brennkraftmaschinengehäuse 5 angeordnet, tangiert in ihrer wirksamen Lage mit dem Bund 18 der Hülse 14 und wird durch eine Zugfeder 21 in Lage gehalten. Die Vorspannung der mit den Reibscheiben 15, 16 zusammenwirkenden Druckfeder 17 ist mittels einer Schraubenmutter 22 verstellbar, die auf der Hülse 14 angeordnet ist.The eccentric disk 19 can be pivoted by means of a bearing pin 20 arranged on the internal combustion engine housing 5, tangent in their effective position with the collar 18 of the sleeve 14 and is held in position by a tension spring 21. the The preload of the compression spring 17 cooperating with the friction disks 15, 16 is adjustable by means of a screw nut 22 which is arranged on the sleeve 14.

Die Funktion der Erfindung ist folgende: Nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine dehnt sich diese infolge der Erwärmung aus und der Zahnriemen 2 wird relativ kürzer, wodurch die Zahnriemenspannung erhöht wird. Erreicht diese einen vorbestimmten Wert, wird das Reibmoment zwischen den Reibscheiben 15, 16 und den Tragarm 3 überwunden und der Tragarm 3 bzw. die Spannrolle 1 wird entgegen der Federkraft 8 verschwenkt. Erfol-gt dagegen eine Belastung -der Spannrolle 1 entgegen der Federkraft der Druckfeder 8 infolge stoßartiger Ruckkräfte des Zahnriemens , die durch Drehschwingungen der Nockenwelle und Riemenschwingungen hervorgerufen werden, so sind diese erfahrungsgemäß nicht groß genug, um das Reibungsmoment zwischen den Reibscheiben 15, 1-6 und dem Tragarm 3 zu überwinden. The function of the invention is as follows: After commissioning the Internal combustion engine expands as a result of the heating and the toothed belt 2 becomes relatively shorter, which increases the toothed belt tension. Achieve this a predetermined value, the frictional torque between the friction disks 15, 16 and the support arm 3 overcome and the support arm 3 or the tension roller 1 is against the Spring force 8 pivoted. If, on the other hand, there is a load against the tensioning roller 1 the spring force of the compression spring 8 as a result of sudden jerk forces of the toothed belt, caused by torsional vibrations of the camshaft and belt vibrations experience has shown that they are not large enough to reduce the frictional torque between the friction disks 15, 1-6 and the support arm 3 to overcome.

Ein Verdrehen der gesamten Einrichtung 13 in Pfeilrichtung A iat aufgrund des Kurvenverlaufes der Exzenterscheibe 19 - wie dargestellt - nicht möglich, da diese ein Blockieren der Hülse 14 bewirkt. Das nicht erforderliche Entspannen des Zahnriemens 2 infolge dieser Schlagbelastungen wird somit also unterbunden.Rotation of the entire device 13 in the direction of the arrow A iat due to of the curve of the eccentric disk 19 - as shown - not possible because this causes the sleeve 14 to block. The unnecessary relaxation of the Toothed belt 2 as a result of these impact loads is thus prevented.

Sinkt die Temperatur der Brennkraftmaschine, resultiert aus dieser Abkühlung eine relative Verlängeru.,g des Zahnriemens 2.If the temperature of the internal combustion engine falls, this results Cooling down a relative lengthening of the toothed belt 2.

Infolge des Kurvenverlaufes der Exzenterscheibe 18 ist unabgängig von der Größe der auf die Spannrolle 1 wirkenden Federkraft der Druckfeder 8 ein Verdrehen der gesamten Einrichtung 13 auf dem Lagerbolzen 6 entgegen der Pfeilrichtung A möglich, da die geringe Federkraft der Zugfeder 21 eine Hemmung nicht bewirken kann. Eine gleichbleibende Zahnriemenspannung in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine ist somit gewährleistet. LeerseiteAs a result of the course of the curve of the eccentric disk 18 is independent on the size of the spring force of the compression spring 8 acting on the tensioning roller 1 Rotation of the entire device 13 on the bearing pin 6 against the direction of the arrow A possible, since the low spring force of the tension spring 21 does not cause an inhibition can. A constant toothed belt tension in all operating areas of the internal combustion engine is thus guaranteed. Blank page

Claims (5)

Patentansprüche Spannvorrichtung für Riemen, Ketten oder dergleichen, insesondere für einen Nockenwellenantrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer auf einem auf einer Achse schwenkbar gelagerten Tragarm angeordneten Spannrolle, die unter der Wirkung einer Druckfeder gegen den z.B. Riemen gedrückt wird, sowie eine Einrichtung, die die Schwenkbewegung der Spannrolle beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13) ein freies Verschwenken der Spannrolle (1) bzw. des Tragarmes (3) um die Achse (6) in Richtung der Federkraft der Druckfeder (8) zulässt, und ein Verschwenken der Spannrolle (1) um die Achse (6) entgegen der Federkraft der Druckfeder (8) in Abhängigkeit von der auf die Spannrolle wirksam werdenden Kraft erfolgt. Claims tensioning device for belts, chains or the like, in particular for a camshaft drive of an internal combustion engine, with one on a supporting arm pivotably mounted on an axis, the tensioning roller under the action of a compression spring against which e.g. the belt is pressed, as well as a Device which influences the pivoting movement of the tensioning pulley, characterized in that, that the device (13) allows the tensioning roller (1) or the support arm to pivot freely (3) around the axis (6) in the direction of the spring force of the compression spring (8), and a pivoting of the tension roller (1) about the axis (6) against the spring force of the Compression spring (8) depending on the force acting on the tension pulley he follows. 2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13) eine auf der Achse (6) drehbar angeordnete Hülse (14) umfasst, auf der beidseitig des Tragarms (3) zwei Reibscheiben (15, 16) angeordnet sind, die unter Vermittlung der Federkraft einer Druckfeder (17) an dem Tragarm (3) anliegen, wobei eine mit dem Umfang der Hülse (14) zusammenwirkende Exzenterscheibe (19) derart an dieser wirksam wird, daß ein Verschwenken der Spannrolle (1) in Richtung der Federkraft der Druckfeder (8) zusammen mit der Hülse (14) möglich ist, ein Verschwenken der Spannrolle (1) entgegen der Federkraft der Druckfeder (8) zusammen mit der Hülse (14) unterbunden wird und ein Verschwenken auf der Hülse (14) erst nach dem überwinden der auf den Tragarm (3) wirksamen Reibungskraft der Reibscheiben (15, 16) erfolgt. 2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the device (13) comprises a sleeve (14) rotatably arranged on the axis (6), on which two friction disks (15, 16) are arranged on both sides of the support arm (3), which rest against the support arm (3) by means of the spring force of a compression spring (17), an eccentric disc (19) cooperating with the circumference of the sleeve (14) in this way at this is effective that a pivoting of the tension roller (1) in the direction of Spring force of the compression spring (8) together with the sleeve (14) is possible to pivot the tension pulley (1) against the spring force of the compression spring (8) together with the sleeve (14) is prevented and pivoting on the sleeve (14) only after overcoming the frictional force of the friction disks (15, 16) acting on the support arm (3) takes place. 3. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterscheibe (19) in ihrer wirksamen Lage mit der Hülse (14) tangiert und durch eine Zugfeder (21) in Lage gehalten wird. 3. Clamping device according to claims 1 and 2, characterized in that that the eccentric disc (19) is tangent to the sleeve (14) in its effective position and held in position by a tension spring (21). 4. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der mit den Reibscheiben (15, 16) zusammenwirkenden Druckfeder (17) mittels einer Schraubenmutter (22) verstellbar ist. 4. Clamping device according to claims 1 and 2, characterized in that that the bias of the compression spring interacting with the friction disks (15, 16) (17) is adjustable by means of a screw nut (22). 5. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterscheibe (19) mit einem Bund (18) der Hülse (14) zusammenwirkt, zwischen dem Bund (18) und dem Tragarm (3) die erste Reibscheibe (15) angeordnet ist und die auf der anderen Seite des Tragarmes (3) angeordnete Reibscheibe (16) mit der zentrisch auf der Achse angeordneten Druckfeder zusammenwirkt, deren Vorspannung durch die auf der Hülse (14) angeordnete Schraubenmutter (22) verstellbar ist. 5. Clamping device according to claims 1 to 3, characterized in that that the eccentric disc (19) cooperates with a collar (18) of the sleeve (14) between the collar (18) and the support arm (3), the first friction disk (15) is arranged and the friction disc (16) arranged on the other side of the support arm (3) with the centrally arranged on the axis compression spring cooperates, the bias of which is adjustable by the screw nut (22) arranged on the sleeve (14).
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