DE69713983T2

DE69713983T2 - Riemenspanner, Riemenantrieb mit einem derartigen Riemenspanner und Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs mit einem derartigen Antrieb

Info

Publication number: DE69713983T2
Application number: DE69713983T
Authority: DE
Inventors: Claude Rointru; Denis Tricoche; Herve Varin
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2017-08-02
Also published as: ES2115575T3; DE838608T1; US6162141A; DE69713983D1; FR2755201A1; ES2115575T1; EP0838608A1; FR2755201B1; JPH10132041A; EP0838608B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf einen Riemenspanner für eine mechanische Kraftübertragungsvorrichtung, auf eine mechanische Kraftübertragungsvorrichtung, die einen derartigen Spanner aufweist sowie auf einen Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug, der eine derartige mechanische Kraftübertragungsvorrichtung aufweist.
Die Spanner werden gewöhnlich eingesetzt, um die geometrischen Variationen der Riemen der mechanischen Kraftübertragungsvorrichtungen zu kompensieren, die einen Riemen aufweisen, der an einer durch eine Motorachse getriebene Scheibe und mindestens einer getriebenen Scheibe läuft. Die Walze eines derartigen Spanners wird mit Vorspannung an den Treibriemen in Angriff gebracht, um die Änderungen der mechanischen Spannung in dem Riemen trotz der Änderungen der Betriebsbedingungen des Motors zu minimieren, die während eines ziemlich langen Zeitraums auftreten. Indem die statische und dynamische Dehnung des Riemens nachgestellt wird, vermeidet der Spanner dessen Schlupf bezogen auf die Flansche der treibenden oder getriebenen Scheiben einer mechanischen Kraftübertragungsvorrichtung. Ein derartiger Spanner weist eine Walze auf, die an dem Riemen in Angriff gebracht ist und die um eine erste Achse herum drehfest angebracht ist, wobei der Träger der Walze sich um eine zweite Achse herum drehen kann, die von der ersten Achse verschieden ist und zu dieser parallel verläuft. Elastische Rückstellmittel gestatten der Walze, eine mechanische Spannung in dem Riemen zu bewirken, um die statischen und/oder dynamischen Längenänderungen aufgrund insbesondere der zyklischen Unregelmäßigkeiten der Motordrehzahl, insbesondere bei Verlangsamung oder während der Rückbewegungen zu kompensieren, die durch das Anlassen und/oder Anhalten der Vorrichtungen erzeugt werden, die durch die Wellen getrieben werden, die mit den Scheiben der mechanischen Kraftübertragungsvorrichtung drehfest verbunden sind.
Ein Spanner gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus EP 0 541 387 A bekannt.
Ein Spanner weist außerdem insbesondere hydraulische Abschwächungsmittel oder wie in der französischen Patentanmeldung Nr. 93 068 98 (FR 2706561 A, EP 0 628 750 A) beschrieben einen Elastomerüberzug der Walze auf. In diesem letzten Fall gewährleistet der Elastomerüberzug auch die Rolle der elastischen Rückstellmittel, die die Walze an den Riemen in Angriff bringen. Obwohl der Spanner der französischen Patentanmeldung Nr. 93 06898 einen gewissen Grad der Abschwächung der Vibrationen im Riemen gewährleistet, sind diese sowohl statischen als auch dynamischen Leistungen als Spanner aufgrund des Nichtvorhandenseins elastischer Rückstellmittel begrenzt, die von derjenigen verschieden sind, die durch den Elastomerüberzug gewährleistet ist. Die Nutzung eines derartigen Spanners ist folglich auf geringe Werte der Spannung und Längenänderung des Riemens begrenzt.
Leider vibriert der Riemen beim Abspulen unter mechanischer Spannung und überträgt akustische Schwingungen an die Luft, was ein Geräusch erzeugt, das sich als störend erweisen kann, insbesondere für die Insassen eines Kraftfahrzeugs in dem Fall von Übertragungs- und Steuerungsriemen eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs.
Demzufolge besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine mechanische Kraftübertragungsvorrichtung bereitzustellen, die einen niedrigen Schallpegel aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine mechanische Kraftübertragungsvorrichtung bereitzustellen, die einen niedrigen Schwingungspegel aufweist.
Ferner besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Spanner bereitzustellen, der die Schwingungen des Riemens beseitigt, der exzellente dynamische und statische Leistungen aufweist.
Diese Aufgaben werden gelöst in einem erfindungsgemäßen Spanner durch die Kombination einerseits elastischer Rückstellmittel, die Stützelemente, insbesondere eine Walze an den Riemen in Angriff bringen und andererseits einen Oberzug der Stützelemente aus dem die Schwingungen absorbierenden Material, wobei die elastischen Rückstellmittel von dem Überzug aus dem die Schwingungen absorbierenden Material verschieden sind. Auf diese Weise schwächt der Überzug aus dem die Schwingungen absorbierenden Material die Schwingungen des mitschwingenden Systems, das durch die elastischen Rückstellmittel und den Riemen gebildet ist.
Die Erfindung hat somit einen Riemenspanner zum Gegenstand, der Stützmittel an dem Riemen und elastische Rückstellmittel auf weist, die mit den Stützmitteln zusammenwirken und das Angreifen der Stützmittel mit mechanischer Vorspannung an dem Riemen während seines Betriebs gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel an dem Riemen einen Überzug aus einem Material aufweisen, das die Schwingungen absorbiert.
Ferner hat die Erfindung einen Spanner zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel an dem Riemen eine Walze aufweisen und dass der Überzug aus dem die Schwingungen absorbierenden Material eine radial die Walze außen umgebende Lauffläche ist, deren Dicke zwischen 1 und 10 mm beträgt.
Ferner hat die Erfindung einen Spanner zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass das die Schwingungen absorbierende Material ein Elastomer ist.
Ferner hat die Erfindung einen Spanner zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass das die Schwingungen absorbierende Material eine Härte zwischen 30 Shore A und 95 Shore A, vorzugsweise zwischen 40 Shore A und 70 Shore A aufweist.
Ferner hat die Erfindung einen Spanner zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanner ein linearer Spanner ist.
Die Erfindung hat auch einen Spanner zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Rückstellmittel eine Schraubenfeder, die das Angreifen der Stützelemente mit Vorspannung an dem Riemen gewährleistet und einen Hydraulikkreis zur Abschwächung der Längenänderung des Körpers des Spanners aufweisen.
Ferner hat die Erfindung einen Spanner zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanner ein Kreiselspanner ist.
Die Erfindung hat ferner eine mechanische Vorrichtung zur Kraftübertragung zum Gegenstand, die mindestens eine treibende Scheibe und eine getriebene Scheibe aufweist, wobei ein Riemen an der treibenden Scheibe und der (den) getriebenen Scheibe(n) vorbei läuft, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen erfindungsgemäßen Spanner aufweist, dessen Stützmittel mit Vorspannung an den Riemen in Angriff gebracht sind.
Ferner hat die Erfindung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kraftübertragungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs ist, die eine Scheibe aufweist, die mit der Achse einer Kurbelwelle drehfest verbunden ist und die eine Scheibe aufweist, die mit der Achse eines Wechselstromgenerators drehfest verbunden ist.
Die Erfindung hat ferner einen Verbrennungsmotor zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass er einen erfindungsgemäßen Spanner und/oder eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung aufweist.
Die Erfindung ist leichter verständlich anhand der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft und nicht beschränkend sind, in denen:
Fig. 1 eine Profilansicht einer mechanischen Kraftübertragungsvorrichtung ist, die einen linearen Spanner gemäß der vorliegenden Erfindung auf weist;
Fig. 2 eine Profilansicht einer mechanischen Kraftübertragungsvorrichtung ist, die einen Kreiselspanner gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
In Fig. 1 und 2 wurden dieselben Bezugsziffern verwendet, um dieselben Elemente zu benennen.
In Fig. 1 und 2 kann man zwei Beispiele einer mechanischen Vorrichtung mit Riemen 3 zur Kraftübertragung erkennen, kinematische Übertragungskette genannt, die in der Automobilindustrie als Zubehör verwendet wird. Der Riemen 3 läuft sukzessiv an einer Scheibe 5 vorbei, die mit der Achse 7 einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs drehfest verbunden ist, wobei die Scheibe 5 den Antrieb der Einheit der als Zubehör verwendeten kinematischen Übertragungskette von Fig. 1 und 2 gewährleistet.
Der Riemen 3 läuft an einer Scheibe 9, die mit der Achse eines Wechselstromgenerators fest verbunden ist, an einer Umkehrrolle 11, an einer Scheibe 13 einer Hydraulikpumpe zur Versorgung der Servolenkung des Fahrzeugs mit Druckflüssigkeit und an einer Scheibe 15, die mit der Achse der Wasserpumpe des Motors des Fahrzeugs drehfest verbunden ist.
In dem Beispiel, das in Fig. 1 veranschaulicht ist, kommt eine Walze 17 eines linearen Spanners 19 an der Außenfläche des Riemens 3 zur Anlage. In dem nicht beschänkenden Beispiel, das in Fig. 1 veranschaulicht ist, ist der Spanner 19 vom linearen Typ, der einen Körper 21 aufweist, der an einem ersten Ende mit einem ersten Auge 23, das an einer Achse gelenkig angebracht ist, die an dem Motorgetriebeblock (nicht dargestellt) befestigt ist, und einem zweiten Ende des Körpers 21, der dem ersten Ende gegenüber liegt, mit einem Auge 25 versehen ist, das an einem ersten Ende eines Hebels 27 in L-Form befestigt ist. Das zweite Ende des Hebels 27 trägt die Walze 17, die sich um eine Achse 29 herum dreht. Vorteilhafterweise ist der Hebel 27 drehfest an dem Motorgetriebeblock um eine Achse 31 herum angebracht, die im Schnittpunkt der Schenkel des L gelegen ist. Das Auge 25 gestattet die relative Rotation des Schenkels 27 bezogen auf den Körper 21 des Spanners 19 und das Auge 23 gestattet die relative Rotation des Körpers 21 des Spanners 19 bezogen auf den Motorgetriebeblock. Der Körper 21 des Spanners 19 weist elastische Mittel, beispielsweise eine Schraubenfeder 33 auf, die das Angreifen der Walze 17 mit Vorspannung an dem Riemen 3 gewährleistet. Die an dem Riemen 3 ausgeübte Vorspannung beträgt beispielsweise zwischen 20 und 800 N, vorzugsweise zwischen 70 und 600 N, vorteilhafterweise zwischen 80 und 500 N. Vorteilhafterweise weist der Körper 21 des Spanners 19 außerdem einen koaxialen Hydraulikkreis auf, der die Abschwächung der Längsschwingungen des Riemens gewährleistet, die durch Pfeil 35 veranschaulicht sind. Ein Beispiel eines derartigen Hydraulikkreises ist in der internationalen Anmeldung PCT/FR93/00245 beschrieben.
In Fig. 2 kann man eine Kraftübertragungsvorrichtung erkennen, die zu derjenigen von Fig. 1 analog ist, deren linearer Spanner 19 durch einen Kreiselspanner 19' ersetzt wurde, der elastische Mittel, insbesondere eine Feder (nicht dargestellt) aufweist, die auf die Walze 17 ein Rückführdrehmoment in Richtung auf den Riemen 3 ausübt, so dass das Angreifen der Walze 17 mit Vorspannung an dem Riemen 3 gewährleistet ist. Die Walze 19' weist einen im wesentlichen zylindrischen Körper 21' auf, der bezogen auf die Drehachse 29 der Walze 17 exzentrisch angeordnet ist.
Die Walzen 17 der Spanner 19, 19' gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Gleitlager, insbesondere aus Keramik, PTFE oder aus Metall aufweisen, oder weisen vorteilhafterweise ein Wälzlager, insbesondere ein Kugellager oder Rollenlager auf.
Die Walzen 17 der Spanner 19, 19' gemäß der vorliegenden Erfindung weisen einen außen umgebenden Verstärkungsrand oder Überzug 37 aus einem Material auf, das die Schwingungen absorbiert. Der Überzug 37 gestattet, die Querschwingungen 39 des Riemens 3 zu absorbieren.
Das die Schwingungen absorbierende Material ist ein Material, dass eine Tangente 8 (Werte, die für Druckbeanspruchungen zu 2%, bei 100ºC, bei 25 Hz und bei einer Vorspannung von 5% erhalten wurden), beispielsweise zwischen 0,05 und 0,65, vorzugsweise zwischen 0,07 und 0,50 und beispielsweise gleich 0,095 besitzt.
Das Material der Laufflächen des Überzugs 37 ist vorteilhafterweise aus Kautschuk vom Typ Chloropren, EPDM, Nitril- Butadien-Kautschuk (HNBR), EPR, ACSM, IIR, thermoplastischen oder warmaushärtenden Materialien oder deren Mischungen ausgewählt. Vorteilhafterweise weist das verwendete Material eine gute Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen auf. Die Außenfläche der Lauffläche 37 oder des Überzugs 37 kann mit einem Gewebe, einem Nonwowen oder anderen Material bedeckt sein. Das Material der Laufflächen 37 oder des Überzugs 37 hat beispielsweise eine Härte zwischen 30 Shore A und 95 Shore A, vorzugsweise zwischen 40 Shore A und 70 Shore A, vorteilhafterweise zwischen 55 Shore A und 65 Shore A.
Die Walze 17 kann, ohne über den Umfang der vorliegenden Erfindung hinauszugehen, seitliche Flansche, beispielsweise aus Metall aufweisen. Der Überzug oder die Überzugsfläche 37 aus die Schwingungen absorbierendem Material ist beispielsweise im Boden einer Vertiefung trapezförmigen Querschnitts untergebracht, die durch die Innenwände der Flansche und einen zylindrischen Boden festgelegt ist, der koaxial zur Aufnahme der Achse der Walze verläuft. In einer Ausführungsvariante erstreckt sich der Überzug der Lauffläche 37 ebenfalls über die Innenflächen der Flansche.
Wohlgemerkt ist die mechanische Vorrichtung mit Riemen zur Kraftübertragung von Fig. 1 und 2 lediglich beispielhaft und nicht beschränkend und die Geometrie und Anzahl der verwendeten Scheiben und Walzen hängen von den Achsen ab, die durch den Riemen angetrieben werden sollen.
Die vorliegende Erfindung lässt sich insbesondere auf die Maschinenbauindustrie anwenden.
Die vorliegende Erfindung ist hauptsächlich auf die Automobilindustrie anwendbar.

Claims

1. Riemenspanner, der Stützmittel (17) an dem Riemen (3) und elastische Rückstellmittel (27, 33) aufweist, die mit den Stützmitteln (17) zusammenwirken und das Angreifen der Stützmittel (17) mit mechanischer Vorspannung an dem Riemen während seines Betriebs gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmittel (17) an dem Riemen (3) ferner einen Überzug aus einem Material aufweisen, das die Schwingungen absorbiert.

2. Spanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmittel an dem Riemen (3) eine Walze (17) aufweisen und daß der Überzug (37) aus dem die Schwingungen absorbierenden Material eine radial die Walze (17) außen umgebende Lauffläche ist, deren Dicke zwischen 1 und 10 mm beträgt.

3. Spanner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schwingungen absorbierende Material ein Elastomer ist.

4. Spanner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (37) aus einem die Schwingungen absorbierenden Material eine Härte zwischen 30 Shore A und 95 Shore A, vorzugsweise zwischen 40 Shore A und 70 Shore A aufweist.

5. Spanner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanner ein linearer Spanner ist.

6. Spanner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Rückstellmittel (27, 33) eine Schraubenfeder (33), die das Angreifen der Stützelemente (17) mit Vorspannung an dem Riemen (3) gewährleistet und einen Hydraulikkreis zur Abschwächung der Längenänderung des Körpers (21) des Spanners aufweisen.

7. Spanner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanner ein Kreiselspanner ist.

8. Mechanische Vorrichtung zur Kraftübertragung, die mindestens eine treibende Scheibe (5) und eine getriebene Scheibe (9, 13, 15) aufweist, wobei ein Riemen (3) an der treibenden Scheibe und der (den) getriebene(n) Scheibe(n) vorbei läuft, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Spanner nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist, dessen Stützmittel (17) mit Vorspannung an den Riemen (3) in Angriff gebracht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Kraftübertragungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs ist, die eine Scheibe (5) auf weist, die mit der Achse (7) einer Kurbelwelle drehfest verbunden ist und die eine Scheibe (9) aufweist, die mit der Achse eines Wechselstromgenerators drehfest verbunden ist.

10. Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Spanner nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder eine Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 aufweist.