DE3000549C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Spannung eines Riemens, insbesondere des Keilriemens eines Motors, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus DE-OS 23 10 831, von der der Patentanspruch 1 aus­ geht, ist eine Vorrichtung zum Messen der Zugspannung von Bändern bzw. Riemen bekannt. Die Vorrichtung weist zwei Gehäuseteile in Gestalt zweier Arme auf, die in der Mitte über ein Drehlager drehbar miteinander ver­ bunden sind. Zwischen den oberen Enden der Arme ist eine Schrauben-Druckfeder angeordnet, und an den un­ teren Enden der Arme befinden sich zwei Stützglieder und ein Druckglied. Beide Stützglieder sind auf der Innenseite desselben Armes angebracht und haben einen konstanten relativ geringen Abstand voneinander. In Höhe des halben Abstandes ist auf der Innenseite des anderen Armes das Druckglied befestigt. Beim Meßvorgang liegen die Stützglieder an der einen Seite des Riemens und das Druckglied an der dieser Seite abgewandten Riemenseite an, wobei sich der Riemen infolge der Kraft der Druckfeder im Bereich zwischen den Stützgliederrn und dem Druckglied verformt (Dreipunktmessung). Das Ausmaß der Verdrehung der Arme, das von dem Grad der Verformung (Durchbiegung) des Riemens und damit von dessen Spannung abhängt, ist an einer Anzeigeeinrich­ tung in Form einer Meßuhr ablesbar. Die ortsfesten Stützglieder schränken die Durchbiegung und die Längen­ ausdehnung des Riemens während des Meßvorganges ein und verursachen darüber hinaus Druckmarken, d. h. Beschädi­ gungen am Riemen. Infolge des relativ geringen Stütz­ gliedabstandes läßt sich die Spannung von Riemen mit großer Zugspannung nur ungenau messen, da die durch den Abstand der Stützglieder bestimmte Länge des Riemen- Durchbiegungsbereichs relativ klein ist und bei Riemen mit starker Zugspannung kaum Durchbiegungen, insbeson­ dere über kurze Strecken betrachtet, auftreten. Eine Vergrößerung des Stützgliedabstandes hat aber eine Vergrößerung der gesamten Vorrichtung zur Folge. Die Verwendung einer stärkeren Feder, um auch stärker gespannte Riemen messen zu können, ist nachteilig in bezug auf die Handhabung der Vorrichtung, da die hohe Federkraft vor jeder Messung manuell überwunden werden muß. Die Kraftarmverhältnisse bei der bekannten Vor­ richtung sind ohnehin ungünstig, weshalb die Druckfeder selbst zum Messen relativ schwach gespannter Riemen bereits groß dimensioniert sein muß.

Aus US-PS 24 71 999 ist eine weitere Vorrichtung be­ kannt, bei der das Druckglied auf einer Grundplatte angeordnet ist und die Stützglieder verschiebbar sind. Zum Messen der Riemenspannung werden die Stützglieder in Richtung auf und gegen den Riemen bewegt. Diese Vorrichtung weist dieselben Nachteile wie diejenige nach DE-OS 23 10 831 auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die bei einfacher Handhabung eine hohe Meß­ genauigkeit und -empfindlichkeit aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit der die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweisenden Vorrichtung.

Nach der Erfindung befindet sich an jedem Gehäuseteil ein Stützglied, während das Druckglied im Bereich des Drehlagers angeordnet ist, über das die beiden Gehäuse­ teile miteinander verbunden sind. Das Druckglied ist genauer gesagt an einem der beiden Gehäuseteile in der Verlängerung der Drehlagerachse angebracht, oder nimmt das Drehlager auf.

Infolge der Kraft der Feder bewegen sich beim Meßvor­ gang die beiden Gehäuseteile und damit ihre Stütz­ glieder auf einer Kreisbahn um das Druckglied herum, bis diese Bewegung von der durch die Zugspannung des Riemens verursachten Gegenkraft begrenzt wird. Bei der Bewegung der Stützglieder um das Druckglied verändert sich neben dem (vertikalen) Abstand zwischen dem Druck­ glied einerseits und den Stützgliedern andererseits auch der (horizontale) Abstand der beiden Stützglieder voneinander. Das heißt, daß der Durchbiegungsbereich des Riemens beim Meßvorgang vergrößert ist. Daher verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung über eine hohe Meß­ empfindlichkeit, so daß auch unter großer Zugspannung stehende Riemen genau gemessen werden können.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewegen sich die Stützglieder mit zunehmendem Hub des Druckgliedes um eine im Bereich des Druckgliedes liegende Achse (der Drehachse der Gehäuseteile) voneinander weg, wobei jeder Hubhöhe ein ganz bestimmter Stützgliedabstand zugeordnet ist. Dieses Konstruktionsmerkmal reduziert die Meßunsicherheiten ganz erheblich, da der sich während des Meßvorganges vergrößernde Stützgliedabstand die für die Riemendurchbiegung erforderliche Ausgleichs­ bewegung begünstigt und den Grad der Riemenverformung an den Anlagegliedern (Druckglied und Stützglieder) reduziert. Dadurch werden die Entstehung von Druck­ marken an dem Riemen und Hystereseerscheinungen im Knickbereich des Riemens fast vollständig unterdrückt, wodurch wiederum die Meßgenauigkeit insgesamt aber auch die Wiederholgenauigkeit der Messung an derselben Stelle des Riemens erhöht sind.

Aufgrund der günstigen Kraftarmverhältnisse - Druck­ glied im Drehpunkt der Gehäuseteile und Stützglieder an beiden Gehäuseteilen - braucht die Feder lediglich relativ schwach zu sein, wodurch die Baugröße und das Gewicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gering sind. Deshalb kann die Vorrichtung bequem und mit geringem Kraftaufwand bedient und auch unter beengten räumlichen Verhältnissen, beispielsweise im Motorraum eines Kraft­ fahrzeuges, eingesetzt werden.

Durch die im Patentanspruch 2 angegebene Merkmale läßt sich eine weitere Verringerung der Abmessungen und damit eine noch kompaktere Bauweise der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung realisieren.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Patentansprüche 3 und 4 gekennzeich­ net. Der relativ große Abstand zwischen den Federan­ griffspunkten an den Gehäuseteilen und dem Druckglied begünstigt die Kraftübertragung und ermöglicht damit Verringerungen von Größe und Gewicht. Hierdurch wie­ derum ergibt sich eine günstige Lage des Schwerpunkts der Vorrichtung relativ zum Riemen, so daß ein Fest­ halten der Vorrichtung während des Meßvorganges und ein Abnehmen der Vorrichtung vom Riemen während der Ein­ stellarbeiten zwischen zwei Messungen nicht erforder­ lich sind.

Die Merkmale der Patentansprüche 5 bis 8 kennzeichnen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Durch den Einsatz eines Druckgliedes, das als drehbarer Exzenter ausgebildet ist, kann in der Grundstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung der horizontale Abstand des Druckgliedes zu den Stützgliedern verändert und an die Stärke (Dicke) des zu messenden Riemens angepaßt werden. Würde mit einer Vorrichtung gemessen, bei der dieser Abstand vor der Messung nicht einstellbar ist, wären die Meßergebnisse für Riemen, die die am Abstand entsprechende Stärke nicht haben, verfälscht. Durch den drehbaren Exzenter ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine Vielzahl von Riementypen einsetzbar, wobei für sämtliche Riemen exakte Meßwerte erhalten werden. Die Möglichkeit der Arretierung vereinfacht das Einstellen des Exzenters und damit die Bedienung der Vorrichtung.

Die Merkmale weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind in den Patentansprüchen 9 bis 12 ange­ geben.

Nachfolgend werden anhand der Figuren Ausführungsbei­ spiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht eines ersten Ausführungsbei­ spiels der Vorrichtung zum Messen der Spannung eines Riemens,

Fig. 2 die Ansicht entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 die teilweise gebrochene Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 die teilweise gebrochene Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 in Meßstellung,

Fig. 5 im Detail, die Schnittansicht des Exzenters entlang der Linie II-II der Fig. 1 in ver­ größertem Maßstab,

Fig. 6 die Vorderansicht eines zweiten Ausführungs­ beispiels der Vorrichtung in Grundstellung und vergrößertem Maßstab und

Fig. 7 die Ansicht entlang der Schnittlinie VII-VII der Fig. 8.

Das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel besteht aus einem äußeren Gehäuseteil 1 und einem inneren Gehäuseteil 2. An dem äußeren Gehäuseteil 1 ist ein Bügel 3 drehbar befestigt, der über das innere Gehäuseteil 2 geschwenkt werden kann (Fig. 1) und der dadurch die Vorrichtung in der Grundstellung arretiert. Zur Durchführung des Meßvorgangs wird der Bügel 3 nach oben ge­ schwenkt (Fig. 4). In den Fig. 2 und 3 wurde der Bügel 3 weg­ gelassen.

Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 sind durch ein in dem Zeitglied 4 vorgesehenes Drehlager miteinander verbunden und stehen unter dem Druck einer Blattfeder 5 (Fig. 1 und 4), die ein voneinander Wegschwenken der Gehäuseteile 1 und 2 bewirkt, wobei die Ge­ häuseteile 1 und 2 ene Schwenkbewegung um das Zugglied 4 aus­ führen. An dem äußeren Gehäuseteil 1 ist ein Stützglied 6 und an dem inneren Gehäuseteil 2 ist ein Stützglied 7 fest angeordnet, wobei die Stützglieder 6 und 7 mit drehbaren Rollen versehen sind. Durch die Schwenkbewegung der beiden Gehäuseteile 1 und 2 und damit auch der beiden Stützglieder 6 und 7 um das Zugglied 4 verändert sich der Abstand zwischen den Stützgliedern 6 und 7 einerseits und dem Zugglied 4 andererseits, was eine Durchbie­ gung des Riemens 8 zur Folge hat (Fig. 4). Die Durchbiegung ist umso größer, je geringer die Spannung des Riemens 8 ist.

Bei der Durchführung eines Meßvorgangs wird die Vorrichtung in der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung, jedoch bei geöffnetem Bügel 3 derart auf den Riemen aufgesetzt, daß sich die Stütz­ glieder 6 und 7 oberhalb und das Zugglied 4 unterhalb des Rie­ mens 8 befinden. Während des Aufsetzens der Vorrichtung auf den Riemen 8 werden die beiden Gehäuseteile 1 und 2 an ihren oberen Enden mit der Hand zusammengehalten, wozu nur sehr wenig Kraft erforderlich ist, und zwar wegen des verhältnismäßig langen Hebelarms zwischen dem in dem Zugglied 4 vorgesehenen Drehlager und den oberen Enden der Gehäuseteile 1 und 2. Sodann läßt man die beiden Gehäuseteile 1 und 2 soweit auseinanderschwenken, bis die sich aus der Federkraft und der Riemenspannung ergeben­ de Stellung bzw., bei zu lockerem Riemen 8 (vgl. Fig. 4), die Endstellung erreicht ist. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 können seitlich im oberen Bereich mit einer Riffelung, mit Fingerrasten o. dgl. versehen sein, um die Handhabung der Vor­ richtung zu erleichtern.

Die Anzeige der gemessenen Spannung des Riemens 8 erfolgt über eine Anzeigeeinrichtung, die einen Zeiger 9 und eine Skala 10 aufweist. Das obere Ende des Zeigers 9 und die Skala 10 sind U-förmig ausgebildet, derart, daß der gemessene Wert von beiden Seiten der Vorrichtung - von vorn und von hinten - und von oben abgelesen werden kann. Die Skala 10 besteht aus einem durch­ sichtigen Werkstoff. Der Zeiger 9 ist fest mit einem Zapfen 11 verbunden, der in dem inneren Gehäuseteil 2 drehbar gelagert ist (Fig. 2). Mit dem Zapfen 11 ist über einen Hebel 12 das eine Ende einer Zugfeder 13 verbunden (Fig. 4), deren anderes Ende an dem inneren Gehäuseteil 2 befestigt ist. Die Skala 10 ist ebenfalls an dem innren Gehäuseteil 2 befestigt. Der Zeiger 9 wird beim Auseinanderschwenken der beiden Gehäuseteile 1 und 2 von einem Mitnehmer 14 mitgenommen. Der Mitnehmer 14 besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Draht, der mit einem Ende an dem seitlichen Abschlußblech des äußeren Gehäuse­ teils 1 befestigt ist und dessen anderes, umgebogenes Ende 15 den Zeiger 9 hintergreift.

Bei entsprechender Ausbildung der Skala 10 kann anstelle des Zeigers 9 auch die obere rechte Kante des äußeren Gehäuseteils 1 den gemessenen Wert anzeigen.

Durch die Gestaltung des Zeigers 9 in dem Bereich, in dem das umgebogen Ende 15 des Mitnehmers 14 beim Auseinanderschwenken der beiden Gehäuseteile 1 und 2 an dem Zeiger 9 entlanggleitet, kann die Skalenteilung den Erfordernissen entsprechend gewählt werden. So kann der betreffende Bereich des Zeigers 9 verschie­ dene Anstellwinkel erhalten; er kann geradlinig oder gekrümmt sein. Durch eine derartige Gestaltung des Zeigers 9 wird inner­ halb bestimmter Grenzen eine Veränderung der Skalenteilung (Auflösung) herbeigeführt. Ferner kann durch entsprechende kon­ struktive Festlegung desjenigen Bereiches des Zeigers 9, in dem der Mitnehmer 14 an dem Zeiger 9 entlanggleitet, und durch kon­ struktive Festlegung eines bestimmten Freigangs des Mitnehmers 14 gegenüber dem Zeiger 9 erreicht werden, daß die gesamte Skalenlänge voll für den zwischen "zu locker" und "zu stramm" befindlichen, wichtigen Meßbereich zur Verfügung steht.

Das Zugglied 4 kann mit einer drehbaren Rolle versehen sein, wobei der Außendurchmesser der Rolle auf die Stärke des Riemens abgestellt ist. Sehr einfach ist die Anpassung an verschiedene Riemenstärken jedoch dann, wenn das Zugglied 4 als drehbarer Exzenter ausgebildet ist. Die Stellung des Exzenters ist in der Zeichnung für die Messung der Spannung eines Riemens 8 mit der größten vorgesehenen Stärke dargestellt. Je geringer die Stärke des Riemens 8, desto mehr muß der Exzenter gedreht werden; für die Messung der Spannung eines Riemens 8 mit der kleinsten vor­ gesehenen Stärke muß der Exzenter um 180° gedreht werden. Der Exzenter kann so ausgebildet sein, daß er in bestimmten Stel­ lungen einrastet. Dieses Einrasten kann durch beliebige Mittel bewirkt werden. Bei einer besonders einfachen Ausführungsform ist in dem als Exzenter ausgebildeten Zugglied 4 eine Bohrung 16 vorgesehen, in der sich eine unter dem Druck einer Schrauben­ feder 17 stehende Kugel 18 befindet, und ist die dem Exzenter zugewandte Fläche des inneren Gehäuseteils 2 mit Vertiefungen 19 versehen, die auf einem Kreisbogen um die Drehachse des Exzen­ ters angeordnet sind, wobei der Radius des Kreisbogens dem Ab­ stand der Bohrung 16 von der Drehachse des Exzenters entspricht. Die Vertiefungen 19 stellen die Rastpositionen für die Einstel­ lung des Exzenters dar.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 6 und 7) ist der Ex­ zenter mit einem Sperrad 20 verbunden, in das eine unter dem Druck einer Blattfeder 21 stehende Raste 22 eingreift. Vor der Durchführung einer Messung wird das als Exzenter ausgebildete Zugglied 4 in die in Fig. 6 dargestellte Lage gedreht. Dabei wird eine koaxial zu der Drehachse des Exzenters angeordnete Schraubenfeder 23 gespannt, die mit ihrem einen Ende 24 in eine in dem Lagerzapfen vorgesehene Bohrung eingreift und deren anderes Ende 25 in einen in dem Exzenter vorgesehenen Schlitz eingreift. Nach dem Aufsetzen der Vorrichtung auf den Riemen 8 werden die beiden Gehäuseteile 1 und 2 etwas zusammengedrückt, so daß das innere Gehäuseteil 2 den Hebel 26, an dem sich die Raste 22 befindet, soweit zurückschiebt, daß die Raste 22 das Sperrad 20 freigibt. Dies hat zur Folge, daß sich der Exzenter durch die Spannung der Schraubenfeder 23 soweit dreht, bis alle drei Anlageglieder 4, 6 und 7 an dem Riemen 8 anliegen. Sodann läßt man die beiden Gehäuseteile 1 und 2 auseinanderschwenken. Die Raste 22 greift dann wieder in das Sperrad 20 ein und ver­ hindert ein weiteres Drehen des Exzenters. In dem äußeren Ge­ häuseteil 1 ist eine weitere Feder 27 angeordnet, die in der Grundstellung der Vorrichtung gegen eine an dem inneren Ge­ häuseteil 2 vorgesehene Nase 28 anliegt und daher nicht auf den Hebel 26 einwirken kann. Nach dem Auseinanderschwenken der Ge­ häuseteile 1 und 2 legt sich die Feder 27, die erheblich stärker ist als die Feder 21, an den Hebel 26 an, so daß ein Weiter­ drehen des Exzenters völlig ausgeschlossen ist.

Außer mit dem in der Zeichnung dargestellten federwegabhängigen Zeigerantrieb kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit einem auslenkungsabhängigen Zeigerantrieb ausgestattet werden. Hierzu ist lediglich ein mit mindestens einem der Stützglieder in Verbindung stehender Tastfinger erforderlich, der an der Ober­ seite des Riemens anliegt. Es ist auch eine Kombination möglich, also ein Zeigerantrieb, der sowohl federwegabhängig als auch auslenkungsabhängig ist. Bei dieser Ausführung entfällt die Ein­ stellung mittels eines Exzenters, weil die Riemenstärke über den Tastfinger in das Meßergebnis eingeht.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Messen der Spannung eines Riemens, insbesondere des Keilriemens eines Motors, mit

• - zwei über ein Drehlager miteinander verbundenen Gehäuseteile (1, 2),
• - einer zwischen den beiden Gehäuseteilen (1, 2) angeordneten Feder (5),
• - Stützgliedern (6, 7), die beim Meßvorgang an einer ersten Seite des Riemens (8) anliegen,
• - einem Druckglied (4), das beim Meßvorgang an der der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Riemens (8) anliegt und
• - einer Anzeigeeinrichtung (9, 10) zum Anzeigen des Meßwertes,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß jeder Gehäuseteil (1, 2) mit einem Stütz­ glied (6, 7) versehen ist und
• - daß das Druckglied (4) am Drehlager angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der eine, äußere Gehäuseteil (1) im wesentlichen kastenförmig ausgebildet und an seiner dem anderen, inneren Gehäuseteil (2) zuge­ wandten Seite offen ist und daß der innere Gehäu­ seteil (2) über die offene Seite des äußeren Gehäuseteils (1) in diesen hinein- und aus diesem herausbewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Druckglied (4) im Bereich der unteren Enden der Gehäuseteile (1, 2) angeord­ net ist und die Feder (5) zwischen den oberen Enden der Gehäuseteile (1, 2) wirkt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (5) eine U-förmig gebogene Blattfeder ist, deren U-förmiger Bereich dem Drehlager zugewandt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (4) als ein drehbarer Exzenter ausgebildet ist, der an einem der Gehäuseteile (1, 2) arretierbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Exzenter mindestens ein feder­ belastetes Rastelement (18) aufweist, welches zum Arretieren des Exzenters in eine an einem der Gehäuseteile (1, 2) ausgebildete Vertiefung (19) eintaucht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rastelement eine in einer zur Drehachse des Exzenters parallelen Bohrung ge­ führte federbelastete Kugel (18) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine sich beim Drehen des Exzenters spannende Feder (23) vorgesehen ist und daß mit dem Exzenter ein mit Rastzähne versehenes Sperrad (29) verbunden ist, zwischen dessen Rastzähnen ein federbelasteter Rastfinger (22) eintaucht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützglieder (6, 7) und das Druckglied (4) als drehbare Rollen aus­ gebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (9, 10) am oberen Ende des inneren Gehäuses (2) angeordnet und derart ausgebildet ist, daß der angezeigte Meßwert von der Seite und von oben ablesbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (9, 10) eine Skala (10) aufweist, auf der der Meß­ wert durch Projektion der oberen die offene Seite des äußeren Gehäuseteils (1) begrenzenden Kante ablesbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuse­ teile (1, 2) relativ zueinander arretierbar sind.