DE10118277A1 - Vorrichtung zum Spannen eines Antriebsriemens an einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung zum Spannen eines Antriebsriemens an einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Für eine Vorrichtung zum Spannen eines Antriebsriemens für Nebenaggregate an einer Brennkraftmaschine wird zur raschen Anpassung der Riemenspannung bei betriebs- bzw. lastabhängigen Änderungen vorgeschlagen, dass ein zur Schwenkachse des Schwenkhebels koaxial angeordnetes, am Schwenkhebel vorgespannt angreifendes Federelement vorgesehen ist, wobei die Federvorspannung mittels eines mit einer Drehrichtungs-Rücklaufhemmung ausgerüsteten Elektromotors veränderbar ist, der über in einem Brennkraftmaschinen-Kennfeld abgelegte Betriebs-Parameter gesteuert/geregelt ist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spannen eines Antriebs
riemens für Nebenaggregate an einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Spann
rolle an einem Schwenkhebel, auf den ein in Abhängigkeit von die Riemenspannung
beeinflussenden Parametern gesteuerter/geregelter, drehrichtungsumkehrbarer
Elektromotor einwirkt.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 36 16 561 C2 bekannt,
wobei an Einflussgrößen auf die jeweilige Riemenspannung sowohl die Längung
des Antriebsriemens als auch die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine sowie
die damit verbundenen Änderungen der Achsabstände genannt sind.
Von weiterem Einfluss ist die vom Antriebsriemen zu übertragende Leistung, wobei
eine zu geringe Riemenspannung, insbesondere bei schnellem Hochfahren der
Brennkraftmaschine, zu einem akustisch wahrnehmbaren Riemenschlupf führt.
Schließlich ist die Riemenspannung selbst eine bedeutsame Einflussgröße für die
Qualität des Riementriebes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Spann-Vorrichtung
für Antriebsriemen so weiterzubilden, dass Änderungen der Riemenspannungen
betriebs- bzw. lastabhängig rasch begegnet werden kann.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass ein zur
Schwenkachse des Schwenkhebels koaxial angeordnetes, am Schwenkhebel vor
gespannt angreifendes Federelement vorgesehen ist, wobei die Federvorspannung
mittels des mit einer Drehrichtungs-Rücklaufhemmung ausgerüsteten Elektromotors
veränderbar ist, der über in einem Brennkraftmaschinen-Kennfeld abgelegte Be
triebs-Parameter gesteuert/geregelt ist.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind als Betriebsparameter zumindest
die Drehzahlen der Brennkraftmaschine, Gradienten der Drehzahländerung der
Brennkraftmaschine, die Starter-Antriebsleistung eines Starter-Generators sowie
dessen abgegebene elektrische Leistung im Brennkraftmaschinen-Kennfeld ab
gelegt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung von vorteilhaft einfachem Aufbau kann im
Betrieb der Brennkraftmaschine jeder betriebs- bzw. lastabhängig auftretenden Än
derung einer Riemenspannung rasch entgegengewirkt werden, wodurch auch sicher
Start-Stop Akustikproblemen einwandfrei entgegengewirkt ist. Weiter ist mit dieser
erfindungsgemäßen Vorrichtung aber auch das Starten der Brennkraftmaschine
über einen Generator ohne akustische Probleme sicher beherrschbar.
Eine vorteilhaft kleinbauende Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
weiter dadurch erreicht, dass das Federelement eine Schraubenfeder ist mit einem
Innendurchmesser zur koaxialen Anordnung des schwenkhebelseitig an der Brenn
kraftmaschine angeordneten Elektromotors, der über ein selbsthemmendes Ge
triebe auf das schwenkhebelferne Federende der Schraubenfeder zur gesteuer
ten/geregelten Änderung der Federvorspannung einwirkt.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Fe
derelement eine Schraubenfeder ist mit einer am schwenkhebelfernen Federende
drehfest angreifenden Stellscheibe, an deren Umfang ein flexibles Zugmittel angreift
zur Antriebsverbindung mit einer Aufwickelrolle des von der Schwenkachse des
Schwenkhebels querab beabstandet an der Brennkraftmaschine angeordneten
Elektromotors.
Eine vorteilhafte Verwendung der Erfindung ist dadurch erreicht, dass mittels des
Antriebsriemens an Nebenaggregaten der Brennkraftmaschine eine Wasserpumpe,
eine Lenkhilfepumpe sowie ein einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eng be
nachbarter, als Starter dienender Generator in Antriebsverbindung stehen derart,
dass bei einem Generator-Starterbetrieb mit einem an der Spannrolle auftretenden
Lasttrum des Antriebsriemens die Federvorspannung der auf den Spannrollen-
Schwenkhebel einwirkenden Schraubenfeder in Abhängigkeit der geänderten Lauf
richtung des Antriebsriemens motorisch erhöht wird.
Mit diesem Verwendungsbeispiel der Erfindung wird der weitere wesentliche Vorteil
aufgezeigt, dass bei einem Wechsel von Leertrum zu Lasttrum und umgekehrt an
einer Spannrolle diese unverzüglich über den elektrischen Stellmotor für die jeweils
erforderliche Riemenspannung beaufschlagt werden kann und somit bei einer Ände
rung der Trumkräfte des Antriebsriemens auftretende Akustikprobleme ebenfalls
sicher vermieden sind.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Spannen eines Antriebs
riemens für Nebenaggregate an einer Brennkraftmaschine mit einem
in einer Schraubenfeder koaxial angeordneten Elektromotor,
Fig. 2 eine weitere Vorrichtung zum Spannen eines Antriebsriemens für
Nebenaggregate an einer Brennkraftmaschine mit einem querab der
Schraubenfeder in Antriebsposition angeordneten Elektromotor.
Eine nicht gezeigte Brennkraftmaschine ist an ihrer Stirnseite mit mehreren, derart
angeordneten Nebenaggregaten ausgerüstet, dass diese Nebenaggregate über
einen in einer einzigen Riemenebene laufenden, bei üblichem Betrieb der Brenn
kraftmaschine mittels der kurbelwellenseitigen Riemenscheibe 1 angetriebenen An
triebsriemen 2 angetrieben sind. Als aufgezeigtes Nebenaggregat ist der Starter-
Generator mit 3 bezeichnet, wogegen eine nicht dargestellte Lenkhilfepumpe über
ihre Riemenscheibe 4 und eine nicht gezeigte Wasserpumpe der Brennkraft
maschine über ihre Riemenscheibe 5 repräsentiert ist.
Eine Vorrichtung 6 zum Spannen des Antriebsriemens 2 für die Nebenaggregate 3,
4 und 5 umfasst eine Spannrolle 7 an einem Schwenkhebel 8, auf den ein in Ab
hängigkeit von die Riemenspannung beeinflussenden Parametern gesteuer
ter/geregelter, drehrichtungsumkehrbarer Elektromotor 9 einwirkt.
Damit betriebs- bzw. lastabhängigen Riemenspannungs-Änderungen rasch begeg
net werden kann, ist ein zur Schwenkachse 10 des Schwenkhebels 8 koaxial ange
ordnetes, am Schwenkhebel 8 vorgespannt angreifendes Federelement vorge
sehen, dessen Federvorspannung mittels des mit einer Drehrichtungs-Rück
laufhemmung ausgerüsteten Elektromotors 9 veränderbar ist, wobei der Elektro
motor 9 über in einem Brennkraftmaschinen-Kennfeld abgelegte Betriebs-Parameter
gesteuert/geregelt ist. An Betriebs-Parametern sind im Brennkraftmaschinen-Kenn
feld vorzugsweise die Drehzahlen der Brennkraftmaschine, insbesondere für Leer
laufbereich und Stop-and-Go-Betrieb, Gradienten der Drehzahländerungen der
Brennkraftmaschine sowie die Starter-Antriebsleistung des Starter-Generators 3 und
ggf. dessen abgegebene elektrische Leistung abgelegt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 6 kann die Riemenspannung des Antriebs
riemens 2 bei lastabhängiger Änderung rasch korrigiert werden, weiter in vorteilhaf
ter Weise bei einem betriebsabhängigen Wechsel von Leertrum zu Lasttrum und
umgekehrt des Antriebsriemens 2 an der Rolle 7, wenn der Generator 3 zum Star
ten der Brennkraftmaschine dient.
Beim Betrieb des Generators 3 als Starter der Brennkraftmaschine sitzt die Spann
rolle 7 der Spann-Vorrichtung 6 nicht mehr im Leertrum des Antriebsriemens 2. Die
Spannrolle 7 befindet sich beim Generator-Starterbetrieb im Lasttrum des Antriebs
riemens 2, so dass zur Vermeidung von Akustikproblemen und einem durch
rutschenden Antriebsriemen 2 die Federvorspannung des auf den Spannrollen-
Schwenkhebel 8 einwirkenden Federelementes 11 in Abhängigkeit der geänderten
Trumkraft des Antriebsriemens 2 motorisch rasch erhöht ist, bis die Spannrolle 7
wieder in ihrer Leertrum-Position ist.
Eine in vorteilhafter Weise einen kleinen Einbauraum erfordernde Spann-Vorrich
tung 6 ist gemäß Fig. 1 dadurch erreicht, dass das Federelement 11 eine Schrau
benfeder 12 ist mit einem Innendurchmesser zur koaxialen Anordnung des
schwenkhebelseitig an der Brennkraftmaschine angeordneten Elektromotors 9, der
über ein selbsthemmendes Getriebe 13 auf das schwenkhebelferne Federende der
Schraubenfeder 12 zur gesteuerten/geregelten Änderung der Federvorspannung
einwirkt.
Die Fig. 2 zeigt eine mit der Vorrichtung 6 der Fig. 1 weitgehend identische Vor
richtung 6', wobei identische Bauteile mit gleichen Bezugszeichen belegt sind. Die
Vorrichtung 6' unterscheidet sich von der Vorrichtung 6 durch eine andere Anord
nung des Elektromotors 9'. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Federelement 11 eine
Schraubenfeder 12 mit einer am schwenkhebelfernen Federende 14 drehfest an
greifenden Stellscheibe 15, an deren Umfang 16 ein flexibles Zugmittel 17 angreift
zur Antriebsverbindung mit einer Aufwickelrolle 18 des von der Schwenkachse 10
des Schwenkhebels 8 querab beabstandet an der Brennkraftmaschine angeordne
ten Elektromotors 9'.
Anstelle des Zugmittels 17 ist auch ein Spindel-/Schneckenantrieb vorstellbar mit
Stellmutter und Gewindestange.
Eine zwischen Starter-Generator 3 und der kurbelwellenseitigen Riemenscheibe 1
angeordnete Umlenkrolle ist mit 19 bezeichnet.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 6, 6' ist in vorteilhafter Weise eine Abhilfe
für Start-Stop-Akustikthemen erzielt und weiter das Starten der Brennkraftmaschine
über den Riementrieb ohne Schwierigkeiten erreicht.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Spannen eines Antriebsriemens für Nebenaggregate an
einer Brennkraftmaschine
- - umfassend eine Spannrolle (7) an einem Schwenkhebel (8), auf den
- - ein in Abhängigkeit von die Riemenspannung beeinflussenden Para metern gesteuerter/geregelter, drehrichtungsumkehrbarer Elektro motor (9, 9') einwirkt,
- - dass ein zur Schwenkachse (10) des Schwenkhebels (8) koaxial angeordnetes, am Schwenkhebel (8) vorgespannt angreifendes Fe derelement (11) vorgesehen ist, wobei
- - die Federvorspannung mittels des mit einer Drehrichtungs-Rücklauf hemmung ausgerüsteten Elektromotors (9, 9') veränderbar ist, der
- - über in einem Brennkraftmaschinen-Kennfeld abgelegte Betriebs- Parameter gesteuert/geregelt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebs
parameter zumindest Drehzahlen der Brennkraftmaschine, Gradienten der
Drehzahländerungen der Brennkraftmaschine, Starter-Antriebsleistung eines
Starter-Generators sowie dessen abgegebene elektrische Leistung im
Brennkraftmaschinen-Kennfeld abgelegt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (11) eine Schraubenfeder (12) ist mit einem Innendurchmesser zur koaxialen Anordnung des schwenkhebelseitig an der Brennkraftmaschine angeordneten Elektromotors (9), der
über ein selbsthemmendes Getriebe (13) auf das schwenkhebelferne Federende (14) der Schraubenfeder (12) zur gesteuerten/geregelten Änderung der Federvorspannung einwirkt.
dass das Federelement (11) eine Schraubenfeder (12) ist mit einem Innendurchmesser zur koaxialen Anordnung des schwenkhebelseitig an der Brennkraftmaschine angeordneten Elektromotors (9), der
über ein selbsthemmendes Getriebe (13) auf das schwenkhebelferne Federende (14) der Schraubenfeder (12) zur gesteuerten/geregelten Änderung der Federvorspannung einwirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (11) eine Schraubenfeder (12) ist mit einer am schwenkhebelfernen Federende (14) drehfest angreifenden Stell scheibe (15), an deren
Umfang (16) ein flexibles Zugmittel (17) angreift zur Antriebsverbin dung mit einer Aufwickelrolle (18) des von der Schwenkachse (10) des Schwenkhebels (8) querab beabstandet an der Brennkraft maschine angeordneten Elektromotors (9').
dass das Federelement (11) eine Schraubenfeder (12) ist mit einer am schwenkhebelfernen Federende (14) drehfest angreifenden Stell scheibe (15), an deren
Umfang (16) ein flexibles Zugmittel (17) angreift zur Antriebsverbin dung mit einer Aufwickelrolle (18) des von der Schwenkachse (10) des Schwenkhebels (8) querab beabstandet an der Brennkraft maschine angeordneten Elektromotors (9').
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass mittels des Antriebsriemens (2) an Nebenaggregaten der Brenn kraftmaschine eine Wasserpumpe (Riemenscheibe 5), eine Lenk hilfepumpe (Riemenscheibe 4) sowie ein einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eng benachbarter, als Starter dienender Gene rator (3) in Antriebsverbindung stehen derart, dass
bei einem Generator-Starterbetrieb der Brennkraftmaschine mit einem an der Spannrolle (7) auftretenden Lasttrum des Antriebs riemens (2) die Federvorspannung der auf dem Spannrollen- Schwenkhebel (8) einwirkenden Schraubenfeder (12) in Abhängigkeit der geänderten Trumkraft des Antriebsriemens (2) motorisch erhöht ist.
dass mittels des Antriebsriemens (2) an Nebenaggregaten der Brenn kraftmaschine eine Wasserpumpe (Riemenscheibe 5), eine Lenk hilfepumpe (Riemenscheibe 4) sowie ein einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eng benachbarter, als Starter dienender Gene rator (3) in Antriebsverbindung stehen derart, dass
bei einem Generator-Starterbetrieb der Brennkraftmaschine mit einem an der Spannrolle (7) auftretenden Lasttrum des Antriebs riemens (2) die Federvorspannung der auf dem Spannrollen- Schwenkhebel (8) einwirkenden Schraubenfeder (12) in Abhängigkeit der geänderten Trumkraft des Antriebsriemens (2) motorisch erhöht ist.
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