DE102006023773A1

DE102006023773A1 - Riementrieb

Info

Publication number: DE102006023773A1
Application number: DE200610023773
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Bogner (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-05-20
Filing date: 2006-05-20
Publication date: 2007-11-22

Abstract

Riementrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem schwenkbar gelagerten, eine Riemenscheibe aufweisenden, an einem eine Vorspannkraft erzeugenden Feder-Dämpfer-Element abgestützten Startergenerator, wenigstens einer weiteren Riemenscheibe und einem die Riemenscheiben miteinander verbindenden Riemen, wobei der Riementrieb eine Spann- oder Umlenkrolle aufweist, die an einem Hebelarm schwenkbar gelagert ist, an dem das Feder-Dämpfer-Element angeordnet ist.

Description

Beschreibung der Erfindung
Riementrieb
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Riementrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem schwenkbar gelagerten, eine Riemenscheibe aufweisenden, an einem eine Vorspannkraft erzeugenden Feder-Dämpfer-Element abgestützen Startergenerator, wenigstens einer weiteren Riemenscheibe und einem die Riemenscheiben miteinander verbindenden Riemen.
Hintergrund der Erfindung
Riementriebe dieser Art dienen zum Antrieb von Aggregaten oder Nebenaggregaten, dabei kann es sich beispielsweise um die Kurbelwellenriemenscheibe, eine Wasserpumpe, einen Klimakompressor, eine Lenkhilfspumpe, einen Startergenerator oder einen Generator handeln. Als Umschlingungsmittel wird zumeist ein Endlosriemen eingesetzt, der auf Riemenscheiben oder Rollen der einzelnen Aggregate läuft. Bei Riementrieben, die einen Startergenerator umfassen, der auch als Anlassergenerator bezeichnet wird, findet beim Wechsel zwischen Motorbetrieb einerseits und Anlasserbetrieb (Startbetrieb) ein Wechsel zwischen Zugtrum und Lostrum an beiden Seiten der Riemenscheibe des Startergenerators statt.
Aus der DE 100 57 818 A1 ist ein Riementrieb für eine Brennkraftmaschine bekannt, der einen Startergenerator umfasst. Der Startergenerator ist einerseits über ein Lagerauge schwenkbar an dem Gehäuse der Brennkraftmaschine gelagert. Über ein weiteres Lagerauge ist der Startergenerator mit einem Feder-Dämpfer-Element verbunden, dessen anderes Ende ebenfalls am Gehäuse der Brennkraftmaschine gelagert ist.
In der Praxis hat es sich herausgestellt, dass riemengetriebene Startergeneratoren speziell angepasste Spannsysteme erfordern. Das dynamische Verhalten beim Startbetrieb sowie beim Generatorbetrieb ist jedoch aufgrund der großen Massenträgheit kritisch.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Riementrieb anzugeben, der ein verbessertes dynamisches Verhalten aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Riementrieb der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass er eine Spann- oder Umlenkrolle aufweist, die an einem Hebelarm schwenkbar gelagert ist, an dem das Feder-Dämpfer-Element angeordnet ist.
Erfindungsgemäß wird die in den meisten Fällen ohnehin erforderliche Umlenkrolle auf einem als Spannhebel wirkenden Hebelarm schwenkbar gelagert. Das Feder-Dämpfer-Element stützt sich somit nicht wie bei herkömmlichen Konstruktionen üblich am Gehäuse der Brennkraftmaschine, sondern an dem Hebelarm ab, an dem auch die Umlenkrolle, die als Spannrolle dient, angeordnet ist. Der Riemen wird somit wie bei herkömmlichen Konstruktionen durch die Riemenscheibe des Startergenerators gespannt, die durch das Feder-Dämpfer-Element beaufschlagt wird, zusätzlich wird der Riemen auch durch die Umlenkrolle gespannt, wobei sich die genaue Position während des Betriebs durch das herrschende Kräftegleichgewicht einstellt.
Bei dem erfindungsgemäßen Riementrieb wird es besonders bevorzugt, dass das Feder-Dämpfer-Element an dem Hebelarm zwischen dem Drehpunkt des Hebelarms und der Umlenkrolle angeordnet ist. Durch die Wahl der Hebellänge und der Position der Befestigung des Feder-Dämpfer-Elements kann das Spannsystem genau an die Eigenschaften der Brennkraftmaschine angepasst werden.
Vorzugsweise wird die Spannrolle in dem erfindungsgemäßen Riementrieb derart angeordnet, dass sie sich beim Startbetrieb im Zugtrum befindet. Dadurch wird sie beim Anlassen aus dem Riementrieb herausgedrückt, wodurch die gewünschte erhöhte Riemenspannung während des Starts erzeugt wird.
Ebenso wird es bei dem erfindungsgemäßen Riementrieb bevorzugt, dass das Feder-Dämpfer-Element derart angeordnet ist, dass der Startergenerator beim Startbetrieb aus dem Riementrieb herausbewegt wird. Diese Bewegung des Startergenerators führt zu einer Erhöhung der Riemenspannung, die während des Startbetriebs gewünscht ist, da sie Schlupf und einen erhöhten Verschleiß des Riemens vermeidet: Es ist zweckmäßig, wenn der Hebelarm des erfindungsgemäßen Riementriebs an dem Motorblock der Brennkraftmaschine oder an einem mit dem Motorblock verbundenen Anbauteil angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figur beschrieben.
Die Figur ist eine schematische Darstellung und zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Riementriebs.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Der in der Figur gezeigte Riementrieb 1 ist Bestandteil einer Brennkraftmaschine und umfasst einen Startergenerator 2, der mit einer Riemenscheibe 3 versehen ist. Der Startergenerator 2 kann im Startbetrieb betrieben werden, um die Brennkraftmaschine zu starten. In dieser Betriebsart wirkt er als Elektromotor, der die benötigte Energie von einem Akkumulator erhält. Alternativ kann der Startergenerator 2 wie ein herkömmlicher Generator betrieben werden, wenn der Riementrieb 1 über eine Riemenscheibe 4 der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird.
Der Startergenerator 2 ist an einem Lagerpunkt 5 drehbar an dem Gehäuse der Brennkraftmaschine oder einem damit verbundenen Anbauteil gelagert. Zusätzlich ist der Startergenerator 2 über ein Lagerauge 6 mit einem Feder-Dämpfer-Element 7 verbunden, durch das die benötigte Spannung in dem Riementrieb erzeugt wird. Gleichzeitig werden durch das Feder-Dämpfer-Element 7 unerwünschte dynamische Effekte wie Schwingungen gedämpft, wodurch der Verschleiß der Komponenten des Riementriebs 1 verringert wird, darüber hinaus werden unerwünschte akustische Emissionen vermieden.
Die Rollen bzw. Scheiben des Riementriebs 1 sind über einen Riemen 8 miteinander verbunden, der als Keilrippenriemen ausgebildet ist.
Wie in der Figur zu sehen ist, umschlingt der Riemen 8 eine Riemenscheibe 9 eines Klimakompressors sowie eine Spannrolle 10. Die Spannrolle 10 ist an einem Hebelarm 11 schwenkbar gelagert, der über ein Lager 12 an dem Gehäuse der Brennkraftmaschine oder einem damit verbundenen Anbauteil schwenkbar gelagert ist. Ein Ende des Feder-Dämpfer-Elements 7 ist an dem Hebelarm 11 zwischen dem Lager 12 und der Spannrolle 10 in einem Lagerpunkt 13 drehbar gelagert.
Die Drehrichtung des Riementriebs 1 wird durch den an der Riemenscheibe 3 eingezeichneten Pfeil 14 angegeben.
Im Startbetrieb treibt der Startergenerator 2 als Motor den Riementrieb 1 an. Das eingeleitete Drehmoment stützt sich als Gegendrehmoment am Gehäuse des Startergenerators 2 ab und verstärkt während des Startbetriebs die Vorspannkraft des Riemens 8. In diesem Betriebszustand befindet sich die Spannrolle 10 im Zugtrum und wird aus dem Riementrieb 1 herausgedrückt. Dadurch schwenkt der Hebelarm 11 um das Lager 12, in dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel schwenkt der Hebelarm 11 im Uhrzeigersinn nach oben. Durch diese Verlagerung des Hebelarms 11 wird auch das Feder-Dämpfer-Element 7 nach oben verlagert, das sich mit seinem obere Ende an dem Lagerauge 6 bzw. dem Gehäuse des Startergenerators 2 abstützt. Dadurch wird der Startergenerator 2 ebenfalls aus dem Riementrieb 1 herausbewegt und in der in der Figur gezeigten Ansicht nach oben verlagert, es kommt somit zu einer weiteren Vorspannung des Riemens 8. Da der Umschlingungswinkel des Riemens 8 an der Spannrolle 10 kleiner ist als der Umschlingungswinkel des Riemens 8 an der Riemenscheibe 3 des Startergenerators 2, nimmt der Startergenerator 2 mehr Riemenlänge auf als die Spannrolle 10 freigibt, nach der Verlagerung stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein.
Nach dem Start der Brennkraftmaschine wird der Startergenerator 2 als Generator betrieben. Wegen seiner vergleichsweise großen Masse und der damit verbundenen Massenträgheit steht der Startergenerator 2 relativ ruhig im Riementrieb 1, die während des Betriebs in dem Riementrieb 1 auftretenden dynamischen Kraftspitzen werden nicht vom Startergenerator 2, sondern von dem Feder-Dämpfer-Element 7 kompensiert und gedämpft. Der Startergenerator 2 stellt somit eine geeignete Abstützbasis für das Feder-Dämpfer-Element 7 dar. Während des generatorischen Betriebs befindet sich die Spannrolle 10 im Leertrum und wird vom Feder-Dämpfer-Element 7, das sich an der trägen Masse des Gehäuses des Startergenerators 2 abstützt, mit einer entsprechenden Kraft beaufschlagt und filtert und dämpft die dynamischen Kraftspitzen aus dem Riementrieb 1. Bei dem in der Figur dargestellten Riementrieb ist sowohl das Übertragungsvermögen im Startbetrieb als auch das dynamische Verhalten während des Generatorbetriebs verbessert.

1: Riementrieb
2: Startergenerator
3: Riemenscheibe
4: Riemenscheibe
5: Lagerpunkt
6: Lagerauge
7: Feder-Dämpfer-Element
8: Riemen
9: Riemenscheibe
10: Spannrolle
11: Hebelarm
12: Lager
13: Lagerpunkt
14: Pfeil

Claims

Riementrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem schwenkbar gelagerten, eine Riemenscheibe aufweisenden, an einem eine Vorspannkraft erzeugenden Feder-Dämpfer-Element abgestützten Startergenerator, wenigstens einer weiteren Riemenscheibe und einem die Riemenscheiben miteinander verbindenden Riemen, dadurch gekennzeichnet, dass der Riementrieb (1) eine Spann- oder Umlenkrolle (10) aufweist, die an einem Hebelarm (11) schwenkbar gelagert ist, an dem das Feder-Dämpfer-Element (7) angeordnet ist.
Riementrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Feder-Dämpfer-Element (7) an dem Hebelarm (11) zwischen dem Drehpunkt und der Spannrolle (10) angeordnet ist.
Riementrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrolle (10) derart angeordnet ist, dass sie sich beim Startbetrieb im Zugtrum befindet.
Riementrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Feder-Dämpfer-Element (7) derart angeordnet ist, dass der Startergenerator (2) beim Startbetrieb aus dem Riementrieb (1) heraus bewegt wird.
Riementrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (11) an dem Motorblock der Brennkraftmaschine oder an einem mit dem Motorblock verbundenen Anbauteil angeordnet ist.