DE102011080310A1

DE102011080310A1 - Riementrieb

Info

Publication number: DE102011080310A1
Application number: DE201110080310
Authority: DE
Inventors: Lászlo Mán
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2013-02-07

Abstract

Es ist ein Riementrieb zur Verbindung mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen mit einer über einen schaltbaren Freilauf mit der Antriebswelle kuppelbaren Riemenscheibe, wobei der schaltbare Freilauf zwischen einer Sperrstellung, in welcher der schaltbare Freilauf bei in Antriebsrichtung überholender Riemenscheibe sperrt und bei in Antriebsrichtung überholender Antriebswelle sperrt, und einer Freilaufstellung, in welcher der schaltbare Freilauf bei in Antriebsrichtung überholender Riemenscheibe freiläuft und bei in Antriebsrichtung überholender Antriebswelle sperrt, schaltbar ist, einem mit der Riemenscheibe zusammenwirkenden Zugmittel zur Übertragung eines Drehmoments an ein Nebenaggregat, einer von dem Zugmittel angetriebenen Umlenkrolle, einer mit der Umlenkrolle wahlweise koppelbaren Ankerscheibe und einem an der Ankerscheibe exzentrisch angelenkten Sensierhebel zum direkten oder indirekten Schalten des schaltbaren Freilaufs. Da die Betätigungsenergie zum Umstellen verschiedener Betriebszustände des Riementriebs von dem Zugmittel abgezweigt werden kann, ist eine besonders energiesparende Aktorik möglicht, die einen einfachen und/oder kostengünstigen Aufbau des Riementriebs ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Riementrieb, mit dessen Hilfe beispielsweise eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit Nebenaggregaten, beispielsweise ein Klimakompressor, eine Kraftstoffpumpe oder eine Motorölpumpe, angeschlossen werden kann und über die beispielsweise mit Hilfe eines elektrischen Starters, einen Drehmoment in die Kurbelwelle eingeleitet werden kann, um die Brennkraftmaschine zu starten.
Aus DE 101 48 961 A1 ist ein Riementrieb mit einer Riemenscheibe zum Antrieb von Nebenaggregaten bekannt, der über ein Planetengetriebe mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Aufbau von Riementrieben zu vereinfachen und/oder Riementriebe kostengünstig herstellen zu können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung einen Riementrieb zu schaffen, mit dessen Hilfe ein einfacher und/oder kostengünstiger Aufbau des Riementriebs ermöglicht ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist ein Riementrieb zur Verbindung mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen mit einer über einen schaltbaren Freilauf mit der Antriebswelle kuppelbaren Riemenscheibe, wobei der schaltbare Freilauf zwischen einer Sperrstellung, in welcher der schaltbare Freilauf bei in Antriebsrichtung überholender Riemenscheibe sperrt und bei in Antriebsrichtung überholender Antriebswelle sperrt, und einer Freilaufstellung, in welcher der schaltbare Freilauf bei in Antriebsrichtung überholender Riemenscheibe freiläuft und bei in Antriebsrichtung überholender Antriebswelle sperrt, schaltbar ist, einem mit der Riemenscheibe zusammenwirkenden Zugmittel zur Übertragung eines Drehmoments an ein Nebenaggregat, einer von dem Zugmittel angetriebenen Umlenkrolle, einer mit der Umlenkrolle wahlweise koppelbaren Ankerscheibe und einem an der Ankerscheibe exzentrisch angelenkten Sensierhebel zum direkten oder indirekten Schalten des schaltbaren Freilaufs.
Mit Hilfe des schaltbaren Freilaufs können für den Riementrieb verschiedene Betriebsmodi eingestellt werden, um insbesondere einen direkt oder indirekt an die Riemenscheibe anschließbaren Starter, insbesondere Startergenerator, für verschiedene Aufgaben nutzen zu können. Der Starter, insbesondere ein von einer Autobatterie gespeister elektrischer Starter oder Startergenerator, kann an der Riemenscheibe über eine Zahnradverbindung oder ein an der Riemenscheibe angreifendes Zugmittel angeschlossen sein. Mit Hilfe des Starters kann ein Startmoment in die Antriebswelle eingeleitet werden, um die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs zu starten („Starterbetrieb“). Im Starterbetrieb überholt die Riemenscheibe die Antriebswelle, so dass der schaltbare Freilauf in Freilaufstellung geschaltet sein kann, damit die Riemenscheibe mit der Antriebswelle drehfest gekoppelt ist und ein Startmoment in die Antriebswelle einleiten kann. Bei gestarteter Brennkraftmaschine, kann der Starter als Generator betrieben werden, um mit Hilfe des als Startergenerator ausgebildeten Starters speicherbare elektrische Energie zu erzeugen („Generatorbetrieb“). Im Generatorbetrieb überholt die Antriebswelle die Riemenscheibe, so dass der schaltbare Freilauf in Freilaufstellung geschaltet sein kann, damit die Riemenscheibe mit der Antriebswelle drehfest gekoppelt ist und ein Drehmoment von der Antriebswelle über die Riemenscheibe an den Starter abgegeben werden kann. Ferner ist es möglich im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine durch den Starter ein zusätzliches Drehmoment einzuleiten, um beispielsweise kurzzeitig abgeforderte Spitzenmomente bereitstellen zu können („Boost-Betrieb“). Im Boostbetrieb überholt die Riemenscheibe die Antriebswelle, so dass der schaltbare Freilauf in Sperrstellung geschaltet sein kann, damit die Riemenscheibe mit der Antriebswelle drehfest gekoppelt ist und ein zusätzliches Boostmoment in die Antriebswelle einleiten kann. Gleichzeitig kann bei überholender Antriebswelle von der Antriebswelle über die Riemenscheibe und ein von der Riemenscheibe angetriebenes Zugmittel ein Nebenaggregat, insbesondere ein Klimakompressor angetrieben werden, mit dessen Hilfe eine Klimaanlage des Kraftfahrzeugs betrieben werden kann. Wenn bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine mit Hilfe des Starters der Klimakompressor betrieben werden soll („Standklimatisierung“), kann der schaltbare Freilauf in Freilaufstellung geschaltet sein, damit die Riemenscheibe die Antriebswelle überholen kann ohne von der stillstehenden Antriebswelle gebremst oder blockiert zu werden.
Mit Hilfe der Umlenkrolle kann der Umschlingungswinkel des Zugmittels an der Riemenscheibe und/oder am Starter und/oder am Nebenaggregat erhöht werden und/oder eine Vorspannung des Zugmittels eingestellt werden. Dadurch, dass die Umlenkrolle mit der Ankerscheibe gekoppelt werden kann, kann die Umlenkrolle im mit der Ankerscheibe gekoppelten Zustand die Ankerscheibe um einen Winkelbetrag α mitdrehen. Für den Winkelbetrag α gilt insbesondere 1° ≤ α ≤ 270°, vorzugsweise 10° ≤ α ≤ 200°, weiter bevorzugt 30° ≤ α ≤ 180° und besonders bevorzugt 45° ≤ α ≤ 90°. Durch den mit der Ankerscheibe exzentrisch verbundenen Sensierhebel kann eine um den Winkelbetrag α erfolgte begrenzte Drehung der Ankerscheibe eine Bewegung des Sensierhebels erzwingen, die groß genug ist, damit der insbesondere verschwenkte Sensierhebel den schaltbaren Freilauf betätigen kann und zwischen den schaltbaren Freilauf zwischen den Schaltzuständen Sperrstellung und Freilaufstellung umschaltet. Der Sensierhebel kann hierzu direkt oder indirekt mit dem schaltbaren Freilauf gekoppelt sein, um beispielsweise ein Betätigungselement des schaltbaren Freilaufs zum Umschalten des Freilaufs betätigen zu können. Da die Betätigungsenergie zum Umstellen verschiedener Betriebszustände des Riementriebs von dem Zugmittel abgezweigt werden kann, ist eine besonders energiesparende Aktorik möglicht, die einen einfachen und/oder kostengünstigen Aufbau des Riementriebs ermöglicht.
Da die Ankerscheibe insbesondere nur um einen begrenzten Winkelbetrag α, der deutlich geringer als eine volle Umdrehung sein kann, verdreht werden braucht, um den schaltbaren Freilauf betätigen zu können, kann die Koppelung zwischen der Ankerscheibe und der Umlenkrolle vorzugsweise durch eine Bremse erfolgen, die in Umfangsrichtung nur in einem Teilbereich der Ankerscheibe und/oder der Umlenkrolle angreift und vorzugsweise elektromagnetisch betätigt werden kann. Die Riemenscheibe kann beispielsweise über einen Flachriemen, Keilriemen, Zahnriemen an dem Nebenaggregat, beispielsweise Kraftstoffpumpe, Motorölpumpe angeschlossen sein. Insbesondere kann die Riemenscheibe einen Riemenscheibendämpfer und/oder einen Kurbelwellentilger aufweisen, um den Fahrkomfort, insbesondere den Startkomfort, durch zusätzliche Dämpfungen von Drehschwingungen und/oder Spitzenmomenten, zu verbessern.
Insbesondere ist ein mit dem Sensierhebel verbundenes Federelement zur Bewegung des Sensierhebels in eine Ausgangsposition im Falle einer von der Umlenkrolle abgekoppelter Ankerscheibe vorgesehen. Wenn die Ankerscheibe von der Umlenkrolle abgekoppelt ist, kann das Federelement den Sensierhebel in eine definierte Position zurückdrücken beziehungsweise zurückziehen. Das Federelement kann beispielsweise an dem Sensierhebel angreifen und an einem feststehenden Gehäuse abgestützt sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Federelement zwischen der Umlenkrolle und der Ankerscheibe eingesetzt sein, um die Ankerscheibe und dadurch den Sensierhebel in die Ausgangsposition zurückzubewegen, wobei das Federelement in diesem Fall insbesondere als Bogenfeder ausgestaltet sein kann.
Vorzugsweise ist die Umlenkrolle über eine insbesondere regelbare Überlastkupplung, insbesondere Magnetkupplung oder Magnetbremse, mit der Ankerscheibe koppelbar. Insbesondere kann durch das an dem Sensierhebel direkt oder indirekt angreifende Federelement ein Widerstandsmoment gegen die Drehung der Ankerscheibe bereitgestellt werden, das sich bei einem sich erhöhenden Winkelbetrag α aus der Ausgangsposition vorzugsweise im Wesentlichen proportional erhöht. Dies ermöglicht es über die Einstellung eines Schleppmoments zwischen der Umlenkrolle und der Ankerscheibe eine definierte Auslenkung des Sensierhebels relativ zur Ausgangsposition anzusteuern und den hierzu korrespondierenden Winkelbetrag α anzusteuern. Wenn das Widerstandsmoment dem von der Überlastkupplung bereitgestellten Schleppmoment entspricht, ist die beabsichtigte Drehung der Ankerscheibe um den Winkelbetrag α erreicht. Eine weitere Drehung der Ankerscheibe ist durch die Überlastkupplung vermieden, da die Ankerscheibe nach einer Verdrehung um den beabsichtigten Winkelbetrag α durchrutscht. Das beabsichtigte Schleppmoment zwischen der Umlenkrolle und der Ankerscheibe kann insbesondere elektromagnetisch, vorzugsweise im Wesentlichen stufenlos, eingestellt werden. Hierzu kann insbesondere eine Magnetkupplung oder eine Magnetbremse verwendet werden, wobei durch eine geregelte Bestromung der Magnetkupplung beziehungsweise der Magnetbremse eine dem beabsichtigten Schleppmoment entsprechende Magnetkraft zwischen der Umlenkrolle und der Ankerscheibe bereitgestellt werden kann. Da die Ankerscheibe insbesondere nur um einen begrenzten Winkelbetrag α, der deutlich geringer als eine volle Umdrehung sein kann, verdreht werden braucht, um den schaltbaren Freilauf betätigen zu können, können Anschlusskabel der Magnetkupplung beziehungsweise der Magnetbremse mit der Ankerscheibe mitbewegt werden, so dass es nicht erforderlich ist Schleifkontakte zu verwenden, um die Magnetkupplung beziehungsweise die Magnetbremse mit elektrischer Energie zu versorgen.
Besonders bevorzugt ist eine insbesondere regelbare Arretierbremse zum Arretieren des Sensierhebels vorgesehen. Der Sensierhebel kann dadurch in der beabsichtigten Position von der Arretierbremse im Wesentlichen bewegungsfest festgehalten werden, so dass die Koppelung zwischen der Ankerscheibe und der Umlenkrolle aufgehoben werden kann. Dadurch braucht keine Betätigungsenergie mehr von dem Zugmittel abgezweigt werden, um den Sensierhebel in der erreichten Position zu halten. Es ist möglich nur für einen sehr kurzen Zeitraum eine besonders geringe Energiemenge von dem Zugmittel abzuzweigen, die lediglich ausreichend ist den Sensierhebel aus der Ausgangsposition in die gewünschte Position zu bewegen. Signifikante Wirkungsgradverluste für den Riementrieb sind dadurch vermieden.
Insbesondere ist die Arretierbremse über einen exzentrisch mit der insbesondere als Magnetbremse ausgestalteten Arretierbremse angelenkten Arretierhebel mit dem Sensierhebel gekoppelt. Der Arretierhebel kann dadurch bei einer Bewegung des Sensierhebels beispielsweise eine drehbare Arretierscheibe der Arretierbremse verdrehen, an welcher der Arretierhebel exzentrisch angelenkt ist. Die verdrehte Arretierscheibe kann nach Erreichen der beabsichtigten Position des Sensierhebels von der Arretierbremse festgesetzt und gehalten werden. Das Bremsmoment der Arretierbremse ist insbesondere regelbar, so dass mit Hilfe der Arretierbremse die Geschwindigkeit beeinflusst werden kann, mit welcher der Sensierhebel aus der Ausgangsposition heraus und/oder in die Ausgangsposition hinein bewegt werden kann. Dadurch können beispielsweise aus einer besonders stark ausgelenkten Position des Sensierhebels bei einer Bewegung des Sensierhebels in Richtung der Ausgangsposition der Sensierhebel in einer Zwischenposition von der Arretierbremse festgehalten werden, ohne dass es hierfür erforderlich ist, die Ankerscheibe mit der Umlenkrolle zu koppeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein ein Hohlrad aufweisenden Planetengetriebe zur Übertragung eines Drehmoments von der Antriebswelle an die Riemenscheibe vorgesehen, wobei das Hohlrad mit Hilfe einer von dem Sensierhebel betätigbaren Hohlradbremse zur Veränderung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe abbremsbar ist. Durch die Hohlradbremse kann auf das Hohlrad ein hinreichend großes Schleppmoment aufgebracht werden, um zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe eine Untersetzung von beispielsweise 3:1 bereit zu stellen. Wenn mit Hilfe eines Starters ein Drehmoment über die Riemenscheibe eingeleitet wird, kann dieses Übersetzungsverhältnis das Starten der Brennkraftmaschine erleichtern. Darüber hinaus kann bei laufender Brennkraftmaschine und abgebremstem Hohlrad ein Hochtrieb vorgesehen sein. Im Normalbetrieb kann ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 eingestellt werden, wobei es hierzu lediglich erforderlich ist die Hohlradbremse zu lösen. Die Hohlradbremse braucht im normalen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs nicht betätigt zu sein, so dass Bauteilbelastungen vermieden sind und/oder Betätigungsenergie zum Betätigen der Hohlradbremse nicht benötigt wird. Der schaltbare Freilauf ist insbesondere zwischen der Antriebswelle und einem Sonnenrad des Planetengetriebes zwischengeschaltet, wobei vorzugsweise die Antriebswelle drehfest mit einem Planetenträger des Planetengetriebes verbunden ist.
Vorzugsweise sind der schaltbare Freilauf und die Hohlradbremse derart mit dem Sensierhebel gekoppelt, dass bei einer Auslenkung des Sensierhebels aus einer Ausgangsposition, in welcher der Sensierhebel im Falle einer von der Umlenkrolle abgekoppelter Ankerscheibe positioniert ist, zunächst der schaltbare Freilauf umgeschaltet und nachfolgend die Hohlradbremse geschlossen wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass zunächst der schaltbare Freilauf in die Freilaufstellung geschaltet wird bevor die Hohlradbremse geschlossen wird. Dadurch kann vermieden werden, dass die Hohlradbremse in der Sperrstellung des schaltbaren Freilaufs geschlossen wird.
Besonders bevorzugt ist die Hohlradbremse mit Hilfe eines mit dem Sensierhebel gekoppelten Bremshebels betätigbar, wobei der Sensierhebel mittelbar über den Bremshebel mit dem schaltbaren Freilauf gekoppelt ist. Die Hohlradbremse kann insbesondere zwischen der vollständig geöffneten Stellung und der vollständig geschlossenen Stellung einen so großen Stellweg aufweisen, dass bei geringen Auslenkung des Sensierhebels der Bremshebel weit genug verschwenkt werden kann, dass der schaltbare Freilauf geschaltet wird aber noch kein Bremsen der Hohlradbremse erfolgt. Wenn der Sensierhebel weiterbewegt wird und der Bremshebel stärket verschwenkt wird, kann das Bremsen der Hohlradbremse erfolgen, wobei bei dem schaltbaren Freilauf keine Veränderung eintritt, das das Umschalten des Freilaufs bereits vorher erfolgt ist. Vorzugsweise ist die Hohlradbremse bewegungsfest und insbesondere mit einem feststehenden Gehäuse verbunden, so dass die Hohlradbremse einen stabilen Schwenkpunkt für den Bremshebel ausbilden kann. Vorzugsweise können auf den Sensierhebel und/oder auf den Arretierhebel wirkende Lasten zu einem großen Teil über die Hohlradbremse abgetragen werden.
Insbesondere ist der schaltbare Freilauf über einen insbesondere vorgespannten Seilzug umschaltbar. Der Seilzug kann vorzugsweise in einem definierten Winkelbereich eine Schwenkbewegung mitmachen, so dass der Seilzug besonders einfach durch einen schwenkbaren Hebel, insbesondere den Bremshebel und/oder den Sensierhebel, gezogen werden kann, um einen der Schaltstellungen des schaltbaren Freilaufs einstellen zu können. Vorzugsweise kann bei einer nachlassenden Betätigungskraft der Seitzug durch eine aufgeprägte Vorspannung zurückgezogen werden, wodurch der Schaltzustand zwischen der Sperrstellung und der Freilaufstellung umgeschaltet werden kann. Eine komplizierte Aktorik zum Umschalten des schaltbaren Freilaufs ist dadurch vermieden.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, einem mit der Antriebswelle verbindbaren Riementrieb, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und einem mit dem Riementrieb verbindbaren Starter, insbesondere Startergenerator, zum Starten der Brennkraftmaschine über einen Drehmomenteintrag in die Antriebswelle. Da die Betätigungsenergie zum Umstellen verschiedener Betriebszustände des Riementriebs von dem Zugmittel abgezweigt werden kann, ist eine besonders energiesparende Aktorik möglich, die einen einfachen und/oder kostengünstigen Aufbau des Antriebsstrangs ermöglicht.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
1: eine schematische Prinzipdarstellung eines Riementriebs in einem Normal- und Boostbetriebsmodus,
2: eine schematische Prinzipdarstellung des Riementriebs aus 1 in einem Generatorund Standklimatisierungsbetriebsmodus und
3: eine schematische Prinzipdarstellung des Riementriebs aus 1 in einem Start- und Hochtriebbetriebsmodus.
Der in 1 dargestellte Riementrieb 10 weist eine als Kurbelwelle ausgestaltete Antriebswelle auf, die mit einer Riemenscheibe 12 über einen schaltbaren Freilauf 14 verbunden ist. Die Antriebswelle kann mit Hilfe eines Kurbelwellentilgers, insbeondere Gummitilger, gedämpft sein, um beispielsweise Drehschwingungen der Antriebswelle zu dämpfen. Die Riemenscheibe 12 ist über ein Planetengetriebe mit der Antriebswelle verbunden, wobei das Planetengetriebe ein Hohlrad 16 aufweist, das von einer Hohlradbremse 18 gebremst werden kann, um das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe 12 zu variieren. Die Riemenscheibe 12 kann über ein mit der Riemenscheibe 12 zusammenwirkendes Zugmittel 20 Nebenaggregate, beispielsweise einen Klimakompressor einer Klimaanlage, antreiben. Ferner kann über das Zugmittel 20 ein Starter, insbesondere ein Startergenerator, angebunden sein, um über die Riemenscheibe 12 ein Drehmoment zum Starten einer mit der Antriebswelle verbundenen Brennkraftmaschine in die Antriebswelle einleiten zu können. Das Zugmittel 20 läuft ferner über eine Umlenkrolle 22, durch die der Umschlingungswinkel des Zugmittels 20 an der Riemenscheibe 12 erhöht werden kann. Bei dem in 1 dargestellten Betriebsmodus befindet sich der schaltbare Freilauf 14 in Sperrstellung, so dass die Antriebswelle im Normalbetrieb die Riemenscheibe 12 sowie über das Zugmittel 20 die Nebenaggregate antreiben kann. Ferner ist es möglich im Boostbetrieb mit Hilfe eines beispielsweise über das Zugmittel 20 angeschlossenen Starters ein zusätzliches Drehmoment über die Riemenscheibe 12 in die Antriebswelle einzuleiten.
Um den schaltbaren Freilauf umschalten zu können, ist mit der Umlenkrolle 22 eine koaxial angeordnete Ankerscheibe 24 über eine regelbare Magnetkupplung oder Magnetbremse koppelbar. Bei angekoppelter Ankerscheibe 24 kann die von dem Zugmittel 20 angetriebene Umlenkrolle 22 die Ankerscheibe 24 mitdrehen. Mit der Ankerscheibe 24 ist ein Sensierhebel 26 exzentrisch angelenkt, der eine Drehung der Ankerscheibe 24 sensieren und in eine Bewegung des Sensierhebels 26 umsetzen kann. Der Sensierhebel 26 ist an einem Bremshebel 28 angelenkt, der schwenkbar mit der Hohlradbremse 18 verbunden ist. Der Bremshebel 28 kann durch den sich bewegenden Sensierhebel 26 verschwenkt werden, so dass ein an dem Bremshebel 28 angebundener Seilzug 30 des schaltbaren Freilaufs 14 betätigt werden kann und ein Umschalten des schaltbaren Freilaufs 14 erfolgen kann. Bei dem in 1 dargestellten Betriebsmodus des Riementriebs 10 ist der Seilzug 30 gegen eine Federkraft von dem Bremshebel 28 etwas aus dem schaltbaren Freilauf 14 herausgezogen, so dass sich der schaltbare Freilauf 14 in einer Sperrstellung befindet, in welcher die Riemenscheibe 12 drehfest mit der Antriebswelle befestigt ist. Zur Einstellung dieses Betriebsmodus ist es nicht erforderlich die Ankerscheibe 24 mit der Umlenkrolle 22 zu koppeln. Der Sensierhebel 26 befindet sich in seiner Ausgangsposition, in die der Sensierhebel 26 von einem als Druckfeder ausgestalteten Federelement 32 automatisch hineingedrückt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Federelement 32 mit dem Bremshebel 28 verbunden und an einem feststehenden Gehäuse abgestützt.
Wenn die Ankerscheibe 24 mit der Umlenkrolle 22 gekoppelt wird, kann die Ankerscheibe 24 zunächst soweit verdreht werden, dass der angelenkte Sensierhebel 26 den Bremshebel 28 in eine Position bewegt, in welcher der mit dem Bremshebel 28 verbundene Seilzug 30 nicht mehr aus dem schaltbaren Freilauf 14 herausgezogen ist, wie in 2 dargestellt. Der schaltbare Freilauf 14 befindet sich in dieser Einstellung in der Freilaufstellung, in welcher eine die Antriebswelle überholende Riemenscheibe 12 freiläuft und im Wesentlichen kein Drehmoment an die Antriebswelle überträgt. Dies ermöglicht es bei drehender Antriebswelle den Starter im Generatorbetrieb zu betreiben oder bei stillstehender Antriebswelle in einem Standklimatisierungsbetrieb mit Hilfe des Starters einen an dem Zugmittel 20 angeschlossenen Klimakompressor zu betreiben. Damit in dieser Position des Sensierhebels 26 die Ankerscheibe 24 nicht weiterhin von dem Zugmittel 20 in der gewünschten Position gehalten werden muss, kann der Sensierhebel 26 und damit auch der Bremshebel 28 und der Seilzug 30 mit Hilfe einer Arretierbremse 34 festgehalten werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Arretierbremse 34 als Magnetbremse ausgestaltet, die eine drehbar gelagerte Arretierscheibe 36 elektromagnetisch festhalten kann. mit der Arretierscheibe 36 ist exzentrisch ein Arretierhebel 38 angelenkt, der wiederum mit dem Bremshebel 28 und/oder mit dem Sensierhebel 26 gelenkig verbunden ist. Dadurch kann mit Hilfe des Arretierhebels 38 bei einer Bewegung des Sensierhebels 26 auch die Arretierscheibe 36 verdreht werden, die in der gewünschten Position festgehalten werden kann, damit die Ankerscheibe 24 von der Umlenkrolle 22 abgekoppelt werden kann und die Umlenkrolle 22 nur noch im Wesentlichen lastfrei von dem Zugmittel 22 mitgedreht wird.
Wenn der Sensierhebel 26 von der in 2 dargestellten Position in die in 3 dargestellte Position von der Ankerscheibe 24 weiterbewegt wird, ergibt sich bei dem schaltbaren Freilauf 14 keine Veränderung, da der Seilzug 30 nur noch weiter entspannt wird. Allerdings kann in der in 3 dargestellten Situation der Bremshebel 28 soweit verdreht werden, dass die Hohlradbremse 18 geschlossen wird. Das Hohlrad 16 kann dadurch gebremst oder festgehalten werden, so dass die Übersetzung zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe insbesondere auf eine Untersetzung von beispielsweise 3:1 eingestellt werden kann. Dies ermöglicht es mit einem vergleichsweise kleinen Starter eine vergleichsweise drehmomentstarke Brennkraftmaschine zu starten. Ferner kann im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine ein Hochtrieb eingestellt werden, um die Laufgeschwindigkeit des Zugmittels 20 entsprechend des variierten Übersetzungsverhältnisses zu ändern. Wenn der Sensierhebel 26 von der in 3 dargestellten Position in die in 2 dargestellte Position bewegt werden soll, ist es ausreichend die Arretierbremse 34 zu lösen und den Sensierhebel 26 von der Federkraft des Federelements in Richtung der Ausgangsposition bewegen zu lassen, wobei die Arretierbremse 34 wieder schließen kann, wenn der Sensierhebel 26 die in 2 dargestellte Position erreicht hat. Hierzu ist es nicht erforderlich die Ankerscheibe 24 mit der Umlenkrolle 22 zu koppeln.
Bezugszeichenliste

10: Riementrieb
12: Riemenscheibe
14: schaltbarer Freilauf
16: Hohlrad
18: Hohlradbremse
20: Zugmittel
22: Umlenkrolle
24: Ankerscheibe
26: Sensierhebel
28: Bremshebel
30: Seilzug
32: Federelement
34: Arretierbremse
36: Arretierscheibe
38: Arretierhebel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10148961 A1 [0002]

Claims

Riementrieb zur Verbindung mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, miteiner über einen schaltbaren Freilauf (14) mit der Antriebswelle kuppelbaren Riemenscheibe (12), wobei der schaltbare Freilauf (14) zwischen einer Sperrstellung, in welcher der schaltbare Freilauf (14) bei in Antriebsrichtung überholender Riemenscheibe (12) sperrt und bei in Antriebsrichtung überholender Antriebswelle sperrt, und einer Freilaufstellung, in welcher der schaltbare Freilauf (14) bei in Antriebsrichtung überholender Riemenscheibe (12) freiläuft und bei in Antriebsrichtung überholender Antriebswelle sperrt, schaltbar ist, einem mit der Riemenscheibe (12) zusammenwirkenden Zugmittel (20) zur Übertragung eines Drehmoments an ein Nebenaggregat, einer von dem Zugmittel (20) angetriebenen Umlenkrolle (22), einer mit der Umlenkrolle (22) wahlweise koppelbaren Ankerscheibe (24) und einem an der Ankerscheibe (24) exzentrisch angelenkten Sensierhebel (26) zum direkten oder indirekten Schalten des schaltbaren Freilaufs (14).
Riementrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Sensierhebel (26) verbundenes Federelement (32) zur Bewegung des Sensierhebels (26) in eine Ausgangsposition im Falle einer von der Umlenkrolle (22) abgekoppelter Ankerscheibe (24) vorgesehen ist.
Riementrieb nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrolle (22) über eine insbesondere regelbare Überlastkupplung, insbesondere Magnetkupplung oder Magnetbremse, mit der Ankerscheibe (24) koppelbar ist.
Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass eine insbesondere regelbare Arretierbremse (34) zum Arretieren des Sensierhebels (26) vorgesehen ist.
Riementrieb nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierbremse (34) über einen exzentrisch mit der insbesondere als Magnetbremse ausgestalteten Arretierbremse (34) angelenkten Arretierhebel (38) mit dem Sensierhebel (26) gekoppelt ist.
Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein ein Hohlrad (16) aufweisenden Planetengetriebe zur Übertragung eines Drehmoments von der Antriebswelle an die Riemenscheibe (12) vorgesehen ist, wobei das Hohlrad (16) mit Hilfe einer von dem Sensierhebel (26) betätigbaren Hohlradbremse (18) zur Veränderung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe (12) abbremsbar ist.
Riementrieb nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der schaltbare Freilauf (14) und die Hohlradbremse (18) derart mit dem Sensierhebel (26) gekoppelt sind, dass bei einer Auslenkung des Sensierhebels (26) aus einer Ausgangsposition, in welcher der Sensierhebel (26) im Falle einer von der Umlenkrolle (22) abgekoppelter Ankerscheibe (24) positioniert ist, zunächst der schaltbare Freilauf (14) umgeschaltet und nachfolgend die Hohlradbremse (18) geschlossen wird.
Riementrieb nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlradbremse (18) mit Hilfe eines mit dem Sensierhebel (26) gekoppelten Bremshebels (28) betätigbar ist, wobei der Sensierhebel (26) mittelbar über den Bremshebel (28) mit dem schaltbaren Freilauf (14) gekoppelt ist.
Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der schaltbare Freilauf (14) über einen insbesondere vorgespannten Seilzug (30) umschaltbar ist.
Antriebsstrang für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, einem mit der Antriebswelle verbindbaren Riementrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und einem mit dem Riementrieb (10) verbindbaren Starter, insbesondere Startergenerator, zum Starten der Brennkraftmaschine über einen Drehmomenteintrag in die Antriebswelle.