DE102012207938A1 - Riementrieb und Verfahren zum Betrieb eines Nebenaggregats - Google Patents

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Lászlo Mán
Peter Greb
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Abstract

Es ist ein Riementrieb zur Verbindung mit einer Antriebswelle vorgesehen, mit einer mit der Antriebswelle koppelbaren ersten Riemenscheibe, einer Fliehkraftkupplung zum Verklemmen der ersten Riemenscheibe mit der Antriebswelle bei einer Drehung der Antriebswelle, einem mit der ersten Riemenscheibe zusammenwirkenden ersten Zugmittel zur Übertragung eines Drehmoments, einer über ein erstes Ritzel mit dem ersten Zugmittel zusammenwirkbaren Nebenaggregat, insbesondere Klimakompressor einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, einer mit der Antriebswelle koppelbaren zweiten Riemenscheibe, einem Klemmkörperfreilauf zum Verklemmen der zweiten Riemenscheibe mit der Antriebswelle bei einer Drehung der zweiten Riemenscheibe in Antriebsrichtung relativ zur Antriebswelle und einem mit der zweiten Riemenscheibe zusammenwirkenden zweiten Zugmittel zur Übertragung eines Drehmoments, wobei das Nebenaggregat über ein zweites Ritzel mit dem zweiten Zugmittel zusammenwirkbar ist, wobei ein Übertragungsverhältnis zwischen der ersten Riemenscheibe und dem ersten Ritzel kleiner als ein Übertragungsverhältnis zwischen der zweiten Riemenscheibe und dem zweiten Ritzel ist. Dadurch ist ein einfacher Aufbau des Riementriebs insbesondere zur Realisierung eines Standklimatisierungsbetriebs ermöglicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Riementrieb sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Nebenaggregats, mit deren Hilfe beispielsweise eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit Nebenaggregaten, beispielsweise einem Klimakompressor, angeschlossen werden kann und über die beispielsweise mit Hilfe eines Startergenerators ein 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, die über ein Planetengetriebe mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist.
  • Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Aufbau von Riementrieben zur Realisierung eines Standklimatisierungsbetriebs in Kombination mit einer Generatorstartmöglichkeit, in dem bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine eine Klimaanlage betrieben werden kann, zu vereinfachen.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, mit deren Hilfe ein einfacher Aufbau eines Riementriebs insbesondere zur Realisierung eines Standklimatisierungsbetriebs ermöglicht ist.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Riementrieb mit den Merkmale des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Nebenaggregats mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist ein Riementrieb zur Verbindung mit einer Antriebswelle vorgesehen, mit einer mit der Antriebswelle koppelbaren ersten Riemenscheibe, einer Fliehkraftkupplung zum Verklemmen der ersten Riemenscheibe mit der Antriebswelle bei einer Drehung der Antriebswelle, einem mit der ersten Riemenscheibe zusammenwirkenden ersten Zugmittel zur Übertragung eines Drehmoments, einer über ein erstes Ritzel mit dem ersten Zugmittel zusammenwirkbaren Nebenaggregat, insbesondere Klimakompressor einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, einer mit der Antriebswelle koppelbaren zweiten Riemenscheibe, einem Freilauf zum Verbinden der zweiten Riemenscheibe mit der Antriebswelle bei einer Drehung der zweiten Riemenscheibe in Antriebsrichtung relativ zur Antriebswelle und einem mit der zweiten Riemenscheibe zusammenwirkenden zweiten Zugmittel zur Übertragung eines Drehmoments, wobei das Nebenaggregat über ein zweites Ritzel mit dem zweiten Zugmittel zusammenwirkbar ist, wobei ein Übertragungsverhältnis zwischen der ersten Riemenscheibe und dem ersten Ritzel kleiner als ein Übertragungsverhältnis zwischen der zweiten Riemenscheibe und dem zweiten Ritzel ist.
  • Als Freilauf kann jede Ausführungsform eines Freilaufs bzw. einer Einwegkupplung verwendet werden, insbesondere ein Klemmkörper oder Klemmrollenfreilauf. Durch den Freilauf ist es möglich, die erste Riemenscheibe von der Antriebswelle abzukupplen, wenn die Antriebswelle stillsteht, während die zweite Riemenscheibe durch die Fliehkraftkupplung von der stillstehenden Antriebswelle abgekoppelt ist. Dies ermöglicht es das erste Zugmittel und/oder das zweite Zugmittel entgegen der Antriebsrichtung insbesondere mit Hilfe einer elektrischen Maschine, beispielsweise ein Startergenerator, anzutreiben, um das Nebenaggregat bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine anzutreiben. Dadurch kann insbesondere ein Klimakompressor angetrieben werden, mit dessen Hilfe eine Klimaanlage des Kraftfahrzeugs bei stillstehender Antriebswelle betrieben werden kann („Standklimatisierungsbetrieb“). Hierfür ist es ausreichend, die elektrische Maschine entgegen der Antriebsrichtung der Antriebswelle zu betreiben, so dass der Freilauf im Überholbetrieb betrieben wird und der Klimakompressor von der elektrischen Maschine angetrieben wird, ohne von der stillstehenden Antriebswelle gebremst oder blockiert zu werden. Insbesondere können einige oder alle übrige Nebenaggregate über einen drehrichtungsabhängigen Freilauf an das über die erste Riemenscheibe geführte erste Zugmittel und/oder an das über die zweite Riemenscheibe geführte zweite Zugmittel angebunden sein, so dass diese Nebenaggregate im Standklimatisierungsbetrieb nicht mit angetrieben werden brauchen. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Klimakompressor, beispielsweise in einer Ausgestaltung als Kolbenverdichter, in beiden Drehrichtungen betrieben werden kann, so dass sich ein einfacher und kompakter Aufbau des Riementriebs für eine einfache Realisierung eines Standklimatisierungsbetriebs ermöglichen lässt.
  • Ferner kann beispielsweise über die elektrische Maschine ein Startmoment in die Antriebswelle eingeleitet werden, um die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs zu starten („Starterbetrieb“). Im Starterbetrieb ist die Fliehkraftkupplung zunächst noch geöffnet, während die elektrische Maschine über das zweite Ritzel ein Drehmoment an die zweite Riemenscheibe überträgt, die dadurch schneller als die Antriebswelle dreht, so dass der Freilauf sperrt. Das Drehmoment kann dadurch an die Antriebswelle übertragen werden, um die Brennkraftmaschine zu starten. Die elektrische Maschine kann hierzu direkt an dem zweiten Zugmittel angebunden sein. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine an dem ersten Zugmittel angebunden, wobei über eine Koppelung des ersten Ritzels mit dem zweiten Ritzel eine Drehmomentübertragung von dem ersten Zugmittel an das zweite Zugmittel erfolgen kann. Dadurch, dass das Übertragungsverhältnis zwischen der ersten Riemenscheibe und dem ersten Ritzel kleiner als das Übertragungsverhältnis zwischen der zweiten Riemenscheibe und dem zweiten Ritzel ist, kann von dem zweiten Zugmittel im Vergleich zum ersten Zugmittel ein erhöhtes Drehmoment in die Antriebswelle eingeleitet werden, so dass es insbesondere möglich ist drehmomentstarke Brennkraftmaschinen ohne weitere Übersetzung durch den Riementrieb, insbesondere bei kalter Brennkraftmaschine starten zu können. Nach dem Start (Kaltstart) der Brennkraftmaschine dreht die Antriebswelle mit einer so hohen Geschwindigkeit, dass im Normalbetrieb die Fliehkraftkupplung die erste Riemenscheibe mit der Antriebswelle sperren kann, so dass aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse der Freilauf ständig überholt wird und öffnet. Ein Abbremsen der Antriebswelle und/oder unnötige Geräuschemissionen durch das zweite Zugmittel werden dadurch vermieden.
  • Ein derartiger Riementrieb eignet sich insbesondere für Start-Stopp-Anwendungen eines Kraftfahrzeugs und kann besonders einfach einen Warmstart der Brennkraftmaschine, insbesondere in einer Change-of-mind-Situation ermöglichen. Ferner ist es möglich im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine durch die elektrische Maschine ein zusätzliches Drehmoment einzuleiten, um beispielsweise kurzzeitig abgeforderte Spitzenmomente bereitstellen zu können („Boost-Betrieb“). Durch die Fliehkraftkupplung kann eine ausreichende Drehmomentübertragung zwischen der ersten Riemenscheibe und der Antriebswelle im Boost-Betrieb sichergestellt werden. Darüber hinaus kann bei gestarteter Brennkraftmaschine die elektrische Maschine als Generator betrieben werden, um mit Hilfe der elektrischen Maschine speicherbare elektrische Energie zu erzeugen („Generatorbetrieb“). Das erste Zugmittel und/oder das zweite Zugmittel kann insbesondere als Riemen, Flachriemen, Keilriemen, Zahnriemen, Seil, Kette oder ähnliches ausgestaltet sein. Eine aktive Schaltaktorik zum Einstellen der verschiedenen Betriebsmodi ist nicht erforderlich und kann eingespart werden, wodurch sich ein konstruktiv einfacher Aufbau des Riementriebs ergibt.
  • Der Freilauf kann als Klemmkörperfreilauf insbesondere in Umfangsrichtung zwischen einer der Antriebswelle zugeordneten Innenringfläche und einer der Riemenscheibe zugeordneten Außenringfläche verteilte schwenkbare Klemmkörper aufweisen. Die Klemmkörper können bei einer Relativdrehung der zweiten Riemenscheibe entgegen der Antriebsrichtung relativ zur Antriebswelle, das heißt wenn die Antriebswelle die zweite Riemenscheibe in Antriebsrichtung überholt oder die zweite Riemenscheibe bei stillstehender Antriebswelle entgegen der Antriebsrichtung dreht, einen Überholbetrieb ermöglichen, indem die Klemmkörper beispielsweise im gekippten Zustand an der Innenringfläche und/oder der Außenringfläche entlanggleiten. Bei einer Relativdrehung der zweiten Riemenscheibe entlang der Antriebsrichtung relativ zur Antriebswelle, das heißt wenn die zweite Riemenscheibe die Antriebswelle in Antriebsrichtung überholt, können die Klemmkörper in einen aufgerichteten Zustand verkippt werden, in dem die Klemmkörper die Innenringfläche mit der Außenringfläche verkeilen und die zweite Riemenscheibe mit der Antriebswelle sperren.
  • Die, insbesondere in Schließrichtung selbsthemmende, Fliehkraftkupplung kann mindestens ein Reibelement aufweisen, das insbesondere mit einem nach radial außen weisendem Reibbelag versehen sein kann, der an einer nach radial innen weisenden Innfläche der ersten Riemenscheibe einen reibschlüssigen Kontakt herstellen kann. Das Reibelement kann eine träge Masse aufweisen, die groß genug ist, um unter im Normalbetrieb auftretendem Fliehkrafteinfluss einen ausreichenden Reibschluss mit der ersten Riemenscheibe herzustellen, um die auftretenden Drehmomente übertragen zu können. Das Reibelement kann hierzu beispielsweise exzentrisch zu einer Drehachse der Antriebswelle gelenkig mit der Antriebswelle verbunden sein. Vorzugsweise ist das Reibelement mit einer Rückzugfeder verbunden, welche das Reibelement bei fehlender oder geringer Fliehkraft von der ersten Riemenscheibe wegzieht. Die Fliehkraftkupplung kann dadurch automatisch in einen Überholbetrieb überführt werden, in dem die Reibelemente inaktiv sind.
  • Insbesondere weist das erste Ritzel einen größeren Nenndurchmesser als das zweite Ritzel auf. Vorzugsweise ist der Nenndurchmesser des zweiten Ritzels kleiner als der Nenndurchmesser der zweiten Riemenscheibe. Dadurch kann mit Hilfe des zweiten Ritzels im Starterbetrieb leicht eine Untersetzung vom treibenden zweiten Ritzel zur angetriebenen zweiten Riemenscheibe erreicht werden, um ein entsprechend erhöhtes Drehmoment über die zweite Riemenscheibe in die Antriebswelle einzuleiten.
  • Vorzugsweise weist die erste Riemenscheibe einen kleineren oder einen im Wesentlichen gleichen Nenndurchmesser als die zweite Riemenscheibe auf. Wenn die zweite Riemenscheibe eine größeren Nenndurchmesser als die erste Riemenscheibe aufweist, kann über das zweite Zugmittel ein höheres Übersetzungsverhältnis erreicht werden als über das erste Zugmittel. Bei im Wesentlichen gleich großen Riemenscheiben können die erste Riemenscheibe und die zweite Riemenscheibe schalenartig aufeinander zu gerichtet sein, um den Klemmkörperfeilauf, die Fliehkraftkupplung, Drehschwingungsdämpfer und/oder Lagerelemente zwischen sich abzudecken und vor Verschmutzung zu schützen.
  • Besonders bevorzugt ist das zweite Zugmittel als Zahnriemen ausgestaltet. Der Zahnriemen kann insbesondere quer zur Antriebsrichtung verlaufende Zähne aufweisen, die in entsprechende Zahnzwischenräume der zweiten Riemenscheibe und/oder des zweiten Ritzels eingreifen können. Dadurch kann das zweite Zugmittel besonders hohe Drehmomente übertragen ohne durchzurutschen. Die Spreizung zwischen der zweiten Riemenscheibe und dem zweiten Ritzel kann dadurch besonders hoch gewählt werden, so dass sich eine besonders große Übersetzung von der zweiten Riemenscheibe zum zweiten Ritzel beziehungsweise eine besonders starke Untersetzung von dem zweiten Ritzel zur zweiten Riemenscheibe einstellen lässt. Vorzugsweise ist das erste Zugmittel als Poly-V-Riemen ausgestaltet.
  • Insbesondere ist das erste Ritzel mit dem zweiten Ritzel drehfest verbunden. Dies ermöglicht eine Zwangskoppelung des ersten Zugmittels mit dem zweiten Zugmittel über die miteinander verbundenen Ritzel des Nebenaggregats. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Ritzel über einen Freilauf mit dem ersten Ritzel verbunden sein, so dass nur bei einer Drehung des ersten Ritzels in Antriebsrichtung das zweite Ritzel mit dem ersten Ritzel, insbesondere für den Starterbetrieb, gesperrt und bei einer Drehung des ersten Ritzels entgegen der Antriebsrichtung, insbesondere für den Standklimatisierungsbetrieb, gelöst ist.
  • Vorzugsweise ist über das erste Zugmittel eine elektrische Maschine, insbesondere ein Startergenerator, angebunden. Insbesondere ist die elektrische Maschine ausschließlich über das erste Zugmittel angebunden. Es ist nicht erforderlich über das zweite Zugmittel einen Reib- und/oder Formschluss mit der elektrischen Maschine herbeizuführen. Durch eine direkte Anbindung der elektrischen Maschine an das erste Zugmittel kann mit einem hohen Wirkungsgrad ein Boost-Betrieb und ein Generatorbetrieb ermöglicht werden.
  • Besonders bevorzugt steht die Fliehkraftkupplung oberhalb einer definierten Schwelldrehzahl der Antriebswelle reibschlüssig mit der ersten Riemenscheibe in Kontakt, wobei die Schwelldrehzahl vorzugsweise oberhalb einer Startdrehzahl der Antriebswelle zum Starten einer mit der Antriebswelle verbundenen Brennkraftmaschine und/oder unterhalb einer Leerlaufdrehzahl der mit der Antriebswelle verbundenen Brennkraftmaschine liegt. Die Schwelldrehzahl ist insbesondere derart gewählt, dass unterhalb der Schwelldrehzahl der Freilauf, insbesondere im Starterbetrieb, eine ausreichende Koppelung der zweiten Riemenscheibe mit der Antriebswelle bereitstellt. Hierzu wird insbesondere eine Schwelldrehzahl eingestellt, die zwischen der Startdrehzahl und der Leerlaufdrehzahl liegt, so dass erst mit Start der Brennkraftmaschine und einer hinreichend schnellen Drehung der Antriebswelle in Antriebsrichtung ein Reibschluss zwischen der Fliehkraftkupplung und der ersten Riemenscheibe herbeigeführt wird, der auch schon bei der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine eine ausreichende Drehmomentübertragung ermöglicht.
  • Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einer von der Brennkraftmaschine antreibbaren Antriebswelle und einem mit der Antriebswelle verbundenen Riementrieb, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zum Betrieb von Nebenaggregaten. Durch den Riementrieb ist der konstruktive Aufbau des Antriebsstrangs zur Realisierung eines Standklimatisierungsbetriebs vereinfacht.
  • Insbesondere ist die zweite Riemenscheibe über ein erstes Lager und ein zweites Lager an der Antriebswelle gelagert, wobei zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager der Freilauf angeordnet ist. Der Freilauf kann insbesondere durch das erste Lager und das zweite Lager in axialer Richtung fixiert sein. Der Freilauf kann mit den Lagern eine gemeinsame Lagereinheit ausbilden, die eine im Wesentlichen verkippfreie Lagerung der zweiten Riemenscheibe an der Antriebswelle ermöglicht. Ferner kann der Freilauf durch die Lager bzw. die Lagerdichtungen vor Verschmutzung geschützt sein.
  • Vorzugsweise ist ein Kurbelwellentilger, insbesondere ein Gummitilger, mit der Antriebswelle verbunden. Durch den Kurbelwellentilger können durch die motorische Verbrennung der Brennkraftmaschine verursachte Schwingungen der Antriebswelle zum Schutz der Kurbelwelle gedämpft und/oder getilgt werden. Der Kurbelwellentilger kann insbesondere soweit in axialer Richtung in die zweite Riemenscheibe hineinragen, dass der Kurbelwellentilger den Freilauf in axialer Richtung zumindest teilweise, vorzugsweise ganz, überdeckt und radial außerhalb zum Klemmkörperfreilauf angeordnet ist. Der durch die zweite Riemenscheibe bereitgestellte Bauraum kann dadurch zumindest teilweise von dem Kurbelwellentilger genutzt werden, so dass der Bauraumbedarf in axialer Richtung gering gehalten werden kann.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Nebenaggregats eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Klimakompressors, bei dem das Nebenaggregat mit einem Riementrieb, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, verbunden ist, wobei das Nebenaggregat bei einer stillstehenden Antriebswelle mit Hilfe einer elektrischen Maschine, insbesondere Startergenerator, entgegen der Antriebsrichtung angetrieben wird. Durch den Riementrieb ist der konstruktive Aufbau zur Realisierung eines Standklimatisierungsbetriebs vereinfacht. Das Verfahren kann insbesondere wie vorstehend anhand des Riementriebs erläutert aus- und weitergebildet sein.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele 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,
  • 2: eine schematische seitliche Schnittansicht des Riementriebs aus 1,
  • 3: eine schematische Prinzipdarstellung des Riementriebs aus 1 im Standklimatisierungsbetrieb,
  • 4: eine schematische seitliche Schnittansicht des Riementriebs aus 3,
  • 5: eine schematische Prinzipdarstellung des Riementriebs aus 1 im Starterbetrieb,
  • 6: eine schematische seitliche Schnittansicht des Riementriebs aus 5,
  • 7: eine schematische Prinzipdarstellung des Riementriebs aus 1 im Generator- oder Boostbetrieb und
  • 8: eine schematische seitliche Schnittansicht des Riementriebs aus 7.
  • Der in 1 und 2 dargestellte Riementrieb 10 weist eine von einer Antriebswelle 12 antreibbare erste Riemenscheibe 14 und eine von einer Antriebswelle 12 antreibbare zweite Riemenscheibe 16 auf. Mit der Antriebswelle 12 ist ein als Gummitilger ausgestalteter Kurbelwellentilger 18 verbunden, um schädliche Schwingungen der Antriebswelle 12 zu dämpfen bzw. zu tilgen. Die erste Riemenscheibe 14 ist über ein Wälzlager 20 relativ drehbar an der Antriebswelle 12 abgestützt, wobei nach einem Start einer mit der Antriebswelle 12 verbundenen Brennkraftmaschine nach Erreichen einer Startdrehzahl mit Hilfe einer mit der Antriebswelle 12 verbundenen Fliehkraftkupplung 22 ein Reibschluss zwischen der Antriebswelle 12 und der ersten Riemenscheibe 14 hergestellt werden kann. Hierzu weist die Fliehkraftkupplung 22 Reibelemente 24 auf, die unter Fliehkrafteinfluss von radial innen her reibschlüssig an der ersten Riemenscheibe 14 anliegen können. Bei geschlossener Fliehkraftkupplung 22 kann ein von der Antriebswelle 12 bereit gestelltes Drehmoment über die erste Riemenscheibe 14 an ein als Poly-V-Riemen ausgestaltetes erstes Zugmittel 26 übertragen werden, um ein als Klimakompressor ausgestaltetes Nebenaggregat 28 über ein erstes Ritzel 30 antreiben zu können. Über das erste Zugmittel 26 kann eine als Startergenerator ausgestaltete elektrische Maschine 32 angebunden sein. Mit Hilfe von Umlenkrollen 34 kann der Umschlingungswinkel des ersten Zugmittels 26 an der elektrischen Maschine 32 und/oder am Nebenaggregat 28 erhöht werden und/oder eine Vorspannung des ersten Zugmittels 26 eingestellt werden.
  • Die zweite Riemenscheibe 16 ist über einen Klemmkörperfreilauf 40 mit der Antriebswelle 12 koppelbar. Der Freilauf 40 ist hierzu zwischen einem ersten Lager 36 und einem zweiten Lager 38 angeordnet, welche die zweite Riemenscheibe 16 an der Antriebswelle 12 lagern. Der Kurbelwellentilger 18 ist radial außerhalb zu den Lagern 36, 38 und dem Freilauf 40 auf axialer Höhe des Freilaufs 40 angeordnet. Mit der zweiten Riemenscheibe 16 wirkt ein als Zahnriemen ausgestaltetes zweites Zugmittel 42 zusammen, das über ein drehfest mit dem ersten Ritzel 30 verbundenes zweites Ritzel 44 zusammenwirkt. Das zweite Ritzel 44 weist einen kleineren Nenndurchmesser als das erste Ritzel 30 auf, so dass sich bei im Wesentlichen gleich großen Riemenscheiben 14, 16 mit dem zweiten Zugmittel 42 ein größeres Übersetzungsverhältnis als mit dem ersten Zugmittel 26 realisiert ist.
  • Im in 3 und 4 dargestellten Standklimatisierungsbetrieb des Riementriebs 10 steht die Antriebswelle 12 still, während das erste Zugmittel 26 von der elektrischen Maschine 32 entgegen der normalen Antriebsrichtung angetrieben wird. Über das erste Zugmittel 26 kann das als Klimakompressor ausgestaltete Nebenaggregat 28 auch bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine angetrieben werden. Da die Antriebswelle 12 im Standklimatisierungsbetrieb stillsteht, wirkt keine Fliehkraft auf die Reibelemente 24 der Fliehkraftkupplung 22, so dass das erste Zugmittel 26 im Standklimatisierungsbetrieb nicht durch die Fliehkraftkupplung 22 gebremst wird. Gleichzeitig befindet sich der Freilauf 40 in dieser Situation im Überholzustand, so dass die stillstehende Antriebswelle 12 auch nicht über das zweite Zugmittel 42 das Nebenaggregat 28 bremsen kann.
  • Im in 5 und 6 dargestellten Starterbetrieb des Riementriebs 10 treibt die elektrische Maschine 32 das erste Zugmittel 26 in Antriebsrichtung an. Die Drehzahl der Antriebswelle 12 reicht noch nicht aus, dass die Fliehkraftkupplung 22 schließt, so dass eine Drehmomentübertragung zwischen der ersten Riemenscheibe 14 und der Antriebswelle 12 noch nicht erfolgt. Durch die Koppelung des ersten Ritzels 30 mit dem zweiten Ritzel 44 treibt die elektrische Maschine 32 gleichzeitig das zweite Zugmittel 42 in Antriebsrichtung an. Da die zweite Riemenscheibe 16 dadurch in Antriebsrichtung schneller dreht als die Antriebswelle 12 sperrt der Freilauf 40, so dass zwischen der zweiten Riemenscheibe 16 und der Antriebswelle 12 ein Drehmoment übertragen werden kann, um die Brennkraftmaschine zu starten.
  • Nach dem Start der Brennkraftmaschine ist die Drehzahl der Antriebswelle 12 hoch genug, dass die Fliehkraftkupplung 22 einen Reibschluss zwischen der Antriebswelle 12 und der ersten Riemenscheibe 14 herbeiführt, wie in 7 und 8 dargestellt. In diesem Betriebszustand kann auch ein Generatorbetrieb oder ein Boost-Betrieb vorgenommen werden. Aufgrund der unterschiedlichen Übersetzung für das erste Zugmittel 26 und für das zweite Zugmittel 42 wird der Freilauf 40 im Normalbetrieb, im Generatorbetrieb und im Boost-Betrieb ständig überholt, so dass der Freilauf 40 öffnet.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Riementrieb
    12
    Antriebswelle
    14
    erste Riemenscheibe
    16
    zweite Riemenscheibe
    18
    Kurbelwellentilger
    20
    Wälzlager
    22
    Fliehkraftkupplung
    24
    Reibelement
    26
    erstes Zugmittel
    28
    Nebenaggregat
    30
    erstes Ritzel
    32
    elektrische Maschine
    34
    Umlenkrolle
    36
    erstes Lager
    38
    zweites Lager
    40
    Freilauf
    42
    zweites Zugmittel
    44
    zweites Ritzel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10148961 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Riementrieb zur Verbindung mit einer Antriebswelle (12), mit einer mit der Antriebswelle (12) koppelbaren ersten Riemenscheibe (14), einer Fliehkraftkupplung (22) zum Verklemmen der ersten Riemenscheibe (14) mit der Antriebswelle (12) bei einer Drehung der Antriebswelle (12), einem mit der ersten Riemenscheibe (14) zusammenwirkenden ersten Zugmittel (26) zur Übertragung eines Drehmoments, einer über ein erstes Ritzel (30) mit dem ersten Zugmittel (26) zusammenwirkbaren Nebenaggregat (28), insbesondere Klimakompressor einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, einer mit der Antriebswelle (12) koppelbaren zweiten Riemenscheibe (16), einem Freilauf (40) zum Verbinden der zweiten Riemenscheibe (16) mit der Antriebswelle (12) bei einer Drehung der zweiten Riemenscheibe (16) in Antriebsrichtung relativ zur Antriebswelle (12) und einem mit der zweiten Riemenscheibe (16) zusammenwirkenden zweiten Zugmittel (42) zur Übertragung eines Drehmoments, wobei das Nebenaggregat (28) über ein zweites Ritzel (44) mit dem zweiten Zugmittel (42) zusammenwirkbar ist, wobei ein Übertragungsverhältnis zwischen der ersten Riemenscheibe (14) und dem ersten Ritzel (30) kleiner als ein Übertragungsverhältnis zwischen der zweiten Riemenscheibe (16) und dem zweiten Ritzel (44) ist.
  2. Riementrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ritzel (30) einen größeren Nenndurchmesser als das zweite Ritzel (44) aufweist.
  3. Riementrieb nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Riemenscheibe (14) einen kleineren oder einen im Wesentlichen gleichen Nenndurchmesser als die zweite Riemenscheibe (16) aufweist.
  4. Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zugmittel (42) als Zahnriemen ausgestaltet ist.
  5. Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ritzel (30) mit dem zweiten Ritzel (44) drehfest verbunden ist.
  6. Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass über das erste Zugmittel (26) eine elektrische Maschine (32), insbesondere ein Startergenerator, angebunden ist.
  7. Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet dass die Fliehkraftkupplung (22) oberhalb einer definierten Schwelldrehzahl der Antriebswelle (12) reibschlüssig mit der ersten Riemenscheibe (14) in Kontakt steht, wobei die Schwelldrehzahl vorzugsweise oberhalb einer Startdrehzahl der Antriebswelle (12) zum Starten einer mit der Antriebswelle (12) verbundenen Brennkraftmaschine und/oder unterhalb einer Leerlaufdrehzahl der mit der Antriebswelle (12) verbundenen Brennkraftmaschine liegt.
  8. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einer von der Brennkraftmaschine antreibbaren Antriebswelle (12) und einem mit der Antriebswelle (12) verbundenen Riementrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Betrieb von Nebenaggregaten (28).
  9. Antriebsstrang nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Riemenscheibe (16) über ein erstes Lager (36) und ein zweites Lager (38) an der Antriebswelle (12) gelagert ist, wobei zwischen dem ersten Lager (36) und dem zweiten Lager (38) der Freilauf (40) angeordnet ist.
  10. Verfahren zum Betrieb eines Nebenaggregats (28) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Klimakompressors, bei dem das Nebenaggregat (28) über einen Riementrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 verbunden ist, wobei das Nebenaggregat (28) bei einer stillstehenden Antriebswelle (12) mit Hilfe einer elektrischen Maschine (32), insbesondere Startergenerator, entgegen der Antriebsrichtung angetrieben wird.
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