DE19926612A1 - Riementrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Riementrieb einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Ein Riementrieb einer Brennkraftmaschine weist eine Kurbelwelle (1) und einen Starter-Generator (2) auf. Die Kurbelwelle (1) ist mit einer ersten Riemenscheibe (3) versehen und der Starter-Generator (2) ist mit einer zweiten Riemenscheibe (4) versehen. Ein Riemen (5) umspannt die beiden Riemenscheiben (3, 4). Eine Spanneinrichtung (6) weist zwei Spannarme (7, 8) auf, die jeweils ein sich zwischen den beiden Riemenscheiben (3, 4) erstreckendes, entweder als Lasttrum oder als Leertrum arbeitendes Trum des Riemens belasten. Beide Spannarme (7, 8) sind jeweils um eine Drehachse (11) schwenkbar angeordnet. An dem Spannarm (7, 8) aufgenommene Spannrollen (9, 10) sind gegen den Riemen (5) angefedert. Der jeweils im Lasttrum angeordnete Spannarm (7, 8) wird unter der Riemenkraft in eine Anschlagposition angedrückt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine.
Insbesondere betrifft die Erfindung solche Riementriebe, bei denen im Rie
mentrieb ein sog. Starter-Generator angeordnet ist. Derartige Starter-
Generatoren übernehmen zwei Funktionen: Erstens das Starten der Brenn
kraftmaschine und zweitens das Erzeugen von elektrischen Strom während des
Betriebs der Brennkraftmaschine. Aufgrund der doppelten Funktion des Starter-
Generators wechseln Lasttrum und Leertrum im Riementrieb, je nach Be
triebsmodus des Starter-Generators. Sämtliche im Riementrieb üblicherweise
angeordneten Hilfsaggregate, wie beispielsweise Wasserpumpe oder Servo
pumpe, können elektrisch betrieben werden mit der von dem Starter-Generator
erzeugten elektrischen Energie. Es ist denkbar, daß im Riementrieb lediglich
die Kurbelwellen-Riemenscheibe und die Riemenscheibe des Starter-
Generators angeordnet sind.
Bei einem derartigen Riementrieb können Spanneinrichtungen zum Einsatz
kommen, die zwei Spannarme aufweisen. Jeder Spannarm ist gegen je ein
Trum des Riemens angefedert. Aus der DE 42 43 451 A1 bespielsweise ist
eine Spanneinrichtung für Zugmittel wie Riemen oder Ketten bekannt gewor
den, bei der zwei auf einer gemeinsamen Drehachse schwenkbar angeordnete
Spannarme vorgesehen sind, die gegen je ein Trum des Riemens angefedert
sind. Diese bekannte Spanneinrichtung ist jedoch für den Einsatz in einem
Riementrieb mit Starter-Generator ungeeignet, da beide Spannarme während
des Betriebs der Brennkraftmaschine ohne Relativverschiebung zueinander
gemeinsam um die Drehachse schwenken können. So besteht die Gefahr, daß
sich das Gesamtsystem durch dynamische Anregung im Bereich der Eigenfre
quenz stark aufschwingen könnte, was wiederum die Funktion des Spannsy
stems beeinträchtigen würde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu vermei
den.
Mit der Erfindung wird ein Riementrieb einer Brennkraftmaschine vorgeschla
gen, an deren Kurbelwelle eine erste Riemenscheibe aufgenommen ist, mit
einem Starter-Generator, an dessen Welle eine zweite Riemenscheibe aufge
nommen ist, mit einem Riemen, insbesondere Zahnriemen oder Keilrippenrie
men, der die beiden Riemenscheiben umschlingt, mit einer Spanneinrichtung,
deren zwei Spannarme je ein sich zwischen einander benachbarten Riemen
scheiben erstreckendes, entweder als Lasttrum oder als Leertrum arbeitendes
Trum des Riemens belasten, wobei die beiden Spannarme jeweils um eine
Drehachse schwenken, die vorzugsweise innerhalb der von dem Riemen um
spannten Fläche angeordnet sind, und wobei an den Spannarmen aufgenom
mene Spannrollen vorzugsweise außerhalb dieser umspannten Fläche ange
ordnet und gegen den Riemen angefedert sind, wobei der jeweils im Lasttrum
angeordnete Spannarm unter der Riemenkraft in eine Anschlagposition ange
drückt wird.
Die Erfindung nutzt den Effekt aus, daß im Lasttrum eine höhere resultierende
Riemenkraft als im Leertrum wirksam ist. Der erfindungsgemäße Riementrieb
ist nun so ausgelegt, daß unter dieser erhöhten resultierenden Riemenkraft im
Lasttrum der jeweilige Spannarm in diese Anschlagposition hineingedrückt und
dort gehalten wird. Das bedeutet, daß die an diesem Spannarm angeordnete
Spannrolle lediglich als Umlenkrolle arbeitet. Das bedeutet weiterhin, daß le
diglich der im Leertrum angeordnete Spannarm bestimmungsgemäß arbeitet.
Diese Anschlagposition ist nach einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Vari
ante dadurch gebildet, daß ein Abstand zwischen der Drehachse des Span
narms und der Anlage der Spannrolle an den Riemen kleiner ist als ein lot
rechter Abstand dieser Drehachse und einer Tangente, die die beiden einander
benachbarten Riemenscheiben tangiert. Wird ein Trum des Riemens zum
Lasttrum, nähert sich dieses Trum der beschriebenen Tangente an, wobei der
wirksame Hebelarm, der gemeinsam mit der resultierenden Riemenkraft ein
entgegen der Spannfeder gerichtetes Drehmoment erzeugt, kleiner wird. Der
Spannarm wird demzufolge in eine Totpunktlage gefahren, in der kein oder
jedenfalls nur ein sehr geringer Hebelarm für die resultierende Riemenspann
kraft wirksam ist. Das bedeutet, daß die resultierende Riemenkraft lediglich als
Zugkraft in diesem Spannarm wirkt. In anderen Worten ausgedrückt; Die Dreh
achse des Spannarms wird in dem Riementrieb so angeordnet, daß der Span
narm unter der resultierenden Riemenkraft im Lasttrum soweit verschwenkt
wird, bis die resultierende Riemenkraft mit dem Spannarm wenigstens annä
hernd in einer Flucht liegt.
Der erfindungsgemäße Riementrieb kann Hilfsaggregate oder Umlenkrollen
umfassen. Vorzugsweise ist jedoch lediglich der Starter-Generator im Riemen
trieb angeordnet.
Anstelle der beschriebenen Totpunktlage des Spannarms kann auch ein ge
stellfester Anschlag vorgesehen sein, an den der im Lasttrum angeordnete
Spannarm unter der resultierenden Riemenkraft angedrückt und gehalten wird.
Das bedeutet, daß auch bei dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung sicher
gestellt ist, daß die Spannrolle im Lasttrum als quasistarre Umlenkrolle arbei
tet.
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, daß beide Spannarme um
eine gemeinsame Drehachse schwenken. Auf diese Weise ist eine raumspa
rende Anordnung sichergestellt. Selbstverständlich sind erfindungsgemäße
Abwandlungen denkbar, wonach die beiden Drehachsen der beiden Spannar
me voneinander beabstandet sind.
Da die beiden Spannrollen vorzugsweise außerhalb der von dem Riemen um
spannten Fläche angeordnet sind, kann eine zwischen den beiden Spannar
men wirkende Spannfeder vorgesehen sein, die die beiden Spannarme aufein
ander zu drückt.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von einem in zwei Figuren dargestell
ten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Riementrieb in einer Startphase
der Brennkraftmaschine und
Fig. 2 den erfindungsgemäßen Riementrieb aus Fig. 1 während
des Betriebs der Brennkraftmaschine.
In einem Riementrieb einer Brennkraftmaschine ist eine Kurbelwelle 1 und ein
Starter-Generator 2 vorgesehen. Die Kurbelwelle 1 trägt eine erste Riemen
scheibe 3 und die nicht dargestellte Welle des Starter-Generators 2 trägt eine
zweite Riemenscheibe 4. Ein Riemen 5 umschlingt die beiden Riemenscheiben
3, 4. Weiterhin ist eine Spanneinrichtung 6 vorgesehen, die zwei Spannarme 7,
8 umfaßt. Jeder Spannarm 7, 8 trägt an seinem Ende eine Spannrolle 9, 10.
Beide Spannarme 7, 8 sind um eine gemeinsame Drehachse 11 schwenkbar
angeordnet. Während die Drehachse 11 innerhalb der von dem Riemen 5 um
spannten Fläche angeordnet ist, sind die beiden Spannrollen 9, 10 außerhalb
des Riemens 5 angeordnet.
Zwischen beiden Spannarmen 7, 8 wirkt eine nicht weiter dargestellte Spann
feder, die einerseits an dem einen Spannarm 7 und andererseits an dem ande
ren Spannarm 8 abgestützt ist und die die beiden Spannarme 7, 8 gegen den
Riemen 5 anfedert.
Der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß ein Abstand I1 zwischen der Drehachse 11
der Spannarme 7, 8 und der Anlage der Spannrolle 10 bzw. 9 an den Riemen 5
kleiner ist als ein Abstand 12 zwischen dieser Drehachse 11 und einer Tangente
12, die die beiden Riemenscheiben 3, 4 tangiert.
Der Starter-Generator 2 dreht im Uhrzeigersinn. Während des Startvorganges
wird daher das Trum des Riemens 5, gegen das der Spannarm 8 angefedert
ist, zum Lasttrum. Das bedeutet, daß die resultierende Riemenkraft W2 viel
größer ist als die Riemenkraft W1 im Leertrum, gegen das der Spannarm 7
angefedert ist.
Der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß die Wirklinie W2 der resultierenden Rie
menkraft wenigstens näherungsweise fluchtet mit der Symmetrielinie des
Spannarms 8. Das bedeutet, daß kein Hebelarm mehr vorhanden ist, an dem
die resultierende Riemenkraft W2 angreifen und demzufolge den Spannarm 8
weiterschwenken könnte.
Dagegen wirkt im Leertrum die resultierende Riemenkraft W1, die mit ihrem
effektiven Hebelarm h ein Drehmoment erzeugt, das entgegen der Kraft der
Spannfeder gerichtet ist.
In der Situation gemäß Fig. 1 arbeitet die Spannrolle 10 demzufolge als starre
Umlenkrolle.
Fig. 2 zeigt nun den Betrieb der Brennkraftmaschine, das bedeutet, daß der
Starter-Generator 2 elektrischen Strom erzeugt, wobei die Kurbelwelle 1 an
treibt. In dieser Situation sind Leer- und Lasttrum miteinander vertauscht. Wäh
rend nun für die resultierende Riemenkraft W1 kein effektiver Hebelarm zur
Verfügung steht, erzeugt die resultierende Riemenkraft W2 gemeinsam mit
dem Hebel h ein an dem Spannarm 8 angreifendes Drehmoment, das entgegen
der Kraft der Spannfeder gerichtet ist. In dieser Situation arbeitet die
Spannrolle 9 als starre Umlenkrolle, da die resultierende Riemenkraft W1 mit
der Symmetrielinie des Spannarms 7 fluchtet.
Die vorteilhafte Totpunktlage wirkt demzufolge wie ein Anschlag für die Span
narme 7, 8. Die beschriebene Auslegung der Längenverhältnisse von I1 zu I2
ermöglichen das Anfahren der Spannarme 7, 8 in die beschriebene Totpunkt
lage.
1
Kurbelwelle
2
Starter-Generator
3
erste Riemenscheibe
4
zweite Riemenscheibe
5
Riemen
6
Spanneinrichtung
7
Spannarm
8
Spannarm
9
Spannrolle
10
Spannrolle
11
Drehachse
12
Tangente
Claims (5)
1. Riementrieb einer Brennkraftmaschine, an deren Kurbelwelle (1) eine erste
Riemenscheibe (3) aufgenommen ist, mit einem Starter-Generator (2), an
dessen Welle eine zweite Riemenscheibe (4) aufgenommen ist, mit einem
Riemen (5), insbesondere Zahnriemen oder Keilrippenriemen, der die bei
den Riemenscheiben (3, 4) umschlingt, mit einer Spanneinrichtung (6), de
ren zwei Spannarme (7, 8) je ein sich zwischen einander benachbarten
Riemenscheiben (3, 4) erstreckendes, entweder als Lasttrum oder als Leer
trum arbeitendes Trum des Riemens (5) belasten, wobei die beiden Span
narme (7, 8) jeweils um eine Drehachse (11) schwenken, und wobei an den
Spannarmen (7, 8) vorgesehene Spannrollen (9, 10) gegen den Riemen (5)
angefedert sind, wobei der jeweils im Lasttrum angeordnete Spannarm (7,
8) unter der Riemenkraft in eine Anschlagposition angedrückt wird.
2. Riementrieb nach Anspruch 1, bei der die Anschlagposition dadurch gebil
det ist, daß ein Abstand (11) zwischen der Drehachse (11) des Spannarms
(7, 8) und der Anlage der Spannrolle (9, 10) an dem Riemen (5) kleiner ist
als ein Abstand (12) zwischen dieser Drehachse (11) und einer Tangente
(12), die die zwei einander benachbarten Riemenscheiben (3, 4) tangiert.
3. Riementrieb nach Anspruch 1, bei der ein gestellfester Anschlag vorgese
hen ist, gegen den der im Lastrum angeordnete Spannarm (7, 8) unter der
Riemenkraft angedrückt wird.
4. Riementrieb nach Anspruch 1, bei der beide Spannarme (7, 8) um eine ge
meinsame Drehachse (11) schwenken.
5. Riementrieb nach Anspruch 1, bei der eine zwischen den beiden Spannar
men (7, 8) wirkende Spannfeder vorgesehen ist, die die beiden Spannarme
(7, 8) aufeinander zudrückt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INA-SCHAEFFLER KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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