DE102005059732A1

DE102005059732A1 - Variable-damping tensioner for drive belt has oil passages in piston with spools fitted close to them

Info

Publication number: DE102005059732A1
Application number: DE200510059732
Authority: DE
Inventors: Utz Krischker
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-21

Abstract

The tensioner (12) for a belt drive (1) has a damper housing containing magnetorheological oil. A piston device includes a piston and piston rod. There are oil apertures in the piston with spools adjacent to them. The spools are linked by a connecting line (9) to an electricity supply. An elastic spring device is fitted between the damper housing and the piston.

Description

Die Erfindung betrifft einen Riementrieb von Verbrennungsmotoren mit einem Spannmechanismus.The The invention relates to a belt drive of internal combustion engines a clamping mechanism.

In der EP 1 022 487 B1 wird ein Spannsystem mit einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung vorgestellt, welche sich bei Spiel, verursacht z.B. durch einen Wechsel von Zug- in Lostrumm nachstellt.In the EP 1 022 487 B1 a clamping system with a hydraulic damping device is presented, which adjusts itself at play, caused for example by a change from Zug- into Lostrumm.

In der DE 10 2004 016 353 A1 wird vorgeschlagen, die Vorspannung im Starterbetrieb durch eine Positionierung der Spanneinrichtung zu gewährleisten. Dies wird durch eine gezielte Drehmomenteinleitung entgegen der Normaldrehrichtung in den Riementrieb nach dem Abstellen der Verbrennungsmaschine oder vor dem Startvorgang realisiert.In the DE 10 2004 016 353 A1 It is proposed to ensure the bias in the starter operation by positioning the clamping device. This is realized by a targeted torque introduction contrary to the normal direction of rotation in the belt drive after stopping the internal combustion engine or before the starting process.

Bei den im Stand der Technik bekannten Riementrieben ist von Nachteil, dass die Kraftfahrzeuge, die damit ausgerüstete Verbrennungsmotoren haben, gelegentlich schlecht zu starten sind und dass der Riemen durch Schlupf vorzeitig verschleißt.at known in the art belt drives is disadvantageous that the motor vehicles equipped with internal combustion engines, occasionally are bad to start and that the belt goes through Slip worn prematurely.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Riementrieb bereitzustellen, der unter den vorkommenden Betriebsbedingungen eine zuverlässige Funktion des Verbrennungsmotors gewährleistet.Of the Invention has for its object to provide a belt drive the under the operating conditions a reliable function ensures the internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.These The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. advantageous Further developments emerge from the dependent claims.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass der Spannmechanismus im Hinblick auf den Wechsel zwischen Zug- und Lostrumm im Riementrieb verbessert werden kann.The Invention is based on the recognition that the clamping mechanism with regard to the change between train and truck noise in the belt drive can be improved.

Der erfindungsgemäße Spannmechanismus wird für einen Zugmitteltrieb und insbesondere für einen Riementrieb an einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Der Spannmechanismus hat ein Dämpfergehäuse mit einem magnetorheologischen Öl. Ein magnetorheologisches Öl hat die Eigenschaft, seine Viskosität unter Einfluss eines magnetischen Feldes zu vergrößern. Bei Verwendung eines solchen magnetorheologischen Öls ergibt sich der Vorteil, dass sich die Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit durch den gezielten Einsatz eines Magnetfeldes steuern lässt.Of the Clamping mechanism according to the invention for one Traction drive and in particular for a belt drive on one Internal combustion engine provided. The clamping mechanism has a damper housing with a magnetorheological oil. A magnetorheological oil has the property of affecting its viscosity under the influence of a magnetic Field to enlarge. at Use of such a magnetorheological oil gives the advantage that is the viscosity the damping fluid controlled by the targeted use of a magnetic field.

Weiterhin hat der Spannmechanismus eine axial bewegliche Kolbeneinrichtung mit einem Kolben mit Öldurchlassöffnungen in axialer Richtung und mit einer Kolbenstange, über die Spannung auf den Riementrieb aufgebracht wird.Farther the clamping mechanism has an axially movable piston device with a piston with oil passages in the axial direction and with a piston rod, via the tension on the belt drive is applied.

Der Kolben ist so im Dämpfergehäuse angeordnet, dass er vom magnetorheologischen Öl umgeben ist und das Dämpfergehäuse in zwei Kammern unterteilt. Der Kolben hat Öldurchlassöffnungen in axialer Richtung, durch die bei einer axialen Bewegung der Kolbeneinrichtung in dem Dämpfergehäuse das magnetorheologische Öl von einer Kammer in die andere Kammer strömt. Dies dämpft die Bewegungen des Kolbens und damit die Auslenkbewegungen des Riemens. Vorteilhafterweise ist die Dämpfungswirkung unabhängig von der Position des Kolbens im Dämpfergehäuse, und damit auch unabhängig von der Auslenkung des Riemens.Of the Piston is arranged in the damper housing, that it is surrounded by the magnetorheological oil and the damper housing in two Divided into chambers. The piston has oil passage openings in the axial direction, by the case of an axial movement of the piston device in the Damper housing the magnetorheological oil flows from one chamber into the other chamber. This dampens the movements of the piston and thus the deflection movements of the belt. advantageously, is the damping effect independent of the position of the piston in the damper housing, and with it also independently from the deflection of the belt.

Ferner weist der Kolben Spulen auf, welche im Bereich der Öldurchlassöffnungen angeordnet sind. Die Spulen sind über eine Anschlussleitung mit elektrischer Energie beaufschlagbar. Durch diese Spulen kann der Bereich der Öldurchflussöffnungen unter den Einfluss eines magnetischen Feldes gesetzt werden. Die Stärke des magnetischen Feldes verändert die Viskosität des magnetorheologischen Öls. Eine größere bzw. kleinere Viskosität des Öls resultiert in einer langsameren bzw. schnelleren Durchflussgeschwindigkeit des magnetorheologischen Öls durch die Durchflussöffnungen des Kolbens. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Anschlussleitung der Spulen kann die Viskosität des magnetorheologischen Öls und damit die Dämpfungswirkung des Dämpfers gesteuert werden.Further the piston has coils which are in the area of the oil passage openings are arranged. The coils are connected via a connecting cable with electrical Energy acted upon. Through these coils, the range of oil flow holes under be set the influence of a magnetic field. The strength of the changed magnetic field the viscosity of magnetorheological oil. A larger or lower viscosity of the oil results in a slower or faster flow rate of the magnetorheological oil the flow openings of the piston. By applying an electrical voltage to the connecting cable the coils can change the viscosity of magnetorheological oil and thus the damping effect of the damper to be controlled.

Vorteilhafterweise benötigt die Erfindung keine aufwendige Mechanik. Sie ist somit wenig anfällig gegenüber Defekten.advantageously, needed the invention no complicated mechanics. It is thus less susceptible to defects.

Die erforderliche Dämpfung des Riementriebes einer Brennkraftmaschine wird im Wesentlichen bestimmt durch den Betriebszustand des Starter-/Generators, durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine und durch den Lastzustand der Brennkraftmaschine. Die zuvor genannten Parameter liegen bei modernen Kraftfahrzeugen in Form eines elektrischen Signals vor. Damit sind die für die Steuerung der Dämpfung notwendigen Parameter ohne zusätzlichen Aufwand erhältlich.The required damping the belt drive of an internal combustion engine is essentially determined by the operating state of the starter / generator, by the speed the internal combustion engine and by the load condition of the internal combustion engine. The aforementioned parameters are in modern motor vehicles in the form of an electrical signal. Thus are those for the control of damping necessary parameters without additional Effort available.

Ferner ist eine elastische Federeinrichtung im Bereich zwischen dem Dämpfergehäuse und dem Kolben angeordnet. Diese Federeinrichtung, die als Spiralfeder ausgebildet sein kann, beaufschlagt die Kolbeneinrichtung mit einer Druckkraft. Diese Druck kraft ist in Richtung des Riemens gerichtet und gewährleistet dessen Vorspannung. Wenn das Dämpfergehäuse zylindrisch ausgeführt ist, dann wird darin die Spiralfeder einfach und genau geführt.Further is an elastic spring means in the region between the damper housing and arranged the piston. This spring device acting as a spiral spring may be formed, the piston device acts on a Compressive force. This pressure force is directed in the direction of the belt and guaranteed its bias. When the damper housing is cylindrical accomplished is, then the spiral spring is simply and accurately guided therein.

Die Kolbenstange der Kolbeneinrichtung weist ein Kolbenstangenauge auf, und das Dämpfergehäuse hat einen unteren Deckel mit einem Befestigungsauge. Am Kolbenstangenauge kann eine Spannrolle drehbar gelagert werden. Das Befestigungsauge am unteren Deckel bietet die Möglichkeit einer festen Verbindung mit dem Motorblock.The piston rod of the piston device has a piston rod eye, and the damper housing has a lower lid with a fastening eye. At the piston rod eye can a Tensioner be rotatably mounted. The fixing eye on the lower cover offers the possibility of a firm connection with the engine block.

Mit dem Riemen kann auch ein Nebenaggregatrad angetrieben werden, das mit dem Riemen in Verbindung steht. So können eine Wasserpumpe oder ein Klimaanlagenkompressor angetrieben werden, wobei die Vorteile der Erfindung gegeben bleiben.With The belt can also be driven by an accessory wheel, the communicates with the belt. So can a water pump or an air conditioning compressor are driven, with the benefits remain given the invention.

Das Einstellen der Dämpfung des Spannmechanismus mit einem elektrischen Signal ist besonders vorteilhaft, denn anders als beim Verstellen der Länge des Riemens geht das mechanisch ganz einfach, wenn man die elektrische Verstellbarkeit der Viskosität des magnetorheologischen Öls ausnutzt. Dabei stellt man zuerst den Betriebszustand des Verbrennungsmotors fest und beaufschlagt den Spannmechanismus mit einem für diesen Betriebszustand vorbestimmten elektrischen Signal. Für denjenigen Fall, dass der Spannmechanismus in einem Lostrumm des Riementriebs angeordnet ist, wird die Dämpfung auf einen geringeren Wert eingestellt wird als für den Fall, dass der Spannmechanismus in einem Zugtrumm des Riementriebs angeordnet ist. Dies begünstigt eine Übertragung großer Drehmomente.The Adjusting the damping The tensioning mechanism with an electrical signal is special advantageous, because unlike when adjusting the length of Belt is mechanically simple when you use the electrical Adjustability of the viscosity of magnetorheological oil exploits. First, you set the operating state of the internal combustion engine firmly and acts on the clamping mechanism with a for this Operating state predetermined electrical signal. For the case, that the clamping mechanism is arranged in a Lostrumm of the belt drive is, the damping is set to a lower value than in the event that the clamping mechanism is arranged in a Zugtrumm of the belt drive. This favors a transfer greater Torques.

Die Erfindung kann auch ganz allgemein für einen Zugmitteltrieb eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden, bei welchem ein Zugmit tel zumindest zwei Aggregaträder verbindet, von welchen eines angetrieben wird.The Invention can also quite generally for a traction mechanism of a Motor vehicle are used, in which a Zugmit tel at least two Physical wheels connects, one of which is driven.

Hohe Vorspannung und hohe Dämpfung des Riementriebes werden vorrangig im Bereich der maximalen Drehungleichförmigkeiten des Motors benötigt. Letztere sind charakteristisch für Motorvolllast und Drehzahlen unterhalb 1500 ... 2000/min.Height Preload and high damping of the belt drive are primarily in the range of maximum rotational irregularities of the engine needed. The latter are characteristic of Full engine load and speeds below 1500 ... 2000 / min.

Oberhalb dieser Drehzahlen bzw. bei niedrigen Motorlasten gehen die Anregungen des Riementriebs durch Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle soweit zurück, dass auch mit niedrigen Vorspannungen bzw. Dämpfungswerten keine kritischen Amplituden an den Riementrummen bzw. am Spanner auftreten. Die am Verbrennungsmotor anliegende Last und das Drehzahlsignal sind ohnehin vorhanden und könnten für die Ansteuerung des Spanners verwendet werden.Above These speeds or at low engine loads go the suggestions the belt drive by rotational irregularities of the crankshaft so far back, that even with low bias voltages or attenuation values no critical amplitudes occur at the Riementrummen or on the tensioner. The on the internal combustion engine applied load and the speed signal are available anyway and could for the Control of the tensioner can be used.

Für BAS (Belt-Alternator-Starter = riemengetriebener Starter-Generator) müssen in der Startfunktion sehr hohe Kräfte über den Riemen übertragen werden, um den Motor anzuschleppen. Dafür ist eine erhöhte Vorspannung und Dämpfung des Riemens erforderlich. Für viele andere Betriebszustände und insbesondere für einen Generatorbetrieb werden diese hohen Werte jedoch nicht benötigt.For BAS (Belt Alternator Starter = belt-driven starter generator) must be very in the starting function high forces over the Belts are transferred, to tow the engine. Therefore is an elevated one Preload and damping of the belt required. For many other operating conditions and in particular for generator operation, however, these high values are not needed.

Hohe Vorspannungen führen zu hohen statischen Lagerlasten, hohe Dämpfungswerte zu hohen dynamischen Lagerlasten. Beide haben im selben Verhältnis eine erhöhte Reibung im Trieb zur Folge. Die Reduzierung von Vorspannung und Dämpfung für niedrige Motorbelastung bzw. für hohe Drehzahlen kann etwa 20-30% betragen. BAS-Triebe benötigen für den Startvorgang in der Regel die 1,5 bis 2-fachen Werte für die Vorspannung, um Schlupf zu vermeiden.Height Biases lead too high static bearing loads, high damping values too high dynamic Bearing loads. Both have in the same ratio increased friction in the drive to the episode. The reduction of bias and damping for low Motor load or for high speeds can be about 20-30%. BAS shoots needed for the boot process usually 1.5 to 2 times the preload values to slip to avoid.

Um mindestens diesen Wert könnten Vorspannung und Dämpfung im übrigen Betriebsbereich reduziert werden.Around at least that value could Preload and damping Furthermore Operating range can be reduced.

Mit der Reibungsreduzierung geht eine messbare Verringerung des Kraftstoffverbrauchs einher. Für die BAS-Option (= belt-alternator-starter oder Riemen getriebener Starter) wird ein Spannsystem bereitgestellt, das in der Lage ist, die erforderliche Riemenvorspannung sowohl in der Generatorfunktion als in der Startfunktion zu erbringen, d.h. unabhängig vom Wechsel von Zugtrumm in Lostrumm und umgekehrt zu funktionieren.With Friction reduction is a measurable reduction in fuel consumption associated. For the BAS option (= belt-alternator-starter or belt-driven Starter) a clamping system is provided which is capable of the required belt pretension in both the generator function as in the start function, i. independent of Change from Draft drumming to Lostrumm and vice versa.

Es ist denkbar, Spanner mit zwei Hebelarmen – sog. Doppelarm- oder Pendelspanner – einzusetzen, sodass immer eine Spannrolle in einem Lostrumm arbeitet, für den Startvorgang elektromechanisch blockierbare Spanner sowie hydraulische Spanner mit entsprechend hoher Vorspannung und Dämpfung. Auch ein elektro-mechanisch blockierter Spanner ist denkbar. Bei Hydraulikspannern gibt es häufig eine nachteilig hohe Vorspannung und Dämpfung und damit hohe Reibungsverluste im Trieb.It it is conceivable to use tensioners with two lever arms - so-called double-arm or pendulum clamps. so that always a tension roller works in a Lostrumm, for the starting process electromechanically lockable clamps and hydraulic clamps with correspondingly high preload and damping. Also an electro-mechanical blocked tensioner is conceivable. With hydraulic tensioners, there is often one disadvantageously high preload and damping and thus high friction losses in the shoot.

Die Erfindung lässt sich besonders gut mit Hydrauliköl umsetzen, dem Metallstaub zugefügt ist, der bei Anlegen eines Magnetfelds die Viskosität erhöht. Dieses Arbeitsprinzip wird nach der Erfindung auf einen Poly-V-Riemenspanner übertragen. Dabei wird für den Start im Bereich des Hydraulikelements des Spanners ein Magnetfeld erzeugt und damit eine sichere Funktion im Startbetrieb gewährleistet. Im Generatorbetrieb genügt die Grundviskosität der Flüssigkeit, entsprechende Abstimmung der Ventilquerschnitte vorausgesetzt.The Invention leaves Especially good with hydraulic oil reacted, added to the metal dust is that increases the viscosity when applying a magnetic field. This Working principle is transmitted according to the invention to a poly-V belt tensioner. It is for the start in the area of the hydraulic element of the tensioner a magnetic field generates and thus ensures a safe function in startup mode. In generator mode is sufficient the basic viscosity the liquid, appropriate adjustment of the valve cross-sections provided.

Neben der BAS-Anwendung hat die Erfindung auch Potential für Standard-Nebenaggregat-Antriebe. Indem man die hohe Dämpfung bzw. hohe Viskosität nur für Drehzahlbereiche aufrechterhält, in denen sie benötigt wird, könnten die Grundspannung und Dämpfung abgesenkt werden und damit sowohl die Reibungsverluste als auch die dynamische Belastung für den Riemen. In der Folge werden auch dynamische Lagerlasten für die Aggregate reduziert. Für BAS-Anwendungen genügt das Startsignal, um die Funktion auszulösen, für andere Verwendungen dürfte das Drehzahlsignal hinreichend sein. In letzterem Fall benötigt das Motorsteuergerät einen zusätzlichen Ausgangskanal bzw. eine Endstufe.In addition to the BAS application, the invention also has potential for standard accessory drives. By maintaining the high damping or high viscosity only for the speed ranges in which it is needed, the basic stress and damping could be lowered and thus both the friction losses and the dynamic load for the belt. As a result, dynamic bearing loads for the units are also reduced. For BAS applications, the start signal is sufficient to trigger the function, for other uses, the speed signal is sufficient be. In the latter case, the engine control unit requires an additional output channel or an output stage.

Bei BAS-Anwendungen ergibt sich der Vorteil einer hohe Dämpfung bis zum Blockieren des Spanners in Startfunktion. Weiterhin werden eine niedrige Vorspannung und Dämpfung im Generatorbetrieb gewährleistet, was eine niedrige Reibleistung bewirkt. Es werden keine mechanischen Verschleißteile benötigt, die die Lebensdauer verringern könnten, da die Spannung über die Spulen praktisch direkt in ein auf die Hydraulikflüssigkeit einwirkendes Magnetfeld umgesetzt wird. Eine Blockierung des Spanners ist auch nicht vom Erreichen einer bestimmten Endlage abhängig wie bei einer elektromechanischen Einrichtung.at BAS applications results in the advantage of high damping up to block the tensioner in start function. Furthermore, a low Preload and damping guaranteed in generator operation, which causes a low frictional loss. There will be no mechanical wear parts needed that could reduce the lifespan, because the tension is over the coils practically directly into one on the hydraulic fluid acting magnetic field is implemented. A blockage of the tensioner is also not dependent on reaching a certain end position as in an electromechanical device.

Eine Reduzierung von Vorspannung und Dämpfung außerhalb kritischer Arbeitsbereiche erfolgt üblicherweise bei mittleren bis hohen Motorlasten bei Drehzahlen bis ca. 1500-2000 1/min. Es wird eine verringerte Reibleistung außerhalb der kritischen Arbeitsbereiche erreicht, was eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs der Motoren bewirkt. Außerdem erhält man eine Reduzierung der dynamischen Riemenkräfte und damit auch der dynamischen Lagerlasten, was zu einer Erhöhung der Lebensdauer der betroffenen Bauteile führt.A Reduction of preload and damping outside critical work areas usually takes place for medium to high engine loads at speeds up to approx. 1500-2000 1 / min. There will be reduced friction outside the critical work areas achieved, resulting in a reduction in fuel consumption of the engines causes. Furthermore receives a reduction of the dynamic belt forces and thus the dynamic ones Bearing loads, resulting in an increase the life of the affected components leads.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Riementriebs 1 eines hier nicht näher gezeigten Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. 1 shows a schematic representation of a belt drive 1 an internal combustion engine of a motor vehicle, not shown here in detail.

Der Verbrennungsmotor weist ein Motorgehäuse auf, das hier ebenfalls nicht näher gezeigt ist. Im Motorgehäuse ist eine Kurbelwelle 2 gelagert aufgenommen. Außerdem sind als Motoraggregate eine Starter-/Generator-Einheit und ein Nebenaggregat vorgesehen, die hier nicht gezeigt sind. Die Starter-/Generator-Einheit hat eine Starter-/Generator-Welle 5, und das Nebenaggregat hat eine Nebenaggregatwelle 3. Von den vorstehend genannten Wellen sind in 1 nur jeweils die Symmetrielinien gezeigt.The internal combustion engine has a motor housing, which is also not shown here in detail. In the engine housing is a crankshaft 2 stored stored. In addition, a starter / generator unit and an auxiliary unit are provided as motor units, which are not shown here. The starter / generator unit has a starter / generator shaft 5 , and the accessory has an accessory shaft 3 , Of the above waves are in 1 only the symmetry lines are shown.

Die Kurbelwelle 2, die Nebenaggregatwelle 3 und die Starter-/Generator-Welle 5 sind durch den Riementrieb 1 miteinander verbunden. Hierzu ist auf der Kurbelwelle 2 ein Kurbelwellenrad 6 vorgesehen. Die Nebenaggregatwelle 3 ist mit einem Nebenaggregatrad 7 versehen, und die Starter-/Generator-Welle 5 hat eine Starter-/Generator-Rad 8. Der Riementrieb 1 weist weiterhin einen umlaufenden Riemen 4 auf, der über Kurbelwellenrad 6, Nebenaggregatrad 7 und Starter-/Generator-Rad 8 geführt ist. Zur Erhöhung des Umschlingungswinkels des Riemens 4 am Nebenaggregatrad 7 und am Starter-/Generator-Rad 8 ist dazwischen eine Umlenkrolle 10 vorgesehen. Zwischen Starter-/Generator-Rad 8 und Kurbelwellenrad 6 ist ein den Riemen 4 beaufschlagendes Spannrad 11 mit einem Spannmechanismus 12 vorgesehen. Der Spannmechanismus 12 ist mit der dem Spannrad 11 abgewandten Seite am Motorblock befestigt. Er weist eine Anschlussleitung 9 auf, die mit einer hier nicht gezeigten Betätigungseinrichtung verbunden ist.The crankshaft 2 , the accessory shaft 3 and the starter / generator shaft 5 are through the belt drive 1 connected with each other. This is on the crankshaft 2 a crankshaft wheel 6 intended. The accessory shaft 3 is with an accessory wheel 7 provided, and the starter / generator shaft 5 has a starter / generator wheel 8th , The belt drive 1 also has a circumferential belt 4 on, the over crankshaft wheel 6 , Accessory wheel 7 and starter / generator wheel 8th is guided. To increase the wrap angle of the belt 4 on the accessory wheel 7 and at the starter / generator wheel 8th is in between a pulley 10 intended. Between starter / generator wheel 8th and crankshaft gear 6 is a the belt 4 acting tensioning wheel 11 with a clamping mechanism 12 intended. The clamping mechanism 12 is with the tensioning wheel 11 opposite side attached to the engine block. He has a connection cable 9 on, which is connected to an actuating device, not shown here.

Zur Montage des Riementriebes werden zuerst die verschiedenen Riemenräder montiert, d.h. das Kurbelwellenrad 6 auf die Kurbelwelle 2, das Starter-/Generator-Rad 8 auf die Starter-/Generator-Welle 5 und das Nebenaggregatrad 7 auf die Nebenaggregatwelle 3. Im Anschluss wird der Riemen 4 auf die zuvor genannten Riemenräder gelegt und durch das Spannrad 11 am Spannsystem 12 gespannt.To assemble the belt drive, first assemble the various pulleys, ie the crankshaft pulley 6 on the crankshaft 2 , the starter / generator wheel 8th on the starter / generator shaft 5 and the accessory wheel 7 on the accessory shaft 3 , Following is the belt 4 placed on the aforementioned pulleys and through the tensioning wheel 11 on the clamping system 12 curious; excited.

2 zeigt den Spannmechanismus 12 aus 1 in näherem Detail. 2 shows the clamping mechanism 12 out 1 in more detail.

Der Spannmechanismus hat ein zylindrisches Dämpfergehäuse 15, gefüllt mit einem magnetorheologischen Öl 16, eine axial bewegliche Kolbeneinrichtung 25 und eine Spiralfeder 13.The clamping mechanism has a cylindrical damper housing 15 , filled with a magnetorheological oil 16 , an axially movable piston device 25 and a coil spring 13 ,

Das Dämpfergehäuse 15 wird obenseitig durch einen oberen Deckel 23 und untenseitig durch einen unteren Deckel 24 verschlossen. Vom unteren Deckel 24 steht ein Befestigungsauge 19 ab, an dem der Spannmechanismus am Motorblock befestigt wird. Der obere Deckel 23 hat eine Durchgangsöffnung 26, in der ein Dichtring 21 vorgesehen ist.The damper housing 15 is top-sided by an upper lid 23 and bottom by a lower lid 24 locked. From the lower lid 24 is a fixing eye 19 from where the clamping mechanism is attached to the engine block. The upper lid 23 has a passage opening 26 in which a sealing ring 21 is provided.

Die Kolbeneinrichtung 25 weist einen Kolben 14, eine Kolbenstange 20 und eine Anschlussleitung 9 auf. Die Kolbenstange 20 ist durch die Durchgangsöffnung 26 geführt und über den Dichtring 26 nach außen abgedichtet. Der Kolben 14 hat Öldurchlassöffnungen 17, in deren Nähe, innerhalb des Kolbens 14, sich Spulen 18 befinden. Von den Spulen 18 führt die Anschlussleitung 9 durch die Kolbenstange 20 nach außen. An der Kolbenstange 20 ist obenseitig ein Befestigungsauge 22 für das Spannrad 11 vorgesehen. Das Befestigungsauge 22 ist mit einem, hier nicht gezeigten Gewinde, an der Kolbenstange 20 befestigt.The piston device 25 has a piston 14 , a piston rod 20 and a connecting cable 9 on. The piston rod 20 is through the passage opening 26 guided and over the sealing ring 26 sealed to the outside. The piston 14 has oil passage openings 17 , in the vicinity, inside the piston 14 , coils themselves 18 are located. From the coils 18 leads the connecting cable 9 through the piston rod 20 outward. At the piston rod 20 is a fastening eye on top 22 for the tensioning wheel 11 intended. The fastening eye 22 is with a, not shown thread, on the piston rod 20 attached.

Die Spiralfeder 13 ist zwischen dem Kolben 14 und dem unteren Deckel 24 angeordnet, so dass der Kolben 14 vom unteren Deckel 24 weggedrückt wird.The spiral spring 13 is between the piston 14 and the lower lid 24 arranged so that the piston 14 from the lower lid 24 is pushed away.

Bei der Montage des Spannsystems 12 wird zuerst die Spiralfeder 13 in das mit dem unteren Deckel 24 versehene und mit dem magne torheologischen Öl 16 gefüllte Gehäuse 15 eingelegt. Dann der Kolben 14, mit der daran befestigten Kolbenstange 20, an der das Befestigungsauge 22 noch nicht aufgeschraubt ist, eingesetzt. Anschließend wird der mit dem Dichtring 21 versehene obere Deckel 23 angebracht, und abschließend das Befestigungsauge 22 auf die Kolbenstange 20 aufgeschraubt.When installing the clamping system 12 First, the coil spring 13 in the one with the lower lid 24 provided and with the torneological oil 16 filled housing 15 inserted. Then the piston 14 , with the attached piston rod 20 at the attachment eye 22 not yet screwed on, used. Then the with the sealing ring 21 provided upper lid 23 attached, and finally the fastening eye 22 on the piston rod 20 screwed.

Zur besseren Verständlichkeit sind in 1 drei Riemenbereiche I, II und III eingezeichnet. Der Riemenbereich I liegt zwischen dem Kurbelwellenrad 6 und dem Starter-/Generator-Rad 8, der Riemenbereich II liegt zwischen dem Starter-/Generator-Rad 8 und dem Nebenaggregatrad 7, und der Riemenbereich III liegt zwischen dem Nebenaggregatrad 7 und dem Kurbelwellenrad 6. Das Spannsystem 12 ist damit im Riemenbereich I angeordnet.For ease of understanding are in 1 three belt areas I, II and III drawn. The belt area I lies between the crankshaft wheel 6 and the starter / generator wheel 8th , the belt area II lies between the starter / generator wheel 8th and the accessory wheel 7 and the belt portion III lies between the accessory wheel 7 and the crankshaft gear 6 , The clamping system 12 is thus arranged in the belt area I.

Im Folgenden ist die Funktionsweise der Erfindung beschrieben. Zuerst wird der Starterbetrieb betrachtet. Im Starterbetrieb stellt sich folgender Lastfall ein. Das Kurbelwellenrad 6 und das Nebenaggregatrad 7 werden durch das Starter-/Generator-Rad 8 über den Riemen 4 angetrieben. Daraus resultierend stellt der Riemenbereich I das Zugtrumm dar, und der Riemenbereich II stellt das Lostrumm dar. Als Zugtrumm bezeichnet man in Bewegungsrichtung des Riemens gesehen den Riemenbereich vor einem angetriebenen Rad. Als Lostrumm bezeichnet man in Bewegungsrichtung des Riemens gesehen den Riemenbereich nach einen angetriebenen Rad.The operation of the invention is described below. First, the starter operation is considered. In starter mode, the following load case occurs. The crankshaft wheel 6 and the accessory wheel 7 be through the starter / generator wheel 8th over the belt 4 driven. As a result, the belt area in front of a driven wheel is regarded as a train run in the direction of movement of the belt. Lostrumm, when viewed in the direction of movement of the belt, refers to the belt area after a driven wheel ,

Die Spannvorrichtung 12 liegt also im Starterbetrieb im Zugtrumm. Im Starterbetrieb soll im Vergleich zum Generatorbetrieb ein 1,5-bis 2-faches Drehmoment übertragen werden. Dies erfordert eine wesentlich erhöhte Riemenspannung des Riemens 4 und damit verbunden auch eine härtere Dämpfung des Spannsystems 12. Zu diesem Zweck wird über die Anschlussleitung 9 an die Spulen 18 im Kolben 14 eine vorbestimmte elektrische Spannung angelegt. Die Spulen 18 induzieren aufgrund der angelegten Spannung ein Magnetfeld, unter dessen Einfluss die Durchflussöffnungen 17 des Kolbens 14 stehen.The tensioning device 12 So in starter mode is in the train drumming. In starter mode, a 1.5 to 2 times the torque is to be transmitted compared to the generator mode. This requires a significantly increased belt tension of the belt 4 and thus also a harder damping of the clamping system 12 , For this purpose is via the connecting cable 9 to the coils 18 in the piston 14 applied a predetermined voltage. The spools 18 induce a magnetic field due to the applied voltage, under whose influence the flow openings 17 of the piston 14 stand.

Der Kolben 14 unterteilt den Innenraum des Gehäuses 15 in zwei Kammern. Bei einer axialen Bewegung der Kolbeneinrichtung 25 strömt das magnetorheologische Öl 16 durch die Durchflussöffnungen 17 des Kolben 14 in die in Bewegungsrichtung des Kolbens 14 gesehen hintere Kammer. Das magnetorheologische Öl 16 hat die Eigenschaft, seine Viskosität im Einfluss eines Magnetfeldes zu vergrößern. So vergrößert sich im vorliegenden Fall dessen Viskosität im Bereich der Durchflussöffnungen 17. Dadurch wird der Durchfluss bei einer axialen Bewegung des Kolbens 14 durch die Durchflussöffnungen 17 behindert, und die Dämpfung des Spannsystems 12 wird härter.The piston 14 divides the interior of the housing 15 in two chambers. With an axial movement of the piston device 25 the magnetorheological oil flows 16 through the flow openings 17 of the piston 14 in the direction of movement of the piston 14 seen rear chamber. The magnetorheological oil 16 has the property to increase its viscosity in the influence of a magnetic field. Thus, in the present case, its viscosity increases in the region of the flow openings 17 , This will cause the flow to be due to axial movement of the piston 14 through the flow openings 17 hinders, and the damping of the clamping system 12 gets harder.

Im Folgenden wird der Generatorbetrieb beschrieben, in dem die benötigten Werte von Spannung und Dämpfung entsprechend dem Betriebszustand des Motors variieren. Im Bereich der maximalen Drehungleichförmigkeiten sind ca. ein Drittel höhere Werte für Vorspannung und Dämpfung nötig. Drehungleichförmigkeiten sind charakteristisch für Volllast bei Motordrehzahlen bis etwa 1500 bis 2000 U/min.in the The following describes the generator operation in which the required values of tension and damping vary according to the operating condition of the engine. In the area the maximum rotational irregularities are about one third higher Values for Preload and damping necessary. rotational irregularities are characteristic of full load at engine speeds up to about 1500 to 2000 rpm.

Im Generatorbetrieb treibt das Kurbelwellenrad 6 das Starter-/Generator-Rad 8 und das Nebenaggregatrad 7 über den Riemen 4 an. In diesem Fall stellt der Riemenbereich I das Lostrumm dar und der Riemenbereich III stellt das Zugtrumm dar. Das Spannsystem 12 liegt dementsprechend im Lostrumm, die Dämpfung kann weicher eingestellt werden als im Starterbetrieb. Dazu wird die an den Spulen 18 angelegte Spannung im Vergleich zum Starterbetrieb verringert. Damit ist das von den Spulen 18 induzierte Magnetfeld kleiner als dasjenige im Starterbetrieb. Durch das schwächere Magnetfeld im Generatorbetrieb ist die Viskosität des magnetorheologischen Öls 16 kleiner als im Starterbetrieb. Der Durchfluss des Öls 16 durch die Durchflussöffnungen 17 bei einer axialen Bewegung der Kolbeneinrichtung 25 ist leichter und die Dämpfung des Spannsystems 12 ist kleiner als im Generatorbetrieb.In generator mode drives the crankshaft 6 the starter / generator wheel 8th and the accessory wheel 7 over the belt 4 at. In this case, the belt area I represents the looseness and the belt area III represents the tension line. The tensioning system 12 is accordingly in Lostrumm, the damping can be set softer than in the starter mode. This is done on the coils 18 applied voltage compared to the starter operation reduced. So that's the coils 18 induced magnetic field smaller than that in starter operation. Due to the weaker magnetic field in generator operation is the viscosity of the magnetorheological oil 16 smaller than in starter mode. The flow of oil 16 through the flow openings 17 in an axial movement of the piston device 25 is lighter and the damping of the clamping system 12 is smaller than in generator mode.

Sowohl im Starter- als auch im Generatorbetrieb ermöglicht es die Erfindung, die Dämpfungsantwort des Dämpfers im Spannsystem 12 kontinuierlich zu steuern. Hierzu wird eine hier nicht gezeigte Steuerungseinheit verwendet. Die Steuerungseinheit ist mit einer in den Figuren nicht gezeigten Motorsteuerung verbunden und empfängt Daten über den Betriebszustand des Verbrennungsmotors.Both in the starter and generator mode, the invention allows the damping response of the damper in the clamping system 12 to steer continuously. For this purpose, a control unit, not shown here is used. The control unit is connected to a motor controller not shown in the figures and receives data on the operating state of the internal combustion engine.

Die erforderliche Dämpfung und das zugehörige Spannungssignal für die Spulen 18 wurden für jeden Betriebszustand des Verbrennungsmotors in Versuchen bestimmt. Die Größe dieses vorbestimmten Spannungssignal ist in der Steuerungseinheit gespeichert. Diese gibt bei Empfang der Parameter der Motorsteuerung das erforderliche Spannungssignal an die Spulen 18 aus.The required attenuation and the associated voltage signal for the coils 18 were determined for each operating state of the internal combustion engine in experiments. The magnitude of this predetermined voltage signal is stored in the control unit. This gives the required voltage signal to the coils upon receipt of the parameters of the motor control 18 out.

11: Riementriebbelt drive
22: Kurbelwellecrankshaft
33: NebenaggregatwelleAccessory shaft
44: Riemenbelt
55: Starter-/Generator-WelleStarter / generator shaft
66: Kurbelwellenradcrankshaft gear
77: NebenaggregatradNebenaggregatrad
88th: Starter-/Generator-RadStarter / Generator-Rad
99: Anschlussleitungconnecting cable
1010: Umlenkrolleidler pulley
1111: Spannradtensioning wheel
1212: Spannmechanismustensioning mechanism
1313: Spiralfederspiral spring
1414: Kolbenpiston
1515: Dämpfergehäusedamper housing
1616: magnetorheologisches Ölmagnetorheological oil
1717: ÖldurchflussöffnungenOil flow openings
1818: SpulenDo the washing up
1919: Befestigungsaugefastening eye
2020: Kolbenstangepiston rod
2121: Dichtringseal
2222: KolbenstangenaugePiston rod eye
2323: Deckel obencover above
2424: Deckel untencover below
2525: Kolbeneinrichtungpiston device
2626: DurchgangsöffnungThrough opening

Claims

Clamping mechanism ( 12 ) for a traction drive on an internal combustion engine, wherein the tensioning mechanism ( 12 ) a damper housing ( 15 ) with a magnetorheological oil ( 16 ), in which a piston device ( 25 ), wherein the piston device ( 25 ) a piston ( 14 ) with a piston rod ( 20 ) and wherein the piston ( 14 ) Oil passage openings ( 17 ) in the region of the oil passage openings ( 17 ) arranged coils ( 18 ), which via a connecting line ( 9 ) can be acted upon with electrical energy, wherein further comprises an elastic spring means ( 13 ) in the area between the damper housing ( 15 ) and the piston ( 14 ) is arranged.

Clamping mechanism ( 12 ) according to claim 1, characterized in that the piston rod ( 20 ) a piston rod eye ( 22 ), and the damper housing ( 15 ) a lower lid ( 24 ) with a fastening eye ( 19 ) having.

Clamping mechanism ( 12 ) according to claim 1 or claim 2, characterized in that the damper housing ( 15 ) is cylindrical and the elastic spring means as a spiral spring ( 13 ) is executed.

Clamping mechanism ( 12 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the damper housing ( 15 ) with a magnetorheological oil ( 16 ) and a piston ( 14 ), the damper housing ( 15 ) divided into two chambers, between which in an axial movement of the piston ( 14 ) in the damper housing ( 15 ) the magnetorheological oil ( 16 ) flows from one chamber into the other chamber, essentially through the flow openings ( 17 ).

Clamping mechanism ( 12 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a tensioning wheel ( 11 ) on the piston rod ( 20 ) is rotatably mounted.

Belt drive ( 1 ) with a clamping mechanism ( 12 ) according to one of the preceding claims, wherein the belt drive ( 1 ) further comprises: - a crankshaft wheel ( 6 ) - a starter / generator wheel ( 8th ) - one the crankshaft wheel ( 6 ) and the starter / generator wheel ( 8th ) connecting belt ( 4 ), with which the clamping mechanism ( 12 ).

Belt drive ( 1 ) according to claim 6, characterized in that at least one accessory wheel ( 7 ) with straps ( 4 ).

Internal combustion engine having the following characteristics: - crankshaft ( 2 ) - starter / generator with a starter / generator shaft ( 5 ) - belt drive ( 1 ) according to one of claims 6 or 7, wherein the crankshaft wheel ( 6 ) on the crankshaft ( 2 ) and wherein the starter / generator wheel ( 8th ) on the starter / generator shaft ( 5 ) is attached.

Motor vehicle with an internal combustion engine according to claim 8th.

Method for operating a clamping mechanism ( 12 ) for a traction drive on an internal combustion engine in a motor vehicle, wherein the damping of the clamping mechanism ( 12 ) is adjustable with an electrical signal, the method comprising the following steps: - Determining the operating condition of the internal combustion engine, - Applying the clamping mechanism with an electrical signal predetermined for the operating state.

Method for operating a clamping mechanism according to Claim 10, characterized in that in the event that the clamping mechanism is arranged in a Lostrumm of the belt drive, the damping on a lower value is set than in the event that the clamping mechanism is arranged in a Zugtrumm of the belt drive.

Method for operating a clamping mechanism according to Claim 10 or claim 11, characterized in that the clamping mechanism a damping medium contains its damping properties are adjustable with an electro-magnetic field, wherein a electrical signal in the generation of the electro-magnetic field is used.