DE102007025231A1 - Riementrieb, insbesondere Nebenaggregat-Riementrieb eines Verbrennungsmotors mit Starter-Generator - Google Patents

Riementrieb, insbesondere Nebenaggregat-Riementrieb eines Verbrennungsmotors mit Starter-Generator Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Riementrieb (2), insbesondere einen Nebenaggregat-Riementrieb eiens Verbrennungsmotors (4) mit Starter-Generator (6), mit einem Riemen (8), einer vom Riemen (8) teilweise umschlungenen Riemenscheibe (16), die alternativ mit einem treibenden Drehmoment (M > 0) oder mit einem bremsenden Drehmoment (M < 0) auf den Riemen (8) einwirken kann, sowie einer Riemenspannvorrichtung, die eine von dem treibenden oder bremsenden Drehmoment (M) abhängige Riemenspannkraft (ΔF(M)) in den Riemen (8) einleitet. Es ist vorgesehen, dass die von der Riemenspannvorrichtung in den Riemen (8) eingeleitete Riemenspannkraft (ΔF(M)) sowohl für M > 0 und für M < 0 mit steigendem Betrag von M zunimmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Riementrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Stand der Technik
  • Riementriebe mit Spannvorrichtungen sind seit langem bekannt. Bei Riementrieben für Nebenaggregate von Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren, wie Lichtmaschinen oder Generatoren, die über einen Riemen von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben werden, bestehen die Spannvorrichtungen üblicherweise aus einem schwenkbar am Motorblock angebrachten Spannhebel, einer am freien Ende des Spannhebels angebrachten, vom Riemen teilweise umschlungenen Spannrolle, sowie einer auf den Spannhebel einwirkenden Torsionsfeder, die den Spannhebel mit der Spannrolle gegen den Riemen anpresst, um so die Riemenspannkraft in den Riemen einzuleiten. Zur Schwingungsdämpfung im Betrieb durch Coulombsche Reibung werden zumeist parallel zur Torsionsfeder angebrachte Reibelemente eingesetzt. Die Spannvorrichtungen werden so ausgelegt, dass die Spannrolle in einem Leertrum auf den Riemen einwirkt, das von einer angetriebenen Nebenaggregat-Riemenscheibe abläuft und in dem die Riemenkräfte gering sind. Wenn die Riemenscheibe infolge einer steigenden Aggregatlast mit einem höheren bremsenden Drehmoment beaufschlagt wird, sinkt die Riemenspannkraft im Leertrum weiter ab, woraufhin die Spannvorrichtung den Riemen durch Ausfedern nachspannt. Eine Anordnung der Spannrolle in einem Lasttrum ist nicht sinnvoll, da dort die Riemenspannkraft bei Anhebung der Aggregatlast ansteigen und dieser Kraftanstieg zu einem Einfedern der Spannvorrichtung und einer Verkürzung der aktuellen Gesamtlänge des Riemens führen würde. Dies hätte eine Absenkung des Dehnungs- und Spannungsniveaus und damit eine Lockerung des Riemens zur Folge, so dass die Spannvorrichtung unwirksam wäre.
  • Bei Verbrennungsmotoren mit Starter-Generator arbeitet der Starter-Generator im normalem Fahrbetrieb als Generator, wobei er im Generatorbetrieb vom Verbrennungsmotor über den Nebenaggregat-Riementrieb angetrieben wird und aufgrund seines Lastmoments ein bremsendes Drehmoment auf seine drehfest mit der Rotorwelle verbundene, vom Riemen umschlungene Riemenscheibe ausübt. Im Startfall ist die Situation jedoch umgekehrt. Hier wird der Verbrennungsmotor über den Riementrieb vom Starter-Generator gestartet, wobei der letztere ein treibendes Drehmoment in seine Riemenscheibe eingeleitet, während der Verbrennungsmotor bremsend wirkt. Damit ändert sich auch die Kraftverteilung im Riemen, so dass aus dem Leertrum im Generatorfall ein Lasttrum im Startfall und aus einem Lasttrum im Generatorfall entsprechend ein Leertrum im Startfall wird. Dies bedeutet jedoch, dass eine Spannvorrichtung der zuvor beschriebenen Art, die z. B. im Leertrum des Generatorfalls angeordnet ist, im Startfall nicht wirksam wäre, weil sie dann im Lasttrum läge. Daher sind für Starter-Generatoren im Riementrieb spezielle Spannsysteme entwickelt worden.
  • Diese Spannsysteme umfassen z. B. die Verwendung von zwei Spannvorrichtungen der zuvor beschriebenen Art, von denen die eine im Leertrum des Generatorfalls und der andere im Leertrum des Startfalls angeordnet wird. Alternativ können Spannsysteme verwendet werden, bei denen zwei Spannrollen über eine Feder oder ein hydraulisches Spannelement verbunden sind. Die Spannsysteme werden so angeordnet, dass sowohl im Generator- als auch im Startfall jeweils eine der beiden Spannrollen in einem Leertrum liegt und die jeweilige andere Rolle im Lasttrum.
  • Von der Firma INA, Herzogenaurach, Deutschland wurde bei einem Riementrieb der eingangs genannten Art weiter vorgeschlagen, den Starter-Generator selbst als Spannvorrichtung zu verwenden. Das Gehäuse des Starter-Generators ist hier schwenkbar am Motorblock des Verbrennungsmotors gelagert und übernimmt die Funktion des Spannhebels, während die Riemenscheibe des Starter-Generators die Funktion der Spannrolle übernimmt. Ein zwischen dem Generatorgehäuse und dem Motorblock wirkendes hydraulisches Spannelement sorgt für die Riemenvorspannung im Leerlauf. Wenn der Starter-Generator im Generatorfall ein bremsendes Drehmoment und im Startfall ein treibendes Drehmoment in die Riemenscheibe einleitet, wird von der Rotorwelle im Inneren des Starter-Generator jeweils ein entgegengesetztes Reaktionsmoment auf das Generatorgehäuse ausgeübt. Die Schwenkachse zwischen dem Generatorgehäuse und dem Motorblock ist so gewählt, dass das Reaktionsmoment im Startfall die gleiche Wirkrichtung besitzt wie das vom Spannelement ausgeübte Drehmoment, so dass im Startfall eine Erhöhung der Riemenspannkraft erreicht werden kann. Im Generatorfall wirkt allerdings das Reaktionsmoment dem vom Spannelement aufgebrachten Drehmoment entgegen, wodurch die Riemenspannkraft unter das im Leerlauf herrschende Niveau abgesenkt wird.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Riementrieb der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Riemenspannkraft weder im Falle eines in die Riemenscheibe eingeleiteten treibenden Drehmoments noch im Falle eines in die Riemenscheibe eingeleiteten bremsenden Drehmoments unter das im Leerlauf herrschende Niveau absinkt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die von der Spannvorrichtung in den Riemen eingeleitete Riemenspannkraft ((ΔF(M)) sowohl für M > 0 und für M < 0 mit steigendem Betrag von M zunimmt.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kennlinie der Riemenspannkraft (ΔF(M)) mit steigendem Betrag von M spiegelsymmetrisch zu einer Ordinate durch M = 0 verläuft.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Riemenscheibe drehfest mit einer Rotorwelle eines Aggregats verbunden ist, von dem die Riemenscheibe mit einem treibenden Drehmoment oder mit einem bremsenden Drehmoment beaufschlagt wird. Das Aggregat ist mit Hilfe eines Stützmechanismus beweglich abgestützt, der sowohl bei einer Beaufschlagung der Riemenscheibe mit einem treibenden Drehmoment als auch bei einer Beaufschlagung der Riemenscheibe mit einem bremsenden Drehmoment eine selbsttätige Bewegung des Aggregats in eine Richtung entgegen einer vom Riemen auf die Riemenscheibe ausgeübten Zugkraft bewirkt, d. h. allgemein entgegengesetzt zu einer Winkelhalbierenden des Winkels, der von einem auf die Riemenscheibe auflaufenden Trum des Riemens und einem von der Riemenscheibe ablaufenden Trum des Riemens eingeschlossen wird.
  • Vorzugsweise ist das Aggregat ein Starter-Generator eines Verbrennungsmotors. In diesem Fall kann durch die erfindungsgemäße Lösung bei dem Nebenaggregat-Riementrieb des Verbrennungsmotors im Vergleich zu dem bekannten Nebenaggregat-Riementrieb der Firma INA auf ein zusätzliches Spannelement verzichtet werden, da es sowohl im Startfall, d. h. im Falle eines in die Riemenscheibe eingeleiteten treibenden Drehmoments, als auch im Generatorfall, d. h. im Falle eines in die Riemenscheibe eingeleiteten bremsenden Drehmoments, möglich ist, die von der treibenden bzw. bremsenden Riemenscheibe in den Riemen eingeleitete Riemenspannkraft ausschließlich durch das innere Reaktionsmoment des Starter-Generators aufzubringen.
  • Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Starter-Generator, die Spannvorrichtung sowie evtl. vorhandene Feder-Dämpfungs-Elemente in einem einzigen Modul zusammengefasst sind, das am Motorblock festgeschraubt werden kann.
  • Die Bewegung des Aggregats ist zweckmäßig eine geführte Bewegung, wobei ein Gehäuse des Aggregats um die Drehachse der Riemenscheibe drehbar ist, so dass es sich infolge der Beaufschlagung der Riemenscheibe mit einem treibenden Drehmoment bzw. infolge der Beaufschlagung der Riemenscheibe mit einem bremsenden Drehmoment in entgegengesetzte Richtungen drehen kann. Die Drehung des Gehäuses wird dann durch den Stützmechanismus in eine geradlinige oder bogenförmige Bewegung umgewandelt, die allgemein entgegengesetzt zur Richtung der vom Riemen auf die Riemenscheibe ausgeübten Zugkraft ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
  • 1a und 1b schematische Ansichten eines Nebenaggregat-Riementriebs eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors mit einem Starter-Generator, 1a im Generatorbetrieb und 1b im Startbetrieb;
  • 2 eine vergrößerte schematische Stirnseitenansicht einer Ausführungsform eines Stützmechanismus des als Spannvorrichtung wirkenden Starter-Generators;
  • 3a, 3b und 3c schematische Stirnseitenansichten des Starter-Generators im Stillstand, im Startbetrieb bzw. im Generatorbetrieb;
  • 4 eine vergrößerte schematische Stirnseitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Stützmechanismus des als Spannvorrichtung wirkenden Starter-Generators;
  • 5 eine vergrößerte schematische Stirnseitenansicht des Starter-Generators aus 4 im Generatorbetrieb entsprechend 1a;
  • 6, 7 und 8 schematische Stirnseitenansichten des Starter-Generators aus 4 mit verschiedenen zusätzlichen Feder- und/oder Dämpfungsmitteln;
  • 9 eine schematische Stirnseitenansicht einer noch anderen Ausführungsform eines Stützmechanismus des als Spannvorrichtung wirkenden Starter-Generators im Stillstand;
  • 10a, 10b und 10c schematische Stirnseitenansichten einer noch weiteren Ausführungsform eines Stützmechanismus des als Spannvorrichtung wirkenden des Starter-Generators im Stillstand, im Startbetrieb bzw. im Generatorbetrieb;
  • 11a, 11b und 11c drei Beispiele von Kennlinien (ΔF(M)) der vom Starter-Generator gebildeten Spannvorrichtung des Riementriebs.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Die 1a und 1b zeigen schematische Ansichten eines Nebenaggregat-Riementriebs 2 eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) mit einem Verbrennungsmotor 4 und einem Starter-Generator 6. Der Riementrieb 2 kann als Keilriemen oder Zahnriementrieb ausgebildet sein und umfasst einen Riemen 8, eine drehfest auf der Kurbelwelle 10 des Verbrennungsmotors 4 montierte Riemenscheibe 12, eine drehfest auf einer Rotorwelle 14 des Starter-Generators 6 montierte Riemenscheibe 16, sowie zwei weitere Riemenscheiben 18, 20, von denen jede vom Riemen 8 teilweise umschlungen wird. Bei den beiden weiteren Riemenscheiben 18, 20 kann es sich um Riemenscheiben anderer Nebenaggregate, wie zum Beispiel einer Wasserpumpe, oder um Umlenkscheiben handeln. Der Starter-Generator 6 ist so angeordnet, dass ein auf die Riemenscheibe 16 auflaufendes Trum 22 des Riemens 8 und ein von der Riemenscheibe 16 ablaufendes Trum 24 des Riemens 8 etwa parallel zueinander ausgerichtet sind und sich von der Riemenscheibe 16 aus vertikal nach unten erstrecken. Im Stillstand bzw. im Leerlauf beträgt die Riemenspannkraft in den beiden Trumen 22 und 24 jeweils F0.
  • Im normalen Fahrbetrieb treibt die Riemenscheibe 12 auf der Kurbelwelle 10 den Starter-Generator 6, der sich dann im Generatorbetrieb befindet und mit einem bremsenden Drehmoment M1 auf den Riemen einwirkt, wie in 1a dargestellt. Demgegenüber wird zum Starten des Verbrennungsmotors 4 die Riemenscheibe 16 des Starter-Generators 6 angetrieben, so dass sie mit einem treibenden Drehmoment M2 mit entgegengesetzter Richtung auf den Riemen 8 einwirkt, wie in 1b dargestellt, und über diesen die Kurbelwelle 10 in Drehung versetzt. Das bremsende bzw. treibende Drehmoment M1 bzw. M2 bewirkt jeweils, dass der Starter-Generator 6 bzw. dessen Gehäuse 26 von der Rotorwelle 14 mit einem inneren Reaktionsdrehmoment RM1 bzw. RM2 mit entgegengesetzter Richtung beaufschlagt wird, wie in 1a und 1b dargestellt.
  • Dieses Reaktionsdrehmoment RM1 bzw. RM2 kann in Verbindung mit einer geeigneten beweglichen Lagerung des Starter-Generators 6 ausgenutzt werden, um den Riemen 8 sowohl im Generatorbetrieb und im Startbetrieb allein mit Hilfe des Starter-Generators 6 zu spannen, d. h. ohne eine zusätzliche Spanneinheit.
  • 2 zeigt eine erste konstruktive Ausführung der Lagerung des Starter-Generators 6, mit der sich dies erreichen lässt. Das Gehäuse 26 des Starter-Generators 6 ist dort zum einen in einer stationären Vertikalführung 28 vertikal verschiebbar und um die Drehachse der Rotorwelle 14 drehbar geführt und wird zum anderen von einem gelenkigen Stützmechanismus getragen. Der Stützmechanismus umfasst zwei Knickhebelanordnungen 30, die jeweils aus einem zweiarmigen Hebel 32 und einem Stab 34 bestehen. Das untere Ende des Stabs 34 ist bei 36 gelenkig mit einem äußeren Ende des Hebels 32 verbunden, während sein oberes Ende bei 38 an einer von zwei diametral entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 26 des Starter-Generators 6 angelenkt ist. Die Hebel 32 der beiden Knickhebelanordnungen 30 sind im Abstand voneinander in Schwenklagern 40 auf einem stationären Träger 42 abgestützt und weisen an ihren inneren Enden nach oben ragende Vorsprünge 44 auf, auf denen das Gehäuse 26 des Starter-Generators 6 im Stillstand bzw. im Leerlaufbetrieb aufliegt, wie in den 2 und 3a dargestellt. In diesem Zustand sind die beiden Knickhebelanordnungen 30 symmetrisch zu einer vertikalen Längsmittelebene des Starter-Generators 6 durch die Drehachse der Rotorwelle 14. Der Träger 42 kann zum Beispiel von einer Konsole gebildet werden, die starr mit dem Motorblock 46 des Verbrennungsmotors 4 verbunden ist.
  • Wenn der Starter-Generator 6 im Generatorbetrieb über die Rotorwelle 14 und die Riemenscheibe 16 mit einem bremsenden Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn auf den Riemen 8 einwirkt, und das Gehäuse 26 des Starter-Generators 6 im Inneren daher im Uhrzeigersinn mit dem Reaktionsmoment RM1 beaufschlagt wird, wie in 1a dargestellt, bewirkt dies, dass sich das Gehäuse 26 ein Stück weit im Uhrzeigersinn dreht, wie in 3c dargestellt. Dabei wird bei der in 3c links dargestellten Knickhebelanordnung 30 der Winkel zwischen dem Stab 34 und dem zweiarmigen Hebel 32 vergrößert, während er bei der in 3c rechts dargestellten Knickhebelanordnung 30 verkleinert wird. Dadurch wird der Hebel 32 der rechten Knickhebelanordnung 30 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wodurch sich der Vorsprung 44 an seinem inneren Ende nach oben bewegt und das Gehäuse 26 des Starter-Generators 6 in der Führung 28 anhebt. Diese Aufwärtsbewegung des Starter-Generators 6 verläuft entgegengesetzt zu der vom Riemen 8 auf die Riemenscheibe 16 ausgeübten Zugkraft. Daher wird durch die Aufwärtsbewegung des Starter-Generators 6 eine zusätzliche Riemenspannkraft ΔF in das vertikal nach unten verlaufende ablaufende und auflaufenden Trum 22, 24 des Riemens 8 eingeleitet, die im Riemen 8 zu einer Erhöhung der Spannkraft führt. Diese Erhöhung ΔF der Riemenspannkraft F0 ist umso größer, je größer das auf die Riemenscheibe 16 einwirkende Drehmoment M1 und damit die durch das Reaktionsmoment RM1 hervorgerufene Aufwärtsbewegung bzw. Hubhöhe H des Gehäuses 26 des Starter-Generators 6 ist. Die Aufwärtsbewegung wird von der in 3c links dargestellten Knickhebelanordnung 30 begrenzt, wenn keine weitere Vergrößerung des Winkels zwischen seinem Stab 34 und seinem zweiarmigen Hebel 32 möglich ist.
  • Wenn der Starter-Generator 6 im Startbetrieb über seine Rotorwelle mit einem treibenden Drehmoment M2 im Uhrzeigersinn auf den Riemen 8 einwirkt und das Gehäuse 26 des Starter-Generators 6 daher im Inneren mit dem entgegen Uhrzeigersinn wirkenden Reaktionsmoment RM2 beaufschlagt wird, wie in 1b dargestellt, wird das Gehäuse 26 des Starter-Generators 6 ebenfalls angehoben, wie aus 3b ersichtlich ist. Der Vorgang erfolgt in entsprechender Weise, wie zuvor für den Generatorbetrieb beschrieben, außer dass die Bewegung der Knickhebelanordnungen 30 spiegelbildlich zu derjenigen im Generatorbetrieb erfolgt. Dadurch wird auch im Startfall der Riemen 8 vom Starter-Generator 6 mit einer zusätzlichen Riemenspannkraft ΔF beaufschlagt, die mit zunehmendem Drehmoment M2 bzw. Reaktionsmoment RM2 zunimmt.
  • Da somit sowohl im Generatorbetrieb und im Startbetrieb die Riemenspannkraft mit dem Betrag des Drehmoments |M| zunimmt, wird in beiden Fällen bei zunehmender Last der Riemen 8 stärker gegen die Riemenscheibe 16 angepresst und damit ein Durchrutschen des Riemens 8 beim Lastanstieg wirksam verhindert. Außerdem wird erreicht, dass die Riemenspannkraft F0 im Stillstand bzw. im Leerlaufbetrieb minimal ist, wenn über die Riemenscheibe 16 keine Drehmomente übertragen werden.
  • Die 4 bis 8 zeigen eine andere Lagerung des Starter-Generators 6, mit der im Wesentlichen dieselbe Wirkung erzielt werden kann. Der Starter-Generator 6 ist auch dort über zwei Knickhebelanordnungen 30 auf einem Träger 42 abgestützt, weist jedoch an Stelle der Vertikalführung 28 eine Pendelstütze 48 auf, deren eines Ende bei 50 um die Drehachse der Rotorwelle 14 schwenkbar am Gehäuse 26 des Starter-Generators angelenkt ist, während ihr anderes Ende bei 52 am Motorblock 46 des Verbrennungsmotors 4 angelenkt ist. An Stelle einer linearen Aufwärtsbewegung führt das Gehäuse 26 des Starter-Generators 6 hier sowohl im Start- und im Generatorfall eine Aufwärtsbewegung entlang eines bogenförmigen Bewegungspfades aus, wie in 5 durch den Pfeil P für den Generatorfall aus 1a angezeigt.
  • 4 zeigt die Riemenspannkraft F0 im Stillstand bzw. im Leerlaufbetrieb, die in beiden Trumen 22 und 24 denselben Betrag besitzt. Die durch das Drehmoment RM1 bzw. RM2 bewirkte zusätzliche Riemenspannkraft ΔF in beiden Trumen 22 und 24 steigt im Generatorfall bzw. im Lastfall proportional zur Auslenkung der Pendelstütze 48 in Richtung des Pfeils P an, die ähnlich wie die Hubhöhe H bei dem Ausführungsbeispiel aus den 2 und 3 proportional zum Drehmoment M1 und RM1 bzw. M2 und RM2 ansteigt.
  • Die in einem Koordinatensystem aufgetragene Kennlinie ΔF(M) besitzt daher beiderseits einer Ordinate durch M = 0 einen zu dieser Ordinate spiegel- oder achsensymmetrischen Verlauf mit zwei ansteigenden Zweigen, wie in 11b dargestellt. Der geradlinige horizontale Verlauf von ΔF(M) beiderseits von M = 0 ergibt sich daraus, dass das Generatorgehäuse 26 erst dann von einem der Vorsprünge 44 abgehoben wird, wenn der Betrag von M einen gewissen Schwellenwert übersteigt.
  • Die 6, 7 und 8 zeigen schematische Stirnseitenansichten des Starter-Generators 6 aus 4 mit verschiedenen Beispielen für zusätzliche Feder- und/oder Dämpfungsmittel.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel aus 6 ist im Bereich des Schwenkgelenks 52 der Pendelstütze 48 eine Torsionsfeder 54 vorgesehen, die eine nach oben gerichtete Kraft F auf die Pendelstütze 48 ausübt, so dass das Generatorgehäuse 26 im Stillstand oder Leerlaufbetrieb kraftlos auf den Vorsprüngen 44 der Knickhebelanordnungen 30 aufliegt und sofort von einem der Vorsprünge 44 abgehoben wird, wenn das bremsende oder treibende Drehmoment M1 oder M2 einen Wert von M = 0 übersteigt, wie in der Kennlinie ΔF(M) in 11a angezeigt. Zur Dämpfung der Schwingung der Pendelstütze 48 durch Coulombsche Reibung können parallel zur Torsionsfeder 54 Reibelemente (nicht dargestellt) vorgesehen sein.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel aus 7 ist die Pendelstütze 48 im Abstand vom Schwenkgelenk 52 mit dem Motorblock 46 durch ein Feder-Dämpfungsglied 56 verbunden. Das Feder-Dämpfungsglied 56 umfasst eine als Druckfeder ausgebildete Linearfeder 58 sowie einen parallel zur Feder 58 angeordneten hydraulischen Dämpfer 60. Der Dämpfer 60 wirkt bei einer Verkürzung der Feder 58, um eine Lockerung des Riemens 8 bei dynamischen Vorgängen wirksam zu verhindern.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel aus 8 ist das Feder-Dämpfungsglied 56 zwischen dem Generatorgehäuse 26 und einem schwenkbaren Auflager 62 angeordnet, das bei 64 durch ein Schwenkgelenk schwenkbar mit dem Motorblock 46 verbunden ist. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel aus 4 liegen hier die Vorsprünge 44 der Hebel 32 von unten her gegen das Auflager 62 an, das bei einer Drehung des Generatorgehäuses 26 im oder entgegen dem Uhrzeigersinn ebenso wie das Feder-Dämpfungsglied 56 und das Generatorgehäuse 26 angehoben wird.
  • Mit Hilfe derartiger Feder-Dämpfungsglieder 56, die auch an anderer Stelle eingesetzt werden können, lassen sich Kennlinien ΔF(M) realisieren, wie in 11c dargestellt, bei denen die beiden Zweige zwar spiegelsymmetrisch zur Ordinate durch M = 0 sind, jedoch keinen geradlinigen sondern einen gekrümmten Verlauf besitzen.
  • 9 zeigt eine noch andere Lagerung des Starter-Generators 6, mit der sich ebenfalls ein spiegelsymmetrischer Verlauf der Kennlinie ΔF(M) beiderseits einer Ordinate durch M = 0 realisieren lässt. Das Generatorgehäuse 26 ist wie bei den Ausführungsbeispielen aus den 4 bis 8 über eine Pendelstütze 48 mit dem Motorblock 46 verbunden, jedoch stützt es sich über einen Scherenmechanismus 70 auf einem stationären Auflager 66 ab und ist mit zwei nach unten überstehenden Nocken oder Vorsprüngen 68 versehen, die im Stillstand oder Leerlauf von außen her gegen entgegengesetzte Gelenke 72 des Scherenmechanismus 70 anliegen. Bei einer durch ein Drehmoment M1 bzw. M2 bedingten Drehung des Generatorgehäuses 26 bewegt sich stets einer der beiden Nocken oder Vorsprünge 68 vom benachbarten Gelenk 72 weg, während der andere das benachbarte Gelenk 72 in Richtung einer vertikalen Mittelebene des Scherenmechanismus 70 drückt und somit für eine Anhebung des Generatorgehäuses 26 sorgt. Zwischen dem Auflager 66 und der Rotorachse des Starter-Generators 6 ist ein Feder-Dämpfungsglied 56 vorgesehen.
  • Die 10a bis 10c zeigen noch einen weiteren besonders bevorzugten Stützmechanismus zur Lagerung des Starter-Generators 6, der vergleichbare Eigenschaften wie die zuvor beschriebenen Stützmechanismen besitzt, der sich jedoch einfacher und daher preiswerter realisieren lässt, da abgesehen von einer am Motorblock 46 angelenkten Pendelstütze 48 keine Gelenke oder Hebel erforderlich sind. Neben der Pendelstütze 48 umfasst der Stützmechanismus dort nur zwei im Winkelabstand nach unten über das Generatorgehäuse 26 überstehende Nocken 73, die im Stillstand oder Leerlauf (10a) beide auf einer konvex nach oben gewölbten Oberfläche 76 eines von einem Träger 42 gehaltenen Gegenstücks 74 aufliegen. Die beiden Nocken 73 sind spiegelbildlich zu einer im Stillstand oder Leerlauf vertikal ausgerichteten Längsmittelebene 78 des Starter-Generators 6 durch die Drehachse der Rotorwelle 14 angeordnet und geformt. Jeder Nocken 73 weist eine konvex nach unten und zum anderen Nocken hin gerundete Nockenoberfläche 80 auf, die bei einer Drehung des Generatorgehäuses 26 auf der nach oben gewölbten Oberfläche 76 des Gegenstücks 74 gleitet. Dadurch wird die Riemenscheibe 16 des Starter-Generators 6 sowohl bei einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn (10b) als auch bei einer Drehung im Uhrzeigersinn (10c) angehoben, wenn das Generatorgehäuse 26 mit einem entsprechenden inneren Reaktionsmoment RM2 bzw. RM1 beaufschlagt wird. Wie bei den anderen Ausführungsbeispielen nimmt die Hubhöhe H proportional zum Drehmoment RM1 bzw. RM2 zu.
  • Um die Gleitreibung zwischen den Nocken 73 und dem Gegenstück 74 zu minimieren, können die Nocken 73 oder das Gegenstück 74 von Rollen gebildet werden, die um eine zur Drehachse der Rotorwelle 14 parallele Achse drehbar sind, so dass ihre im Kontakt befindlichen Oberflächen aufeinander abrollen.

Claims (12)

  1. Riementrieb, insbesondere Nebenaggregat-Riementrieb eines Verbrennungsmotors mit Starter-Generator, mit einem Riemen, einer vom Riemen teilweise umschlungenen Riemenscheibe, die alternativ mit einem treibenden Drehmoment (M > 0) oder mit einem bremsenden Drehmoment (M < 0) auf den Riemen einwirken kann, und einer Riemenspannvorrichtung, die eine von dem treibenden oder bremsenden Drehmoment (M) abhängige Riemenspannkraft (ΔF(M)) in den Riemen einleitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenspannkraft (ΔF(M)) sowohl für M > 0 und für M < 0 mit steigendem Betrag von M zunimmt.
  2. Riementrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kennlinie der Riemenspannkraft (ΔF(M)) mit steigendem Betrag von M spiegelsymmetrisch zu einer Ordinate durch M = 0 verläuft.
  3. Riementrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenspannvorrichtung neben der Riemenscheibe (16) keine weiteren Spannelemente umfasst.
  4. Riementrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (16) drehfest mit einer Rotorwelle (14) eines Aggregats (6) verbunden ist, von dem die Riemenscheibe (16) mit einem treibenden Drehmoment (M > 0) oder mit einem bremsenden Drehmoment (M < 0) beaufschlagt wird, und dass das Aggregat (6) durch einen Stützmechanismus (28, 30; 70; 73, 74) beweglich abgestützt ist, der sowohl bei einer Beaufschlagung der Riemenscheibe (16) mit einem treibenden Drehmoment (M > 0) als auch bei einer Beaufschlagung der Riemenscheibe (16) mit einem bremsenden Drehmoment (M < 0) eine selbsttätige Bewegung des Aggregats (6) in eine Richtung entgegen einer vom Riemen (8) auf die Riemenscheibe (16) ausgeübten Zugkraft bewirkt.
  5. Riementrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat ein Starter-Generator (6) eines Verbrennungsmotors (4) ist.
  6. Riementrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Aggregats (6) eine geführte Aufwärtsbewegung ist.
  7. Riementrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (26) des Aggregats (6) um die Drehachse der Riemenscheibe (16) drehbar ist.
  8. Riementrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Gehäuse (26) infolge der Beaufschlagung der Riemenscheibe (16) mit einem treibenden Drehmoment (M > 0) bzw. infolge der Beaufschlagung der Riemenscheibe (16) mit einem bremsenden Drehmoment (M < 0) in entgegengesetzten Richtungen dreht und dass die Drehung des Gehäuses (26) durch den Stützmechanismus (28, 30; 70; 73, 74) in eine geradlinige oder bogenförmige Bewegung umgewandelt wird, die allgemein entgegengesetzt zur Richtung einer vom Riemen (8) auf die Riemenscheibe (16) ausgeübten Zugkraft ist.
  9. Riementrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützmechanismus einen Scherenmechanismus (70) umfasst.
  10. Riementrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützmechanismus mindestens eine Knickhebelanordnung (30) umfasst.
  11. Riementrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützmechanismus zwei im Winkelabstand über das Gehäuse (26) überstehende Nocken (73) umfasst, die infolge der Beaufschlagung der Riemenscheibe (16) mit einem treibenden Drehmoment (M > 0) bzw. mit einem bremsenden Drehmoment (M < 0) auf einer gerundeten Oberfläche (76) eines stationären Gegenstücks (74) gleiten oder abrollen.
  12. Riementrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (6) und die Riemenspannvorrichtung eine Baueinheit bilden.
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