DE102007058737A1

DE102007058737A1 - Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes an einem Verbrennungsmotor und Verfahren zum Betreiben derselben

Info

Publication number: DE102007058737A1
Application number: DE200710058737
Authority: DE
Inventors: Thomas Rasche
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2009-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für ein Zugmittel (7) eines Zugmitteltriebes an einem Verbrennungsmotor, mit einem an einem tragenden Bauteil (1) sich abstützenden Spannrollenträger (9) mit einer Spannrolle (10), die zur Gewährleistung einer vorbestimmten Spannung des Zugmittels (7) mittels wenigstens eines Spannmittels mit einer bestimmten Vorspannkraft gegen das Zugmittel (7) kraftbeaufschlagbar ist. Zur Einstellung der betriebspunktoptimalen Vorspannkraft des Zugmittels (7) ist zumindest eine Kolben-Zylinder-Einheit (11) vorgesehen, die derart ausgebildet und mit dem Spannrollenträger (9) sowie dem tragenden Bauteil (1) verbunden ist, dass in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors eine Verringerung der von dem wenigstens einen Spannmittel auf das Zugmittel (7) aufgebrachten Vorspannkraft realisierbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Spannvorrichtung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes an einem Verbrennungsmotor, mit einem an einem tragenden Bauteil sich abstützenden Spannrollenträger mit einer Spannrolle, die zur Gewährleistung einer vorbestimmten Spannung des Zugmittels mittels wenigstens einem Spannmittel mit einer bestimmten Vorspannkraft gegen das Zugmittel kraftbeaufschlagbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Spannvorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Spannvorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind seit langem in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. So sind beispielsweise konstant vorgespannte Riementriebe bekannt, deren Riemenspanner federbelastet ist, wobei dieselben überwiegend auf ein maximal zu übertragendes Moment bzw. auf einen bestimmten Betriebspunkt ausgelegt sind. Weiter sind Spannsysteme für Zugmitteltriebe bekannt, deren Vorspannkraft von einem Hydraulikelement, einer Feder-Dämpfungseinrichtung oder einem elektrisch verstellbaren Kugelgewindetrieb bewirkt wird ( DE 103 58 376 A1 ). Außerdem ist aus der DE 102 53 241 A1 bereits ein hydraulisch wirkendes Spannsystem bekannt, welches eine definierte Federkraft sowie eine definierte Dämpfung aufweist.
Insbesondere in kraftschlüssigen Riementrieben ist eine variabel einstellbare Vorspannung des Zugmittels wünschenswert, um den Riementrieb an die Anforderungen verschiedener Betriebspunkte anpassen zu können. Dies trifft z. B. auf Aggregatetriebe an Verbrennungsmotoren zu. Um bei diesen im leerlaufnahen Bereich bei großer Drehungleichförmigkeit des Verbrennungsmotors einen geringen Riemenschlupf zu realisieren, ist eine höhere Vorspannung erforderlich als in Drehzahlbereichen mit geringeren Drehungleichförmigkeiten.
Ein extremes Beispiel für unterschiedliche Vorspannungsbedarfe sind Anwendungen mit riemengetriebenen Starter-Generatoren. Im Startmodus, bei dem der Verbrennungsmotor vom Starter-Generator im motorischen Betrieb angetrieben wird, wird zur Übertragung des hohen Startdrehmomentes ein Vielfaches derjenigen Vorspannung am Zugmittel benötigt, als sie im generatorischen Betrieb erforderlich ist. Konventionelle Auslegungen betreiben solche Riementriebe mit Starter-Generator im generatorischen Betrieb dennoch mit der gleichen Vorspannkraft am Zugmittel wie beim Startvorgang, welches zu massiven Nachteilen im Hinblick auf Reibleistungsverluste und Bauteilelebensdauer z. B. des Riemens und der Lagerstellen führen kann.
Demgegenüber wird in der DE 103 58 376 A1 vorgeschlagen, in Abhängigkeit von Parametern einer Brennkraftmaschine mittels des bereits oben erwähnten elektrisch verstellbaren Kugelgewindetriebes stufenlos eine geregelte Vorspannkraft des Zugmittels zu realisieren, welches sich insbesondere für einen schwenkbaren riemengetriebenen Starter-Generator eignen soll, um in jedem Betriebsmodus des Starter-Generators eine optimale Vorspannkraft des Zugmittels erzielen zu können.
Des Weiteren beschreibt die DE 10 2004 055 428 A1 einen Zugmitteltrieb mit mindestens einem Spanner für das Zugmittel eines vorzugsweise riemengetriebenen Starter-Generators und weiteren Nebenaggregaten eines Verbrennungsmotors, wobei eine zweistufige Beaufschlagung des Zugmittels durch die Spannkraft einer Spannfeder des Spanners und die Spannkraft einer schaltbaren Spannvorrichtung vorgesehen ist. Die stählerne Spannfeder soll hierbei den Vorteil bieten, dass sie im gesamten Betriebsbereich des Verbrennungsmotors die für den Generatorbetrieb erforderliche Spannkraft ohne Zusatzenergie und Zusatzaufwand bereitstellt, wogegen die schaltbare Spannvorrichtung, welche hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch betrieben sein kann, eine bezüglich Höhe und Dauer variable zusätzliche Spannkraft ermöglicht. Es ist demgemäß in bestimmten ausgewählten Betriebspunkten eine Kräfteaddition zu verzeichnen.
Schließlich ist aus der DE 101 18 277 A1 eine Vorrichtung zum Spannen eines Antriebsriemens an einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein mit einer Spannrolle versehener und mittels eines Federelementes vorgespannter Schwenkhebel vorgesehen ist, und wobei die Federvorspannung mittels eines mit einer Drehrichtungs-Rücklaufhemmung ausgerüsteten Elektromotors veränderbar ist. Dieser Elektromotor ist über in einem Brennkraftmaschinen-Kennfeld abgelegte Betriebsparameter gesteuert oder geregelt. Als Betriebsparameter werden Drehzahlen der Brennkraftmaschine, Gradienten der Drehzahländerungen der Brennkraftmaschine, die Starter-Antriebsleistung eines Starter-Generators sowie dessen elektrische Leistung vorgeschlagen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die auf andere Art und Weise eine Anpassung der Spannkraft an die aktuellen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors beziehungsweise des Zugmitteltriebes gestattet. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Spannvorrichtung anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs geht die Erfindung aus von einer Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes an einem Verbrennungsmotor, mit einem an einem tragenden Bauteil sich abstützenden Spannrollenträger mit einer Spannrolle, die zur Gewährleistung einer vorbestimmten Spannung des Zugmittels mittels wenigstens einem Spannmittel mit einer bestimmten Vorspannkraft gegen das Zugmittel kraftbeaufschlagbar ist. Erfindungsgemäß ist diese Spannvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen ist, die derart ausgebildet und mit dem Spannrollenträger sowie mit dem tragenden Bauteil verbunden ist, dass in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors eine Verringerung der von dem wenigstens einen Spannmittel auf das Zugmittel aufgebrachten Vorspannkraft realisierbar ist.
Infolge dieses konstruktiven Aufbaus ist im Vergleich zum Stand der Technik statt einer Kräfteaddition eine Kräftesubtraktion zu verzeichnen, d. h., es wird eine Kraftkomponente erzeugt, die der Stellkraft des Spannmittels, üblicherweise eine Spannfeder, entgegenwirkt und das Zugmittel in bestimmten Betriebspunkten entlastet.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
So kann vorgesehen sein, dass die Kolben-Zylinder-Einheit derart in zwei Richtungen wirkend ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors eine Verringerung oder eine Erhöhung der von dem wenigstens einen Spannmittel auf das Zugmittel aufgebrachten Vorspannkraft möglich ist.
Hierdurch kann neben der vorgenannten Kräftesubtraktion zusätzlich auch eine Kräfteaddition bewerkstelligt werden, wodurch im Hinblick auf bestimmte Betriebspunkte eine noch feinere Einstellung der auf das Zugmittel aufzubringenden Kräfte möglich ist.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Kolben-Zylinder-Einheit hydraulisch, pneumatisch oder mittels Unterdruck betreibbar ist. Die Steuerung und Regelung der Kolben-Zylinder-Einheit erfolgt dabei mit Vorteil in Abhängigkeit vom Motoröldruck des Verbrennungsmotors. In einer vergleichsweise einfachen Ausführungsform kann dies derart realisiert sein, dass der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit zum Betätigen dessen Kolbens über eine Leitung direkt mit dem Motoröl des Verbrennungsmotors unter dessen aktuellen Betriebsdruck versorgbar ist. Es ist aber auch möglich, beispielsweise bei einer pneumatisch betätigbaren Kolben-Zylinder-Einheit, dass lediglich der aktuelle Öldruck des Motoröls gemessen und in Abhängigkeit von diesem der pneumatische Betätigungsdruck an der Kolben-Zylinder-Einheit eingestellt wird.
Was das Zugmittel selbst anbelangt, kann dieses durch einen Endlosriemen oder auch durch eine Endloskette gebildet sein.
Zum Betreiben einer solchen Spannvorrichtung dient ein erfindungsgemäßes Verfahren. Nach den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs nutzt dieses Verfahren eine Spannvorrichtung für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes an einem Verbrennungsmotor, mit einem an einem tragenden Bauteil sich abstützenden Spannrollenträger mit einer Spannrolle, die zur Gewährleistung einer vorbestimmten Spannung des Zugmittels mittels wenigstens einem Spannmittel mit einer bestimmten Vorspannkraft gegen das Zugmittel kraftbeaufschlagt wird. Diese Spannvorrichtung wird nun so betrieben, dass in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors mittels zu mindest einer am Spannrollenträger angreifenden Kolben-Zylinder-Einheit eine Verringerung der von dem wenigstens einen Spannmittel auf das Zugmittel aufgebrachten Vorspannkraft durchgeführt wird.
In Weiterbildung dieses Verfahrens kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors mittels der zumindest einen Kolben-Zylinder-Einheit eine Verringerung oder eine Erhöhung der von dem wenigstens einen Spannmittel auf das Zugmittel aufgebrachten Vorspannkraft durchgeführt wird. Auf diese Weise ist eine sehr feinsinnige Anpassung an die aktuellen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors bzw. des Zugmitteltriebs möglich. Die Kolben-Zylinder-Einheit kann dabei hydraulisch, pneumatisch oder mittels Unterdruck betrieben werden.
Besonders vorteilhaft wird das Verfahren gemäß der Erfindung genutzt, wenn die Kolben-Zylinder-Einheit in Abhängigkeit vom Motoröldruck des Verbrennungsmotors angesteuert wird, da der Betriebsdruck des Motoröls die unterschiedlichen, für die Einstellung der Vorspannkraft des Zugmittels relevanten Betriebsphasen des Verbrennungsmotors bzw. des Zugmitteltriebes sehr gut wiedergibt.
Sofern auf eine gesonderte Sensorik und Steuerungsventilanordnung zur Betätigung der Kolben-Zylinder-Einheit verzichtet werden soll, so ist es im technisch einfachsten Fall möglich, dass der Kolben-Zylinder-Einheit zur Betätigung derselben Motoröl des Verbrennungsmotors unter dessen aktuellen Betriebsdruck zugeführt wird. Bei einer dazu passenden Anordnung der Kolben-Zylinder-Einheit an dem Zugmitteltrieb sowie eine dazu passende konkrete bauliche Auslegung derselben erzeugt die Kolben-Zylinder-Einheit allein durch den aktuellen Motoröldruck die notwenigen Gegenkräfte zur Spannkraft der Spannvorrichtung, so dass eine bedarfsgerechte Vorspannung des Zugmitteltriebs automatische, jedoch ohne weiteren Steuerungsaufwand, eingestellt wird.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann daher vorgesehen sein, dass bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors im Leerlauf die Kolben-Zylinder-Einheit derart angesteuert wird, dass diese entgegen der Kraftrichtung des Spannmittels wirkt und im Hinblick auf die allein durch das Spannmittel realisierte Vorspannung eine mittelmäßige Entlastung des Zugmittels und somit verringerte bzw. geringere Vorspannung desselben gegenüber dem Betriebszustand des Stillstands des Verbrennungsmotors bewirkt.
Bei einer anderen Betriebssituation ist vorgesehen, dass bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors im Fahrbetrieb und/oder mit einer höheren Drehzahl als der Leerlaufdrehzahl die Kolben-Zylinder-Einheit derart angesteuert wird, dass diese entgegen der Kraftrichtung des Spannmittels wirkt und im Hinblick auf die allein durch das Spannmittel realisierte Vorspannung eine erhöhte Entlastung des Zugmittels und somit eine auf ein Minimum abgesenkte Vorspannung desselben bewirkt.
Weiter kann bei einem stillstehenden Verbrennungsmotor die Kolben-Zylinder-Einheit derart angesteuert wird, dass eine Vorspannung am Zugmittel anliegt, die ausschließlich durch das Spannmittel aufgebracht wird.
Bei einem weiteren Betriebspunkt, bei dem ein Start des Verbrennungsmotors unmittelbar bevorsteht, wird die Kolben-Zylinder-Einheit derart angesteuert, dass auch diese in Kraftrichtung des Spannmittels wirkt und im Hinblick auf die allein durch das Spannmittel realisierte Vorspannung eine erhöhte Vorspannung am Zugmittel bewirkt.
Schließlich sieht eine vorteilhafte Verfahrensweise vor, dass dann, wenn durch einen ungewollt starken Druckverlust des Druckmediums an der Kolben-Zylinder-Einheit eine Fehlfunktion auftritt, die Vorspannung ausschließlich durch das Spannmittel der Spannvorrichtung aufgebracht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch einen Zugmitteltrieb eines Verbrennungsmotors mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Spannvorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Stirnseitig eines tragenden Bauteils 1, vorliegend ein Gehäuses eines Verbrennungsmotors, ist ein Zugmitteltrieb mit einem Zugmittel 7 angeordnet, das um mehrere Riemenscheiben 2 bis 5 bestimmter Aggregate gelegt ist. Zu diesen Aggregaten gehört der bereits genannte Verbrennungsmotor als Antrieb, ein Starter-Generator, einem Klimakompressor und einer Wasserpumpe. Des Weiteren ist dem Zugmitteltrieb eine Spannvorrichtung 8 für das Zugmittel 7 zugeordnet, die am tragenden Bauteil 1 schwenkgelagert abgestützt ist und einen Spannrollenträger 9 nach Art eines Schwenkhebels mit einer am freien Ende desselben angeordneten und vom Zugmittel 7 teilweise umschlungenen Spannrolle 10 aufweist.
In die Spannvorrichtung 8 ist zur Gewährleistung einer konstanten Spannung des Zugmittels 7 wenigstens ein nicht näher gezeigtes Spannmittel in Form einer Spannfeder integriert, die beispielsweise als Drehfeder ausgebildet ist. Die Spannfeder stützt sich zum einen am tragenden Bauteil 1 bzw. am Gehäuse der Spannvorrichtung und zum anderen am schwenkgelagerten Spannrollenträger 9 ab. Die Spannfeder ermöglicht es, die Spannrolle 10 mit einer bestimmten Vorspannkraft gegen das Zugmittel 7 zu drücken.
Wie bereits einleitend erwähnt, ist insbesondere in kraftschlüssigen Riementrieben eine variable Vorspannung des Zugmittels 7 erwünscht, um die Eigenschaften des Riementriebs an verschiedene Betriebspunkte des Verbrennungsmo tors anpassen zu können. Um in Drehzahlbereichen des Verbrennungsmotors mit großer Ungleichförmigkeit des Drehmoments an seiner Kurbelwelle (leerlaufnaher Bereich) nur einen geringen bzw. gar keinen Schlupf zuzulassen, ist eine höhere Vorspannung erforderlich als in Drehzahlbereichen mit geringerer Drehungleichförmigkeit.
Zur Erfüllung dieser Anforderung ist gemäß der Erfindung nunmehr eine Kolben-Zylinder-Einheit 11 vorhanden, die derart ausgebildet ist und am Spannrollenträger 9 angreift, dass in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors eine Verringerung der von der wenigstens einen Spannfeder auf das Zugmittel 7 aufgebrachten Vorspannkraft realisierbar ist.
Die Kolben-Zylinder-Einheit 11 kann hierbei hydraulisch, pneumatisch oder auch mittels Unterdruck, indem dieselbe an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist, betreibbar sein.
Gemäß vorliegendem Ausführungsbeispiel stützt sich Bezug nehmend auf die einzige Figur die Kolben-Zylinder-Einheit 11 einenends mit ihrem Kolben 11a am freien Ende des Spannrollenträgers 9 sowie anderenends mit ihrem Zylinder 11b am tragenden Bauteil 1 (Motor-/Getriebegehäuse) schwenkbeweglich ab und ist zweckmäßigerweise hydraulisch betrieben, vorzugsweise öldruckbetrieben, und in Abhängigkeit vom Motoröldruck über eine Öldruck-Versorgungsleitung 12 angesteuert.
Durch diese Öldruck-Versorgungsleitung 12 wird im einfachsten Fall Motoröl mit seinem aktuellen Betriebsdruck vom Verbrennungsmotor zu dem Zylinder 11b geleitet, wo dieses Motoröl auf den Kolben 11a wirkt. Ein üblicher Motoröldruck von 3 bar bei fahrbetriebsrelevanten Motordrehzahlen reicht völlig aus, um mittels der Kolben-Zylinder-Einheit 11 ausreichend hohe Gegenkräfte zu erzeugen, um den von der Spannvorrichtung 8 erzeugten Kräften auf das Zugmittel 7 entlastend entgegen zu wirken. So ist beispielsweise eine Absenkung der Zugmittelvorspannung von 600 N beim leerlaufnahen Betrieb auf 200 N im üblichen Fahrdrehzahlbereich von beispielsweise 2000 bis 4000 U/min mit handelsüblichen Kolben-Zylinder-Einheiten 11 möglich. Es ist aber auch möglich, dass der Motoröldruck von einem Sensor gemessen und auf dessen Grundlage ein von einer Druckmittelversorgungseinrichtung erzeugter proportionaler Öldruck oder Luftdruck der Kolben-Zylinder-Einheit 11 zugeleitet wird.
Die Richtung der aus der Federkraft der Spannvorrichtung 8 resultierenden und auf das Zugmittel 7 wirkenden Vorspannkraft ist in der Zeichnung durch den gekrümmten und in Uhrzeigerdrehrichtung weisenden Kraftrichtungspfeil 13 und die von der Kolben-Zylinder-Einheit 11 erzeugte Gegenkraft durch den Pfeil 14 dargestellt.
Gesetzt den Fall, dass in einem bestimmten Betriebszustand des Verbrennungsmotors eine Verringerung dieser an sich konstanten Vorspannkraft (Federkraft) gewünscht bzw. erforderlich ist, so wird die Kolben-Zylinder-Einheit 11 derart angesteuert beziehungsweise mit einem definierten Öldruck beaufschlagt, dass der Kolben 11a entsprechend dem Kraftrichtungspfeil 14 aus dem Zylinder 11b herausfährt, woraus eine definierte Gegenkraft gegen die Federkraft der Spannfeder (Kraftrichtungspfeil 13) resultiert, die ihrerseits wiederum zu einer Entlastung des Zugmittels 7 führt. Es ist somit eine Kräftesubtraktion zu verzeichnen.
Eine derartige Ansteuerung der Kolben-Zylinder-Einheit 11 bietet sich insbesondere dann an, wenn der Verbrennungsmotor im Leerlauf arbeitet. Insoweit resultiert aus besagtem Leerlauf ein vergleichsweise niedriger Öldruck, welcher im Hinblick auf die allein durch die Spannfeder realisierbare Vorspannung in diesem Fall eine mittlere Entlastung des Zugmittels 7 und somit eine nur mittlere verringerte Vorspannung desselben verursacht. Es wird daher eine Antriebsleistung mit vergleichsweise hoher Drehungleichförmigkeit übertragen und die Reibleistung befindet sich auf einem mittleren Niveau.
Arbeitet der Verbrennungsmotor in einem höheren Drehzahlbereich, so resultiert daraus ein hoher Öldruck. Dieser hohe Öldruck in der Kolben-Zylinder-Einheit 11 bewirkt im Hinblick auf die allein durch die Spannfeder realisierte Vorspannung nunmehr eine weiter erhöhte Entlastung des Zugmittels 7 und somit eine auf ein Minimum abgesenkte Vorspannung desselben. Dieser Drehzahlbereich ist wegen seines hohen Anteils an der Gesamtlaufdauer besonders relevant für die Systemlebensdauer und demgemäß auch gewichtig bezüglich einer angestrebten Treibstoffersparnis aufgrund reduzierter Reibleistungsverluste.
Steht dagegen der Verbrennungsmotor still und der Motoröldruck befindet sich auf oder nahe Null, so ist die Kolben-Zylinder-Einheit 11 derart angesteuert, dass eine Vorspannung am Zugmittel 7 anliegt, die ausschließlich durch die Spannfeder aufgebracht wird. Das System ist in den Betriebsgrenzen maximal vorgespannt zur Übertragung des Startdrehmomentes bei einem Antrieb durch beispielsweise eines Starter-Generators.
Für den Fachmann sicherlich leicht nachvollziehbar wird im Falle einer nicht vollständig auszuschließenden Fehlfunktion der Kolben-Zylinder-Einheit 11 durch insbesondere Verlust des Druckes des gewählten Druckmediums, vorliegend des Öldruckes, die Vorspannung ausschließlich durch die Spannfeder realisiert, wodurch gewährleistet ist, dass in jedem Betriebsfall eine Kraftübertragung von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors auf das Zugmittel 7 und weiter auf die in den Zugmitteltrieb eingebundenen Aggregate gewährleistet ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, eine Kolben-Zylinder-Einheit 11 in Anwendung zu bringen, die in zwei Richtungen wirkend ausgebildet ist (nicht näher dargestellt). In Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors ist somit zum einen, wie oben beschrieben, eine Verringerung der von der Spannfeder auf das Zugmittel 7 aufgebrachten Vorspannkraft, zum anderen aber auch eine Erhöhung der von der Spannfeder auf das Zugmittel 7 aufgebrachten Vorspannkraft möglich.
So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass dann, wenn sich der Verbrennungsmotor in der unmittelbaren Startphase befindet, die Kolben-Zylinder-Einheit 11 derart anzusteuern bzw. einen derart erhöhten Öldruck bereitzustellen, dass die Kolben-Zylinder-Einheit 11 in Kraftrichtung der Spannfeder wirkt und infolge Kräfteaddition eine erhöhte Vorspannung am Zugmittel 7 bewirkt wird.
Die vorbeschriebene Ansteuerung der Kolben-Zylinder-Einheit 11 bzw. Auslegung des Motoröldruckes eignet sich besonders für Riementriebe mit Starter-Generator. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf eine Spannvorrichtung für Riementriebe, sondern kann auch vorteilhaft für an sich bekannte Kettentriebe zur Anwendung kommen, welche demgemäß durch die Erfindung mit erfasst sind.

1: Tragendes Bauteil, Verbrennungsmotorgehäuse
2: Riemenscheibe
3: Riemenscheibe
4: Riemenscheibe
5: Riemenscheibe
6: Umlenkrolle
7: Zugmittel
8: Spannvorrichtung
9: Spannrollenträger
10: Spannrolle
11: Koben-Zylinder-Einheit
11a: Kolben
11b: Zylinder
12: Öldruck-Versorgungsleitung
13: Kraftrichtungspfeil (Feder-Vorspannkraft)
14: Kraftrichtungspfeil (Gegenkraft)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10358376 A1 [0002, 0005]
- DE 10253241 A1 [0002]
- DE 102004055428 A1 [0006]
- DE 10118277 A1 [0007]

Claims

Spannvorrichtung für ein Zugmittel (7) eines Zugmitteltriebes an einem Verbrennungsmotor, mit einem an einem tragenden Bauteil (1) sich abstützenden Spannrollenträger (9) mit einer Spannrolle (10), die zur Gewährleistung einer vorbestimmten Spannung des Zugmittels (7) mittels wenigstens einem Spannmittel mit einer bestimmten Vorspannkraft gegen das Zugmittel (7) kraftbeaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kolben-Zylinder-Einheit (11) vorgesehen ist, die derart ausgebildet und mit dem Spannrollenträger (9) sowie dem tragenden Bauteil (1) verbunden ist, dass in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors eine Verringerung der von dem wenigstens einen Spannmittel auf das Zugmittel (7) aufgebrachten Vorspannkraft realisierbar ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit (11) derart in zwei Richtungen wirkend ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors eine Verringerung oder eine Erhöhung der von dem wenigstens einen Spannmittel auf das Zugmittel (7) aufgebrachten Vorspannkraft möglich ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit (11) hydraulisch, pneumatisch oder mittels Unterdruck betreibbar ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit (11) in Abhängigkeit vom Motoröldruck des Verbrennungsmotors ansteuerbar ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (11b) der Kolben-Zylinder-Einheit (11) zum Betätigen dessen Kolbens (11a) über eine Leitung (12) mit Motoröl des Verbrennungsmotors unter dessen aktuellen Betriebsdruck versorgbar ist.
Verfahren zum Betreiben einer Spannvorrichtung für ein Zugmittel (7) eines Zugmitteltriebes an einem Verbrennungsmotor, mit einem an einem tragenden Bauteil (1) sich abstützenden Spannrollenträger (9) mit einer Spannrolle (10), die zur Gewährleistung einer vorbestimmten Spannung des Zugmittels (7) mittels wenigstens einem Spannmittel mit einer bestimmten Vorspannkraft gegen das Zugmittel (7) kraftbeaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors mittels zumindest einer am Spannrollenträger (9) angreifenden Kolben-Zylinder-Einheit (11) eine Verringerung der von dem wenigstens einen Spannmittel auf das Zugmittel (7) aufgebrachten Vorspannkraft durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors mittels der zumindest einen Kolben-Zylinder-Einheit (11) eine Verringerung oder eine Erhöhung der von dem wenigstens einen Spannmittel auf das Zugmittel (7) aufgebrachten Vorspannkraft durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit (11) hydraulisch, pneumatisch oder mittels Unterdruck betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit (11) in Abhängigkeit vom Öldruck des Verbrennungsmotors angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben-Zylinder-Einheit (11) zur Betätigung derselben Motoröl des Verbrennungsmotors unter dessen Betriebsdruck zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors im Leerlauf die Kolben-Zylinder-Einheit (11) derart angesteuert wird, dass diese entgegen der Kraftrichtung des Spannmittels wirkt und im Hinblick auf die allein durch das Spannmittel realisierte Vorspannung eine mittelmäßige Entlastung des Zugmittels (7) und somit verringerte Vorspannung desselben gegenüber dem Betriebszustand des Stillstands des Verbrennungsmotors bewirkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors im Fahrbetrieb und/oder mit einer höheren Drehzahl als der Leerlaufdrehzahl die Kolben-Zylinder-Einheit (11) derart angesteuert wird, dass diese entgegen der Kraftrichtung des Spannmittels wirkt und im Hinblick auf die allein durch das Spannmittel realisierte Vorspannung eine erhöhte Entlastung des Zugmittels (7) und somit eine auf ein Minimum abgesenkte Vorspannung desselben bewirkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem stillstehenden Verbrennungsmotor die Kolben- Zylinder-Einheit (11) derart angesteuert wird, dass eine Vorspannung am Zugmittel (7) anliegt, die ausschließlich durch das Spannmittel aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem unmittelbar bevorstehenden Start des Verbrennungsmotors die Kolben-Zylinder-Einheit (11) derart angesteuert wird, dass auch diese in Kraftrichtung des Spannmittels wirkt und im Hinblick auf die allein durch das Spannmittel realisierte Vorspannung eine erhöhte Vorspannung am Zugmittel (7) bewirkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn durch einen ungewollt starken Druckverlust des Druckmediums an der Kolben-Zylinder-Einheit (11) eine Fehlfunktion auftritt, die Vorspannung ausschließlich durch das Spannmittel der Spannvorrichtung (8) aufgebracht wird.