DE102011004418A1

DE102011004418A1 - Zweistufiger variabler Zugmitteltrieb, insbesondere Riementrieb

Info

Publication number: DE102011004418A1
Application number: DE201110004418
Authority: DE
Inventors: Florian Vogelgesang; Uwe Michael
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2012-08-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zugmitteltrieb (1) für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Primärtrieb (2) zwischen einer mit einer um eine Rotationsachse (14) rotierbaren Kurbelwelle verbundenen Kurbelwellenscheibe (6) und einer Ausgleichsscheibe (7), die über ein Primärzugmittel (4) verbunden sind, und mit einem Sekundartrieb (3) zwischen der mit der Kurbelwelle verbundenen Kurbelwellenscheibe und einer oder mehreren mit einem oder mehreren Nebenaggregaten verbundenen Sekundärscheiben (10), die über ein Sekundärzugmittel (8) verbunden sind, wobei der Abstand des Sekundärzugmittels von der Rotationsachse verstellbar ist, wobei das Sekundärzugmittel kraft- und/oder formschlüssig auf der Außenoberfläche des Primärzugmittels anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zugmitteltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Primärtrieb zwischen einer mit einer um eine Rotationsachse rotierbaren Kurbelwelle verbundenen Kurbelwellenscheibe und einer Ausgleichsscheibe, die über ein Primärzugmittel verbunden sind, und mit einem Sekundärtrieb zwischen der mit der Kurbelwelle verbundenen Kurbelwellenscheibe und einem oder mehreren mit einem oder mehreren Nebenaggregaten verbundenen Sekundärscheiben, die über ein Sekundärzugmittel verbunden sind, wobei der Abstand des Sekundärzugmittels von der Rotationsachse verstellbar ist.
Aus dem Stand der Technik, etwa der DE 10 2009 003 784 A1 sind Zugmitteltriebe für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere riemengetriebene Starter-Generator-Triebe bekannt.
Die DE 10 2009 003 784 A1 betrifft einen riemengetriebenen Starter-Generator-Trieb eines Verbrennungsmotors mit einem Trieb in einer ersten Triebebene aus einer mit der Kurbelwelle verbundenen Kurbelwellenscheibe und mit einer mit dem Generator verbundenen Generatorscheibe und wenigstens einer mit einem weiteren Nebenaggregat verbundenen Nebenaggregatscheibe, wobei die Scheiben über einen Riemen miteinander verbunden sind, und in einem zweiten Trieb in einer zweiten Triebebene, welche parallel zur ersten Triebebene angeordnet ist und eine Generatorscheibe und eine Kurbelwellenscheibe aufweist, wobei die Scheiben über einen Riemen miteinander verbunden sind und die Generatorscheibe des zweiten Triebes an die Generatorscheibe des ersten Triebes und die Kurbelwellenscheibe des zweiten Triebes und die Kurbelwellenscheibe des ersten Triebes lösbar über Kupplungsmittel kuppelbar ist. Solche Triebe werden in Kraftfahrzeugen, wie bspw. Pkws, Lkws oder Transportern eingesetzt. Über den Sekundartrieb werden Nebenaggregate angetrieben, wobei das antreibende Drehmoment von der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine abgenommen wird.
Da sich die Geschwindigkeit der Kurbelwelle, also die Rotationsgeschwindigkeit um die Rotationsachse der Kurbelwelle verändert, und zwar in Abhängigkeit vom jeweiligen Zustand der Verbrennungskraftmaschine, verändert sich auch die Umlaufgeschwindigkeit des Sekundärzugmittels.
Dadurch wird es unmöglich, die Nebenaggregate immer in ihrem optimalen Wirkpunkt zu betreiben.
Es soll aber gerade hier eine Abhilfe geboten werden.
Allerdings offenbart beispielsweise die DE 199 46 336 A1 einen Umschlingungstrieb mit einem Variator mit zwei Kegelscheiben und einem axial dazwischen angeordneten Umschlingungsmittel, wobei zur axialen Beaufschlagung des Umschlingungsmittels durch die Kegelscheiben zumindest eine Kegelscheibe axial verschiebbar angeordnet ist und mittels zumindest einer Anpresseinrichtung beaufschlagt wird.
Allerdings wird üblicherweise ein recht langes an die Kegelscheiben angepasstes Zugmittel nötig, was nicht unerhebliche Kosten nach sich zieht.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung Nebenaggregate durch eine entsprechende Auslegung des Triebs in ihrem optimalen Wirkpunkt betreiben zu können und aber gleichzeitig auch die Konstruktions-, Montage- sowie Wartungskosten niedrig zu halten.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Sekundärzugmittel kraft- und/oder formschlüssig auf der Außenoberfläche des Primärzugmittels anliegt Auf diese Weise wird es möglich, eine variable Drehzahlregelung in festen Grenzen zu realisieren und nur ein relativ kurzes Zugmittel mit einer etwa V-förmigen Außenkontur zu versehen. Nur ein verglichen zum Sekundärzugmittel kurzer Riemen muss dann die besonderen Belastungen an einem Verstellorgan, wie zwei Kegelscheiben ertragen. Auf diese Weise muss also nur das im Vergleich zum Sekundärzugmittel kürzere Primärzugmittel mit einer aufwändigeren Außenform versehen werden, die zur Anlage an die Koni geeignet ist.
Unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle, können trotzdem, in Abhängigkeit von dem Abstand des Sekundärzugmittels zu der Rotationsachse, die Nebenaggregate immer in ihrem optimalen Wirkbereich, bzgl. des Antriebsdrehmomentes, betrieben werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
Um eine gute Kraftweitergabe vom einen Zugmittel auf das andere bewirken zu können, ist es von Vorteil, wenn das Sekundärzugmittel das Primärzugmittels zumindest stückweise umgreift.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Kurbelwellenscheibe zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Koni aufweist. Der Abstand des Sekundärzugmittels von der Rotationsachse lässt sich dann besonders einfach verstellen.
Auch ist es von Vorteil, wenn die aufeinander zu ausgerichteten Oberflächen der Koni zur Anlage an das Primärzugmittel ausgebildet sind. Eine Drehmomentweitergabe von der Kurbelwellenscheibe auf das Primärzugmittel wird dann effizient möglich.
Es ist ferner von Vorteil, wenn das Primärzugmittel ein Riemen, wie ein entlang seiner Längsseite V-förmig angeschrägter Riemen ist. Die Kraftübertragung ist in einem solchen Ausführungsfall auch besonders effizient möglich.
Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Sekundärzugmittel als Keilrippenriemen mit einer Verrippung auf der Innen- und/oder Außenseite ausgebildet ist. Bei einer Verrippung auf der Innenseite, kann eine gute Kraftweitergabe vom Primärzugmittel an das Sekundärzugmittel erreicht werden, wobei eine Verrippung auf der Außenseite des Sekundärzugmittels, auch gut geeignet ist, Drehmoment an auf dieser Seite angreifende Nebenaggregatsscheiben weiterzugeben.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Primärzugmittel und/oder das Sekundärzugmittel als flexibler Riemen ausgestaltet ist. Auf diese Weise wird die Spannung im entsprechenden Riemen immer in einem angemessenen Bereich gehalten, ohne dass auf zusätzlich und/oder aufwändige Spanneinrichtungen zurückgegriffen werden müsste.
Alternativ ist es allerdings durchaus von Vorteil, wenn im Primärtrieb eine die Spannung des Primärzugmittels steuernde Spanneinheit, wie eine in Wirkumfang verstellbare Scheibe oder eine ausschwenkbare Spannrolle vorhanden ist.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn im Sekundärtrieb eine die Spannung des Sekundärzugmittels steuernde Spanneinheit, wie eine im Wirkumfang verstellbare Scheibe oder eine ausschwenkbare Spannrolle vorhanden ist. Auf diese Weise lässt sich ein flexibler Riemen, der auch als Flexriemen bezeichnet wird, vermeiden. Trotzdem ist ein solcher flexibler Riemen auch in den beiden zuletzt besprochenen Varianten möglich.
Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele in unterschiedlichen Schaltstellungen zeigt. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zugmitteltriebes in schematischer Darstellung,
2 einen Querschnitt durch eine Kurbelwellenscheibe entlang der Linie II aus 1,
3 das Ausführungsbeispiel aus 1 in einer zweiten Schaltposition,
4 einen Querschnitt durch die Kurbelwellenscheibe des ersten Ausführungsbeispiels in der Schaltstellung gemäß 3 entlang der Linie IV,
5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zugmitteltriebes,
6 ein Querschnitt entlang der Linie VI aus 5 durch die dortige Kurbelwellenscheibe,
7 eine zweite Schaltposition des Ausführungsbeispiels aus 5 und
8 einen Querschnitt durch die Kurbelwellenscheibe des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 5 entlang der Linie VIII.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Für die gleichen Elemente wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die Nebenaggregatescheiben 10 werden auch als Sekundärscheiben 10 bezeichnet.
In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zugmitteltriebes 1 dargestellt Der Zugmitteltrieb 1 beinhaltet einen Primärtrieb 2 und einen Sekundärtrieb 3.
Der Primärtrieb umfasst ein Primärzugmittel 4, wie einen Riemen 5. Der Primärtrieb umfasst auch eine Kurbelwellenscheibe 6 und eine Ausgleichsscheibe 7.
Der Sekundärtrieb 3 umfasst ein Sekundärzugmittel 8, wie einen Riemen 9.
Der Riemen 5 ist entlang seiner Längsseite V-förmig angeschrägt ausgestaltet, wohingegen der Riemen 9 zueinander parallel ausgerichtete Längsseiten aufweist, aber auf der Innen- oder Außenseite eine quer zur Längsseite verlaufende Verrippung aufweist Die Verrippung kann V-förmig sein, so dass ein Poly-V-Riemen gebildet ist, der auch als Keilrippenriemen bezeichnet werden kann.
Der Sekundärtrieb 3 umfasst auch mehrere Nebenaggregatescheiben 10. Alternativ oder zusätzlich können die Nebenaggregatescheiben 10 auch als Umlenkscheiben dienen.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine ausschwenkbare Spannrolle 11 im Sekundärtrieb 3 eingesetzt. Diese Spannrolle 11 agiert als Riemenspanner.
Die Kurbelwellenscheibe 6 weist zwei aufeinander zu bewegbare Koni 12 auf.
Die Koni 12 weisen aufeinander zu ausgerichtete schräge Oberflächen 13 auf. Die Koni 12 sind aufeinander zu und voneinander weg bewegbar. Der Wirkumfang der Kurbelwellenscheibe 6 ist dadurch veränderbar, so, dass sich der Abstand des Sekundärzugmittels von einer Rotationsachse 14 der Kurbelwellenscheibe 6 und einer mit ihr verbundenen Kurbelwelle verändert.
Werden die Koni aufeinander zu bewegt, wird der Riemen 5 radial nach außen gezwungen. Dies führt dazu, dass auch das Sekundärzugmittel 8 radial nach außen gezwungen wird, da es in Anlage mit der Außenfläche des Primärzugmittels befindlich ist. Die unterschiedlichen radialen Positionen, also die unterschiedlichen Schaltzustände im ersten Ausführungsbeispiel, sind in den 2 und 4 gut zu erkennen.
Um auch die Spannung im Riemen 5, bei Verstellung der Koni 12, leicht halten zu können, bietet sich die Verwendung eines Flexriemens an, oder zusätzlich oder alternativ eine Ausgestaltung der Ausgleichsscheibe 7 nach Art der Kurbelwellenscheibe 6, derart, dass auch hier der Abstand des Riemens 5 von einer Ausgleichsscheibenrotationsachse 15 veränderbar ist.
In Abwandlung von einer solchen zweigeteilten Ausgleichsscheibe 7, ist in dem in 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel stattdessen eine ausschwenkbare Primärspannrolle 16 verwendet. Diese Ausführungsform ist besonders kostengünstig.
Wie schon bzgl. des ersten Ausführungsbeispiels in den 2 und 4 dargestellt, zeigen die 6 und 8 wiederum unterschiedliche Schaltzustände bzgl. des zweiten Ausführungsbeispiels.
Bezugszeichenliste

1: Zugmitteltrieb
2: Primärtrieb
3: Sekundartrieb
4: Primärzugmittel
5: Riemen
6: Kurbelwellenscheibe
7: Ausgleichsscheibe
8: Sekundärzugmittel
9: Riemen
10: Nebenaggregatescheibe
11: Spannrolle
12: Konus
13: Oberfläche
14: Rotationsachse
15: Ausgleichsscheibenrotationsachse
16: Primärspannrolle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009003784 A1 [0002, 0003]
DE 19946336 A1 [0007]

Claims

Zugmitteltrieb (1) für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Primärtrieb (2) zwischen einer mit einer um eine Rotationsachse (14) rotierbaren Kurbelwelle verbundenen Kurbelwellenscheibe (6) und einer Ausgleichsscheibe (7), die über ein Primärzugmittel (4) verbunden sind, und mit einem Sekundärtrieb (3) zwischen der mit der Kurbelwelle verbundenen Kurbelwellenscheibe (6) und einer oder mehreren mit einem oder mehreren Nebenaggregaten verbundenen Sekundärscheiben (10), die über ein Sekundärzugmittel (8) verbunden sind, wobei der Abstand des Sekundärzugmittels (8) von der Rotationsachse (14) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärzugmittel (8) kraft- und/oder formschlüssig auf der Außenoberfläche des Primärzugmittels (4) anliegt.
Zugmitteltrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärzugmittel (8) das Primärzugmittel (4) zumindest stückweise umgreift.
Zugmitteltrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellenscheibe (6) zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Koni (12) aufweist.
Zugmitteltrieb (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander zu ausgerichteten Oberflächen (13) der Koni (12) zur Anlage an das Primärzugmittel (4) ausgebildet sind.
Zugmitteltrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärzugmittel (8) zur Anlage an das Primärzugmittel (4) im Bereich der Kurbelwellenscheibe (6) ausgebildet ist.
Zugmitteltrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärzugmittel (4) als ein Riemen, wie ein entlang seiner Längsseite V-förmig angeschrägter Riemen ausgestaltet ist.
Zugmitteltrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärzugmittel (8) als Keilrippenriemen mit einer Verrippung auf der Innen- und/oder Außenseite ausgebildet ist.
Zugmitteltrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärzugmittel (4) und/oder das Sekundärzugmittel (8) als flexibler Riemen ausgestaltet ist.
Zugmitteltrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Primärtrieb (2) eine die Spannung des Primärzugmittels (4) steuernde Spanneinheit, wie eine im Wirkumfang verstellbare Scheibe oder eine ausschwenkbare Spannrolle (11, 16) vorhanden ist.
Zugmitteltrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Sekundärtrieb (3) eine die Spannung des Sekundärzugmittels (8) steuernde Spanneinheit, wie eine im Wirkumfang verstellbare Scheibe oder eine ausschwenkbare Spannrolle (11) vorhanden ist.