DE102012019047A1

DE102012019047A1 - Auxiliary unit drive for combustion engine of motor car, has auxiliary unit driven by belt drive of prime mover of motor car, pulley divided into two circle segments, and axial displaceable rolling bearing provided with recording element

Info

Publication number: DE102012019047A1
Application number: DE201210019047
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Bieg Wilfried
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-03-27

Abstract

The drive has an auxiliary unit driven by a belt drive (10) of a prime mover of a motor car. A driven pulley (11-13) is divided into two circle segments. An axial displaceable rolling bearing is provided with a cone shaped recording element. The cone shaped recording element is arranged in a running surface and rotated along a rotational axis of the rolling bearing. The pulley is positioned in a surface of a shifting rolling cylinder. The two circle segments are provided in a bearing surface and a sloping surface of the cone shaped recording element.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nebenaggregatantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Nebenaggregatantrieb nach dem Anspruch 6.The invention relates to a secondary drive according to the preamble of claim 1 and an internal combustion engine with such a secondary drive according to claim 6.

Aus der DE 32 05 017 A1 ist bereits ein Nebenaggregatantrieb für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einem Riementrieb zum Antrieb wenigstens eines Nebenaggregats mittels einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs, der zumindest eine Riemenscheibe mit einem variablen Wirkkreisdurchmesser aufweist.From the DE 32 05 017 A1 An ancillary drive for a motor vehicle is already known, with a belt drive for driving at least one auxiliary unit by means of a drive machine of the motor vehicle, which has at least one pulley with a variable effective circle diameter.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein kraftstoffsparendes Kraftfahrzeug, das kompakt ausgebildet ist, bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Nebenaggregatantrieb entsprechend dem Anspruch 1 und eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Anspruch 6 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object of providing a fuel-efficient motor vehicle, which is designed to be compact. This object is achieved by an accessory drive according to the invention according to claim 1 and an internal combustion engine according to claim 6. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einem Nebenaggregatantrieb für ein Kraftfahrzeug, mit einem Riementrieb zum Antrieb wenigstens eines Nebenaggregats mittels einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs, der zumindest eine Riemenscheibe mit einem variablen Wirkkreisdurchmesser aufweist.The invention relates to an accessory drive for a motor vehicle, with a belt drive for driving at least one auxiliary unit by means of a drive machine of the motor vehicle, which has at least one pulley with a variable effective circle diameter.

Es wird vorgeschlagen, dass die Riemenscheibe in zumindest zwei Kreissegmente unterteilt ist, die zur Veränderung des Wirkkreisdurchmessers jeweils in radialer Richtung bewegbar sind. Dadurch kann der Wirkkreisdurchmesser der Riemenscheibe, und damit eine Drehzahl der Riemenscheibe bei gleichbleibender Antriebsmaschinendrehzahl, besonders einfach variiert werden, wodurch der Wirkkreisdurchmesser an ein Kraftbedarf des durch die Riemenscheibe angetriebenen Nebenaggregats kontinuierlich angepasst werden kann. So kann beispielsweise ein Antrieb einer Lichtmaschine, der bei aktiver Sitzheizung, eingeschaltetem Licht, arbeitenden Scheibenwischer, aktiver Heckscheibenheizung etc. viel Kraft benötigt, durch eine Verkleinerung des Wirkkreisdurchmessers der entsprechenden Riemenscheibe an den Kraftbedarf angepasst werden, wodurch eine entsprechende Drehzahl der entsprechenden Riemenscheibe erreicht werden kann, durch die ein Strombedarf der Lichtmaschine gedeckt wird. Dadurch kann ein Kraftstoffverbrauch und ein Schadstoffausstoß des den Nebenaggregatantrieb aufweisenden Kraftfahrzeugs reduziert werden. Dadurch, dass die Riemenscheibe in zumindest zwei Kreissegmente unterteilt ist, kann ein benötigter Bauraum, insbesondere ein benötigter axialer Bauraum, des Nebenaggregatantriebs reduziert werden, wodurch der Nebenaggregatantrieb besonders kompakt ausgeführt werden kann. Somit kann ein kraftstoffsparendes Kraftfahrzeug, das kompakt ausgebildet ist, bereitgestellt werden. Unter einer „radialen Richtung” soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse der Riemenscheibe orientiert ist. Unter „im Wesentlichen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Abweichung von einer senkrechten Orientierung verstanden werden, die maximal 20 Grad, vorteilhaft maximal 10 Grad und besonders vorteilhaft maximal 5 Grad beträgt. Die Antriebsmaschine mittels der das zumindest eine Nebenaggregat über den Riementrieb angetrieben wird, ist vorzugsweise als eine Brennkraftmaschine ausgebildet.It is proposed that the pulley is divided into at least two circular segments, which are each movable in the radial direction to change the effective circle diameter. Thereby, the effective circle diameter of the pulley, and thus a speed of the pulley at a constant engine speed, can be varied particularly easily, whereby the effective circle diameter can be continuously adapted to a power demand of the driven by the pulley accessory. Thus, for example, a drive of an alternator, which requires much power with active seat heating, light, working windscreen wiper, active rear window heating, etc., be adapted to the power requirement by reducing the effective circle diameter of the corresponding pulley, whereby a corresponding speed of the corresponding pulley can be achieved can, through which a power requirement of the alternator is covered. As a result, fuel consumption and pollutant emissions of the motor vehicle having the accessory drive can be reduced. Characterized in that the pulley is divided into at least two circular segments, a required space, in particular a required axial space of the accessory drive can be reduced, whereby the accessory drive can be made very compact. Thus, a fuel-saving motor vehicle which is made compact can be provided. A "radial direction" is to be understood in particular a direction which is oriented at least substantially perpendicular to a rotational axis of the pulley. In this context, "essentially" is to be understood as meaning, in particular, a deviation from a vertical orientation which is at most 20 degrees, advantageously at most 10 degrees and particularly advantageously at most 5 degrees. The drive machine by means of which the at least one auxiliary unit is driven via the belt drive is preferably designed as an internal combustion engine.

Um den Wirkkreisdurchmesser der Riemenscheibe besonders einfach zu verstellen, wird weiter vorgeschlagen, dass der Riementrieb ein axial verschiebbares Wälzlager aufweist, das zur drehbaren Lagerung der Riemenscheibe ein kegelförmiges Aufnahmeelement mit einer zur Drehachse schräg angeordneten Lauffläche und zumindest einem auf der Lauffläche abwälzenden Wälzzylinder aufweist. Dadurch kann eine axiale Bewegung des Aufnahmeelements in eine radiale Bewegung des zumindest einen Kreissegments umgesetzt werden, wodurch ein besonders vorteilhafter Verstellmechanismus zur Veränderung des Wirkkreisdurchmessers realisiert werden kann. Durch das kegelförmige Aufnahmeelement kann der Wirkkreisdurchmesser durch ein Keilprinzip verändert werden.In order to adjust the effective diameter of the pulley particularly easy, it is further proposed that the belt drive has an axially displaceable roller bearing having a conical receiving element for rotatably supporting the pulley with a tread inclined to the rotation axis and at least one rolling cylinder rolling on the tread. As a result, an axial movement of the receiving element can be converted into a radial movement of the at least one circular segment, whereby a particularly advantageous adjusting mechanism for changing the active circle diameter can be realized. Due to the conical receiving element, the effective circle diameter can be changed by a wedge principle.

Zur Anpassung der Kreissegmente an das kegelförmige Aufnahmeelement wird ferner vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Kreissegmente jeweils eine als Schrägfläche ausgebildete Lagerfläche aufweisen, die dem kegelförmigen Aufnahmeelement zugewandt ist. Dadurch können sich die Kreissegmente mit einer besonders großen Fläche an dem Aufnahmeelement abstützen, wodurch die Kreissegmente besonders sicher gelagert werden können.In order to adapt the circular segments to the conical receiving element, it is further proposed that the at least two circular segments each have a bearing surface formed as an inclined surface, which faces the conical receiving element. As a result, the circle segments can be supported with a particularly large area on the receiving element, whereby the circle segments can be stored very safe.

Zur automatischen Einstellung eines Grundwirkkreisdurchmessers der Riemenscheibe ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Riemenscheibe zumindest ein flexibles Spann- und/oder Federelement aufweist, das in zumindest einem Betriebszustand die zumindest zwei Kreissegmente in Richtung des kegelförmigen Aufnahmeelements vorspannt, wodurch die Kreissegmente sicher gegen das Aufnahmeelement gedrückt werden können. Dadurch kann realisiert werden, dass sich die Kreissegmente automatisch an eine Kontur des Aufnahmeelements anpassen, wodurch ein vergrößerter Wirkkreisdurchmessers bei fehlender, durch das Aufnahmeelement ausgeübter und in radiale Richtung wirkender Kraft automatisch verringert werden kann.For automatic adjustment of a basic effective diameter of the pulley, it is particularly advantageous if the pulley has at least one flexible clamping and / or spring element which biases the at least two circular segments in the direction of the conical receiving element in at least one operating state, whereby the circular segments pressed securely against the receiving element can be. It can thereby be realized that the circular segments automatically adapt to a contour of the receiving element, whereby an enlarged effective diameter can be automatically reduced in the absence of force exerted by the receiving element and acting in the radial direction.

Um den Wirkkreisdurchmesser aktiv zu verstellen, ist es weiter vorteilhaft, wenn der Nebenaggregatantrieb einen Linearaktuator aufweist, der dazu vorgesehen ist, zur Veränderung des Wirkkreisdurchmessers der Riemenscheibe zumindest das kegelförmige Aufnahmeelement axial zu verschieben. Dadurch kann ein besonders einfacher und kostengünstiger Aktor zur Verstellung des Wirkkreisdurchmessers genutzt werden. Unter „axial” soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, die auf der Drehachse der Riemenscheibe oder zumindest im Wesentlichen parallel zu dieser orientiert ist. Unter „im Wesentlichen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Abweichung von einer parallelen Orientierung verstanden werden, die maximal 20 Grad, vorteilhaft maximal 10 Grad und besonders vorteilhaft maximal 5 Grad beträgt. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.To actively adjust the effective diameter, it is also advantageous if the accessory drive has a linear actuator, the is intended to move axially to change the effective diameter of the pulley at least the conical receiving element. As a result, a particularly simple and cost-effective actuator for adjusting the effective circle diameter can be used. By "axial" is meant in particular a direction which is oriented on the axis of rotation of the pulley or at least substantially parallel to it. In this context, "essentially" is to be understood as meaning, in particular, a deviation from a parallel orientation which is at most 20 degrees, advantageously at most 10 degrees, and particularly advantageously at most 5 degrees. By "provided" is to be understood in particular specially designed, equipped and / or arranged.

Außerdem wird eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, die einen erfindungsgemäßen Nebenaggregatantrieb aufweist, wodurch eine besonders kompakte Brennkraftmaschine bereitgestellt werden kann.In addition, an internal combustion engine for a motor vehicle is proposed, which has an accessory drive according to the invention, whereby a particularly compact internal combustion engine can be provided.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, an embodiment of the invention is shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, die ein Nebenaggregatantrieb mit einem Riementrieb aufweist, wobei der Riementrieb drei Riemenscheiben, die jeweils in vier Kreissegmente unterteilt sind, aufweist, 1 1 schematically shows an internal combustion engine for a motor vehicle, which has an accessory drive with a belt drive, wherein the belt drive has three pulleys, each of which is divided into four circle segments,

2 eine der drei Riemenscheiben in einem Schnitt entlang einer Schnittlinie AA gemäß der 1, 2 one of the three pulleys in a section along a section line AA according to the 1 .

3 die Riemenscheibe der 2 in einem Schnitt entlang einer Schnittlinie BB gemäß der 2 und 3 the pulley the 2 in a section along a section line BB according to the 2 and

4 die Riemenscheibe der 2 mit vergrößertem Wirkkreisdurchmesser. 4 the pulley the 2 with enlarged effective diameter.

1 zeigt stark schematisiert eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, die einen Nebenaggregatantrieb aufweist. Zum Antrieb von vier Nebenaggregaten des Kraftfahrzeugs weist der Nebenaggregatantrieb einen Riementrieb 10 auf, der an einer Stirnseite der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Zur Einleitung eines Drehmoments weist der Riementrieb 10 eine treibende Riemenscheibe 33 auf, die antriebstechnisch mit einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist. Die treibende Riemenscheibe 33 ist fest mit der Kurbelwelle verbunden. Grundsätzlich kann die treibende Riemenscheibe 33 auch über einen Schwingungsdämpfer mit der Kurbelwelle verbunden sein. Der Riementrieb 10 ist als ein Kraftfahrzeugriementrieb ausgebildet. Das Kraftfahrzeug ist als ein Personenkraftfahrzeug ausgebildet. 1 shows a highly schematic of an internal combustion engine for a motor vehicle having an accessory drive. To drive four auxiliary units of the motor vehicle, the accessory drive has a belt drive 10 on, which is arranged on a front side of the internal combustion engine. To initiate a torque, the belt drive 10 a driving pulley 33 on, which is drivingly connected to a crankshaft, not shown, of the internal combustion engine. The driving pulley 33 is firmly connected to the crankshaft. Basically, the driving pulley 33 be connected via a vibration damper with the crankshaft. The belt drive 10 is designed as a motor vehicle belt drive. The motor vehicle is designed as a passenger vehicle.

Zur Ausleitung des Drehmoments und damit zum Antrieb der Nebenaggregate weist der Riementrieb 10 vier getriebene Riemenscheiben 11, 12, 13, 34 auf, die jeweils mit einem Nebenaggregat direkt antriebstechnisch verbunden sind. Die getriebenen Riemenscheiben 11, 12, 13, 34 sind dabei jeweils mit einer Aggregatswelle, d. h. mit einer Antriebswelle des jeweiligen Nebenaggregats, fest verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die getriebene Riemenscheibe 11 zum Antrieb eines Klimakompressors, die getriebene Riemenscheibe 12 zum Antrieb einer Servolenkpumpe, die getriebene Riemenscheibe 13 zum Antrieb einer Lichtmaschine und die getriebene Riemenscheibe 34 zum Antrieb einer Wasserpumpe vorgesehen. Der Riementrieb 10 ist somit zum Antrieb von vier verschiedenen Nebenaggregaten des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Natürlich können die getriebenen Riemenscheiben 11, 12, 13, 34 grundsätzlich auch zum Antrieb anderer Nebenaggregate vorgesehen sein, wie beispielsweise eines Starter-Generators.To derive the torque and thus to drive the ancillaries, the belt drive 10 four driven pulleys 11 . 12 . 13 . 34 on, which are each directly connected drive-technically with an auxiliary unit. The driven pulleys 11 . 12 . 13 . 34 are each firmly connected to an aggregate shaft, ie with a drive shaft of the respective auxiliary unit. In this embodiment, the driven pulley 11 to drive an air conditioning compressor, the driven pulley 12 for driving a power steering pump, the driven pulley 13 for driving an alternator and the driven pulley 34 intended to drive a water pump. The belt drive 10 is thus provided for driving four different ancillary components of the motor vehicle. Of course, the driven pulleys can 11 . 12 . 13 . 34 basically also be provided for driving other ancillaries, such as a starter-generator.

Zur Übertragung des Drehmoments von der treibenden Riemenscheibe 33 auf die getriebenen Riemenscheiben 11, 12, 13, 34 weist der Riementrieb 10 einen Riemen 35 auf, der die treibende Riemenscheibe 33 mit den getriebenen Riemenscheiben 11, 12, 13, 34 antriebstechnisch verbindet. Der Riemen 35 weist eine profilierte Innenseite auf, die in eine korrespondierende Profilierung der entsprechenden Riemenscheibe 11, 12, 13, 33, 34 eingreift. Der Riemen 35 ist als ein Keilriemen ausgebildet. Alternativ kann der Riemen 35 als ein Keilrippenriemen ausgebildet sein. Grundsätzlich kann der Riemen 35 zusätzlich eine profilierte Außenseite aufweisen.For transmitting the torque from the driving pulley 33 on the driven pulleys 11 . 12 . 13 . 34 has the belt drive 10 a belt 35 on, the driving pulley 33 with the driven pulleys 11 . 12 . 13 . 34 drive technology connects. The belt 35 has a profiled inside, which results in a corresponding profiling of the corresponding pulley 11 . 12 . 13 . 33 . 34 intervenes. The belt 35 is designed as a V-belt. Alternatively, the belt 35 be designed as a V-ribbed belt. Basically, the belt 35 additionally have a profiled outside.

Um die Nebenaggregate bedarfsgerecht anzutreiben, weisen die treibenden Riemenscheiben 11, 12, 13 jeweils einen variablen Wirkkreisdurchmesser auf, der während eines Betriebs der Brennkraftmaschine verändert werden kann. Durch den variablen Wirkkreisdurchmesser der Riemenscheiben 11, 12, 13 weisen die durch die Riemenscheiben 11, 12, 13 angetriebenen Nebenaggregate jeweils einen variablen Antriebsdurchmesser auf. Somit weist der Klimakompressor, die Servolenkpumpe und die Lichtmaschine einen variablen Antriebsdurchmesser auf, wodurch deren Antrieb mittels Veränderung des Wirkkreisdurchmessers der entsprechenden Riemenscheibe 11, 12, 13 an den aktuellen Bedarf angepasst werden können. Grundsätzlich kann auch nur eine der Riemenscheiben 11, 12, 13, 33, 34 oder alle Riemenscheiben 11, 12, 13, 33, 34 einen variablen Wirkkreisdurchmesser aufweisen.To drive the ancillaries on demand, have the driving pulleys 11 . 12 . 13 each having a variable effective diameter, which can be changed during operation of the internal combustion engine. Due to the variable effective circle diameter of the pulleys 11 . 12 . 13 point through the pulleys 11 . 12 . 13 driven auxiliary units each have a variable drive diameter. Thus, the air conditioning compressor, the power steering pump and the alternator on a variable drive diameter, whereby their drive by changing the effective diameter of the corresponding pulley 11 . 12 . 13 can be adapted to current needs. in principle can also only one of the pulleys 11 . 12 . 13 . 33 . 34 or all pulleys 11 . 12 . 13 . 33 . 34 have a variable effective diameter.

Zur Veränderung des Wirkkreisdurchmessers sind die Riemenscheiben 11, 12, 13 jeweils in vier Kreissegmente unterteilt, die jeweils in radialer Richtung 18 bewegbar sind. Da die den variablen Wirkkreisdurchmesser aufweisenden Riemenscheiben 11, 12, 13 analog zueinander ausgebildet und gelagert sind, wird im Folgenden lediglich die Riemenscheibe 13 näher beschrieben. Dabei ist die Riemenscheibe 13 in der 2 in einem Längsschnitt entlang einer Schnittlinie AA dargestellt. In der 3 ist die Riemenscheibe 13 in einem Querschnitt entlang einer Schnittlinie BB dargestellt. Die in einen vergrößerten Wirkkreisdurchmesser geschaltete Riemenscheibe 13 ist in der 4 dargestellt.To change the effective circle diameter, the pulleys 11 . 12 . 13 each divided into four circle segments, each in the radial direction 18 are movable. Since the pulley having the variable effective diameter 11 . 12 . 13 are formed and stored analogously to each other, hereinafter only the pulley 13 described in more detail. Here is the pulley 13 in the 2 shown in a longitudinal section along a section line AA. In the 3 is the pulley 13 shown in a cross section along a section line BB. The switched into an enlarged effective diameter diameter pulley 13 is in the 4 shown.

Die getriebene Riemenscheibe 13 ist in vier Kreissegmente 14, 15, 16, 17 unterteilt, die zur Anpassung des Wirkkreisdurchmessers an den Kraftbedarf des ihr zugeordneten Nebenaggregats jeweils in die radiale Richtung 18 bewegbar sind. Die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 können radial jeweils von ihrer Drehachse 21 weg und zu ihrer Drehachse 21 hin bewegt werden. Die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 sind in die radiale Richtung 18 beweglich gelagert. Dazu weist der Nebenaggregatantrieb eine Mitnehmereinheit 41 auf, die die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 radial beweglich und axial fest aufnimmt. Die Mitnehmereinheit 41 ist dabei fest auf einem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet.The driven pulley 13 is in four circle segments 14 . 15 . 16 . 17 divided to adapt the effective circle diameter to the power requirement of its associated auxiliary unit respectively in the radial direction 18 are movable. The circle segments 14 . 15 . 16 . 17 can be radial from their axis of rotation 21 away and to her axis of rotation 21 to be moved. The circle segments 14 . 15 . 16 . 17 are in the radial direction 18 movably mounted. For this purpose, the accessory drive has a driver unit 41 on that the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 radially movable and axially fixed. The driver unit 41 is fixedly arranged on a motor housing of the internal combustion engine.

Zur drehbaren Lagerung der Riemenscheibe 13 weist der Riementrieb 10 ein axial verschiebbares Wälzlager 19 auf, das die Riemenscheibe 13 drehbar um die Drehachse 21 lagert. Um den Wirkkreisdurchmesser der Riemenscheibe 13 zu verändern, umfasst das Wälzlager 19 ein kegelförmiges Aufnahmeelement 20 mit einer zur Drehachse 21 schräg angeordneten Lauffläche 22, auf dem die Riemenscheibe 13 und damit die vier Kreissegmente 14, 15, 16, 17 drehbar gelagert sind. Das Wälzlager 19 weist weiter vier Wälzzylinder 23, 24, 25, 26 auf, die sich auf der schrägen Lauffläche 22 abwälzen. Die Wälzzylinder 23, 24, 25, 26 sind schräg zur Drehachse 21 angeordnet. Dabei sind die Wälzzylinder 23, 24, 25, 26 auf dem Aufnahmeelement 20 axial gesichert. Die Wälzzylinder 23, 24, 25, 26 sind jeweils als eine Schrägrolle ausgebildet. Um die Wälzzylinder 23, 24, 25, 26 im gleichen Abstand zueinander zu halten, weist das Wälzlager 19 einen nicht dargestellten Käfig auf. Grundsätzlich kann auf den Käfig auch verzichtet werden.For rotatably supporting the pulley 13 has the belt drive 10 an axially displaceable rolling bearing 19 on that, the pulley 13 rotatable about the axis of rotation 21 outsourced. To the effective circle diameter of the pulley 13 to change, includes the rolling bearing 19 a cone-shaped receiving element 20 with one to the axis of rotation 21 inclined tread 22 on which the pulley 13 and thus the four circle segments 14 . 15 . 16 . 17 are rotatably mounted. The rolling bearing 19 also has four rolling cylinders 23 . 24 . 25 . 26 on, leaning on the sloping tread 22 roll off. The Wälzzylinder 23 . 24 . 25 . 26 are oblique to the axis of rotation 21 arranged. Here are the Wälzzylinder 23 . 24 . 25 . 26 on the receiving element 20 axially secured. The Wälzzylinder 23 . 24 . 25 . 26 are each formed as an oblique role. Around the Wälzzylinder 23 . 24 . 25 . 26 at the same distance to each other, has the rolling bearing 19 a cage, not shown on. Basically, the cage can also be dispensed with.

Um die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 sicher auf dem Aufnahmeelement 20 zu lagern, weisen die vier Kreissegmente 14, 15, 16, 17 jeweils eine als Schrägfläche ausgebildete Lagerfläche 27 auf, die dem kegelförmigen Aufnahmeelement 20 zugewandt ist. Die dem Aufnahmeelement 20 zugewandten Lagerflächen 27 der Kreissegmente 14, 15, 16, 17 sind schräg zu der Drehachse 21 angeordnet. Die Lagerflächen 27 erstrecken sich entlang der Drehachse 21 jeweils schräg zu dieser. Die Lagerflächen 27 der Kreissegmente 14, 15, 16, 17 bilden zusammen eine kegelförmige Lagerfläche der Riemenscheibe 13 aus, die das Aufnahmeelement 20 und damit die Drehachse 21 umgeben. Die kegelförmige Lagerfläche der Riemenscheibe 13, die in die Lagerflächen 27 der Kreissegmente 14, 15, 16, 17 unterteilt ist, bildet eine Lauffläche für die Wälzzylinder 23, 24, 25, 26 aus. Die Wälzzylinder 23, 24, 25, 26 wälzen sich somit auf den Lagerflächen 27 der Kreissegmente 14, 15, 16, 17 und der Lauffläche 22 des Aufnahmeelements 20 ab.Around the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 safe on the receiving element 20 to store, point the four circle segments 14 . 15 . 16 . 17 each designed as an inclined surface bearing surface 27 on which the cone-shaped receiving element 20 is facing. The receiving element 20 facing storage areas 27 the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 are oblique to the axis of rotation 21 arranged. The storage areas 27 extend along the axis of rotation 21 each oblique to this. The storage areas 27 the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 together form a conical bearing surface of the pulley 13 off, the receiving element 20 and thus the axis of rotation 21 surround. The conical bearing surface of the pulley 13 in the storage areas 27 the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 is divided, forms a running surface for the Wälzzylinder 23 . 24 . 25 . 26 out. The Wälzzylinder 23 . 24 . 25 . 26 thus roll on the storage areas 27 the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 and the tread 22 of the receiving element 20 from.

Um die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 mechanisch miteinander zu koppeln, weist die Riemenscheibe 13 vier flexible Spann- und Federelemente 28, 29, 30, 31 auf, die die vier Kreissegmente 14, 15, 16, 17 miteinander verbinden. Die Spann- und Federelemente 28, 29, 30, 31 spannen dabei die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 in einem Zustand, in dem die Riemenscheibe 13 einen vergrößerten Wirkkreisdurchmesser aufweist, in Richtung des kegelförmigen Aufnahmeelements 20 vor. In dem Zustand, in dem die Riemenscheibe 13 den vergrößerten Wirkkreisdurchmesser aufweist, drücken die Spann- und Federelemente 28, 29, 30, 31 die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 radial nach innen zur Drehachse 21 hin. Die Spann- und Federelemente 28, 29, 30, 31 drücken die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 gegen das kegelförmige Aufnahmeelement 20. Das Spann- und Federelement 28 verbindet die zwei Kreissegmente 14, 17, das Spann- und Federelement 29 die zwei Kreissegmente 14, 15, das Spann- und Federelement 30 die zwei Kreissegmente 15, 16 und das Spann- und Federelement 31 die zwei Kreissegmente 16, 17 miteinander.Around the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 mechanically couple with each other, the pulley points 13 four flexible clamping and spring elements 28 . 29 . 30 . 31 on that the four circle segments 14 . 15 . 16 . 17 connect with each other. The tension and spring elements 28 . 29 . 30 . 31 thereby stretch the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 in a state where the pulley 13 has an enlarged effective diameter, in the direction of the conical receiving element 20 in front. In the state where the pulley 13 having the enlarged effective diameter, press the clamping and spring elements 28 . 29 . 30 . 31 the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 radially inward to the axis of rotation 21 out. The tension and spring elements 28 . 29 . 30 . 31 press the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 against the cone-shaped receiving element 20 , The tension and spring element 28 connects the two circle segments 14 . 17 , the tension and spring element 29 the two circle segments 14 . 15 , the tension and spring element 30 the two circle segments 15 . 16 and the tension and spring element 31 the two circle segments 16 . 17 together.

Zur aktiven Veränderung des Wirkkreisdurchmessers der Riemenscheibe 13 weist der Nebenaggregatantrieb einen elektrischen Linearaktuator 32 auf, der zur Einstellung des entsprechenden Wirkkreisdurchmessers das kegelförmige Aufnahmeelement 20 axial verschiebt. Durch das axiale Verschieben des Aufnahmeelements 20 wird der Wirkkreisdurchmesser der Riemenscheibe 13 durch eine Keilwirkung des kegelförmigen Aufnahmeelements 20 verändert. Das kegelförmige Aufnahmeelement 20 drückt bei einer axialen Bewegung in die entsprechende axiale Richtung aufgrund seiner Keilwirkung die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 radial auseinander, wodurch sich der Wirkkreisdurchmesser der Riemenscheibe 13 vergrößert (vgl. 4). Die Vergrößerung des Wirkkreisdurchmessers beruht somit auf einem Keilprinzip.For active modification of the effective diameter of the pulley 13 the auxiliary drive has an electric linear actuator 32 on, to adjust the corresponding effective diameter diameter, the conical receiving element 20 moves axially. By the axial displacement of the receiving element 20 becomes the effective circle diameter of the pulley 13 by a wedge effect of the cone-shaped receiving element 20 changed. The cone-shaped receiving element 20 presses on an axial movement in the corresponding axial direction due to its wedge effect, the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 radially apart, causing the effective circle diameter of the pulley 13 enlarged (cf. 4 ). The enlargement of the effective circle diameter is thus based on a wedge principle.

Durch ein axiales Verschieben des Aufnahmeelements 20 in Richtung Kegelspitze drückt das kegelförmige Aufnahmeelement 20 aufgrund seines zunehmenden Durchmessers die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 radial auseinander. Dadurch werden die Spann- und Federelemente 28, 29, 30, 31 vorgespannt, wodurch die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 mit einer in radiale Richtung 18 zur Drehachse 21 hin wirkenden Kraft gegen das Aufnahmeelement 20 gedrückt werden. Durch ein axiales Verschieben des Aufnahmeelements 20 entgegen der Kegelspitze drücken die vorgespannten Spann- und Federelemente 28, 29, 30, 31 die Kreissegmente 14, 15, 16, 17 radial zusammen, wodurch der Wirkkreisdurchmesser automatisch verkleinert wird (vgl. 3). By an axial displacement of the receiving element 20 toward the apex of the cone pushes the conical receiving element 20 due to its increasing diameter the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 radially apart. This will cause the tension and spring elements 28 . 29 . 30 . 31 biased, causing the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 with one in the radial direction 18 to the axis of rotation 21 towards acting force against the receiving element 20 be pressed. By an axial displacement of the receiving element 20 against the cone tip press the prestressed tension and spring elements 28 . 29 . 30 . 31 the circle segments 14 . 15 . 16 . 17 radially together, whereby the effective circle diameter is automatically reduced (see. 3 ).

Die Riemenscheiben 11, 12 weisen analog zu der Riemenscheibe 13 jeweils ein Wälzlager auf, welches analog zu dem Wälzlager 19 ausgebildet ist. Um den Wirkkreisdurchmesser der Riemenscheiben 11, 12 aktiv zu verändern, weist der Nebenaggregatantrieb einen der Riemenscheibe 11 zugeordneten Linearaktuator und einen der Riemenscheibe 12 zugeordneten Linearaktuator auf, die jeweils analog zu dem der Riemenscheibe 13 zugeordneten Linearaktuator 32 ausgebildet sind. Die Linearaktuatoren 32 der Riemenscheiben 11, 12, 13 sind jeweils einzeln ansteuerbar.The pulleys 11 . 12 have analogous to the pulley 13 each a rolling bearing, which analogous to the rolling bearing 19 is trained. To the effective circle diameter of the pulleys 11 . 12 to actively change, the accessory drive has one of the pulley 11 associated linear actuator and one of the pulley 12 associated linear actuator, each analogous to that of the pulley 13 associated linear actuator 32 are formed. The linear actuators 32 the pulleys 11 . 12 . 13 are each individually controllable.

Zur Ermittlung des aktuellen Kraftbedarfs der entsprechenden Nebenaggregate weist der Nebenaggregatantrieb drei Sensoren 36, 37, 38 auf, die jeweils kontinuierlich einen Bedarfsparameter des entsprechenden Nebenaggregats erfassen. Der Sensor 36 erfasst dabei den Bedarfsparameter des durch die Riemenscheibe 11 angetriebenen Nebenaggregats, der Sensor 37 den Bedarfsparameter des durch die Riemenscheibe 12 angetriebenen Nebenaggregats und der Sensor 38 den Bedarfsparameter des durch die Riemenscheibe 13 angetriebenen Nebenaggregats. Die Sensoren 36, 37, 38 sind jeweils in der entsprechenden Mitnehmereinheit 41 integriert. In diesem Ausführungsbeispiel erfassen die Sensoren 36, 37, 38 den Bedarf an Drehmoment. Sie sind jeweils als ein Drehmomentsensor ausgebildet. Alternativ können die Sensoren 36, 37, 38 auch den Bedarf an elektrischer Leistung erfassen.To determine the current power requirement of the corresponding ancillary components, the accessory drive has three sensors 36 . 37 . 38 on, each of which continuously capture a demand parameter of the corresponding accessory. The sensor 36 captures the demand parameter of the pulley 11 driven accessory, the sensor 37 the demand parameter of the pulley 12 driven accessory and the sensor 38 the demand parameter of the pulley 13 driven auxiliary unit. The sensors 36 . 37 . 38 are each in the corresponding driver unit 41 integrated. In this embodiment, the sensors detect 36 . 37 . 38 the need for torque. They are each designed as a torque sensor. Alternatively, the sensors 36 . 37 . 38 also capture the need for electrical power.

Zur Steuerung oder Regelung des Riementriebs 10 weist der Nebenaggregatantrieb ein Steuergerät 39 auf, das kommunizierend mit den Sensoren 36, 37, 38 und steuerungstechnisch mit den Linearaktuatoren 32 verbunden ist. Dabei fragt das Steuergerät 39 die von den Sensoren 36, 37, 38 erfassten Bedarfsparameter kontinuierlich ab und steuert entsprechend die Linearaktuatoren 32 an, wodurch das Steuergerät 39 den Wirkkreisdurchmesser der Riemenscheiben 11, 12, 13 kontinuierlich an den Bedarf der Nebenaggregate anpasst.For controlling or regulating the belt drive 10 the auxiliary drive has a control unit 39 on, communicating with the sensors 36 . 37 . 38 and control technology with the linear actuators 32 connected is. The control unit asks 39 those from the sensors 36 . 37 . 38 recorded demand parameters continuously and controls the linear actuators accordingly 32 on, causing the controller 39 the effective circle diameter of the pulleys 11 . 12 . 13 continuously adapted to the needs of ancillary equipment.

Um eine Riemenspannung des Riemens 35 an eine Änderung der Wirkkreisdurchmesser anzupassen, weist der Riementrieb 10 eine separate Ausgleichsrolle 40 auf, die ebenfalls einen variablen Wirkkreisdurchmesser aufweist. Der Wirkkreisdurchmesser der Ausgleichsrolle 40 ist analog zu der Verstellung des Wirkkreisdurchmessers der Riemenscheiben 11, 12, 13 verstellbar. Demgemäß ist die Ausgleichsrolle 40 in vier Kreissegmente unterteilt, die zur Veränderung des Wirkkreisdurchmessers jeweils in radialer Richtung 18 bewegbar sind. Dazu weist der Riementrieb 10 ein analog zu dem Wälzlager 19 ausgebildetes Wälzlager auf, das die Ausgleichsrolle 40 drehbar lagert. Zur aktiven Verstellung des Wirkkreisdurchmessers der Ausgleichsrolle 40 weist der Nebenaggregatantrieb einen Linearaktuator auf, der analog zu dem der Riemenscheibe 13 zugeordneten Linearaktuator 32 ausgebildet ist. Der der Ausgleichsrolle 40 zugeordnete Linearaktuator ist steuerungstechnisch mit dem Steuergerät 39 verbunden und einzeln ansteuerbar. Die Veränderung des Wirkkreisdurchmessers der Ausgleichsrolle 40 erfolgt analog zur Veränderung des Wirkkreisdurchmessers der Riemenscheiben 11, 12, 13. Dabei berechnet das Steuergerät 39 die durch die Änderung der Wirkkreisdurchmesser der Riemenscheiben 11, 12, 13 resultierende Änderung der Riemenspannung und gleicht diese durch die Veränderung des Wirkkreisdurchmessers der Ausgleichsrolle 40 kontinuierlich aus, wodurch das Steuergerät 39 mittels der Ausgleichsrolle 40 stets die richtige Riemenspannung einstellt.To a belt tension of the belt 35 to adapt to a change in the effective circle diameter, the belt drive 10 a separate balancing role 40 on, which also has a variable effective diameter. The effective circle diameter of the compensating roller 40 is analogous to the adjustment of the effective circle diameter of the pulleys 11 . 12 . 13 adjustable. Accordingly, the balancing role 40 divided into four circle segments, which are used to change the effective circle diameter in each case in the radial direction 18 are movable. This is indicated by the belt drive 10 an analogous to the rolling bearing 19 trained rolling bearing, which is the balancing role 40 rotatably supports. For active adjustment of the effective circle diameter of the compensating roller 40 For example, the accessory drive has a linear actuator that is analogous to that of the pulley 13 associated linear actuator 32 is trained. The equalizing role 40 associated linear actuator is control technology with the control unit 39 connected and individually controllable. The change in the effective circle diameter of the compensating roller 40 takes place analogously to the change in the effective circle diameter of the pulleys 11 . 12 . 13 , The controller calculates 39 by changing the effective diameter of the pulleys 11 . 12 . 13 resulting change in the belt tension and equalized by the change in the effective circle diameter of the compensating roller 40 continuously off, causing the control unit 39 by means of the compensating roller 40 always sets the correct belt tension.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3205017 A1 [0002]

Claims

Auxiliary drive for a motor vehicle, with a belt drive ( 10 ) for driving at least one auxiliary unit by means of a drive machine of the motor vehicle, the at least one pulley ( 11 . 12 . 13 ) having a variable effective diameter, characterized in that the pulley ( 11 . 12 . 13 ) in at least two circular segments ( 14 . 15 . 16 . 17 ) is divided, which for changing the active circle diameter in each case in the radial direction ( 18 ) are movable.

Auxiliary drive according to claim 1, characterized in that the belt drive ( 10 ) an axially displaceable rolling bearing ( 19 ), which for the rotatable mounting of the pulley ( 13 ) a cone-shaped receiving element ( 20 ) with one to the axis of rotation ( 21 ) inclined tread ( 22 ) and at least one on the tread ( 22 ) rolling rolling cylinder ( 23 . 24 . 25 . 26 ) having.

Auxiliary drive according to claim 2, characterized in that the at least two circular segments ( 14 . 15 . 16 . 17 ) each formed as an inclined surface bearing surface ( 27 ), which the cone-shaped receiving element ( 20 ) is facing.

Auxiliary drive according to claim 2 or 3, characterized in that the pulley ( 13 ) at least one flexible clamping and / or spring element ( 28 . 29 . 30 . 31 ), which in at least one operating state, the at least two circular segments ( 14 . 15 . 16 . 17 ) in the direction of the conical receiving element ( 20 ).

Auxiliary drive at least according to claim 2, characterized by a linear actuator ( 32 ), which is intended to change the effective diameter of the pulley ( 13 ) at least the conical receiving element ( 20 ) to move axially.

Internal combustion engine for a motor vehicle having an accessory drive according to one of the preceding claims.