DE102013005884A1

DE102013005884A1 - Belt tensioner for a belt drive of an internal combustion engine of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102013005884A1
Application number: DE201310005884
Authority: DE
Inventors: Norbert Fehrenbach
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-04-06
Filing date: 2013-04-06
Publication date: 2014-10-09

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Riemenspanner (10) für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Spannscheiben (11, 12), die dazu vorgesehen sind, einen Riemen (13) zu spannen, und mit einem Federelement (14), das zwei wenigstens in Teilabschnitten gebogene und jeweils eine Spannscheibe (11, 12) aufnehmende Spannarme (15, 16) aufweist, die dazu vorgesehen sind, die Spannscheiben (11, 12) gegen zwei gegenüberliegende Außenseiten (17, 18) des Riemens (13) zu drücken, wobei das Federelement (14) als eine windungsfreie Spannspange ausgebildet ist, sowie einen Riementrieb mit einem solchen Riemenspanner (10). Ferner betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einem Startergenerator (21) und einem Riementrieb, der antriebstechnisch an den Startergenerator (21) angebunden ist.The invention relates to a belt tensioner (10) for a belt drive of an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising two tensioning disks (11, 12) designed to tension a belt (13) and having a spring element (14), the two at least Part sections bent and each having a clamping disc (11, 12) receiving clamping arms (15, 16), which are intended to press the clamping discs (11, 12) against two opposite outer sides (17, 18) of the belt (13) the spring element (14) is designed as a winding-free clamping clasp, and a belt drive with such a belt tensioner (10). Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine having a starter generator (21) and a belt drive, which is connected in terms of drive technology to the starter generator (21).

Description

Die Erfindung betrifft einen Riemenspanner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Riementrieb nach Anspruch 4 und eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 5.The invention relates to a belt tensioner according to the preamble of claim 1, a belt drive according to claim 4 and an internal combustion engine according to claim 5.

Aus der DE 39 15 460 A1 ist bereits ein Riemenspanner für einen Riementrieb einer Waschmaschine, mit zwei Spannscheiben, die dazu vorgesehen sind, einen Riemen zu spannen, und mit einem Federelement, das zwei gebogene und jeweils eine Spannscheibe aufnehmende Spannarme aufweist, die dazu vorgesehen sind, die Spannscheiben gegen zwei gegenüberliegende Außenseiten des Riemens zu drücken, bekannt.From the DE 39 15 460 A1 is already a belt tensioner for a belt drive a washing machine, with two clamping discs, which are intended to tension a belt, and with a spring element having two curved and one clamping disc each receiving clamping arms, which are provided to the clamping discs against two opposite Outside of the belt press known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Bauraumbedarf einer Brennkraftmaschine zu reduzieren. Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Riemenspanner entsprechend dem Anspruch 1, einen Riementrieb entsprechend dem Anspruch 4 und eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Anspruch 5 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object of reducing a space requirement of an internal combustion engine. This object is achieved by a belt tensioner according to the invention according to claim 1, a belt drive according to claim 4 and an internal combustion engine according to claim 5. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einem Riemenspanner für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Spannscheiben, die dazu vorgesehen sind, einen Riemen zu spannen, und mit einem Federelement, das zwei wenigstens in Teilabschnitten gebogene und jeweils eine Spannscheibe aufnehmende Spannarme aufweist, die dazu vorgesehen sind, die Spannscheiben gegen zwei gegenüberliegende Außenseiten des Riemens zu drücken.The invention relates to a belt tensioner for a belt drive of an internal combustion engine of a motor vehicle, with two tensioning pulleys, which are intended to tension a belt, and with a spring element which has two at least partially bent portions and each receiving a tensioning pulley clamping arms, the thereto are provided to press the clamping disks against two opposite outer sides of the belt.

Es wird vorgeschlagen, dass das Federelement als eine windungsfreie Spannspange ausgebildet ist. Dadurch kann ein Federelement, das zur Federung und gleichzeitig zur Befestigung der Spannscheiben genutzt wird, besonders kompakt ausgebildet werden, wodurch ein benötigter Bauraum des Riemenspanners optimiert werden kann. Der Riemenspanner kann besonders kompakt ausgeführt werden, wodurch ein benötigter Bauraum eines Riementriebs reduziert werden kann. Dadurch kann ein Bauraumbedarf einer Brennkraftmaschine reduziert werden und insbesondere eine Quereinbaufähigkeit der Brennkraftmaschine verbessert werden. Außerdem kann der Riemenspanner besonders vorteilhaft angeordnet werden, so dass Lagerbelastungen und Reibung gering gehalten werden können.It is proposed that the spring element is designed as a winding-free clamping clasp. This allows a spring element, which is used for suspension and at the same time for fixing the clamping disks, are made particularly compact, whereby a required space of the belt tensioner can be optimized. The belt tensioner can be made very compact, whereby a required space of a belt drive can be reduced. As a result, a space requirement of an internal combustion engine can be reduced, and in particular a transverse installation capability of the internal combustion engine can be improved. In addition, the belt tensioner can be arranged particularly advantageous, so that bearing loads and friction can be kept low.

Um Montagekosten gering zu halten, wird weiter vorgeschlagen, dass die zwei Spannarme separat zueinander ausgebildet sind, wodurch eine Montage vereinfacht werden kann.To keep assembly costs low, it is further proposed that the two clamping arms are formed separately from each other, whereby a mounting can be simplified.

Für eine besonders kompakte Ausführung ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Federelement zur Aufnahme eines Dämpfers zumindest teilweise hohl ausgebildet ist, wodurch der Dämpfer besonders platzsparend integriert werden kann.For a particularly compact design, it is particularly advantageous if the spring element for receiving a damper is at least partially hollow, whereby the damper can be integrated in a particularly space-saving manner.

Weiter wird ein Riementrieb für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem erfindungsgemäßen Riemenspanner vorgeschlagen, wodurch ein besonders kompakter Riementrieb bereitgestellt werden kann, der zur antriebstechnischen Verbindung eines Startergenerators, der sowohl als Generator als auch als Motor betrieben wird, mit einer Brennkraftmaschine vorteilhaft eingesetzt werden kann.Further, a belt drive for an internal combustion engine of a motor vehicle, proposed with a belt tensioner according to the invention, whereby a particularly compact belt drive can be provided, which can be used advantageously for driving connection of a starter generator, which is operated both as a generator and as a motor with an internal combustion engine ,

Außerdem wird eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit einem Startergenerator und einem erfindungsgemäßen Riementrieb, der antriebstechnisch an den Startergenerator angebunden ist, vorgeschlagen, wodurch eine besonders kompakte Brennkraftmaschine mit einem riemengetriebenen Startergenerator bereitgestellt werden kann.In addition, an internal combustion engine for a motor vehicle, with a starter generator and a belt drive according to the invention, which is drivingly connected to the starter generator, proposed, whereby a particularly compact internal combustion engine can be provided with a belt-driven starter generator.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, 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 single figure, an embodiment of the invention is shown. The figure, 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.

1 zeigt einen Teil einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine weist einen Startergenerator 21 und einen Riementrieb, der antriebstechnisch an den Startergenerator 21 angebunden ist, auf. Zur antriebstechnischen Verbindung mit dem Startergenerator 21 weist der Riementrieb eine Riemenscheibe 22 auf, die antriebstechnisch an eine Welle 23 des Startergenerators 21 angebunden ist. Um die Riemenscheibe 22 und damit den Startergenerator 21 antriebstechnisch an eine nicht näher dargestellte Kurbelwelle der Brennkraftmaschine anzubinden, weist der Riementrieb einen Riemen 13 auf, der die Riemenscheibe 22 teilweise umschlingt. 1 shows a part of an internal combustion engine of a motor vehicle. The internal combustion engine has a starter generator 21 and a belt drive, the drive technology to the starter generator 21 Tied up, up. For drive connection with the starter generator 21 the belt drive has a pulley 22 on, the drive technology to a shaft 23 of the starter generator 21 is connected. To the pulley 22 and thus the starter generator 21 drive technology to connect to a not shown crankshaft of the internal combustion engine, the belt drive has a belt 13 on, the pulley 22 partially wraps around.

Zum Spannen des Riemens 13 weist der Riementrieb einen Riemenspanner 10 auf, der einen Umschlingungswinkel, mit dem der Riemen 13 die Riemenscheibe 22 umschlingt, vergrößert. Der Riemenspanner 10 weist zwei Spannscheiben 11, 12 auf, die den Riemen 13 durch Kontaktierung spannen. Der Riemen 13 umfasst eine Innenfläche 24, die zur Kontaktierung der Riemenscheibe 22 vorgesehen ist, und eine Außenfläche 25, die zur Kontaktierung der Spannscheiben 11, 12 vorgesehen ist.For tensioning the belt 13 the belt drive has a belt tensioner 10 on, the a wrap angle with which the belt 13 the pulley 22 wraps around, enlarged. The belt tensioner 10 has two clamping discs 11 . 12 on that the belt 13 tension by contacting. The belt 13 includes an inner surface 24 for contacting the pulley 22 is provided, and an outer surface 25 , for contacting the clamping disks 11 . 12 is provided.

Zur Bereitstellung einer Spannkraft weist der Riemenspanner 10 ein Federelement 14 auf, das aus Federstahl ausgebildet ist. Das Federelement 14 weist zwei gebogene, federbelastete Spannarme 15, 16 auf, die an ihrem freien Ende jeweils eine Spannscheibe 11, 12 drehbar aufnehmen. Die Spannarme 15, 16 drücken die Spannscheiben 11, 12 gegen zwei gegenüberliegende Außenseiten 17, 18 der Außenfläche 25 des Riemens 13 und vergrößern dadurch den Umschlingungswinkel. Die Spannarme 15, 16 drücken die zwei gegenüberliegenden Außenseiten 17, 18 zueinander hin. To provide a clamping force, the belt tensioner 10 a spring element 14 on, which is formed of spring steel. The spring element 14 has two curved, spring-loaded clamping arms 15 . 16 on, at their free end in each case a clamping disc 11 . 12 rotatably pick up. The clamping arms 15 . 16 press the clamping disks 11 . 12 against two opposite outsides 17 . 18 the outer surface 25 of the belt 13 and thereby increase the wrap angle. The clamping arms 15 . 16 push the two opposite outsides 17 . 18 towards each other.

Zur platzsparenden Ausbildung ist das Federelement 14 als eine windungsfreie Spannspange ausgebildet. Das Federelement 14 ist hufeisenförmig ausgebildet, d. h. es gibt keine Fläche, die das Federelement 14 bei einer Projektion in eine Projektionsrichtung parallel zu einer Rotationsachse der Riemenscheibe 22 vollständig umschließt. Die beiden Spannarme 15, 16 des Federelements 14 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Den Spannarmen 15, 16 fehlt in der Projektionsrichtung parallel zu der Rotationsachse der Riemenscheibe 22 ein Kreuzungspunkt, d. h. das Federelement 14 weist weder eine spiralförmige noch eine schraubenförmige Verformung oder Ausbildung auf. Das Federelement 14 umgibt die Riemenscheibe 22 und somit die Rotationsachse der Riemenscheibe 22.For space-saving training is the spring element 14 designed as a winding-free clamping clasp. The spring element 14 is horseshoe-shaped, ie there is no surface that the spring element 14 in a projection in a projection direction parallel to a rotation axis of the pulley 22 completely encloses. The two clamping arms 15 . 16 of the spring element 14 are arranged in a common plane. The tension arms 15 . 16 is missing in the direction of projection parallel to the axis of rotation of the pulley 22 a crossing point, ie the spring element 14 has neither a helical or a helical deformation or training. The spring element 14 surrounds the pulley 22 and thus the axis of rotation of the pulley 22 ,

Zur einfacheren Montage sind die zwei Spannarme 15, 16 separat zueinander ausgebildet. Zur Verbindung der beiden Spannarme 15, 16 weist das Federelement 14 einen Verbindungspunkt 26 auf, in dem die Spannarme 15, 16 miteinander verbunden sind. Die Spannarme 15, 16 sind in dem Verbindungspunkt 26 formschlüssig miteinander verbunden. Zur Dämpfung der Verbindung weist das Federelement 14 einen nicht dargestellten Verbindungsdämpfer auf, der in dem Verbindungspunkt 26 angeordnet ist. Der Verbindungsdämpfer dämpft die zwei Spannarme 15, 16 gegeneinander in dem Verbindungspunkt 26. Grundsätzlich können die Spannarme 15, 16 auch kraftschlüssig miteinander verbunden sein. Weiter ist es grundsätzlich denkbar auf den Verbindungsdämpfer zu verzichten.For ease of installation, the two clamping arms 15 . 16 formed separately from each other. For connecting the two clamping arms 15 . 16 has the spring element 14 a connection point 26 on, in which the clamping arms 15 . 16 connected to each other. The clamping arms 15 . 16 are in the connection point 26 positively connected with each other. To damp the connection, the spring element 14 a connection damper, not shown, in the connection point 26 is arranged. The connection damper dampens the two clamping arms 15 . 16 against each other in the connection point 26 , Basically, the clamping arms 15 . 16 also be positively connected with each other. Furthermore, it is basically conceivable to dispense with the connection damper.

Um die zwei Spannarme 15, 16 gegeneinander zu verspannen, weist das Federelement 14 eine nicht dargestellte Feder auf. Die Feder belastet die zwei separat voneinander ausgebildeten Spannarme 15, 16 mit einer Federkraft. Die Feder ist an oder in dem Verbindungspunkt 26 angeordnet und wirkt mit seiner Federkraft auf beide Spannarme 15, 16 in der Art, so dass die Spannscheiben 11, 12 gegen die zwei gegenüberliegenden Außenseiten 17, 18 der Außenfläche 25 des Riemens 13 gedrückt werden. Die Feder ist als eine Druckfeder ausgebildet. Grundsätzlich kann die Feder als eine Zugfeder ausgebildet sein. Weiter ist es grundsätzlich denkbar, dass die Feder gedämpft ist. Ferner ist es grundsätzlich denkbar, dass das Federelement 14 und damit die Spannarme 15, 16 einstückig miteinander ausgebildet sind.Around the two clamping arms 15 . 16 to brace against each other, has the spring element 14 a spring, not shown. The spring loads the two separately formed clamping arms 15 . 16 with a spring force. The spring is at or in the connection point 26 arranged and acts with its spring force on both clamping arms 15 . 16 in style, so that the clamping washers 11 . 12 against the two opposite outsides 17 . 18 the outer surface 25 of the belt 13 be pressed. The spring is designed as a compression spring. In principle, the spring can be designed as a tension spring. Furthermore, it is basically conceivable that the spring is damped. Furthermore, it is basically conceivable that the spring element 14 and thus the clamping arms 15 . 16 are integrally formed with each other.

Zur Dämpfung ist das Federelement 14 teilweise hohl ausgebildet. Beide Spannarme 15, 16 weisen jeweils zwischen ihrem freien Ende und dem Verbindungspunkt 26 einen Hohlraum 27, 28 auf. Um die Spannarme 15, 16 gedämpft auszuführen, umfasst das Federelement 14 einen Dämpfer 19, der in dem Hohlraum 27 des ersten Spannarms 15 fest angeordnet ist, und einen Dämpfer 20, der in dem Hohlraum 28 des zweiten Spannarms 16 fest angeordnet ist. Die Dämpfer 19, 20 füllen den jeweiligen Hohlraum 27, 28 aus. Die Dämpfer 19, 20 sind in den jeweiligen Hohlraum 27, 28 einvulkanisiert. Die Dämpfer 19, 20 sind jeweils als ein Dämpfergummi ausgebildet. Sie sind jeweils als ein Elastomer ausgebildet. Grundsätzlich können die Dämpfer 19, 20 in den jeweiligen Hohlraum 27, 28 eingeschossen oder eingeklebt sein.For damping is the spring element 14 partially hollow. Both clamping arms 15 . 16 each point between its free end and the connection point 26 a cavity 27 . 28 on. To the clamping arms 15 . 16 to perform damped, includes the spring element 14 a damper 19 in the cavity 27 of the first tensioning arm 15 is fixed, and a damper 20 in the cavity 28 of the second clamping arm 16 is fixed. The dampers 19 . 20 fill the respective cavity 27 . 28 out. The dampers 19 . 20 are in the respective cavity 27 . 28 vulcanized. The dampers 19 . 20 are each formed as a damper rubber. They are each formed as an elastomer. Basically, the dampers 19 . 20 in the respective cavity 27 . 28 be shot or glued.

Zur Bereitstellung einer optimalen Spannung des Riemens 13 in beiden Drehmomentrichtungen, also sowohl bei einem Betrieb des Startergenerators 21 als Generator als auch bei einem Betrieb des Startergenerators 21 als Motor zum Starten der Brennkraftmaschine, ist das Federelement 14 bezüglich eines Gehäuses des Startergenerators 21 drehbar gelagert. Durch die drehbare Lagerung reagiert das Federelement 14 auf eine Drehrichtungsumkehr des Riemens 13 und damit auf einen Last-Leertrumwechsel, wodurch das Federelement 14 zur Vermeidung oder Reduzierung eines Riemenschlupfs den Riemen 13 entsprechend spannt. Zur drehbaren Lagerung weist der Riemenspanner 10 ein Lager 29 auf, das das Federelement 14 drehbar in dem Verbindungspunkt 26 aufnimmt. Das Lager 29 lagert das Federelement 14 drehbar auf dem Gehäuse des Startergenerators 21. Zur Dämpfung der Lagerung weist das Lager 29 einen nicht dargestellten Dämpfer auf. Der Dämpfer zur Dämpfung der Lagerung ist als eine Kegelbuchse ausgebildet. Das Lager 29 ist als ein Drehpunktlager ausgebildet. Zur Anordnung des Federelements 14 an dem Gehäuse des Startergenerators 21 weist der Riemenspanner 10 einen Träger 30 auf.To provide optimum tension of the belt 13 in both directions of torque, ie both during operation of the starter generator 21 as a generator as well as during operation of the starter generator 21 as a motor for starting the internal combustion engine, is the spring element 14 with respect to a housing of the starter generator 21 rotatably mounted. Due to the rotatable mounting, the spring element reacts 14 on a reversal of the direction of the belt 13 and thus to a load Leertrumwechsel, whereby the spring element 14 To prevent or reduce belt slippage, the belt 13 tensioned accordingly. For rotatable storage, the belt tensioner 10 a warehouse 29 on, that is the spring element 14 rotatable in the connection point 26 receives. The warehouse 29 stores the spring element 14 rotatable on the housing of the starter generator 21 , To cushion the storage, the bearing 29 a damper, not shown. The damper for damping the bearing is designed as a tapered bushing. The warehouse 29 is designed as a pivot bearing. For the arrangement of the spring element 14 on the housing of the starter generator 21 points the belt tensioner 10 a carrier 30 on.

Das Lager 29 ist lediglich an einem Punkt an dem Federelement 14 angebunden. Es ist lediglich an dem Verbindungspunkt 26 an dem Federelement 14 angebunden. Das Federelement 14 ist an einem einzigen Punkt an dem Gehäuse des Startergenerators 21 gelagert. Eine durch das Lager 29 bereitgestellte Drehachse verläuft durch das Federelement 14. Die Drehachse des Federelements 14 verläuft durch den Verbindungspunkt 26 der Spannarme 15, 16. Die zwei Spannarme 15, 16 sind gemeinsam in der Drehachse drehbar gelagert. Die Drehachse des Federelements 14 ist parallel versetzt zu der Rotationsachse der Riemenscheibe 22 angeordnet. Sie ist parallel versetzt zu einer Drehachse der Welle 23 des Startergenerators 21 angeordnet.The warehouse 29 is only at one point on the spring element 14 tethered. It's just at the connection point 26 on the spring element 14 tethered. The spring element 14 is at a single point on the housing of the starter generator 21 stored. One through the warehouse 29 provided axis of rotation passes through the spring element 14 , The axis of rotation of the spring element 14 passes through the connection point 26 the clamping arms 15 . 16 , The two clamping arms 15 . 16 are rotatably mounted together in the rotation axis. The axis of rotation of the spring element 14 is offset parallel to the Rotation axis of the pulley 22 arranged. It is offset parallel to a rotation axis of the shaft 23 of the starter generator 21 arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Riemenspannertensioner
1111: Spannscheibetensioning pulley
1212: Spannscheibetensioning pulley
1313: Riemenbelt
1414: Federelementspring element
1515: Spannarmclamping arm
1616: Spannarmclamping arm
1717: Außenseiteoutside
1818: Außenseiteoutside
1919: Dämpferdamper
2020: Dämpferdamper
2121: Startergeneratorstarter generator
2222: Riemenscheibepulley
2323: Wellewave
2424: Innenflächepalm
2525: Außenflächeouter surface
2626: Verbindungspunktjunction
2727: Hohlraumcavity
2828: Hohlraumcavity
2929: Lagercamp
3030: Trägercarrier

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3915460 A1 [0002]

Claims

Belt tensioner for a belt drive of an internal combustion engine of a motor vehicle, with two tension discs ( 11 . 12 ), which are intended to be a belt ( 13 ) and with a spring element ( 14 ), the two bent at least in sections and one clamping disc ( 11 . 12 ) receiving clamping arms ( 15 . 16 ), which are provided to the clamping discs ( 11 . 12 ) against two opposite outsides ( 17 . 18 ) of the belt ( 13 ), characterized in that the spring element ( 14 ) is designed as a winding-free clamping clasp.

Belt tensioner according to claim 1, characterized in that the two tensioning arms ( 15 . 16 ) are formed separately from each other.

Belt tensioner according to claim 1 or 2, characterized in that the spring element ( 14 ) for receiving a damper ( 19 . 20 ) is at least partially hollow.

Belt drive for an internal combustion engine of a motor vehicle, with a belt tensioner ( 10 ) according to any one of the preceding claims.

Internal combustion engine for a motor vehicle, with a starter generator ( 21 ) and a belt drive according to claim 4, the drive technology to the starter generator ( 21 ) is attached.