DE102015117716B4 - Method for setting a preload for a traction mechanism of a traction mechanism, traction mechanism and internal combustion engine - Google Patents

Method for setting a preload for a traction mechanism of a traction mechanism, traction mechanism and internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102015117716B4
DE102015117716B4 DE102015117716.1A DE102015117716A DE102015117716B4 DE 102015117716 B4 DE102015117716 B4 DE 102015117716B4 DE 102015117716 A DE102015117716 A DE 102015117716A DE 102015117716 B4 DE102015117716 B4 DE 102015117716B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
traction mechanism
preload
internal combustion
traction
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102015117716.1A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102015117716A1 (en
Inventor
Martin Biener
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102015117716.1A priority Critical patent/DE102015117716B4/en
Publication of DE102015117716A1 publication Critical patent/DE102015117716A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102015117716B4 publication Critical patent/DE102015117716B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/022—Chain drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/024—Belt drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F02B67/06—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/02—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H7/10—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley
    • F16H7/12—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H7/10—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley
    • F16H7/12—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley
    • F16H7/1254—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley without vibration damping means
    • F16H7/1281—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley without vibration damping means where the axis of the pulley moves along a substantially circular path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0802—Actuators for final output members
    • F16H2007/0806—Compression coil springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0863—Finally actuated members, e.g. constructional details thereof
    • F16H2007/0865—Pulleys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0889—Path of movement of the finally actuated member
    • F16H2007/0893—Circular path

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Verfahren zur Einstellung einer Vorspannung für ein Zugmittel (24) eines Zugmittelgetriebes (28), wobei das Zugmittelgetriebe (28) mindestens zwei Getrieberäder (36, 38, 40, 80) aufweist, von denen mindestens eines einen nicht-kreisförmigen Wirkumfang aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung im Betrieb des Zugmittelgetriebes (28) in Abhängigkeit von der Größe der dynamischen Schwankung der Zugspannung im Zugmittel (24) variiert wird, wobei die Vorspannung mit zunehmender dynamischer Schwankung der Zugspannung höher eingestellt wird.Method for setting a pretension for a traction mechanism (24) of a traction mechanism (28), the traction mechanism (28) having at least two gear wheels (36, 38, 40, 80), at least one of which has a non-circular effective circumference, characterized that the preload during operation of the traction mechanism (28) is varied as a function of the magnitude of the dynamic fluctuation in the tensile stress in the traction mechanism (24), the preload being set higher as the dynamic fluctuation of the tensile stress increases.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Vorspannung für ein Zugmittel eines Zugmittelgetriebes, insbesondere ein Zugmittelgetriebe in Form eines Synchrontriebs, ein zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignetes Zugmittelgetriebe sowie eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Zugmittelgetriebe.The invention relates to a method for setting a preload for a traction mechanism of a traction mechanism, in particular a traction mechanism in the form of a synchronous drive, a traction mechanism suitable for carrying out such a method, and an internal combustion engine with such a traction mechanism.

Zugmittelgetriebe in Form von Synchrontrieben, beispielsweise ausgeführt als Zahnriementriebe oder Kettentriebe, dienen bei Brennkraftmaschinen insbesondere zur Betätigung der Gaswechselventile mittels eines schlupffreien Antriebs der die Gaswechselventile betätigenden Nockenwellen durch die Kurbelwelle. Diese Synchrontriebe werden vielfach auch als Steuertriebe bezeichnet.Belt drives in the form of synchronous drives, for example designed as toothed belt drives or chain drives, are used in internal combustion engines in particular to actuate the gas exchange valves by means of a slip-free drive of the camshafts that actuate the gas exchange valves through the crankshaft. These synchronous drives are often referred to as control drives.

Heutzutage werden bei Brennkraftmaschinen durch die Steuertriebe neben den Nockenwellen auch eine Vielzahl von Nebenaggregaten, insbesondere Klimakompressoren und Kraftstoffsowie Kühlmittelpumpen angetrieben.Nowadays, in internal combustion engines, in addition to the camshafts, the control drives also drive a large number of auxiliary units, in particular air conditioning compressors and fuel and coolant pumps.

Die Drehmomentbelastung sowohl der als Antriebsräder als auch der als Abtriebsräder dienenden Getrieberäder solcher Steuertriebe ist in vielen Fällen ungleichförmig. Bei einem mit einer Kurbelwelle verbundenen, als Antriebsrad dienenden Getrieberad eines Zugmittelgetriebe ergibt sich diese Ungleichförmigkeit aus den nur phasenweise (je Umdrehung der Kurbelwelle) erfolgenden Verbrennungen in den Brennräumen der Brennkraftmaschine und dem daraus folgenden ungleichförmigen Druckverlauf, während der Drehmomentwiderstand für die mit einem oder zwei als Abtriebsräder dienenden Getrieberädern verbundenen Nockenwellen ebenfalls infolge der nur phasenweise erfolgenden Betätigung der Gaswechselventile erheblich schwankt. In gleicher Weise kann auch der Drehmomentwiderstand der von dem Steuertrieb angetriebenen Nebenaggregate schwanken. Dies gilt insbesondere für (Hochdruck-)Kraftstoffpumpen und Klimakompressoren infolge ihrer auf dem Verdrängerprinzip beruhenden Arbeitsweise.The torque load on both the drive wheels and the gear wheels of such control drives, which serve as drive wheels, is in many cases non-uniform. In the case of a gear wheel of a traction mechanism connected to a crankshaft and serving as a drive wheel, this irregularity results from the only phases (per revolution of the crankshaft) in the combustion chambers of the internal combustion engine and the resulting non-uniform pressure curve, while the torque resistance for those with one or two Camshafts connected to the driven gears serving as output gears also fluctuates considerably as a result of the only phased actuation of the gas exchange valves. In the same way, the torque resistance of the auxiliary units driven by the control drive can also fluctuate. This applies in particular to (high-pressure) fuel pumps and air conditioning compressors due to their mode of operation based on the displacement principle.

Schwankende Antriebs- und Abtriebsdrehmomente an den Getrieberädern eines Zugmittelgetriebes führen zu entsprechend schwankenden (dynamischen) Zugbelastungen des Zugmittels, die eine (statische) Zugbelastung, die sich aus der Montage des Zugmittels unter Vorspannung ergibt, überlagern. Dadurch können Schwingungen des Zugmittels entstehen und der geräuscharme und sichere Lauf des Zugmittels auf den Getrieberäder und sonstigen Führungselementen (z.B. Spann-, Umlenk- und Beruhigungsrollen) des Zugmittelgetriebe beeinträchtigt werden. Weiterhin leidet auch die Lebensdauer des Zugmittels durch diese erhöht schwankenden Lasten.Fluctuating drive and output torques on the gear wheels of a traction mechanism lead to correspondingly fluctuating (dynamic) tensile loads on the traction mechanism, which superimpose a (static) tensile load resulting from the assembly of the traction mechanism under pretension. This can cause the traction mechanism to vibrate and the quiet and safe running of the traction mechanism on the gear wheels and other guide elements (e.g. tensioning, deflection and calming rollers) of the traction mechanism can be impaired. Furthermore, the service life of the traction device suffers as a result of these increased fluctuating loads.

Eine relativ hohe Auslegung der Vorspannung für das Zugmittel ist ein wirkungsvolle Maßnahme, solche Schwingungen des Zugmittels zu unterdrücken. Mit einer Erhöhung der Vorspannung erhöht sich jedoch gleichzeitig auch der Reibungswiderstand im Betrieb des Zugmittelgetriebes und damit der Verschleiß des Zugmittels, der Getrieberäder und der sonstigen Führungselemente sowie der Kraftstoffverbrauch der das Zugmittelgetriebe umfassenden Brennkraftmaschine.A relatively high design of the preload for the traction mechanism is an effective measure to suppress such vibrations of the traction mechanism. With an increase in the preload, however, the frictional resistance during operation of the traction mechanism increases at the same time, and thus the wear of the traction mechanism, the gear wheels and the other guide elements as well as the fuel consumption of the internal combustion engine comprising the traction mechanism.

Dies ist insbesondere dahingehend nachteilig, weil die Vorspannungen so ausgelegt werden sollten, dass eine Schwingungsanregung der Zugmittel auch unter ungünstigsten Bedingungen ausreichend unterdrückt wird. Diese ungünstigsten Bedingungen treten jedoch bei Brennkraftmaschinen in der Regel nur zeitlich begrenzt und teilweise auch relativ selten auf, so dass für die übrigen Betriebszustände, in denen die Brennkraftmaschinen betrieben werden, die Auslegungen der Vorspannungen der Zugmittel überdimensioniert und demnach die in den Zugmittelgetrieben auftretenden Reibungsverluste unnötig hoch sind. Wird beispielsweise mittels eines Steuertriebs eines Dieselmotors auch eine Hochdruckkraftstoffpumpe angetrieben, durch die der Kraftstoff auf Drücke von bis zu 2000 bar und mehr komprimiert wird, so ist die einen ungleichförmigen Drehmomentwiderstand erzeugende Förderleistung der Hochdruckkraftstoffpumpe umso höher, je größer die Last ist, mit der die dazugehörige Brennkraftmaschine betrieben wird. Demnach nimmt bei einer solchen Brennkraftmaschine mit zunehmender Last auch die schwingungsanregende Wirkung, die von einer solchen Hochdruckkraftstoffpumpe auf den Steuertrieb ausgeübt wird, zu, während diese im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine bis fast auf null reduziert wird.This is particularly disadvantageous because the pretension should be designed so that vibration excitation of the traction means is sufficiently suppressed even under the most unfavorable conditions. In internal combustion engines, however, these most unfavorable conditions usually only occur for a limited time and in some cases relatively seldom, so that for the other operating states in which the internal combustion engines are operated, the design of the pretensioning of the traction mechanism is overdimensioned and the friction losses occurring in the traction mechanism are therefore unnecessary are high. If, for example, a high-pressure fuel pump is also driven by means of a control drive of a diesel engine, by means of which the fuel is compressed to pressures of up to 2000 bar and more, the delivery rate of the high-pressure fuel pump, which generates a non-uniform torque resistance, is higher, the greater the load with which the associated internal combustion engine is operated. Accordingly, in such an internal combustion engine, with increasing load, the vibration-stimulating effect that is exerted on the control drive by such a high-pressure fuel pump increases, while this is reduced to almost zero in the overrun mode of the internal combustion engine.

Aus der US 7 217 206 B2 ist eine durch einen Elektromotor einstellbare Spannrolle für ein Zugmittelgetriebe bekannt, mittels der die Vorspannung des Zugmittels belastungsabhängig einstellbar ist. Eine dazu vergleichbare Spannvorrichtung ist zudem aus der DE 100 61 895 A1 bekannt.From the US 7 217 206 B2 a tensioning roller for a traction mechanism, which can be adjusted by an electric motor, is known, by means of which the pretensioning of the traction mechanism can be adjusted as a function of the load. A clamping device comparable to this is also from DE 100 61 895 A1 famous.

Eine bekannte und verbreitete Maßnahme zur zumindest teilweisen Kompensation ungleichförmiger Drehmomentbelastungen für ein Zugmittelgetriebe liegt in der Verwendung eines oder mehrerer nicht-kreisförmiger, beispielsweise ovaler Getrieberäder, die je nach Drehwinkelstellung mit einem veränderten Hebelarm auf das Zugmittel wirken und dadurch das Zugmittel auch unterschiedlich stark auf Zug belasten. Durch eine Anpassung der Drehwinkelstellung beziehungsweise der nicht kreisförmigen Kontur des oder der nicht-kreisförmigen Getrieberäder zu der Phasenlage einer schwankenden Drehmomentbelastung kann eine teilweise oder vollständige Kompensation dieser schwankenden Drehmomentbelastung bezüglich ihrer Wirkung auf die Zugbelastung des Zugmittels erreicht werden. Entsprechende Zugmittelgetriebe sind beispielsweise in der DE 203 19 172 U1 sowie der EP 1 448 916 B1 offenbart. Ein vergleichbares Zugmittelgetriebe ist zudem aus der DE 195 20 508 A1 bekannt, wobei dort das nicht-kreisförmige Getrieberad dazu genutzt wird, einen Resonanzbereich für die Schwingungsbewegung des Zugmittels in einen für den Betrieb der Brennkraftmaschine nicht störenden und gegebenenfalls sogar nicht auftretenden Drehzahlbereich zu verschieben.A well-known and widespread measure for at least partial compensation of non-uniform torque loads for a traction mechanism is the use of one or more non-circular, for example oval gear wheels, which, depending on the angle of rotation, act with a changed lever arm on the traction mechanism and thus the traction mechanism with varying degrees of tension burden. By adapting the angle of rotation position or the non-circular contour of the non-circular one or more Gear wheels relating to the phase position of a fluctuating torque load can partially or completely compensate for this fluctuating torque load with regard to its effect on the tensile load of the traction mechanism. Corresponding traction mechanism are for example in the DE 203 19 172 U1 as well as the EP 1 448 916 B1 disclosed. A comparable traction mechanism is also from the DE 195 20 508 A1 known, the non-circular gear wheel being used there to shift a resonance range for the oscillatory movement of the traction mechanism into a speed range that does not interfere with the operation of the internal combustion engine and possibly even does not occur.

Problematisch bei der Verwendung solcher nicht-kreisförmiger Getrieberäder in Steuertrieben von Brennkraftmaschinen stellt jedoch deren Auslegung dar, weil die Belastung der Steuertriebe mit einer schwankenden Drehmomentbelastung in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschinen erheblich variieren kann. Wird beispielsweise die Kompensationswirkung eines nicht-kreisförmigen Getrieberads auf die bei einem Betrieb der dazugehörigen Brennkraftmaschine bei Volllast am stärksten schwankende Drehmomentbelastung ausgelegt, so kann dies dazu führen, dass durch den Wegfall dieser schwankenden Drehmomentbelastung beispielsweise im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine die eigentlich als Kompensation gedachte Wirkung dieses Getrieberads auf die Zugbelastung des Zugmittels zu einer Schwingungsanregung des Zugmittels führt, die fast so hoch oder durch Resonanzeffekte sogar höher als die Schwingungsanregung, die bei der Verwendung eines kreisförmigen Getrieberads im Betrieb unter Volllast auftreten würde, ist. Dies und die Tatsache, dass auch andere Parameter erheblichen Einfluss auf Schwingungsanregungen der Zugmittel haben können, wie beispielsweise die Antriebsdrehzahl und das Durchlaufen eines oder mehrerer Resonanzfrequenzbereiche innerhalb der Antriebsdrehzahlbereiche, in denen die Brennkraftmaschinen betrieben werden, macht eine Auslegung der Kompensationswirkungen nicht-kreisförmiger Getrieberäder äußerst komplex und führt immer zu einem kompromissbehafteten Ergebnis.The problem with the use of such non-circular gear wheels in control drives of internal combustion engines, however, is their design, because the load on the control drives with a fluctuating torque load can vary considerably as a function of the operating states of the internal combustion engines. If, for example, the compensation effect of a non-circular gear wheel is designed for the most strongly fluctuating torque load when the associated internal combustion engine is operated at full load, this can lead to the effect that is actually intended as compensation due to the elimination of this fluctuating torque load, for example when the internal combustion engine is overrun Gear wheel on the tensile load of the traction mechanism leads to a vibration excitation of the traction mechanism, which is almost as high or even higher due to resonance effects than the vibration excitation that would occur when using a circular gear wheel in operation under full load. This and the fact that other parameters can also have a significant influence on vibration excitations of the traction mechanism, such as the drive speed and the passage through one or more resonance frequency ranges within the drive speed ranges in which the internal combustion engines are operated, make a design of the compensation effects of non-circular gears extremely high complex and always leads to a compromise-prone result.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, die Vorspannung für ein Zugmittel eines Zugmittelgetriebes möglichst optimal anzupassen.Proceeding from this prior art, the invention was based on the object of specifying a possibility of adapting the preload for a traction mechanism of a traction mechanism as optimally as possible.

Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignetes Zugmittelgetriebe ist Gegenstand des Patentanspruchs 7 und eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Zugmittelgetriebe ist Gegenstand des Patentanspruchs 10. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes beziehungsweise der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by means of a method according to claim 1. A traction mechanism suitable for carrying out such a method is the subject matter of claim 7 and an internal combustion engine with such a traction mechanism is the subject matter of claim 10. Advantageous embodiments of the method according to the invention and advantageous embodiments of the traction mechanism according to the invention or the internal combustion engine according to the invention are the subjects of the further claims and result from the following description of the invention.

Bei einem Verfahren zur Einstellung einer Vorspannung für ein Zugmittel eines Zugmittelgetriebes, wobei das Zugmittelgetriebe mindestens zwei Getrieberäder aufweist, von denen mindestens eines einen nicht-kreisförmigen Wirkumfang aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorspannung im Betrieb des Zugmittelgetriebes in Abhängigkeit von der Größe beziehungsweise dem Ausmaß der dynamischen, d.h. durch den Betrieb des Zugmittelgetriebes begründeten Schwankung der Zugspannung im Zugmittel variiert wird, wobei die Vorspannung (tendenziell) mit zunehmender dynamischer Schwankung der Zugspannung höher eingestellt wird. Die „Größe“ der Schwankung der Zugspannung im Zugmittel kann dabei insbesondere durch die Amplitude und/oder die Frequenz der Zugspannungsänderung definiert werden.In a method for setting a preload for a traction mechanism of a traction mechanism, the traction mechanism having at least two gear wheels, at least one of which has a non-circular effective range, the invention provides that the prestressing during operation of the traction mechanism depends on the size or the The extent of the dynamic fluctuation of the tensile stress in the traction mechanism, ie due to the operation of the traction mechanism, is varied, the pretension (tending) being set higher with increasing dynamic fluctuation in the tensile stress. The “size” of the fluctuation in the tensile stress in the traction mechanism can in particular be defined by the amplitude and / or the frequency of the tensile stress change.

Als „Vorspannung“ wird die statische Zugbelastung auf das Zugmittel, die sich aus den geometrischen Bedingungen der Umschlingung der Getrieberäder und anderer Führungselemente des Zugmittelgetriebes durch das Zugmittel ergibt, verstanden.“Pre-tensioning” is understood to mean the static tensile load on the traction mechanism, which results from the geometric conditions of the looping of the gear wheels and other guide elements of the traction mechanism through the traction mechanism.

Als „Wirkumfang“ wird der für die Umschlingung durch das Zugmittel wirksame Umfang eines Getrieberads verstanden, so dass eine Umfangsprofilierung des Getrieberads, die beispielsweise für die Ausbildung des Zugmittelgetriebes als Synchrontrieb erforderlich sein kann, zwar zu einem von der Kreisform abweichenden Umfang des Getrieberads führt, die Kreisförmigkeit des Wirkumfangs dadurch jedoch nicht beeinflussen werden muss."Effective scope" is understood to mean the circumference of a gear wheel that is effective for wrapping by the traction mechanism, so that a circumferential profiling of the gear wheel, which may be required, for example, for the design of the traction mechanism as a synchronous drive, leads to a circumference of the gear wheel that deviates from the circular shape. however, this does not have to affect the circularity of the effective range.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ermöglicht, die Vorspannung variabel nur so hoch einzustellen, dass eine Schwingungsanregung des Zugmittels, die in einer dynamischen Schwankung der Zugspannung im Zugmittel begründet ist, im ausreichenden Maße unterdrückt wird und gleichzeitig eine unnötig hohe Vorspannung vermieden werden kann, die mit entsprechend hohen Reibungsverlusten einhergehen würde. Auf diese Weise kann somit vorgesehen sein, die Vorspannung des Zugmittels in Abhängigkeit von der Größe der dynamischen Schwankung der Zugspannung möglichst immer auf ein definiertes Minimum einzustellen, wodurch nicht nur der Verschleiß der Komponenten des Zugmittelgetriebes sondern auch der Kraftstoffverbrauch einer das Zugmittelgetriebe insbesondere als Steuertrieb umfassenden Brennkraftmaschine gering gehalten werden kann.The inventive method makes it possible to adjust the preload variably only so high that a vibration excitation of the traction device, which is due to a dynamic fluctuation of the tensile stress in the traction device, is suppressed to a sufficient extent and at the same time an unnecessarily high pre-tension can be avoided, which with correspondingly high friction losses would be associated. In this way, provision can be made to always set the pretension of the traction mechanism to a defined minimum as a function of the magnitude of the dynamic fluctuation in the tensile stress, so that not only the wear of the components of the traction mechanism but also the fuel consumption of a belt mechanism, especially as a control drive Internal combustion engine can be kept low.

Durch die Verwendung zumindest eines Getrieberads mit nicht-kreisförmigem Wirkumfang kann zudem in bekannter Weise eine zumindest teilweise Kompensation von ungleichförmigen Drehmomentbelastungen eines oder mehrerer der Getrieberäder erreicht werden. Dies kann insbesondere ermöglichen, die maximale Größe der dynamischen Schwankung der Zugspannung im Zugmittel geringer zu halten als die Zugspannungsschwankungen, die den ungleichförmigen Drehmomentbelastungen rechnerisch entsprechen.By using at least one gear wheel with a non-circular effective range, an at least partial compensation of non-uniform torque loads on one or more of the gear wheels can also be achieved in a known manner. This can in particular make it possible to keep the maximum size of the dynamic fluctuation of the tensile stress in the traction mechanism lower than the tensile stress fluctuations which mathematically correspond to the non-uniform torque loads.

Eine Besonderheit, die sich bei einem Zugmittelgetriebe mit zumindest einem Getrieberad mit nicht-kreisförmigem Wirkumfang einstellen kann, ist die, dass eine dynamische Schwankung der Zugspannung im Zugmittel sich nicht nur aus einer Belastung eines oder mehrerer der Getrieberäder durch ein ungleichförmiges Antriebs- oder Abtriebsdrehmoment ergeben kann, sondern primär auch durch das oder die Getrieberäder mit nicht-kreisförmigem Wirkumfang selbst hervorgerufen sein kann. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn ein Getrieberad mit nicht-kreisförmigem Wirkumfang (auch) zur zumindest teilweisen Kompensation einer nur temporär im Betrieb des Zugmittelgetriebes auftretenden ungleichförmigen Drehmomentbelastung vorgesehen ist, wobei die kompensierende Wirkung des Getrieberads die gegenteilige Wirkung aufweist und folglich zu einer dynamischen Schwankung der Zugspannung im Zugmittel führt, wenn die eigentlich zu kompensierende ungleichförmige Drehmomentbelastung unter den Auslegungspunkt abfällt oder vollständig entfällt. Dies kann dazu führen, dass in diesem Betriebszustand die Vorspannung für das Zugmittel erfindungsgemäß relativ hoch eingestellt wird, obwohl die Ungleichförmigkeit des Drehmoments, mit dem zumindest eines der Getrieberäder belastet wird, relativ klein (oder null) ist.A special feature that can arise in a traction mechanism with at least one gear wheel with a non-circular effective range is that a dynamic fluctuation of the tensile stress in the traction mechanism does not only result from a load on one or more of the gear wheels due to a non-uniform drive or output torque can, but can primarily also be caused by the gear wheel (s) with a non-circular effective scope itself. This can be the case in particular if a gear wheel with a non-circular effective range is (also) provided for at least partial compensation of a non-uniform torque load that occurs only temporarily during operation of the traction mechanism, the compensating effect of the gear wheel having the opposite effect and consequently a dynamic one Fluctuations in the tensile stress in the traction mechanism result when the non-uniform torque load that is actually to be compensated falls below the design point or is completely eliminated. This can lead to the pretension for the traction device being set relatively high in this operating state, although the irregularity of the torque with which at least one of the gear wheels is loaded is relatively small (or zero).

In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes kann daher vorgesehen sein, die kompensierende Wirkung dieses Getrieberads derart auszulegen, dass diese vollständig kompensierend in einem mittigen Abschnitt eines Schwankungsbereichs, in dem die Ungleichförmigkeit der Drehmomentbelastung im Betrieb des Zugmittelgetriebes auftreten kann, wirkt, wodurch dann zwar sowohl beim Überschreiten als auch beim Unterschreiten dieses Auslegungsbereichs dynamische Schwankungen der Zugspannung im Zugmittel auftreten, d.h. sowohl dann, wenn die Ungleichförmigkeit der Drehmomentbelastung oberhalb dieses mittigen Bereichs liegt (dann infolge einer „Unterkompensation“ durch das Getrieberad mit nicht-kreisförmigem Wirkumfang) als auch dann, wenn die Ungleichförmigkeit der Drehmomentbelastung unterhalb dieses mittigen Bereichs liegt (dann infolge einer „Überkompensation“ durch das Getrieberad mit nicht-kreisförmigem Wirkumfang). Gleichzeitig kann dadurch jedoch die maximale Größe der dynamischen Schwankung der Zugspannung relativ gering gehalten werden. Bei einer solchen Auslegung eines erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes kann dann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Vorspannung des Zugmittels relativ hoch eingestellt wird, wenn die Ungleichförmigkeit eines zumindest eines der Getrieberäder belastenden Drehmoments, vorzugsweise die Gesamtdrehmomentbelastung für alle Getrieberäder, relativ groß und auch wenn diese relativ klein ist. Andererseits kann die Vorspannung relativ niedrig eingestellt werden, wenn die Ungleichförmigkeit des belastenden (Gesamt-)Drehmoments mittelgroß (d.h. zwischen dem relativ großen und dem relativ kleinen Wert gelegen) ist.In a preferred embodiment of a traction mechanism according to the invention it can therefore be provided that the compensating effect of this gear wheel is designed in such a way that it has a fully compensatory effect in a central section of a fluctuation range in which the non-uniformity of the torque load can occur during operation of the traction mechanism, whereby both Dynamic fluctuations of the tensile stress in the traction mechanism occur when exceeding or falling below this design range, i.e. both when the non-uniformity of the torque load is above this central area (then as a result of "undercompensation" by the gear wheel with a non-circular effective range) and then, if the non-uniformity of the torque load is below this central area (then as a result of "overcompensation" by the gear wheel with a non-circular effective range). At the same time, however, the maximum size of the dynamic fluctuation in the tensile stress can be kept relatively small. With such a design of a traction mechanism according to the invention it can then be provided according to the invention that the preload of the traction mechanism is set relatively high when the irregularity of a torque loading at least one of the gear wheels, preferably the total torque loading for all gear wheels, is relatively large and also when this is relatively small . On the other hand, the preload can be set relatively low if the irregularity of the loading (total) torque is medium (i.e. between the relatively large and the relatively small value).

Ein erfindungsgemäßes Zugmittelgetriebe umfasst ein Zugmittel, das um mindestens zwei Getrieberäder geführt ist, wobei mindestens eines der Getrieberäder einen nicht-kreisförmigen Wirkumfang aufweist, eine Spannvorrichtung zur Einstellung einer Vorspannung für das Zugmittel und zudem eine mittels einer Steuerungsvorrichtung verstellbare Stellvorrichtung für die Spannvorrichtung, wobei die Steuerungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass diese die Stellvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ansteuert. Die Einstellung der Zugspannung kann dabei durch eine entsprechende Steuerung oder Regelung für die Spannvorrichtung mittels der Steuerungsvorrichtung erfolgen.A traction mechanism according to the invention comprises a traction mechanism that is guided around at least two gear wheels, at least one of the gear wheels having a non-circular effective circumference, a tensioning device for setting a pretension for the traction mechanism and also an adjusting device for the tensioning device that can be adjusted by means of a control device, wherein the Control device is designed in such a way that it controls the actuating device to carry out a method according to the invention. The tension can be set by means of a corresponding control or regulation for the tensioning device by means of the control device.

Bei dem Zugmittelgetriebe kann es sich insbesondere um einen Synchrontrieb handeln, der somit eine im Wesentlichen schlupffreie Übertragung der Antriebsleistung zwischen den mindestens zwei Getrieberädern gewährleistet. Dazu kann das Zugmittelgetriebe insbesondere in Form eines Zahnriementriebs oder Kettentriebs ausgebildet sein.The traction mechanism can in particular be a synchronous drive, which thus ensures an essentially slip-free transmission of the drive power between the at least two gear wheels. For this purpose, the traction mechanism can be designed in particular in the form of a toothed belt drive or chain drive.

Eine bevorzugte Verwendung eines erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes kann als Steuertrieb für eine Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Dementsprechend betrifft die Erfindung weiterhin eine Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebe, wobei das Zugmittelgetriebe vorzugsweise der Steuertrieb der Brennkraftmaschine ist, mit dem eine Antriebsleistung von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auf eine oder mehrere Gaswechselventile der Brennkraftmaschine betätigende Nockenwellen übertragen wird. Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen sein, dass mittels des Zugmittelgetriebes auch ein oder mehrere Nebenaggregate der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen (elektrischen) Generator, eine (Hochdruck-)Kraftstoffpumpe, eine Kühlmittelpumpe und/oder einen Klimakompressor handeln. Die erfindungsgemäß vorgesehene Einstellung der Vorspannung des Zugmittels in Abhängigkeit von der dynamischen Schwankung der Zugspannung im Zugmittel kann sich dabei besonders vorteilhaft auswirken, wenn einzelne oder alle der angetriebenen Nebenaggregate einen ungleichförmigen Drehmomentwiderstand bewirken. Bei einer Kraftstoffpumpe und/oder einem Klimakompressor kann dies insbesondere der Fall sein, wenn diese als Fluidenergiemaschinen, die nach dem Verdrängerprinzip arbeiten und somit beispielsweise als Kolbenpumpe beziehungsweise Kolbenverdichter ausgebildet sind, der Fall sein.A preferred use of a traction mechanism according to the invention can be provided as a control drive for an internal combustion engine. Accordingly, the invention also relates to an internal combustion engine with a traction mechanism according to the invention, the traction mechanism preferably being the control drive of the internal combustion engine with which drive power is transmitted from a crankshaft of the internal combustion engine to camshafts that actuate one or more gas exchange valves of the internal combustion engine. Furthermore, it can preferably be provided that one or more auxiliary units of the internal combustion engine are also driven by means of the traction mechanism. This can be, for example, an (electrical) generator, a (high pressure) fuel pump, a coolant pump and / or an air conditioning compressor. The adjustment provided according to the invention of the pretensioning of the traction means as a function of the dynamic Fluctuations in the tensile stress in the traction mechanism can have a particularly advantageous effect if some or all of the driven auxiliary units cause a non-uniform torque resistance. In the case of a fuel pump and / or an air conditioning compressor, this can be the case in particular when these are the case as fluid energy machines that work according to the displacement principle and are thus designed, for example, as piston pumps or piston compressors.

Erfindungsgemäß ist es nicht erforderlich, dass die dynamische Schwankung der Zugspannung im Zugmittel, die erfindungsgemäß zur Einstellung einer variablen Vorspannung des Zugmittels genutzt wird, messtechnisch erfasst wird. Diese kann in einer besonders einfachen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise einer einfachen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes basierend auf der Berücksichtigung eines oder mehrerer Betriebsparameter des Zugmittelgetriebes oder der das Zugmittelgetriebe umfassenden Brennkraftmaschine abgeschätzt werden. Beispielsweise kann die Last und/oder die Drehzahl, mit der die Brennkraftmaschine betrieben wird, vorteilhaft zur Abschätzung der Größe der dynamischen Schwankung der Zugspannung im Zugmittel herangezogen werden. Somit kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass die Vorspannung in Abhängigkeit eines Motorbetriebskennfelds einer das Zugmittelgetriebe umfassenden (erfindungsgemäßen) Brennkraftmaschine eingestellt wird.According to the invention, it is not necessary for the dynamic fluctuation of the tensile stress in the traction mechanism, which is used according to the invention to set a variable pretension of the traction mechanism, to be measured. This can be estimated in a particularly simple embodiment of the method according to the invention or a simple embodiment of the traction mechanism according to the invention based on the consideration of one or more operating parameters of the traction mechanism or the internal combustion engine comprising the traction mechanism. For example, the load and / or the speed at which the internal combustion engine is operated can advantageously be used to estimate the size of the dynamic fluctuation of the tensile stress in the traction mechanism. Thus, in particular, it can also be provided that the preload is set as a function of an engine operating map of an internal combustion engine (according to the invention) comprising the traction mechanism.

Andererseits kann es jedoch auch vorteilhaft sein, dass die Vorspannung und/oder die dynamische Zugspannung im Zugmittel direkt oder indirekt (d.h. durch Ableiten aus einem damit verknüpften Messparameter) bestimmt und insbesondere auch gemessen wird, wobei die Einstellung der Vorspannung in Abhängigkeit von beispielsweise einem Messergebnis gesteuert oder geregelt wird. Dies kann weiterhin bevorzugt ermöglichen, die Vorspannung in Abhängigkeit von dem Messergebnis für die dynamische Zugspannung auf ein definiertes Minimum einzustellen, wodurch eine besonders exakte Anpassung der Vorspannung an den für eine ausreichende Unterdrückung einer Schwingungsanregung erforderlichen Wert erfolgen kann. Für eine möglichst optimale Anpassung der Vorspannung kann im Übrigen vorgesehen sein, dass die Steuerung oder Regelung kontinuierlich (d.h. ununterbrochen oder in zeitlich definierten Abständen) durchgeführt wird.On the other hand, however, it can also be advantageous that the preload and / or the dynamic tensile stress in the traction device is determined directly or indirectly (ie by deriving from a measurement parameter linked to it) and in particular also measured, the setting of the preload depending on, for example, a measurement result controlled or regulated. This can furthermore preferably make it possible to set the preload to a defined minimum as a function of the measurement result for the dynamic tensile stress, whereby a particularly exact adaptation of the preload to the value required for sufficient suppression of vibration excitation can take place. For the best possible adjustment of the preload, provision can also be made for the control or regulation to be carried out continuously (i.e. uninterrupted or at defined time intervals).

Die Spannvorrichtung des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes kann entsprechend konventioneller Spannrollen, wie sie unter anderem bei Steuertrieben von Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, derart ausgebildet sein, dass diese elastisch auslenkbar gelagert sind, so dass diese zusätzlich zu der Einstellbarkeit für die Vorspannung mittels der Stellvorrichtung in der Lage sind, auf dynamischen Änderungen in der Zugspannung durch ein mehr oder weniger erfolgendes Eintauchen in das Zugmittel (ermöglicht durch eine dabei variierende Vorspannung eines die Spannvorrichtung gegen das Zugmittel beaufschlagenden Federelements) passiv zu reagieren.The tensioning device of the traction mechanism according to the invention can be designed in accordance with conventional tensioning rollers, such as those used in control drives of internal combustion engines, among other things, in such a way that they are elastically deflectable so that, in addition to being able to adjust the pretension by means of the adjusting device, they are able to to react passively to dynamic changes in the tensile stress due to a more or less occurring immersion in the traction means (made possible by a varying pretension of a spring element acting on the tensioning device against the traction means).

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Spannvorrichtung (abgesehen von der Einstellbarkeit mittels der Stellvorrichtung) eine starre Führung für das Zugmittel darstellt, und somit nicht entsprechend elastisch auslenkbar gelagert ist.As an alternative to this, it can be provided that the tensioning device (apart from the adjustability by means of the adjusting device) represents a rigid guide for the traction means and is therefore not mounted so that it can be elastically deflected accordingly.

In diesem Fall kann weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Zugmittelgetriebe neben der einstellbaren Spannvorrichtung ein zusätzliches Spannelement umfasst, das elastisch auslenkbar gelagert ist. Dieses kann entsprechend einer konventionellen Spannrolle auch derart ausgebildet sein, dass dieses insbesondere im Rahmen der Montage des Zugmittelgetriebes (manuell) einstellbar ist, um die Vorspannung im Zugmittel anzupassen. Durch eine solche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes kann vermieden werden, dass sowohl die elastische Auslenkbarkeit als auch die Einstellbarkeit mittels der Verstellvorrichtung in eine einzige Baueinheit integriert werden müssen, was zu einer relativ aufwändigen und damit teuren Ausgestaltung der Spannvorrichtung führen könnte. Vielmehr kann dadurch auch ermöglicht werden, eine beispielsweise kostengünstig als Zukaufteil verwendbare konventionelle Spannrolle einzusetzen, die infolge ihrer elastischen Auslenkbarkeit schnell auf dynamische Schwankungen der Zugspannung reagieren kann, während die erfindungsgemäß durch die Verstellvorrichtung einstellbare Spannvorrichtung zur Beeinflussung der Vorspannung im Zugmittel auf „halbstatische“ Weise genutzt wird, indem mittels dieser relativ langsam auf dynamische Schwankungen der Zugspannung, beispielsweise infolge eines geänderten Betriebszustands für das Zugmittelgetriebe, reagiert wird. Dabei kann die Spannvorrichtung vorzugsweise auch die Funktion einer konventionellen Umlenkrolle oder konventionellen Beruhigungsrolle übernehmen.In this case it can furthermore preferably be provided that the traction mechanism according to the invention comprises, in addition to the adjustable tensioning device, an additional tensioning element which is mounted so as to be elastically deflectable. This can also be designed in accordance with a conventional tensioning pulley in such a way that it can be adjusted (manually) in particular during the assembly of the traction mechanism in order to adapt the pretension in the traction mechanism. Such a design of the traction mechanism according to the invention can prevent both the elastic deflectability and the adjustability by means of the adjustment device from having to be integrated into a single structural unit, which could lead to a relatively complex and thus expensive design of the tensioning device. Rather, it can also make it possible to use a conventional tensioning roller that can be used inexpensively as a purchased part, which can react quickly to dynamic fluctuations in the tensile stress due to its elastic deflectability, while the tensioning device, which can be adjusted according to the invention by the adjusting device, to influence the preload in the traction means in a "semi-static" manner is used by using this to react relatively slowly to dynamic fluctuations in the tensile stress, for example as a result of a changed operating state for the traction mechanism. In this case, the tensioning device can preferably also take on the function of a conventional deflecting roller or a conventional stabilizing roller.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein radbasiertes Kraftfahrzeug (vorzugsweise PKW oder LKW), mit einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine. Dabei kann die Brennkraftmaschine insbesondere zur (direkten oder indirekten) Bereitstellung der Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug vorgesehen sein.The invention also relates to a motor vehicle, in particular a wheel-based motor vehicle (preferably a car or truck), with an internal combustion engine according to the invention. The internal combustion engine can in particular be provided for (direct or indirect) provision of the drive power for the motor vehicle.

Die unbestimmten Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.The indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), in particular in the claims and in the description explaining the claims in general, are to be understood as such and not as numerals. Components specified in this way are therefore to be understood as that these are present at least once and can be present several times.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt in jeweils vereinfachter Darstellung:

  • 1: eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine;
  • 2: ein erfindungsgemäßes Zugmittelgetriebe mit einer mittels einer Stellvorrichtung einstellbaren Spannvorrichtung in einer ersten Ausführungsform; und
  • 3: einen Teil eines erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes mit einer mittels einer Stellvorrichtung einstellbaren Spannvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform.
The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. The drawings show in a simplified representation:
  • 1 : an internal combustion engine according to the invention;
  • 2 : a traction mechanism according to the invention with a tensioning device adjustable by means of an adjusting device in a first embodiment; and
  • 3 : a part of a traction mechanism according to the invention with a tensioning device adjustable by means of an adjusting device in a second embodiment.

Die 1 zeigt in vereinfachter Darstellung eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 26. Diese umfasst einen Verbrennungsmotor 10, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als vierzylindriger Hubkolbenmotor ausgebildet ist und beispielsweise nach dem Otto- oder Diesel-Prinzip betrieben werden kann. Dazu sind in einem Zylinderkurbelgehäuse 12 Zylinder 14 ausgebildet, in denen Kolben 16 längsaxial bewegbar gelagert sind. Eine durch Verbrennungsprozesse bewirkte Bewegung der Kolben 16 wird über Pleuel 18 auf eine in dem Zylinderkurbelgehäuse 12 drehbar gelagerte Kurbelwelle 20 übertragen. Diese Rotation der Kurbelwelle 20 kann auf angetriebene Räder eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) übertragen werden. Die Brennkraftmaschine 26 kann somit zur Erzeugung der Fahrantriebsleistung für das Kraftfahrzeug dienen.the 1 shows a simplified representation of an internal combustion engine according to the invention 26th . This includes an internal combustion engine 10 , which in the present embodiment is designed as a four-cylinder reciprocating piston engine and can be operated, for example, according to the Otto or Diesel principle. These are in a cylinder crankcase 12th cylinder 14th formed in which pistons 16 are mounted axially movable. A movement of the pistons caused by combustion processes 16 is about connecting rods 18th on one in the cylinder crankcase 12th rotatably mounted crankshaft 20th transfer. This rotation of the crankshaft 20th can be transmitted to driven wheels of a motor vehicle (not shown). The internal combustion engine 26th can thus be used to generate the drive power for the motor vehicle.

Eine Rotation der Kurbelwelle 20 wird zudem mittels eines erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes in Form eines Zahnriementriebs 28 auf eine in einem Zylinderkopfgehäuse 30 des Verbrennungsmotors 10 drehbar gelagerte erste Nockenwelle 32 übertragen. Der Zahnriementrieb 28 stellt demnach den sogenannten Steuertrieb des Verbrennungsmotors 10 dar. Bei dieser ersten Nockenwelle 32 kann es sich um eine Einlassnockenwelle handeln, mittels der Einlassventile 34, über die Frischgas in Brennräume, die von den Zylindern 14, den Kolben 16 sowie dem Zylinderkopfgehäuse 30 begrenzt sind, gesteuert eingebracht werden kann, wobei dieses Frischgas mit direkt in die Brennräume eingespritztem Kraftstoff verbrannt wird, um die durch die Kurbelwelle 20 gesteuerte Bewegung der Kolben 16 innerhalb der Zylinder 14 zu bewirken.One rotation of the crankshaft 20th is also by means of a traction mechanism according to the invention in the form of a toothed belt drive 28 on one in a cylinder head housing 30th of the internal combustion engine 10 rotatably mounted first camshaft 32 transfer. The toothed belt drive 28 therefore provides the so-called timing drive of the internal combustion engine 10 with this first camshaft 32 it can be an intake camshaft by means of the intake valves 34 , about the fresh gas in combustion chambers by the cylinders 14th , the piston 16 as well as the cylinder head housing 30th are limited, can be introduced in a controlled manner, this fresh gas being burned with fuel injected directly into the combustion chambers, by the crankshaft 20th controlled movement of the pistons 16 inside the cylinder 14th to effect.

Mittels eines Zahnradgetriebes (mit einer Übersetzung von eins) wird eine Drehbewegung der ersten Nockenwelle 32 auf eine zweite Nockenwelle (nicht sichtbar), bei der es sich dann um eine Auslassnockenwelle des Verbrennungsmotors 10 handeln kann, übertragen. Diese zweite Nockenwelle betätigt demnach Auslassventile (nicht sichtbar), mittels derer Abgas, das bei einer Verbrennung des Kraftstoff-Frischgas-Gemisches in den Brennräumen erzeugt wurde, gesteuert abgeführt werden kann.The first camshaft is rotated by means of a gear drive (with a gear ratio of one) 32 to a second camshaft (not visible), which is then an exhaust camshaft of the internal combustion engine 10 can act, transfer. This second camshaft accordingly actuates exhaust valves (not visible), by means of which exhaust gas, which was generated during combustion of the fuel-fresh gas mixture in the combustion chambers, can be discharged in a controlled manner.

Ein Getrieberad in Form eines Zahnriemenrads 40 des Zahnriementriebs 28 sowie ein Zahnrad 42 des Zahnradgetriebes sind drehfest an einem ersten, aus dem Zylinderkopfgehäuse 30 herausragenden Endabschnitt der ersten Nockenwelle 32 drehfest befestigt. An einem zweiten, ebenfalls aus dem Zylinderkopfgehäuse 30 herausragenden Endabschnitt der ersten Nockenwelle 32 ist zudem ein Nocken 44 (mit einer oder mehreren Nockenerhebungen) angeordnet, der ein Teil eines Nockentriebs ist, mit dem eine als Kolbenpumpe ausgebildete (Hochdruck-)Kraftstoffpumpe 46 antreibbar ist. Dabei wird mittels dieses Nockens 44 ein Förderhub eines in einem Gehäuse 48 der Kraftstoffpumpe 46 verschiebbar geführten Kolbens 50 bewirkt, während der Rückhub des Kolbens 50 mittels eines vorgespannten Federelements 52 bewirkt wird, indem dieses Federelement 52 eine an einem Ende mit dem Kolben 50 verbundene Kolbenstange 54 mit dem entsprechenden anderen Ende gegen den Nocken 44 beaufschlagt.A gear wheel in the form of a toothed belt wheel 40 of the toothed belt drive 28 as well as a gear 42 of the gear train are rotationally fixed to a first one from the cylinder head housing 30th protruding end portion of the first camshaft 32 non-rotatably attached. On a second, also from the cylinder head housing 30th protruding end portion of the first camshaft 32 is also a cam 44 (with one or more cam lobes) which is part of a cam drive with which a (high-pressure) fuel pump 46 designed as a piston pump can be driven. This cam is used for this 44 a delivery stroke one in a housing 48 the fuel pump 46 displaceably guided piston 50 causes during the return stroke of the piston 50 by means of a pretensioned spring element 52 is effected by this spring element 52 one on one end with the piston 50 connected piston rod 54 with the corresponding other end against the cam 44 applied.

Mittels der Kraftstoffpumpe 46 wird Injektoren 56 des Verbrennungsmotors 10 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 26 beziehungsweise des Kraftfahrzeugs zugeführt. Mittels der Injektoren 56 wird der Kraftstoff dann unter relativ hohem Druck und zu vorgegebenen Zeitpunkten in die Brennräume eingespritzt.By means of the fuel pump 46 becomes injectors 56 of the internal combustion engine 10 Fuel from a fuel tank (not shown) of the internal combustion engine 26th or supplied to the motor vehicle. By means of the injectors 56 the fuel is then injected into the combustion chambers under relatively high pressure and at predetermined times.

Der Zahnriementrieb 28 umfasst neben dem Zahnriemen 24 als Zugmittel, dem Zahnriemenrad 40 der ersten Nockenwelle 32 und einem Zahnriemenrad 36 der Kurbelwelle 20 noch ein Zahnriemenrad 38 einer Kühlmittelpumpe 68. Die Kühlmittelpumpe 68 kann beispielsweise als Strömungspumpe und insbesondere als Radialpumpe ausgebildet sein. Diese umfasst somit ein innerhalb eines Strömungsraums eines Pumpengehäuses 70 drehbar gelagertes Pumpenrad 72, wobei eine das Pumpenrad 72 tragende Pumpenwelle 74 drehfest mit dem dazugehörigen Zahnriemenrad 38 verbunden ist. Durch den so bewirkbaren Drehantrieb des Pumpenrads 72 kann eine Kühlflüssigkeit in bekannter Weise zur Zirkulation in einem im Übrigen nicht dargestellten Kühlsystem der Brennkraftmaschine 26 gefördert werden. Dabei wird die Kühlflüssigkeit auslassseitig der Kühlmittelpumpe 68 in Kühlmittelkanäle 78 des Zylinderkurbelgehäuses 12 und des Zylinderkopfgehäuses 30 gefördert, um den Verbrennungsmotor 10 im Betrieb zu kühlen.The toothed belt drive 28 includes next to the timing belt 24 as a traction device, the toothed belt pulley 40 the first camshaft 32 and a toothed belt pulley 36 the crankshaft 20th another toothed belt pulley 38 a coolant pump 68 . The coolant pump 68 can for example be designed as a flow pump and in particular as a radial pump. This thus includes a inside a flow space of a pump housing 70 rotatably mounted pump wheel 72 , one being the impeller 72 supporting pump shaft 74 non-rotatably with the associated toothed belt pulley 38 connected is. Due to the rotary drive of the pump wheel that can be brought about in this way 72 a cooling liquid can be used in a known manner for circulation in a cooling system of the internal combustion engine, which is otherwise not shown 26th be promoted. The coolant is on the outlet side of the coolant pump 68 in coolant channels 78 of the cylinder crankcase 12th and the cylinder head housing 30th promoted to the internal combustion engine 10 to cool during operation.

Weiterhin umfasst der Zahnriementrieb 28 eine mittels einer Stellvorrichtung (in der 1 nicht dargestellt) einstellbare Spannvorrichtung 76, mittels der eine Vorspannung des Zahnriemens 24 einstellbar ist. Die Ansteuerung der Stellvorrichtung erfolgt dabei über eine Steuerungsvorrichtung (in der 1 nicht dargestellt), bei der es sich beispielsweise um die Motorsteuerung der Brennkraftmaschine 26 handeln kann.The toothed belt drive also includes 28 one by means of an adjusting device (in the 1 not shown) adjustable clamping device 76 , by means of which a pretensioning of the toothed belt 24 is adjustable. The actuating device is controlled via a control device (in the 1 not shown), which is, for example, the engine control of the internal combustion engine 26th can act.

Die 2 zeigt in vereinfachter Darstellung ein erfindungsgemäßes Zugmittelgetriebe 28, das beispielsweise als Steuertrieb bei einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 26 zum Einsatz kommen kann. Das Zugmittelgetriebe 28 umfasst ein Zugmittel 24, beispielsweise in Form eines Zahnriemens oder einer Kette (zur Ausbildung des Zugmittelgetriebes 28 als Synchrontrieb), ein erstes Getrieberad 36, das zur Verbindung mit einer Kurbelwelle 20 der Brennkraftmaschine 26 vorgesehen ist, ein zweites Getrieberad 40, das zur Verbindung mit einer Nockenwelle 32 der Brennkraftmaschine 26 vorgesehen ist, ein drittes Getrieberad 80, das zur Verbindung mit einer Antriebswelle einer (Hochdruck-)Kraftstoffpumpe 46 vorgesehen ist (anders als bei der Brennkraftmaschine 26 gemäß der 1 erfolgt der Antrieb der Kraftstoffpumpe 46 hier somit nicht über die Nockenwelle 32), ein viertes Getrieberad 38, das zur Verbindung mit der Antriebswelle 74 einer Kühlmittelpumpe 68 der Brennkraftmaschine 26 vorgesehen ist, eine konventionelle Spannrolle 82, eine (zusätzliche) Spannvorrichtung 76, die mittels einer von einer Steuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) ansteuerbaren Stellvorrichtung (nicht dargestellt) einstellbar ist, sowie eine konventionelle Beruhigungsrolle 86.the 2 shows in a simplified representation a traction mechanism according to the invention 28 , which, for example, as a control drive in an internal combustion engine according to the invention 26th can be used. The traction mechanism 28 includes a traction device 24 , for example in the form of a toothed belt or a chain (to form the traction mechanism 28 as synchronous drive), a first gear wheel 36 that connects to a crankshaft 20th the internal combustion engine 26th is provided a second gear wheel 40 that connects to a camshaft 32 the internal combustion engine 26th is provided a third gear 80 , which is provided for connection to a drive shaft of a (high pressure) fuel pump 46 (unlike the internal combustion engine 26th according to the 1 the fuel pump is driven 46 here, therefore, not via the camshaft 32 ), a fourth gear wheel 38 that connects to the drive shaft 74 a coolant pump 68 the internal combustion engine 26th a conventional tension pulley is provided 82 , an (additional) clamping device 76 which can be adjusted by means of an adjusting device (not shown) that can be controlled by a control device (not shown), as well as a conventional calming roller 86 .

Eine konventionelle Spannrolle 82, wie sie in dem Zugmittelgetriebe 28 gemäß der 2 vorgesehen ist, dient dazu, die Vorspannung des Zugmittels 24 bei der Montage des Zugmittelgetriebes 28 auf einen vorgegebenen Wert einzustellen, indem die Spannrolle 82 eine entsprechende Distanz in den dazugehörigen Trum des Zugmittels 24 eingetaucht wird. Ist die Spannrolle 82 als sogenannte feste Spannrolle 82 ausgebildet, verändert sich deren Position im Betrieb des Zugmittelgetriebes 28 nicht, was insoweit problematisch sein kann, weil im Betrieb der das Zugmittelgetriebe 28 umfassenden Brennkraftmaschine 26 die dabei auftretenden Temperaturdifferenzen in der Regel zu einer höheren thermischen Dehnung des Verbrennungsmotors 10 und damit der Abstände zwischen den einzelnen Getrieberädern 36, 38, 40, 80 und sonstigen Führungselementen (Spannrolle 82, Spannvorrichtung 76 und Beruhigungsrolle 86) führen können, als dies für das Zugmittel 24 der Fall ist. Dies kann zu einer Erhöhung der ursprünglich eingestellten Vorspannung führen. Andererseits kann sich das Zugmittel 24 während seiner Betriebslebensdauer im relevanten Ausmaß dauerhaft längen, was wiederum zu einer Verringerung der ursprünglich eingestellten Vorspannung führt. Um diese Einflüsse auf die Vorspannung auszugleichen, werden regelmäßig sogenannte automatische Spannrollen 82 eingesetzt, bei der die Ausgangseinstellung der Vorspannung unter Federbelastung der Spannrolle 82 mit definierter Federvorspannung erfolgt. Eine nachlassende Vorspannung im Zugmittel 24 wird somit durch ein durch die vorgespannte Feder 88 bewirktes verstärktes Eintauchen der Spannrolle 82 in den dazugehörigen Trum des Zugmittels 24 kompensiert, während eine zunehmende Vorspannung im Zugmittel 24 zu einem begrenzten Ausweichen der Spannrolle 82 unter weiterer Erhöhung der Federvorspannung führt.A conventional tension pulley 82 as they are in the traction mechanism 28 according to the 2 is provided, serves to pre-tension the traction mechanism 24 when assembling the traction mechanism 28 set to a preset value by turning the tensioner pulley 82 a corresponding distance in the associated strand of the traction device 24 is immersed. Is the tension pulley 82 as a so-called fixed tension pulley 82 formed, their position changes during the operation of the traction mechanism 28 not, which can be problematic because the traction mechanism is in operation 28 comprehensive internal combustion engine 26th the resulting temperature differences usually lead to a higher thermal expansion of the internal combustion engine 10 and thus the distances between the individual gear wheels 36 , 38 , 40 , 80 and other guide elements (tension pulley 82 , Jig 76 and sedative role 86 ) than for the traction device 24 the case is. This can lead to an increase in the originally set preload. On the other hand, the traction mechanism 24 extend permanently to the relevant extent during its service life, which in turn leads to a reduction in the originally set preload. In order to compensate for these influences on the preload, so-called automatic tensioning pulleys are regularly used 82 used in which the initial setting of the preload under spring loading of the tensioner pulley 82 takes place with a defined spring preload. A decreasing pre-tension in the traction mechanism 24 is thus through a through the preloaded spring 88 caused increased immersion of the tensioner pulley 82 in the associated strand of the traction device 24 compensated, while an increasing pre-tension in the traction mechanism 24 to a limited evasion of the tensioner pulley 82 with a further increase in the spring preload.

Eine konventionelle Beruhigungsrolle 86 dient dagegen nicht dem Einstellen einer Vorspannung im Zugmittel 24, sondern dem unter Spannung Halten eines relativ langen Trums, um dessen Schwingungsanregung zu unterbinden, indem diese geringfügig in den entsprechenden Trum eingetaucht wird. Hierzu wird eine solche Berührungsrolle 86 bei der Montage des Zugmittelgetriebes 28 fest eingestellt. Weiterhin können fest montiere Rollen mit größerer Umschlingung verwendet werden, um den Lauf des Zugmittels 24 in einer notwendigen Art zu beeinflussen oder umzulenken beziehungsweise um die Umschlingung an einem Getrieberad 36, 38, 40, 80 des Zugmittelgetriebes 28 zu erhöhen.A conventional calming role 86 on the other hand, does not serve to set a preload in the traction mechanism 24 , but rather keeping a relatively long strand under tension in order to prevent it from vibrating by dipping it slightly into the corresponding strand. Such a touch role is used for this purpose 86 when assembling the traction mechanism 28 permanently set. Furthermore, firmly mounted rollers with a larger wrap can be used to keep the traction mechanism running 24 to influence or deflect in a necessary way or to wrap around a gear wheel 36 , 38 , 40 , 80 of the traction mechanism 28 to increase.

Die Drehmomente, mit denen einzelne Getrieberäder 36, 38, 40, 80 eines Steuertriebs einer Brennkraftmaschine 26 belastet werden, können stark schwanken. Dies gilt insbesondere für die mit der Kurbelwelle 20, der Nockenwelle 32 und der Antriebswelle einer (Hochdruck-)Kraftstoffpumpe verbundenen Getrieberäder 36, 40, 80. Um diese ungleichförmigen Drehmomentbelastungen zumindest teilweise zu kompensieren ist in bekannter Weise vorgesehen, eines oder mehrere der Getrieberäder 36, 38, 40, 80, beispielsweise das mit der Kurbelwelle 20 verbundene Getrieberad 36, mit einem nicht-kreisförmigen (z.B. ovalen oder einem Quadrat angenäherten) Wirkumfang zu versehen, durch den in Abhängigkeit von der Drehausrichtung des entsprechenden Getrieberads 36, 38, 40, 80 die Länge der Umschlingung mit dem Zugmittel 24 und damit auch die Zugspannung im Zugmittel 24 zumindest lokal variiert. Bei entsprechender Anpassung der Drehausrichtung des entsprechenden Getrieberads 36, 38, 40, 80 bezüglich der die Ungleichförmigkeit der Drehmomentbelastung bewirkenden Effekte kann erreicht werden, dass die jeweiligen Wirkungen auf die dynamische Schwankung der Zugspannung im Zugmittel 24 sich zumindest teilweise kompensieren.The torques with which individual gear wheels 36 , 38 , 40 , 80 a control drive of an internal combustion engine 26th can vary greatly. This is especially true for those with the crankshaft 20th , the camshaft 32 and gear wheels connected to the drive shaft of a (high pressure) fuel pump 36 , 40 , 80 . In order to at least partially compensate for these non-uniform torque loads, one or more of the gear wheels are provided in a known manner 36 , 38 , 40 , 80 , for example the one with the crankshaft 20th connected gear wheel 36 , to be provided with a non-circular (e.g. oval or approximated to a square) effective circumference, depending on the rotational alignment of the corresponding gear wheel 36 , 38 , 40 , 80 the length of the looping with the traction device 24 and thus also the tensile stress in the traction mechanism 24 varies at least locally. With a corresponding adjustment of the rotational alignment of the corresponding gear wheel 36 , 38 , 40 , 80 With regard to the effects causing the irregularity of the torque load, it can be achieved that the respective effects on the dynamic fluctuation of the tensile stress in the traction mechanism 24 at least partially compensate each other.

Problematisch ist dabei jedoch die Auslegung des oder der Getrieberäder 36, 38, 40, 80 mit nicht-kreisförmigem Wirkumfang, weil dessen/deren Wirkungen auf die dynamische Schwankung der Zugspannung infolge der geometrischen Festlegung unveränderlich sind, während die schwankenden Drehmomentbelastungen in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Zugmittelgetriebes 28 beziehungsweise der dieses umfassenden Brennkraftmaschine 26 erheblich variieren können. So ist beispielsweise die Förderleistung einer (Hochdruck-)Kraftstoffpumpe 46 unter Volllast am höchsten, während diese im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine 26 ein Minimum erreicht. Proportional zu der Förderleistung verändert sich dabei jedoch auch das Ausmaß der Ungleichförmigkeit der Drehmomentbelastung auf das entsprechende Getrieberad 80 und damit auf das Zugmittel 24. Dies kann dazu führen, dass die Wirkung eines Getrieberads 36, 38, 40, 80 mit nicht-kreisförmigem Wirkumfang, die eigentlich zur Kompensation von durch ungleichförmige Drehmomentbelastungen hervorgerufene dynamische Schwankungen der Zugspannung im Zugmittel 24 vorgesehen ist, selbst im erheblichen Ausmaß solche dynamischen Schwankungen erzeugt. Im Ergebnis sind durch ungleichförmige Drehmomentbelastungen hervorgerufene dynamische Schwankungen der Zugspannung im Zugmittel 24 im Steuertrieb einer Brennkraftmaschine 26 nicht durch den Einsatz von Getrieberädern 36, 38, 40, 80 mit nicht-kreisförmigem Wirkumfang vollständig kompensierbar.The problem here, however, is the design of the gear wheel (s) 36 , 38 , 40 , 80 with a non-circular effective range, because its / their effects on the dynamic fluctuation of the tensile stress due to the geometric definition are invariable, while the fluctuating torque loads depend on the operating state of the traction mechanism 28 or the internal combustion engine that encompasses this 26th can vary considerably. For example, the delivery rate of a (high-pressure) fuel pump 46 is highest under full load, while it is in overrun mode of the internal combustion engine 26th reached a minimum. However, the extent of the irregularity of the torque load on the corresponding gear wheel also changes in proportion to the delivery rate 80 and thus on the traction mechanism 24 . This can lead to the action of a gear wheel 36 , 38 , 40 , 80 with a non-circular effective range, which is actually used to compensate for dynamic fluctuations in the tensile stress in the traction mechanism caused by non-uniform torque loads 24 is provided, generated such dynamic fluctuations even to a considerable extent. The result is dynamic fluctuations in the tensile stress in the traction mechanism caused by non-uniform torque loads 24 in the timing drive of an internal combustion engine 26th not through the use of gear wheels 36 , 38 , 40 , 80 with a non-circular effective range fully compensable.

Um eine Schwingungsanregung des Zugmittels 24 infolge einer dynamischen Schwankung der Zugspannung zu vermeiden und dadurch einen möglichst geräuscharmen und sicheren Lauf des Zugmittels 24 auf den Getrieberädern 36, 38, 40, 80 zu gewährleisten ist es bekannt, die Vorspannung des Zugmittels 24 und damit die Grund-Zugspannung im Zugmittel 24 belastungsabhängig festzulegen, so dass bei relativ hohen dynamischen Schwankungen der Zugspannung auch eine relativ hohe Vorspannung gewählt wird. Erfolgt eine Auslegung der Vorspannung auf die höchste auftretende dynamische Schwankung der Zugspannung, bedeutet dies wegen der Abhängigkeit dieser Schwankung von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, dass die Vorspannung in den meisten Betriebszuständen überdimensioniert ist. Problematisch dabei ist, dass mit zunehmender Vorspannung auch die Reibungsverluste im Betrieb des Zugmittelgetriebes 28 zunehmen, was sich negativ auf die Lebensdauer der Komponenten des Zugmittelgetriebes 28 sowie auf den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 26 auswirkt.To excite vibrations in the traction mechanism 24 to avoid a dynamic fluctuation of the tensile stress and thus the quietest possible and safe running of the traction mechanism 24 on the gears 36 , 38 , 40 , 80 It is known to ensure the pretensioning of the traction mechanism 24 and thus the basic tensile stress in the traction mechanism 24 To be determined depending on the load, so that with relatively high dynamic fluctuations in tensile stress, a relatively high preload is also selected. If the preload is designed for the highest dynamic fluctuation in tensile stress that occurs, this means, because of the dependence of this fluctuation on the operating state of the internal combustion engine, that the preload is overdimensioned in most operating states. The problem here is that, with increasing preload, the friction losses in the operation of the traction mechanism also occur 28 increase, which has a negative impact on the service life of the components of the traction mechanism 28 as well as the fuel consumption of the internal combustion engine 26th affects.

Erfindungsgemäß wird diese Problematik dadurch umgangen, dass die Vorspannung im Betrieb des Zugmittelgetriebes 28 in Abhängigkeit von der Größe der dynamischen Schwankung der Zugspannung variiert wird, und dabei die Vorspannung mit zunehmender dynamischer Schwankung höher eingestellt wird. Dadurch kann folglich eine stets belastungsgerechte Einstellung der Vorspannung erreicht werden, was wiederum dazu führt, dass die Reibungsverluste im Zugmittelgetriebe 28 auf das notwendige Minimum reduziert werden können. Die Einstellung der Vorspannung erfolgt bei dem Zugmittelgetriebe 28 gemäß der 2 mittels der Spannvorrichtung 76, die gleichzeitig die Funktion einer Beruhigungsrolle oder einer Umlenkrolle aufweist, jedoch - im Gegensatz zu der Beruhigungsrolle 86 - hinsichtlich der Distanz, mit der diese in den dazugehörigen Trum des Zugmittels 24 eingetaucht wird, mittels einer Stellvorrichtung (nicht dargestellt) einstellbar ist. Dies ist in der 2 anhand des Doppelpfeils angedeutet. Die mittels der Spannvorrichtung 76 aktiv veränderbare Vorspannung überlagert somit im Betrieb des Zugmittelgetriebes 28 belastungsabhängig eine Grund-Vorspannung, die mittels der Spannrolle 82 bei der Montage des Zugmittelgetriebes 28 eingestellt wurde, um die Vorspannung im Zugmittel 24 und damit die Reibungsverluste im Zugmittelgetriebe 28 belastungsabhängig so gering wie möglich zu halten.According to the invention, this problem is circumvented in that the preload during operation of the traction mechanism 28 is varied depending on the size of the dynamic fluctuation of the tensile stress, and the preload is set higher with increasing dynamic fluctuation. As a result, an adjustment of the preload that is always appropriate to the load can be achieved, which in turn leads to the friction losses in the traction mechanism 28 can be reduced to the necessary minimum. The preload is set on the traction mechanism 28 according to the 2 by means of the jig 76 which at the same time has the function of a calming roller or a deflecting roller, however - in contrast to the calming roller 86 - with regard to the distance with which this is in the associated strand of the traction device 24 is immersed, is adjustable by means of an adjusting device (not shown). This is in the 2 indicated by the double arrow. The means of the jig 76 actively changeable preload is thus superimposed during the operation of the traction mechanism 28 A basic pre-tension depending on the load, which is created by means of the tensioning pulley 82 when assembling the traction mechanism 28 was adjusted to the preload in the traction mechanism 24 and thus the friction losses in the traction mechanism 28 to keep as low as possible depending on the load.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, die belastungsabhängige aktive Einstellbarkeit der Vorspannung als Funktion in die Spannrolle 82 selbst zu integrieren, mit der auch die Grund-Vorspannung bei der Montage eingestellt wird. Dies ist in der 3 schematisch dargestellt. Gezeigt ist die unter Belastung einer definiert vorgespannten Feder 88 in den entsprechenden Trum des Zugmittels 24 eingetauchte Spannrolle 82, bei der mittels einer Stellvorrichtung 90, die von einer Steuerungsvorrichtung 92 angesteuert wird, Einfluss auf die Federvorspannung der Feder 88 genommen werden kann. Dadurch kann im gleichen Ausmaß die Belastung des Zugmittels 24 durch die Spannrolle 82 und damit die Tiefe des Eintauchens der Spannrolle 82 in das Zugmittel 24 verändert werden. Die Stellvorrichtung 90 kann dazu beispielsweise einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Stellantrieb 84 umfassen. Eine Rotation dieses Stellantriebs 84 kann beispielsweise über ein Schneckengetriebe 22 auf einen Exzenter 66 übertragen werden, durch den die Federvorspannung der Feder 88, die beispielsweise als Drehfeder ausgebildet sein kann, veränderbar ist. In Verbindung mit einem innenliegenden Stator (nicht dargestellt), der an einem Gehäuse des Verbrennungsmotors 10 einer Brennkraftmaschine 26 befestigt ist, kann dies die teilweise oder vollständige Integration der Stellvorrichtung 90 in die Spannrolle 82 selbst ermöglichen.Alternatively, there is also the possibility of the load-dependent active adjustability of the preload as a function in the tensioning pulley 82 to be integrated by yourself, which is also used to set the basic preload during assembly. This is in the 3 shown schematically. What is shown is that under the load of a defined pre-tensioned spring 88 in the corresponding strand of the traction device 24 submerged tension pulley 82 , in which by means of an adjusting device 90 by a control device 92 is controlled, influence on the spring preload of the spring 88 can be taken. This can reduce the load on the traction mechanism to the same extent 24 through the tension pulley 82 and thus the depth of immersion of the tensioner pulley 82 in the traction mechanism 24 to be changed. The adjusting device 90 can, for example, use an electric, pneumatic or hydraulic actuator 84 include. One rotation of this actuator 84 can for example via a worm gear 22nd on an eccentric 66 are transmitted, through which the spring preload of the spring 88 , which can be designed as a torsion spring, for example, is changeable. In connection with an internal stator (not shown) on a housing of the internal combustion engine 10 an internal combustion engine 26th is attached, this can be the partial or complete integration of the actuating device 90 in the tension pulley 82 enable yourself.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
VerbrennungsmotorInternal combustion engine
1212th
ZylinderkurbelgehäuseCylinder crankcase
1414th
Zylindercylinder
1616
Kolben des VerbrennungsmotorsPistons of the internal combustion engine
1818th
PleuelConnecting rod
2020th
Kurbelwellecrankshaft
2222nd
SchneckengetriebeWorm gear
2424
Zahnriemen / ZugmittelToothed belt / traction device
2626th
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
2828
Zahnriementrieb / ZugmittelgetriebeToothed belt drive / traction mechanism
3030th
ZylinderkopfgehäuseCylinder head housing
3232
Nockenwellecamshaft
3434
EinlassventilInlet valve
3636
Zahnriemenrad der Kurbelwelle / erstes GetrieberadToothed belt pulley of the crankshaft / first gear wheel
3838
Zahnriemenrad der Kühlmittelpumpe / viertes GetrieberadToothed belt pulley of the coolant pump / fourth gear wheel
4040
Zahnriemenrad der Nockenwelle / zweites GetrieberadToothed belt pulley of the camshaft / second gear wheel
4242
Zahnrad des ZahnradgetriebesGear of the gear transmission
4444
Nockencam
4646
KraftstoffpumpeFuel pump
4848
Gehäuse der KraftstoffpumpeHousing of the fuel pump
5050
Kolben der KraftstoffpumpeFuel pump piston
5252
FederelementSpring element
5454
KolbenstangePiston rod
5656
InjektorInjector
5858
KraftstofftankFuel tank
6060
KraftstoffvorleitungFuel supply line
6262
KraftstoffvorförderpumpeFuel feed pump
6464
Zahnriemenrad des zweiten ZahnriemengetriebesToothed belt pulley of the second toothed belt drive
6666
Exzentereccentric
6868
KühlmittelpumpeCoolant pump
7070
PumpengehäusePump housing
7272
PumpenradImpeller
7474
PumpenwellePump shaft
7676
SpannvorrichtungJig
7878
KühlmittelkanalCoolant duct
8080
drittes Getrieberadthird gear
8282
SpannrolleTension pulley
8484
StellantriebActuator
8686
BeruhigungsrolleSedative role
8888
Federfeather
9090
StellvorrichtungAdjusting device
9292
SteuerungsvorrichtungControl device

Claims (10)

Verfahren zur Einstellung einer Vorspannung für ein Zugmittel (24) eines Zugmittelgetriebes (28), wobei das Zugmittelgetriebe (28) mindestens zwei Getrieberäder (36, 38, 40, 80) aufweist, von denen mindestens eines einen nicht-kreisförmigen Wirkumfang aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung im Betrieb des Zugmittelgetriebes (28) in Abhängigkeit von der Größe der dynamischen Schwankung der Zugspannung im Zugmittel (24) variiert wird, wobei die Vorspannung mit zunehmender dynamischer Schwankung der Zugspannung höher eingestellt wird.Method for setting a preload for a traction mechanism (24) of a traction mechanism (28), the traction mechanism (28) having at least two gear wheels (36, 38, 40, 80), at least one of which has a non-circular effective circumference, characterized that the preload during operation of the traction mechanism (28) is varied as a function of the magnitude of the dynamic fluctuation in the tensile stress in the traction mechanism (24), the preload being set higher as the dynamic fluctuation of the tensile stress increases. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung in Abhängigkeit von der Größe der dynamischen Schwankung der Zugspannung minimal eingestellt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the preload is set to a minimum as a function of the size of the dynamic fluctuation in the tensile stress. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung und/oder die dynamische Zugspannung im Zugmittel (24) gemessen wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the pretension and / or the dynamic tensile stress is measured in the traction means (24). Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung des Zugmittels (24) relativ hoch eingestellt wird, wenn die Ungleichförmigkeit eines ein Getrieberad (36, 38, 40, 80) belastenden Drehmoments relativ groß ist und/oder wenn diese relativ klein ist sowie relativ niedrig eingestellt wird, wenn die Ungleichförmigkeit des belastenden Drehmoments mittelgroß ist.Procedure according to Claim 3 , characterized in that the bias of the traction means (24) is set relatively high when the irregularity of a gear wheel (36, 38, 40, 80) loading torque is relatively large and / or when this is relatively small and is set relatively low when the irregularity of the loading torque is medium. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung oder Regelung der Einstellung der Vorspannung kontinuierlich durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a control or regulation of the setting of the preload is carried out continuously. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung in Abhängigkeit eines Motorbetriebskennfelds einer das Zugmittelgetriebe (28) umfassenden Brennkraftmaschine (26) eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the preload is set as a function of an engine operating map of an internal combustion engine (26) comprising the traction mechanism (28). Zugmittelgetriebe (28) mit einem Zugmittel (24), das um mindestens zwei Getrieberäder (36, 38, 40, 80) geführt ist, wobei mindestens eines der Getrieberäder (36, 38, 40, 80) einen nicht-kreisförmigen Wirkumfang aufweist, und mit einer Spannvorrichtung (76) zur Einstellung einer Vorspannung für das Zugmittel (24), gekennzeichnet durch eine mittels einer Steuerungsvorrichtung (92) verstellbare Stellvorrichtung (90) für die Spannvorrichtung (76), wobei die Steuerungsvorrichtung (92) derart ausgebildet ist, dass diese die Stellvorrichtung (90) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ansteuert.Traction mechanism (28) with a traction mechanism (24) which is guided around at least two gear wheels (36, 38, 40, 80), at least one of the gear wheels (36, 38, 40, 80) having a non-circular effective circumference, and with a tensioning device (76) for setting a pretension for the traction means (24), characterized by an adjusting device (90) for the tensioning device (76) which can be adjusted by means of a control device (92), the control device (92) being designed in such a way that it controls the adjusting device (90) to carry out a method according to one of the preceding claims. Zugmittelgetriebe (28) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (76) eine starre Führung für das Zugmittel (24) darstellt.Traction mechanism (28) according to Claim 7 , characterized in that the tensioning device (76) represents a rigid guide for the traction means (24). Zugmittelgetriebe (28) gemäß Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Spannelement, das elastisch auslenkbar gelagert ist.Traction mechanism (28) according to Claim 7 or 8th , characterized by an additional tensioning element which is mounted so that it can be elastically deflected. Brennkraftmaschine (26) mit einem Zugmittelgetriebe (28) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9.Internal combustion engine (26) with a traction mechanism (28) according to one of the Claims 7 until 9 .
DE102015117716.1A 2015-10-19 2015-10-19 Method for setting a preload for a traction mechanism of a traction mechanism, traction mechanism and internal combustion engine Active DE102015117716B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015117716.1A DE102015117716B4 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Method for setting a preload for a traction mechanism of a traction mechanism, traction mechanism and internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015117716.1A DE102015117716B4 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Method for setting a preload for a traction mechanism of a traction mechanism, traction mechanism and internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015117716A1 DE102015117716A1 (en) 2017-04-20
DE102015117716B4 true DE102015117716B4 (en) 2021-08-12

Family

ID=58456445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015117716.1A Active DE102015117716B4 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Method for setting a preload for a traction mechanism of a traction mechanism, traction mechanism and internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015117716B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114321301A (en) * 2021-12-13 2022-04-12 浙江吉利控股集团有限公司 Tensioning device, engine front-end wheel train, tension control method and device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19520508A1 (en) 1995-06-03 1996-12-05 Audi Ag Control belt or timing drive for IC engine
DE19959521A1 (en) 1999-12-09 2001-06-13 Iav Gmbh Dynamically controlled tensioning device for endless drive belt has tensioning element operated by dynamically-controlled actuator
DE10061895A1 (en) 2000-12-12 2002-07-11 Ina Schaeffler Kg Clamping device for a traction mechanism drive
DE20319172U1 (en) 2003-09-18 2004-04-22 Litens Automotive Partnership, Woodbridge Non-circular rotation component
WO2004033933A1 (en) 2002-10-10 2004-04-22 The Gates Corporation Tensioner
CA2560324A1 (en) 2004-04-02 2005-10-13 Litens Automotive Partnership Vibration compensating pulley
EP1448916B1 (en) 2001-11-27 2006-08-02 Litens Automotive Synchronous drive apparatus with non-circular drive elements
US7217206B2 (en) 2002-12-16 2007-05-15 The Gates Corporation Active tensioner
US20100292038A1 (en) 2007-09-28 2010-11-18 Borgwarner Inc. Multiple Tension Reducing Sprockets in a Chain and Sprocket System
DE102012218455A1 (en) 2012-10-10 2014-06-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Tensioning device for traction drive, has control device, which is adapted and designed to adjust biasing element as function of dynamic operating state, which includes components and devices associated with traction drive

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6783533B2 (en) 2001-11-21 2004-08-31 Sythes Ag Chur Attachable/detachable reaming head for surgical reamer

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19520508A1 (en) 1995-06-03 1996-12-05 Audi Ag Control belt or timing drive for IC engine
DE19959521A1 (en) 1999-12-09 2001-06-13 Iav Gmbh Dynamically controlled tensioning device for endless drive belt has tensioning element operated by dynamically-controlled actuator
DE10061895A1 (en) 2000-12-12 2002-07-11 Ina Schaeffler Kg Clamping device for a traction mechanism drive
EP1448916B1 (en) 2001-11-27 2006-08-02 Litens Automotive Synchronous drive apparatus with non-circular drive elements
WO2004033933A1 (en) 2002-10-10 2004-04-22 The Gates Corporation Tensioner
US7217206B2 (en) 2002-12-16 2007-05-15 The Gates Corporation Active tensioner
DE60315071T2 (en) 2002-12-16 2008-04-10 The Gates Corp., Denver ACTIVE CLAMPING DEVICE
DE20319172U1 (en) 2003-09-18 2004-04-22 Litens Automotive Partnership, Woodbridge Non-circular rotation component
CA2560324A1 (en) 2004-04-02 2005-10-13 Litens Automotive Partnership Vibration compensating pulley
US20100292038A1 (en) 2007-09-28 2010-11-18 Borgwarner Inc. Multiple Tension Reducing Sprockets in a Chain and Sprocket System
DE102012218455A1 (en) 2012-10-10 2014-06-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Tensioning device for traction drive, has control device, which is adapted and designed to adjust biasing element as function of dynamic operating state, which includes components and devices associated with traction drive

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015117716A1 (en) 2017-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69714200T2 (en) Valve train arrangement for an internal combustion engine
DE102011016664A1 (en) chain tensioner
DE102007007831A1 (en) Valve system for a V-shaped engine
DE102013223746B3 (en) Device for changing the compression ratio of a cylinder unit of a reciprocating internal combustion engine
EP2539552A1 (en) Device for variably adjusting the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine
DE102010055549B4 (en) Output unit for the control and power take-off of a VCR engine with eccentrically mounted crankshaft
DE112017000089T5 (en) AUXILIARY DRIVE DEVICE FOR A MOTOR
DE102015117716B4 (en) Method for setting a preload for a traction mechanism of a traction mechanism, traction mechanism and internal combustion engine
WO2012143219A1 (en) Belt tensioner
DE102004003327A1 (en) Variable valve lift device for internal combustion engine, has rotatable eccentric shaft having eccentrics contours positioned within circle formed by external diameter of bearings of eccentric shaft
DE102015105735A1 (en) Method for operating a fuel pump for an internal combustion engine, fuel pump and internal combustion engine
DE102005044987B4 (en) Traction drive for an internal combustion engine
DE102015210597A1 (en) Reciprocating engine and motor vehicle
EP1767769B1 (en) Method for reducing the total load of the drive system of a Common Rail fuel injection system
DE3803427A1 (en) Gear mechanism
DE102010009911B3 (en) Internal combustion engine operating method, involves adjusting lever element between turning positions for adjusting compression ratios of internal combustion engine, and supporting adjusting device at crank case of engine
DE102017102589B4 (en) Internal combustion engine
AT517716B1 (en) MORE CYLINDER internal combustion engine
DE102015201452A1 (en) Apparatus for driving a piston pump, cam for a device, piston pump and method for laying out the device
DE102022102837B3 (en) Reciprocating engine and method of operating a reciprocating engine
DE102012019176A1 (en) Piston-type internal combustion engine of vehicle, has crank shaft for variable adjustment of compression ratio in frame that is pivotally mounted in crankcase of piston internal combustion engine
EP0515816A1 (en) Fuel injection pump for internal combustion engines
DE102009033390A1 (en) Tractive drive, particularly control drive for internal combustion engine, has endless traction mechanism connecting drive wheel and driven wheel in form-fit manner
EP1550793B1 (en) Variable cam shaft actuator with partly interrupted pressure oil supply
DE102007058737A1 (en) Tensioning device for traction unit e.g. endless belt, of traction unit drive, has cylinder unit connected with roller carrier and construction unit such that pre-tensioning force applied to traction unit is reduced

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final