DE102015222828A1

DE102015222828A1 - Zahnriemenspanner mit verstellbarer Federvorspannung

Info

Publication number: DE102015222828A1
Application number: DE102015222828.2A
Authority: DE
Inventors: Niels Flämig
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-11-19
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2017-05-24

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Verfahren zur Regelung der Vorspannkraft eines Zahnriemenspanners mit elektromotorisch einstellbarer Federkraft. Dabei soll die Stromaufnahme des Elektromotors als Maß für die momentan eingestellte Vorspannkraft herangezogen werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnriemenspanneinheit in Kraftfahrzeugen zur Einhaltung einer nahezu konstanten Riemenkraft unter allen Betriebsbedingungen und über die gesamte spezifizierte Lebensdauer. Einfache halbautomatische Einstellung der geforderten Riemenkraft bei Erstmontage und Service zum Ausgleich von:

• Durchmesser- und Positionstoleranzen der einzelnen Scheiben
• Längentoleranzen des Zahnriemens
• Riemenverschleiß
• Temperaturunterschiede
• Dynamisches Verhalten des Motors

Die bekannten mechanischen Spanneinheiten erzeugen die für den sicheren Betrieb benötigte Vorspannkraft über Federn. Da alle Federn eine Federkennlinie besitzen ist es nicht immer möglich Kennfelder mit einem in jedem Arbeitspunkt gleichen Spannmoment zur Verfügung zu stellen. Es ergibt sich also eine Abnehme der Vorspannkraft während der Lebensdauer der Spanneinheit.
Es muss also die Vorspannkraft so gewählt werden, das am Lebensdauerende eine noch immer, zur Übertragung der Momente im Zahnriementrieb, ausreichende Vorspannung sichergestellt ist. Daraus resultiert eine Überspannung der Triebe vor dem erreichen des Lebensdauerendes z. Bsp im Neuzustand des Triebes.
Durch die Möglichkeit der Verstellung der Federvorspannung existiert die Möglichkeit die Vorspannung der Feder im Lebensdauerzyklus der Spanneinheit nach zu regeln, so das immer eine Optimale Vorspannkraft vorhanden ist.
Ein Zahnriemenspanner mit elektromotorisch angetriebener Fußpunktverstellung der Feder ist aus der DE 100 61 895 A1 bekannt.
Die Herausforderung ist es einen geeigneten Regelparameter zu definieren. Um die Feder der Spanneinheit zu verstellen wird eine elektronische Stelleinheit verwendet, die je nach dem zu verstellenden Moment eine bestimmte Stromaufnahme hat. Da die Spanneinheit mehrfach im Drehzahlband verstellt wird, um bei Resonanzen im Riementrieb die Vorspannung zu erhöhen oder bei Motorvollast eine höhere Vorspannung zu Verfügung zu stellen, kann durch die Messung der Stromaufnahme des Verstellmotors die Vorspannung bestimmt werden. Bei einer zu geringen Vorspannung wird die Vorspannung soweit erhöht bis die Stromaufnahme des Verstellmotors wieder im definierten Bereich liegt.
Durch die Messung kann auch eine OBD Funktion realisiert werden. Es kann dadurch also die Funktion der Spanneinheit sicher gestellt werden.
Eine weitere Möglichkeit ist es die Verstellkraft durch einen Kraftsensor zu messen und diese bei abfallender Vorspannung wieder in den definierten Zielbereich zu verstellen.
Eine weitere Möglichkeit ist es die Arbeitsposition des Arbeitsexzenter direkt zu erfassen, indirekt wird dieser über die Federvorspannung und Verstellkraft auch erfasst, und je nach Arbeitsposition die Federvorspannung an zu passen.
Eine Beschädigung des Zahnriemens kann bisher nur durch optische Kontrolle im Fahrzeugservice erkannt werden. Falls der defekt nicht in der Werkstatt erkannt wird kommt es meist zu einer völligen Zerstörung des Motors. Die Erfindung soll auch die Möglichkeit geben einen Riemendefekt frühzeitigt erkennen.
Viele Riemendefekte (Verschleiß, Beschädigung Zugstrang), sind, da die berechnet Geometrie des Triebes nicht mehr stimmt, durch eine Verlagerung der Spanneinheit in den Trieb erkennbar. Durch die Verlagerung in den Trieb verringert sich die Vorspannung der Spanneinheit und dadurch verringert sich die Stromaufnahme der Verstelleinheit während der Verstellung der Federvorspannung. Wenn die Veränderung der Stromaufnahme einen bestimmten systemabhängigen Wert überschreitet, dieser Wert ist geringer als normale / erwartete Veränderung der Stromaufnahme welche durch thermische Ausdehnung oder Schrumpfung des Motors was auch eine veränderte Arbeitsposition der Spanneinheit zur Folge hat, wird eine wie auch immer geartet Information an den Fahrer, z.Bsp. durch die Motorkontrolllampe, gegeben.
Eine weitere Möglichkeit ist es die Verstellkraft durch einen Kraftsensor zu messen und bei Überschreitung eines Wertes der geringer als normale / erwartete Veränderung der Verstellkraft ist welche durch thermische Ausdehnung oder Schrumpfung des Motors was auch eine veränderte Arbeitsposition der Spanneinheit entsteht, wird eine wie auch immer geartet Information an den Fahrer, z.Bsp. durch die Motorkontrolllampe, gegeben.
Eine weitere Möglichkeit ist es die Arbeitsposition des Arbeitsexzenter direkt zu erfassen und bei Überschreitung eines Wertes der geringer als normale / erwartete Veränderung der Arbeitsposition ist welche durch thermische Ausdehnung oder Schrumpfung des Motors was auch eine veränderte Arbeitsposition der Spanneinheit entsteht, wird eine wie auch immer geartet Information an den Fahrer, z.Bsp. durch die Motorkontrolllampe, gegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10061895 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Regelung der Vorspannkraft eines Zahnriemenspanners mit elektromotorisch einstellbarer Federkraft, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromaufnahme des Elektromotors als Maß für die momentan eingestellte Vorspannkraft herangezogen wird.