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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spannen eines Riemens eines Riementriebs einer außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine mit Kurbelwelle, der neben dem Riemen als Zugmittel ein auf der Kurbelwelle angeordnetes erstes antreibendes Rad sowie ein drittes Rad, das auf einer Welle einer riementriebzugehörigen Startvorrichtung angeordnet ist, umfasst, wobei der Riemen um das antreibende erste Rad sowie das dritte Rad geführt ist und ein zu einer aktiven Spanneinrichtung gehörendes bewegliches Spannmittel vorgesehen ist, welches mittels Feder kraftbeaufschlagt in den Riemen unter Ausbildung einer Kontaktzone eingreift und den Riemen damit zwecks Spannen entlang seiner Längsachse mit Zugkräften beaufschlagt.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2006 025 376 A1 offenbart ein Verfahren zum Spannen eines Antriebsriemens, sobald eine Anforderung zum Wiederanlassen der Brennkraftmaschine vorliegt bzw. durchgeführt wird. Damit betrifft die DE 10 2006 025 376 A1 ein Verfahren, welches während des Startens der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2008 021 257 A1 offenbart eine Spanneinrichtung, welche während des Startens oder des Betriebs der Brennkraftmaschine einen Riementrieb unter Spannung setzt.
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Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren und Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen, und Hybrid-Antriebe, die neben der Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.
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Ein Riementrieb der eingangs genannten Art wird beispielsweise in einem Kraftfahrzeug verwendet. Dabei wird ein Teil der in der Brennkraftmaschine durch die chemische Umsetzung des Kraftstoffes gewonnenen Leistung genutzt, um die für den Betrieb der Brennkraftmaschine und des Kraftfahrzeuges erforderlichen Nebenaggregate, insbesondere die Einspritzpumpe, die Ölpumpe, die Kühlmittelpumpe, die Lichtmaschine und dergleichen oder die für die Steuerung der Ventile erforderlichen Nockenwellen eines Ventiltriebs anzutreiben.
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Für den Antrieb werden neben Riementrieben auch Kettentriebe verwendet, bei denen anstelle des Riemens eine Kette als Zugmittel verwendet wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Riementrieb betrachtet.
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Der Riementrieb soll unter möglichst geringen Energieverlusten und mit möglichst wenig Wartungsaufwand durch Nachspannen ein großes Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nebenaggregate, insbesondere die Nockenwellen und die Einspritzpumpe, übertragen. Häufig wird dabei der Antrieb mehrerer Nebenaggregate in einem Riementrieb zusammengefasst.
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Um den Riemen unter Spannung zu halten und damit einen möglichst sicheren und verschleißfreien Antrieb zu gewährleisten, wird an geeigneter Stelle des Riementriebes eine Spanneinrichtung vorgesehen, welche den Riemen durch Eingreifen quer zur Laufrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, so dass der Riemen ständig unter Spannung steht und gehalten wird. Dies ist für die sichere Übertragung eines genügend großen Drehmomentes bzw. Antriebsmomentes unumgänglich, insbesondere um einen Schlupf des Riemens zu vermeiden, d. h. einen schlupffreien Antrieb zu gewährleisten.
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Der Verschleiß des Riemens ist ein kontinuierlicher Vorgang, der sich unter anderem dadurch bemerkbar macht, dass sich die Länge des Riemens kontinuierlich vergrößert. Eine Spanneinrichtung der beschriebenen Art reagiert auf diese verschleißbedingte Längenänderung des Riemens während des Betriebes ständig und hält den Riemen trotz Längenänderung weiter unter Spannung.
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Spanneinrichtungen der beschriebenen Art machen ein Nachspannen im Rahmen von Instandhaltungsmaßnahmen, beispielsweise einer Inspektion, entbehrlich, weshalb die Wartungsintervalle vergrößert werden können.
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Dennoch gibt es weitere Aspekte und Effekte, die im Zusammenhang mit dem Einsatz von Riementrieben bei Brennkraftmaschinen zu berücksichtigen sind.
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Zunehmend häufig werden Riementriebe der beschriebenen Art nämlich mit einer sogenannten aktiven Spanneinrichtung sowie einer riementriebzugehörigen Startvorrichtung ausgestattet. Die aktive Spanneinrichtung kann beispielsweise als elektro-hydraulische Spanneinrichtung ausgebildet sein, aber auch als pneumatische, mechanische oder piezoelektrische Spanneinrichtung.
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Eine elektro-hydraulische Spanneinrichtung umfasst ein bewegliches Spannmittel, beispielsweise ein Rad, das drehbar von einem verschwenkbaren Hebel aufgenommen wird, der an einem Ende motorfest gelagert und an seinem anderen frei verschwenkbaren Ende mit einer Federstange verbunden ist. Die translatorisch verschiebbare Federstange nimmt eine Feder auf, die das Spannmittel bzw. Rad in der Art kraftbeaufschlagt, dass das Spannmittel bzw. Rad unter Ausbildung einer Kontaktzone in den Riemen eingreift und den Riemen spannt.
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Die translatorisch verschiebbare Federstange 6a wird in einem Gehäuse der Spanneinrichtung 5 gelagert, wobei in dem Gehäuse mindestens zwei Hydraulikkammern 9a, 9b vorgesehen sind, die via einem Rückschlagventil 7 und einem elektromagnetischen Ventil 8 verbindbar sind. Das Rückschlagventil 7 lässt den Fluss des Hydrauliköls nur in eine Richtung zu, nämlich von einer ersten Hydraulikkammer 9a in eine zweite Hydraulikkammer 9b, die federstangenseitig angeordnet ist und die Federstange 6a kraftbeaufschlagt. Das elektromagnetische Ventil 8 hingegen lässt sowohl einen Fluss des Hydrauliköls von der ersten Hydraulikkammer 9a in die zweite Hydraulikkammer 9b zu als auch umgekehrt, wie in 1 dargestellt.
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Eine elektro-hydraulische Spanneinrichtung 5 der beschriebenen Art kann in der Weise angesteuert werden, dass einer Kompression der Feder 6 zumindest entgegen gewirkt wird, vorzugsweise eine Kompression der Feder 6 völlig verhindert wird. Hierzu ist lediglich das elektromagnetische Ventil 8 zu schließen bzw. geschlossen zu halten, wobei bereits eine minimale Kompressibilität des Hydrauliköls und Leckagen eine kleinere ungewollte Kompression der Feder 6 zulassen bzw. unvermeidlich machen.
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Die vom Hydrauliköl kraftbeaufschlagte Federstange 6a kann dann vorzugsweise nicht in das Gehäuse eintauchen. Eine Kompression der Feder 6 und damit eine Bewegung des Spannmittels unter Belastung des Riemens ist nicht möglich bzw. wird erschwert. Die Federstange 6a kann hingegen bei gleichzeitiger Expansion der Feder 6 translatorisch verschoben werden, wobei Hydrauliköl via Rückschlagventil 7 von der ersten Hydraulikkammer 9a in die zweite Hydraulikkammer 9b strömt. Das Spannmittel bzw. Rad rückt dabei weiter in den Riemen, wodurch der Riemen gespannt wird.
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Eine riementriebzugehörige Startvorrichtung wird häufig zusätzlich zu einem herkömmlichen Starter, d. h. Anlasser, vorgesehen, um den Neustart der Brennkraftmaschine via Riementrieb zu initiieren bzw. zu ermöglichen.
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Das Neustarten der Brennkraftmaschine gewinnt zunehmend an Bedeutung, da man bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen ständig bemüht ist, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, und ein Konzept zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs darin besteht, die Brennkraftmaschine abzuschalten, wenn kein momentaner Leistungsbedarf vorliegt, anstatt diese im Leerlauf weiter zu betreiben (Start-Stop-Strategie). In der Praxis bedeutet dies, dass zumindest bei Fahrzeugstillstand die Brennkraftmaschine ausgeschaltet wird, d. h. außer Betrieb befindlich ist, d. h. unbefeuert ist. Ein Anwendungsfall ist der Stop-and-Go-Verkehr, wie er sich beispielsweise im Stau auf Autobahnen und Landstraßen einstellt. Im innerstädtischen Verkehr ist der Stop-and-Go-Verkehr infolge der vorhandenen und nicht aufeinander abgestimmten Ampelanlagen sowie des gestiegenen Verkehrsaufkommens nicht mehr die Ausnahme, sondern sogar die Regel.
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Soll die Brennkraftmaschine bei fehlender Leistungsanforderung zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs abgeschaltet werden, kann unmittelbar vor dem Abschalten der Brennkraftmaschine die aktive Spanneinrichtung in der Weise angesteuert werden, dass eine Kompression der Feder verhindert wird und der Riemen durch weiteres Einrücken des Spannmittels gespannt wird. Dies erfolgt in vorausschauender Vorbereitung des Neustarts, der eine ausreichende Mindestspannung im Riemen erfordert, um die Brennkraftmaschine unter Verwendung der riementriebzugehörigen Startvorrichtung wieder zu starten, d. h. neu zu starten.
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Problematisch hingegen ist ein unkontrolliertes Abstellen, d. h. Abschalten der Brennkraftmaschine, da ein vorausschauendes vorbereitendes Spannen des Riemens infolge der Unvorhersehbarkeit des Ereignisses nicht mehr erfolgen kann. Dann ist ein Verfahren erforderlich, mit dem der Riemen des Riementriebs bei außer Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine gespannt werden kann.
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Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Spannen eines Riemens eines Riementriebs einer außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine aufzuzeigen.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Spannen eines Riemens eines Riementriebs einer außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine mit Kurbelwelle, der neben dem Riemen als Zugmittel ein auf der Kurbelwelle angeordnetes erstes antreibendes Rad sowie ein drittes Rad, das auf einer Welle einer riementriebzugehörigen Startvorrichtung angeordnet ist, umfasst, wobei der Riemen um das antreibende erste Rad sowie das dritte Rad geführt ist und ein zu einer aktiven Spanneinrichtung gehörendes bewegliches Spannmittel vorgesehen ist, welches mittels Feder kraftbeaufschlagt in den Riemen unter Ausbildung einer Kontaktzone eingreift und den Riemen damit zwecks Spannen entlang seiner Längsachse mit Zugkräften beaufschlagt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass
- – die aktive Spanneinrichtung in der Weise angesteuert wird, dass einer Kompression der Feder zumindest entgegen gewirkt wird, so dass eine Bewegung des Spannmittels unter Belastung des Riemens zumindest erschwert wird, und anschließend in Vorbereitung eines Startens der außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine
- – der Riemen unter Verwendung der Startvorrichtung in der Kontaktzone zu Schwingungen angeregt wird, so dass das mittels Feder kraftbeaufschlagte Spannmittel infolge einer Expansion der Feder weiter in Richtung des Riemens bewegt wird, wodurch der Riemen gespannt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt den Effekt, dass die aktive Spanneinrichtung, beispielsweise eine elektro-hydraulische Spanneinrichtung, den Riemen in besonders vorteilhafter Weise passiv mittels Feder spannen kann, wenn der Riemen sich quer zur Laufrichtung bewegt, d. h. flattert bzw. schwingt. Das Spannmittel bzw. Rad rückt nämlich weiter in den Riemen ein, sobald sich der Riemen im Rahmen einer Bewegung quer zur Laufrichtung entspannt, wodurch letztendlich der Riemen schrittweise gespannt wird.
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Um den vorstehend beschriebenen Effekt ausnutzen zu können, müssen allerdings zunächst die notwendigen Voraussetzungen geschaffen werden, d. h. die aktive Spanneinrichtung muss in einem ersten Verfahrensschritt in der Weise angesteuert werden, dass einer Kompression der Feder zumindest entgegen gewirkt wird, so dass eine Bewegung des Spannmittels unter Belastung des Riemens zumindest erschwert bzw. vollständig blockiert wird.
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Da der Riemen sich bei einer außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine regelmäßig nicht bewegt, insbesondere nicht quer zur Laufrichtung, müssen Maßnahmen ergriffen werden, mit denen dem Riemen eine solche Bewegung aufgezwungen wird. Erfindungsgemäß erfolgt dies unter Verwendung der ohnehin vorhandenen Startvorrichtung. Mittels der riemenzugehörigen Startvorrichtung wird der Riemen in der Kontaktzone zum Spannmittel zu Schwingungen angeregt, so dass das mittels Feder kraftbeaufschlagte Spannmittel infolge einer Expansion der Feder weiter in Richtung des Riemens bewegt wird. Ein Spannen des Riemens ist das Resultat.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Spannen eines Riemens eines Riementriebs einer außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine. Damit wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen mindestens ein weiteres, zweites angetriebenes Rad, das auf einer Welle eines Nebenaggregats angeordnet ist, vorgesehen ist, wobei der Riemen um das antreibende erste Rad und das mindestens eine weitere zweite angetriebene Rad sowie das dritte Rad geführt ist.
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Die einzelnen Verfahrensvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheiden sich im Wesentlichen dadurch, auf welche konkrete Art und Weise dem Riemen mittels Startvorrichtung eine Bewegung quer zur Laufrichtung aufgezwungen wird.
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Vorteilhaft sind im Übrigen Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die riemenzugehörige Startvorrichtung auch als Generator dient bzw. verwendet werden kann. Dann dient die Startvorrichtung in ihrer Hauptfunktion dem Neustarten gemäß einer Start-Stop-Strategie und nach dem Starten beispielsweise als Lichtmaschine, wobei das auf der Welle der Startvorrichtung angeordnete dritte Rad dann ein im Riementrieb befindliches weiteres angetriebenes Rad darstellt.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die aktive Spanneinrichtung eine elektro-hydraulische Spanneinrichtung ist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die aktive Spanneinrichtung zum Spannen des Riemens zunächst in der Weise angesteuert wird, dass eine Kompression der Feder verhindert wird, so dass eine Bewegung des Spannmittels unter Belastung des Riemens blockiert wird.
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Bezüglich einer elektro-hydraulischen Spanneinrichtung wurde schon ausgeführt, dass bereits eine minimale Kompressibilität des Hydrauliköls und Leckagen eine kleinere ungewollte Kompression der Feder zulassen bzw. unvermeidlich machen. Insofern handelt es sich bei der in Rede stehenden Verfahrensvariante um eine – theoretisch idealisierte – Zielsetzung, die aber anzustreben ist, da diese Variante ein effektives schnelles Spannen des Riemens in Aussicht stellt.
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Unterschiedliche Bauweisen der Startvorrichtung ermöglichen unterschiedliche Verfahrensvarianten beim Spannen des Riemens, die im Folgenden kurz beschrieben werden. Insbesondere ist es von Bedeutung, ob die Welle der Startvorrichtung nur in eine Drehrichtung drehbar ist, die der Drehrichtung der Kurbelwelle der befeuerten Brennkraftmaschine entspricht und im Weiteren als erste Drehrichtung bezeichnet wird, oder in beide Drehrichtungen drehbar ist, d. h. auch in eine zweite Drehrichtung, die entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle der befeuerten Brennkraftmaschine gerichtet ist.
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Zum Spannen eines Riemens eines Riementriebs einer außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine, bei der die Welle der Startvorrichtung nur in eine erste Drehrichtung drehbar ist, wobei diese erste Drehrichtung der Drehrichtung der Kurbelwelle der befeuerten Brennkraftmaschine entspricht, sind Verfahrensvarianten vorteilhaft, bei denen
- – in einem ersten Verfahrensschritt die Startvorrichtung aktiviert wird, um ein vorgebbares Drehmoment in den Riementrieb einzubringen, wobei das vorgebbare Drehmoment kleiner gewählt wird als ein Losbrechmoment, bei dem die Kurbelwelle in Drehung versetzt wird, und anschließend
- – in einem zweiten Verfahrensschritt das von der Startvorrichtung in den Riementrieb eingebrachte Drehmoment verändert wird, um den Riemen in der Kontaktzone zu Schwingungen anzuregen.
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Vorliegend wird mittels Startvorrichtung ein Drehmoment in den Riementrieb eingebracht, ohne jedoch die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen. Wird dieses Drehmoment dann im Rahmen eines zweiten Verfahrensschritts – wiederum mittels Startvorrichtung – verändert, d. h. variiert, sorgt diese Drehmomentänderung bzw. Belastungsänderung in der Kontaktzone zum Spannmittel für eine Bewegung des Riemens quer zur Laufrichtung. Dann rückt das Spannmittel bzw. Rad weiter in den Riemen ein und der Riemen wird passiv mittels der Feder der aktiven Spanneinrichtung gespannt.
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Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Verfahrensvarianten, bei denen
- – in einem ersten Verfahrensschritt die Startvorrichtung aktiviert wird, um ein vorgebbares Drehmoment in den Riementrieb einzubringen, wobei das vorgebbare Drehmoment kleiner gewählt wird als ein Losbrechmoment, bei dem die Kurbelwelle in Drehung versetzt wird, und anschließend
- – in einem zweiten Verfahrensschritt die Startvorrichtung deaktiviert wird, um das Einbringen eines Drehmoments in den Riementrieb zu beenden, wodurch das in den Riementrieb eingebrachte Drehmoment verändert wird.
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Gemäß dieser Verfahrensvariante wird das von der Startvorrichtung in den Riementrieb eingebrachte Drehmoment dadurch verändert, dass die Startvorrichtung deaktiviert wird. Das in den Riementrieb eingebrachte Drehmoment wird auf null gesetzt und der Riemen vollständig entlastet.
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Vorteilhaft sind im vorliegenden Zusammenhang Verfahrensvarianten, bei denen der erste Verfahrensschritt und der zweite Verfahrensschritt mit einer Frequenz wiederholt werden, die einer Resonanzfrequenz des Riementriebs entspricht. Wird dem Riemen mittels Startvorrichtung eine Schwingung aufgezwungen, ist die Amplitude dieser Schwingung am größten, d. h. stark ausgeprägt, wenn die Erregerfrequenz einer Resonanzfrequenz des Riementriebs entspricht. Diese Vorgehensweise unterstützt ein effektives schnelles Spannen des Riemens und gewährleistet eine ausreichende Mindestspannung.
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Vorteilhaft können im vorliegenden Zusammenhang sowohl Verfahrensvarianten sein, bei denen der erste Verfahrensschritt und der zweite Verfahrensschritt solange wiederholt werden bis eine vorgebbare Mindestspannung im Riementrieb erreicht wird, als auch Verfahrensvarianten, bei denen der erste Verfahrensschritt und der zweite Verfahrensschritt solange wiederholt werden bis eine vorgebbare Zeitspanne überschritten wird.
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Zum Spannen eines Riemens eines Riementriebs einer außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine, bei der die Welle der Startvorrichtung nur in eine Drehrichtung drehbar ist, wobei diese eine Drehrichtung der Drehrichtung der Kurbelwelle bei einer befeuerten Brennkraftmaschine entspricht, können auch Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, bei denen
- – die Startvorrichtung aktiviert wird, um ein Drehmoment in den Riementrieb einzubringen, welches größer ist als ein Losbrechmoment, bei dem die Kurbelwelle in Drehung versetzt wird, so dass die Kurbelwelle rotiert.
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Vorliegend wird mittels Startvorrichtung ein Drehmoment in den Riementrieb eingebracht, welches ausreichend groß ist, um die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen. D. h. die Startvorrichtung wird verwendet, um die unbefeuerte Brennkraftmaschine zu schleppen und die Kurbeltriebe via Kurbelwelle anzutreiben.
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Die sich bewegenden Triebwerksteile und die unterschiedlichen Gaskräfte in den Zylindern der Brennkraftmaschine regen die Kurbelwelle zu Schwingungen an, insbesondere zu Drehschwingungen, welche den Riemen in der Kontaktzone abwechselnd spannen und entspannen. Als Folge dieser Belastungsänderung bewegt sich der Riemen in der Kontaktzone zum Spannmittel quer zur Laufrichtung. Das Spannmittel rückt weiter in den Riemen ein und spannt den Riemen.
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Vorteilhaft können in diesem Zusammenhang sowohl Verfahrensvarianten sein, bei denen die Startvorrichtung wieder deaktiviert wird, sobald eine vorgebbare Mindestspannung im Riementrieb erreicht wird, als auch Verfahrensvarianten, bei denen die Startvorrichtung wieder deaktiviert wird, sobald die Kurbelwelle eine vorgebbare Anzahl an Umdrehungen absolviert hat.
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Zum Spannen eines Riemens eines Riementriebs einer außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine, bei der die Welle der Startvorrichtung auch in eine zweite Drehrichtung drehbar ist, die entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle der befeuerten Brennkraftmaschine gerichtet ist, können Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, bei denen die Startvorrichtung aktiviert wird und
- – in einem ersten Verfahrensschritt ein vorgebbares gegensinniges Drehmoment in den Riementrieb eingebracht wird, um den Riemen in der Kontaktzone zu entspannen, wobei dieses vorgebbare gegensinnige Drehmoment in die zweite Drehrichtung wirkt und kleiner gewählt wird als ein Losbrechmoment, bei dem die Kurbelwelle in Drehung versetzt wird, und anschließend
- – in einem zweiten Verfahrensschritt ein vorgebbares gleichsinniges Drehmoment in den Riementrieb eingebracht wird, um den Riemen in der Kontaktzone zu spannen, wobei dieses vorgebbare gleichsinnige Drehmoment entgegen der zweiten Drehrichtung wirkt und kleiner gewählt wird als ein Losbrechmoment, bei dem die Kurbelwelle in Drehung versetzt wird.
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Vorliegend wird mittels Startvorrichtung zunächst ein gegensinniges Drehmoment in den Riementrieb eingebracht, d. h. ein Drehmoment, das entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle der befeuerten Brennkraftmaschine gerichtet ist. Das gegensinnige Drehmoment sorgt dafür, dass sich der Riemen in der Kontaktzone zum Spannmittel entspannt. Der Riemen lässt sich quer zur Laufrichtung bewegen und das mittels Feder kraftbeaufschlagte Spannmittel bzw. Rad rückt infolgedessen weiter in Richtung Riemen. Anschließend wird ein gleichsinniges Drehmoment in den Riementrieb eingebracht, um den Riemen zu spannen.
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Beide Drehmomente werden kleiner gewählt als ein Losbrechmoment, bei dem die Kurbelwelle in Drehung versetzt wird, so dass die Kurbelwelle gemäß der in Rede stehenden Verfahrensvariante stillsteht bzw. stillstehen bleibt.
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Vorliegend sind wieder Ausführungsformen des Verfahrens vorteilhaft, bei denen der erste Verfahrensschritt und der zweite Verfahrensschritt mit einer Frequenz wiederholt werden, die einer Resonanzfrequenz des Riementriebs entspricht.
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Vorteilhaft können in diesem Zusammenhang sowohl Verfahrensvarianten sein, bei denen der erste Verfahrensschritt und der zweite Verfahrensschritt solange wiederholt werden bis eine vorgebbare Mindestspannung im Riementrieb erreicht wird, als auch Verfahrensvarianten, bei denen der erste Verfahrensschritt und der zweite Verfahrensschritt solange wiederholt werden bis eine vorgebbare Zeitspanne überschritten wird.
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Zum Spannen eines Riemens eines Riementriebs einer außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine, bei der die Welle der Startvorrichtung auch in eine zweite Drehrichtung drehbar ist, die entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle der befeuerten Brennkraftmaschine gerichtet ist, können auch Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, bei denen
- – die Startvorrichtung aktiviert wird, um ein Drehmoment in den Riementrieb einzubringen, welches in die zweite Drehrichtung wirkt und größer ist als ein Losbrechmoment, bei dem die Kurbelwelle in Drehung versetzt wird, so dass die Kurbelwelle rotiert.
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Vorliegend wird mittels Startvorrichtung ein Drehmoment in den Riementrieb eingebracht, welches ausreichend groß ist, um die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen. D. h. die Startvorrichtung wird verwendet, um die unbefeuerte Brennkraftmaschine zu schleppen und die Kurbeltriebe via Kurbelwelle anzutreiben.
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Im Gegensatz zu der bereits weiter oben erörterten Variante, bei der die Kurbelwelle der unbefeuerten Brennkraftmaschine mittels Startvorrichtung in eine Richtung gedreht wird, die der Drehrichtung der befeuerten Brennkraftmaschine entspricht, wird der Kurbelwelle vorliegend eine gegensinnige Drehbewegung in die andere Drehrichtung aufgezwungen, d. h. entgegen der üblichen Drehrichtung.
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Das gegensinnige Drehmoment sorgt anfangs dafür, dass sich der Riemen in der Kontaktzone zum Spannmittel entspannt, weshalb das mittels Feder kraftbeaufschlagte Spannmittel in Richtung Riemen nachrücken kann und den Riemen spannt.
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Im Weiteren sind es wieder die von den sich bewegenden Triebwerksteilen und den unterschiedlichen Gaskräften hervorgerufenen Schwingungen der Kurbelwelle, welche den Riemen in der Kontaktzone abwechselnd spannen und entspannen bzw. schwingen lassen. Die Belastungsänderung ermöglicht es dem Spannmittel in den schwingenden Riemen nachzurücken und den Riemen zu spannen.
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Vorteilhaft können im vorliegenden Zusammenhang sowohl Verfahrensvarianten sein, bei denen die Startvorrichtung wieder deaktiviert wird, sobald eine vorgebbare Mindestspannung im Riementrieb erreicht wird, als auch Verfahrensvarianten, bei denen die Startvorrichtung wieder deaktiviert wird, sobald die Kurbelwelle eine vorgebbare Anzahl an Umdrehungen absolviert hat.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform eines Riementriebs und gemäß den 1 und 2 näher erläutert. Hierbei zeigt:
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1 schematisch eine Ausführungsform einer aktiven elektro-hydraulischen Spanneinrichtung nach dem Stand der Technik, und
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2 schematisch den Riementrieb einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mitsamt der in 1 dargestellten Spanneinrichtung.
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1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer aktiven elektro-hydraulischen Spanneinrichtung 5 nach dem Stand der Technik. Die 1 wurde bereits erörtert, weshalb an dieser Stelle Bezug genommen wird auf die entsprechenden Ausführungen. Eine derartige Spanneinrichtung 5 findet auch Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Riementrieb 10 gemäß 2.
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2 zeigt den Riementrieb 10 einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mitsamt der in 1 dargestellten Spanneinrichtung 5. In Ergänzung zu 1 ist zu erkennen, dass die elektro-hydraulische Spanneinrichtung 5 als Spannmittel 5a ein Rad 5b umfasst, das drehbar von einem verschwenkbaren Hebel 5c aufgenommen wird, der an einem Ende motorfest gelagert und an seinem anderen frei verschwenkbaren Ende gelenkig mit der Federstange 6a verbunden ist. Die translatorisch verschiebbare Federstange 6a führt die Feder 6, die das Rad 5b kraftbeaufschlagt und unter Ausbildung einer Kontaktzone in den Riemen 10a drückt. Das Rad 5b greift in den Riemen 10a ein und spannt den Riemen 10a auf diese Weise.
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Der Riementrieb 10 umfasst neben dem Riemen 10a ein auf der Kurbelwelle 1a angeordnetes erstes antreibendes Rad 1 und zwei weitere Räder 2, 3, nämlich ein zweites angetriebenes Rad 2, das auf einer Welle 2a eines weiteren Nebenaggregates angeordnet ist, und ein drittes Rad 3, das auf der Welle 4a einer Startvorrichtung 4 angeordnet ist. Optional kann ein Leerlaufrad 11 vorgesehen werden (gestrichelt dargestellt).
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Vorliegend kann die riemenzugehörige Startvorrichtung 4 nach dem Neustarten der Brennkraftmaschine auch als Generator verwendet werden, nämlich als Lichtmaschine 4 dienen. Das auf der Welle 4a der Startvorrichtung 4 angeordnete dritte Rad 3 ist dann nicht wie beim Neustart ein antreibendes Rad 3, sondern ein vom Riementrieb 10 angetriebenes Rad 3.
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Der Riemen 10a ist um das antreibende erste Rad 1 und die beiden anderen Räder 2, 3 geführt und wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine mittels Spanneinrichtung 5 gespannt, d. h. mittels Federkraft auf Spannung gehalten.
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Um den Riemen 10a der außer Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine zu spannen, wird der Riemen 10a mittels der riemenzugehörigen Startvorrichtung 4 in der Kontaktzone zum Spannmittel 5a zu Schwingungen angeregt, d. h. in Schwingung versetzt. Das mittels Feder 6 kraftbeaufschlagte Spannmittel 5a wird dann schrittweise in Richtung des Riemens 10a bewegt und der Riemen 10a wird gespannt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erstes antreibendes Rad
- 1a
- Kurbelwelle
- 2
- zweites angetriebenes Rad
- 2a
- Welle eines Nebenaggregats
- 3
- drittes Rad
- 4
- Startvorrichtung, Lichtmaschine
- 4a
- Welle der Startvorrichtung
- 5
- aktive Spanneinrichtung, aktive elektro-hydraulische Spanneinrichtung
- 5a
- Spannelement
- 5b
- drehbare Spannrolle
- 5c
- Hebel
- 6
- Feder
- 6a
- Federstange
- 7
- Rückschlagventil
- 8
- elektromagnetisches Ventil
- 9a
- erste Hydraulikkammer
- 9b
- zweite Hydraulikkammer
- 10
- Riementrieb
- 10a
- Riemen
- 11
- Leerlaufrad
