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Die Erfindung betrifft einen Endloszugmitteltrieb für ein Kraftfahrzeug, etwa ein Hybridfahrzeug, bspw. für einen Antriebsstrang eines P0-Hybridsystems, bei dem eine Lichtmaschine / ein Generator in ausgewählten Betriebszuständen als Fahrzeugantriebsaggregat bzw. zur Rekuperation eingesetzt ist, mit einem Endloszugmittel, wie einer Kette oder bevorzugt einem Riemen, wobei das Endloszugmittel zur Drehmomenteinleitung oder Drehmomentausleitung eine Triebscheibe, etwa eine Riemenscheibe, zumindest teilweise umgreift, wobei in einem Betriebszustand eine verlagerbare, bspw. schwenkbare Spannrolle in Kontakt mit einem Zugtrum / Lasttrum des Endloszugmittels steht und eine weitere verlagerbare, bspw. schwenkbare Spannrolle in Kontakt mit einem Leertrum des Endloszugmittels steht, wobei wenigstens ein Anschlag die Verlagerung der beiden Spannrollen begrenzt.
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Derartige Endloszugmittel-Triebsysteme sind bspw. aus der
WO 2016/061 685 A1 bekannt. Dort ist ein Spanner zum Spannen eines Riemens offenbart, welcher einen ersten und einen zweiten Spannarm mit einer ersten bzw. einer zweiten Riemenscheibe umfasst. Die erste und zweite Riemenscheibe ist zum Eingriff mit einem ersten und einemzweiten Riemenspannern konfiguriert und in eine erste bzw. zweite Freiarmrichtung vorgespannt. Ein zweiter Spannarm-Anschlag ist so positioniert, dass die Bewegung des zweiten Spannarms in die der zweiten Freiarmrichtung entgegengesetzten Richtung begrenzt ist. Der zweite Spannarm-Anschlag ist zudem so positioniert, dass die zweite Riemenscheibe im Gebrauch mit dem Endloszugmittel in Eingriff steht, während der zweite Spannarm über einen ersten ausgewählten Bereich von Betriebsbedingungen mit dem zweiten Spannarm-Anschlag in Eingriff steht. Es gibt somit zwei Spannarme, an deren freien Enden Spannrollen vorhanden sind, wobei ein Bügel einen Anschlag für die Spannarme stellt.
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Solche Systeme werden bedarfsweise in P0-Hybriden, also Hybridsystemen eingesetzt, bei denen die Lichtmaschine / der Generator als zusätzlicher Antrieb verwendet wird. Dies erfordert dann eine erweiterte Endloszugmittelspannvorrichtung, bspw. eine erweiterte Riemenspannvorrichtung. Der Grund hierfür liegt darin, dass das Lasttrum und das Leertrum des Riemens, bezogen auf den Generator, wechseln. Je nachdem, ob dieser als Generator oder Motor betrieben wird. Es ist also in beiden Trumen ein Spannsystem notwendig.
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Üblicherweise werden hierzu Spannsysteme um die Generatorachse herum angeordnet, wie bspw. aus der
WO 2016/061 685 A1 bekannt. Diese weisen üblicherweise zwei Spannrollen und zwei Hebel auf, wobei die Hebel gelenkig gelagert sind und über ein Federelement verbunden sind. Bei einem Wechsel der Antriebsrichtung kommt es zu verhältnismäßig großen Schwenkbewegungen der Hebel. Diese Schwenkbewegung muss unter Umständen begrenzt werden. Gelöst wird dies üblicherweise über Anschläge, zwischen den Hebeln und einem feststehenden Bauteil, etwa dem Motorblock. Die
WO 2016/061 685 A1 gibt diesbezügliche Details an.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Geräuschemission, den Verschleiß und die Federkräfte während des Betriebes zu reduzieren. Insbesondere sollen auch die zurückgelegten Wege verkleinert werden, insbesondere die etwaigen Federwege.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Endloszugmitteltrieb erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Anschlag nur im Anschlagfall im (direkten) Kontakt mit dem Endloszugmittel steht. Alternativ ist es auch denkbar, dass der Anschlag immer, also auch im Anschlagfall im (direkten) Kontakt mit dem Endloszugmittel steht, aber angefedert und/oder unter Zwischenschaltung eines Dämpfers an einem ortsfesten Bauteil, wie etwa dem Motorblock, angebunden ist.
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Die Erfindung wird also darin gesehen, dass nicht der oder die Hebel des Spannsystems gegen einen Anschlag schlagen, sondern dass das Endloszugmittel, bspw. der Riemen, in seinem Weg begrenzt wird und damit indirekt auch der Schwenkweg der Hebel. Dies kann bspw. über feststehende oder angefederte Rollen geschehen, gegen die das Endloszugmittel, bspw. der Riemen, anläuft, sobald die Hebel einen maximal zulässigen Schwenkweg überschreiten.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn zwei Anschläge vorgehalten sind, von denen einer bspw. nur oder auch im Anschlagfall, also den Betriebszustand, in dem eine Begrenzung des Weges der Spannrollen erzwungen ist, auf das Zugtrum / Lasttrum und der andere auf das Leertrum einwirkt. Durch das Vorhalten von zwei derartigen Anschlägen wird in allen Betriebszuständen, also sowohl bei Drehen der Triebscheibe in die eine Richtung als auch in die andere Richtung eine Anschlagfunktion vorgehalten.
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Auch hat es sich bewährt, wenn der zumindest eine Anschlag oder die Anschläge so angeordnet und ausgelegt ist/sind, dass er/sie über die Begrenzung der Verlagerung des Endloszugmittels indirekt eine Begrenzung der Verlagerung / der Schwenkbewegung beider Spannrollen erzwingt / erzwingen. Auf diese Weise kann ein Zusatzaufwand bzgl. der die Spannrollen tragenden Hebel in ihrer geometrischen Gestaltung niedriger gehalten werden als bisher üblich. Die Enden der Hebel müssen nicht mehr so ausgebildet sein, dass die Feder dort gelenkig angebunden ist. Es wird somit ein Freiheitsgrad mehr zur Verfügung gestellt.
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Es hat sich auch bewährt, wenn der zumindest eine Anschlag als eine Rolle / Anlaufrolle oder als eine Gleitschiene ausgelegt ist. Bspw. kann die Rolle als eine Idler-Rolle ausgebildet sein. Durch Vorhalten von solch kostengünstig vorhaltbaren Massenwaren, können die Kosten niedrig gehalten werden, aber auch die Lebensdauer erhöht werden.
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Wenn der zumindest eine Anschlag oder die Anschläge relativ zur Position der Triebscheibe ortsfest gelagert ist/sind oder verlagerbar gelagert ist/sind, so wird die Auslegungsfreiheit erheblich erhöht.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass zum Erreichen des Verlagerns zwischen einer ortsfesten Basis und dem Anschlag wenigstens eine Feder, etwa eine Druckfeder, und/oder wenigstens ein Dämpfer / Dämpfungselement zwischengeschalten ist. Gerade durch das Einbauen einer oder mehrerer Federn wird das Geräusch, was üblicherweise beim Wechseln der Zugrichtung des Endloszugmittels auftritt, reduziert.
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In diesem Zusammenhang hat es sich auch bewährt, wenn der Anschlag oder die Anschläge im Inneren des Endloszugmittels oder bevorzugt außerhalb des Endloszugmittels angeordnet ist/sind. Gerade bei dieser zweiten Variante wird der Bauraum effizient genutzt.
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Dabei hat es sich auch bewährt, wenn der Dämpfer als Elastomer ausgebildet ist und/oder der Anschlag einen niedrigen Reibwert besitzt, etwa im Bereich von ca. 0,20 bis ca. 0,04, bevorzugt ca. 0,10 bis ca. 0,06.
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Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, etwa eines P0-Hybridfahrzeuges, mit einem Riementrieb der erfindungsgemäßen Art.
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Die Erfindung ist also dadurch gekennzeichnet, dass die den Anschlag realisierenden Rollen an einer fixen Position innerhalb des Endloszugmitteltriebs / Riementriebs angeordnet sind. Sie können aber bspw. auch am Generator oder der Verbrennungskraftmaschine befestigt sein. Alternativ ist es auch möglich, anstelle der Rollen Gleitschienen bzw. sonstige Anschläge zu benutzen. Das Endloszugmittel / der Riemen läuft in diesem Fall gegen ein Bauteil, das idealerweise einen möglichst niedrigen Reibwert gegenüber dem Endloszugmittel / dem Riemen aufweist, sowie möglichst nur geringen Verschleiß verursacht. Dieses Anschlagselement oder Gleitelement kann ortsfest angebracht oder über einen Federmechanismus federnd ausgeführt sein.
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Es ist vorteilhaft, wenn das Gleitelement gegenüber der Befestigung eine Dämpfung aufweist. Diese Dämpfung kann bspw. über ein Elastomer erreicht werden, der sich zwischen dem Gleitelement und der Befestigung befindet.
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Abhängig von verschiedenen Parametern, wie z. B. dem Riementrieb-Layout, den Betriebszuständen, der geforderten übertragbaren Drehmomentenhöhe, kann es erforderlich werden, die Schwenkbewegung im Endloszugmitteltrieb zu begrenzen. Dies muss nicht zwingend immer an beiden Trumen sein. Die Wegbegrenzung kann entweder nur an einem Trum oder an beiden Trumen angebracht werden.
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Vorzugsweise befindet sich die Wegbegrenzung außerhalb des Riemens und begrenzt somit indirekt das Ausschwingen der Hebel. Es kann jedoch vorteilhaft sein, die Wegbegrenzung innerhalb des Riemens zu platzieren, z. B. aus Bauraumgründen. Wird sie zwischen den beiden Trumen in Nähe der Generatorriemenscheibe platziert, dann lässt sich bei entsprechender Auslegung erreichen, dass ein Element für beide Trume benutzt werden kann. Je nach Betriebszustand, legt sich jeweils eine der beiden Trume von unterschiedlichen Seiten an die Wegbegrenzung an.
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Eine weitere Ausführungsform sind so genannte Idler, also fest im Riementrieb verbaute Umlenkrollen, die üblicherweise eingesetzt werden, um die Schwingungen in den Trumen zu reduzieren und zusätzlich die Umschlingungswinkel an den Riemenscheiben zu erhöhen. Ein solcher Idler reduziert die möglichen Schwenkwinkel ebenfalls und kann als Stand der Technik bezeichnet werden. Der Unterschied zur oben beschriebenen Erfindung liegt jedoch dort im dauerhaften Kontakt mit dem Riemen. Wird dieser Idler jedoch abweichend vom Stand der Technik angefedert, dann ergibt sich ein ähnliches Verhalten, wie in dieser Erfindung beschrieben, jedoch mit dem Vorteil, dass die Rolle dauerhaft im Eingriff ist. Hiermit wird das Verschleiß-Geräuschverhalten verbessert.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei sind unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine erste Ausführungsform, wobei der Anschlag durch zwei Anlaufrollen realisiert ist, von denen bei Betrachtung in einem speziellen Betriebszustand die eine Anlaufrolle auf das Lasttrum im Anschlagfall einwirkt und die andere Anlaufrolle auf das Leertrum in einem anderen Betriebszustand einwirkt,
- 2 die schematische Darstellung eines der beiden bzgl. der 1 angesprochenen Betriebszustände, bei denen die erste Spannrolle in Kontakt mit dem dann als Lasttrum agierenden Abschnitt des Endloszugmittels steht,
- 3 eine weitere Ausführungsform, bei der statt den beiden aus der Ausführungsform der 1 und 2 bekannten Anlaufrollen Gleitschienen eingesetzt sind,
- 4 eine weitere Ausführungsform, bei der jedoch ein einen einzigen Gleitschienenabschnitt aufweisender Block, anders als in den Ausführungsformen der 1 bis 3 nicht außerhalb des Endlostriebmittels, sondern innerhalb des Endlostriebmittels, in der Nähe der Triebscheibe zwischen den beiden Spannrollen angeordnet ist,
- 5 bis 7 unterschiedliche Anbindungsformen der Gleitschiene an einem ortsfesten / motorblockfesten Bauteil, bspw. unter Zwischenschaltung von als Druckfedern oder Blattfedern ausgebildeten Federelementen (siehe 6) oder Zwischenschaltung eines Dämpfungselementes (siehe 7), und
- 8 bis 10 unterschiedliche Anbindungsformen von Anlaufrollen an einem ortsfesten / motorblockfesten Bauteil, etwa unter Zwischenschaltung eines als Druckfeder oder Blattfeder ausgebildeten Federelementes (siehe 9) oder eines Dämpfungselementes (siehe 10.).
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Gleiche Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Endloszugmitteltrieb 1 gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Dieser Endloszugmitteltrieb 1 besitzt ein Endloszugmittel 2, welches als Riemen ausgebildet ist. Dieser Riemen ist um eine Triebscheibe 3 herumgeführt. Die Triebscheibe 3 kann als Generatorriemenscheibe ausgebildet sein, wie in der 1 bzgl. der ersten Ausführungsform auch realisiert. Es gibt eine erste Spannrolle 4 und eine zweite Spannrolle 5. Die beiden Spannrollen 4 und 5 sind in ihrer Position veränderbar. Sie sind um einen Drehpunkt 6 bzw. um einen Drehpunkt 7 verlagerbar. Diesbezüglich greift an der ersten Spannrolle 4 ein Hebel 8 und an der zweiten Spannrolle 5 ein Hebel 9 an. An dem ersten Hebel 8 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Spannrolle 4 an einem freien Ende ein Federelement 10. Das Federelement 10 ist auch mit einem freien Ende des zweiten Hebels 9, an der gegenüberliegenden Seite der zweiten Spannrolle 5 angebunden. Das Federelement 10 ist eine Druckfeder. Es ist zu beachten, dass die Drehpunkte 6 und 7 für den ersten Hebei 8 und den zweiten Hebel 9, also jene Drehpunkte, um welche sich die beiden Spannrollen 4 bzw. 5 drehen / schwenken können, außerhalb der Triebschreibe 3 befindlich sind, vor allem auch fern des Drehpunktes der Triebscheibe 3.
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In der ersten Ausführungsform gibt es zwei Anschläge 11, die (nur) im Anschlagfall im direkten Kontakt mit dem Endloszugmittel 2, bspw. den Riemen stehen / gelangen. Der Anschlag 11 ist in der Ausführungsform der 1 als Anschlagrolle oder Anlaufrolle 12 ausgebildet. Die Anlaufrolle / Anschlagrolle 12 ist dabei ungefedert / ungedämpft an einem ortsfesten / motorblockfesten Bauteil 13 beweglich / drehbar angebunden. Die eine Anlaufrolle 12 ist zum in Kontakt gelangen mit dem Lasttrum vorgesehen und die andere Anlaufrolle 12 im gleichen Betriebszustand benachbart zum Leertrum vorgesehen, wie gut aus 2 zu erkennen ist.
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In einem anderen Betriebszustand ändert sich die Drehrichtung des Endloszugmittels 2 und somit wird das Lasttrum zum Leertrum, so dass ggf. die andere Anlaufrolle 12 in Anschlag mit dem Endloszugmittel 2 gelangt.
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In einer zweiten Ausführungsform, gemäß 3, sind statt Anlaufrollen / Anschlagrollen 12 zur Realisierung zweier Anschläge 11 Gleitschienen 14 eingesetzt. Diese Gleitschienen 14 sind ungefedert und ungedämpft direkt an dem ortsfesten / motorblockfesten Bauteil 13 angebunden. Das Zwischenschalten von Federn 15, bspw. ausgebildet als Druckfeder oder Blattfeder, wie in 6 visualisiert, ist denkbar, genauso wie das Zwischenschalten eines Dämpfungselementes 16. Explizit sei also erwähnt, dass die Verwendung einer oder mehrerer Dämpfungselemente 16 und einer oder mehrerer Federn 15 denkbar ist. Dies ist durch die 5 bis 7 auch nahegelegt. Dass eine solche Ausgestaltung bzgl. der Federung und/oder Dämpfung auch für die Verwendung von Anlaufrollen / Anschlagrollen 12 möglich ist, visualisieren die 8 bis 10. Auch dort ist das Zwischenschalten einer Feder 15 oder mehrerer Federn 15 und/oder einem Dämpfungselement 16 oder mehreren Dämpfungselementen 16 angedacht. Auch dort, bei der Verwendung von Anlaufrollen 12, ist das Zwischenschalten einer Feder 15 nach Art einer Druckfeder oder Blattfeder denkbar.
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Während in der 3 eine Verwendung zweier Anschläge 11 radial außerhalb des Endloszugmittels 2 umgesetzt ist, kann auch, wie in der Ausführungsform nach 4 dargestellt, ein Anschlag 11 im Inneren des Endloszugmittels 2 eingesetzt werden, bspw. nach Art eines Gleitblocks 17.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endloszugmitteltrieb
- 2
- Endloszugmittel / Riemen
- 3
- Triebscheibe / Generatorriemenscheibe
- 4
- erste Spannrolle
- 5
- zweite Spannrolle
- 6
- Drehpunkt
- 7
- Drehpunkt
- 8
- erster Hebel
- 9
- zweiter Hebel
- 10
- Federelement
- 11
- Anschlag
- 12
- Anlaufrolle / Anschlagrolle
- 13
- ortsfestes / motorblockfestes Bauteil
- 14
- Gleitschiene
- 15
- Feder
- 16
- Dämpfungselement
- 17
- Gleitblock
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2016/061685 A1 [0002, 0004]
