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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Kompensation von Riemenspannungsschwankungen für einen Riementrieb. Ferner betrifft die Erfindung einen Riementrieb, einen Aktuator für eine Achslenkung, umfassend einen solchen Riementrieb, sowie eine Achslenkung mit einem derartigen Aktuator.
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Aus der
EP 3 126 810 B1 geht ein Verfahren zum Überwachen eines Riemenantriebs hervor, wobei der Riemenantrieb eine rotierbar gelagerte Scheibe und einen Riemen umfasst, der an der Scheibe umgelenkt ist. Der Riemen und die Scheibe sind jeweils mit einer Markierung ausgestattet und zueinander so positioniert, dass sich beim Umlauf des Riemens um die Scheibe die Markierungen von Scheibe und Riemen in einer Auslösestellung direkt gegenüberstehen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- - Erfassen der Auslösestellung mittels einer Überwachungseinrichtung, wobei die Überwachungseinrichtung ein Signal abgibt, wenn sich die Markierungen in der Auslösestellung befinden;
- - Erfassen der Anzahl der über einen bestimmten zurückliegenden Zeitraum ausgelösten Signale; und
- - Ermitteln der Belastungen, denen der Riemen oder die Scheibe während des zurückliegenden Zeitraums ausgesetzt gewesen ist, auf Grundlage der Anzahl der ausgelösten, der Anzahl der Umläufe des Riemens entsprechenden Signale, und unter Berücksichtigung von relevanten Einflussgrößen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Kompensation von Riemenspannungsschwankungen für einen Riementrieb, insbesondere für einen Zahnriementrieb, vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren zur Kompensation von Riemenspannungsschwankungen für einen Riementrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird ferner gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kompensation von Riemenspannungsschwankungen für einen Riementrieb, welcher eine als Antriebsscheibe ausgebildete und durch einen Antriebsmotor drehantreibbare erste Riemenscheibe sowie eine als Abtriebsscheibe ausgebildete zweite Riemenscheibe umfasst und bei dem die Riemenscheiben über einen Riemen antriebswirksam miteinander verbunden sind, werden ein jeweiliger Rundlauffehler der ersten und/oder zweiten Riemenscheibe sowie durch Rundlauffehler bedingte, positionsabhängige Riemenspannungsschwankungen in den Riementrumen des Riemens erfasst, wobei in Abhängigkeit der ermittelten Riemenspannungsschwankungen mittels des Antriebsmotors ein antiphasiger Drehmomenteintrag in die erste Riemenscheibe erfolgt, um die Riemenspannungsschwankungen in den Riementrumen zu reduzieren.
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Der Riementrieb ist in einem erfindungsgemäßen Aktuator für eine Achslenkung eines Fahrzeugs einsetzbar. Der Aktuator umfasst eine Schubstange, die innerhalb eines Gehäuses longitudinal verlagerbar ist. Durch das axiale Verlagern der Schubstange gegenüber dem Gehäuse wird eine Einstellung eines Lenkwinkels von mit dem Aktuator wirkverbundenen Fahrzeugrädern an einer Hinterachse oder einer Vorderachse des Fahrzeugs ausgeführt. Dadurch wird beispielsweise eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs eingeleitet oder unterstützt. Die Schubstange weist dazu an dessen freien Enden vorzugsweise zumindest eine Gabelanbindung mit einem Gabelelement auf, an dem das jeweilige Fahrzeugrad zumindest mittelbar aufgenommen ist. Die Schubstange ist bevorzugt ein- oder mehrteilig ausgebildet und weist eine ein- oder mehrteilig damit verbundene sowie konzentrisch dazu angeordnete Gewindespindel auf. Vorzugsweise ist die Schubstange wenigstens zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Schubstangensegmente über einen Schlitten miteinander verbunden sein können. Die Schubstangensegmente können beispielsweise in den Schlitten eingeschraubt sein. Dies kann die Montage des Aktuators vereinfachen.
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Der Aktuator weist ferner einen Antriebsmotor, beispielsweise in Form eines Elektromotors, sowie einen Riementrieb auf. Eine Antriebsleistung des Antriebsmotors wird über den Riementrieb auf eine axial unverschiebliche, drehantreibbare Gewindemutter des Aktuators übertragen, wobei die Gewindemutter mit einer Gewindespindel wirkverbunden ist. Der Riementrieb umfasst eine erste Riemenscheibe und eine zweite Riemenscheibe, die rotierbar gelagert sind, insbesondere am Gehäuse des Aktuators.
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Die erste Riemenscheibe ist beispielsweise mit einem Rotor oder einer Rotorwelle des Antriebsmotors drehfest verbunden, wobei die zweite Riemenscheibe zumindest mittelbar drehfest mit der Gewindemutter verbunden ist. Die Gewindemutter ist drehbar zum Gehäuse angeordnet und entsprechend am Gehäuse gelagert und abgestützt. Die Gewindespindel ist zumindest mittelbar an der Schubstange angeordnet, wobei die Gewindespindel zusammen mit der Schubstange, und gegebenenfalls dem Schlitten, durch eine Rotation der Gewindemutter in eine Längsverlagerung bzw. in eine longitudinale Verlagerung gegenüber dem Gehäuse bzw. der Gewindemutter versetzt wird. Mithin bilden die Gewindespindel und die Gewindemutter einen Gewindetrieb, wobei durch den Drehantrieb der Gewindemutter bzw. der jeweiligen Riemenscheibe zumindest mittelbar eine lineare Stellbewegung der Schubstange für eine Lenkwinkeleinstellung erfolgt. Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zu verstehen, dass zwei Bauteile über mindestens ein weiteres Bauteil, das zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist, miteinander verbunden sind oder direkt und somit unmittelbar miteinander verbunden sind.
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Der Riementrieb ist bevorzugt als Zahnriementrieb ausgebildet. In diesem Sinn sind die die Riemenscheiben als Zahnscheiben bzw. Zahnräder mit einer Außenverzahnung ausgebildet, wobei der Riemen an dessen Innenumfang eine komplementär dazu ausgebildet Innenverzahnung aufweist. Zwischen den Riemenscheiben und dem Riemen liegt folglich ein Formschluss vor.
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Während des Betriebs des Riementriebs kommt es aufgrund von Rundlaufungenauigkeiten und -toleranzen der Riemenscheiben zu Riemenspannungsschwankungen in den zwischen den Riemenscheiben befindlichen Riementrumen. Diese Riemenspannungsschwankungen können wiederum zu einer fehlerhaften Einstellung eines Lenkwinkels mittels des Aktuators führen. Zulässige Toleranzen für Riemenscheiben sind in ISO 13050 festgelegt. Um den Riemenspannungsschwankungen entgegenzuwirken bzw. um diese zu kompensieren, werden zunächst vor oder während der Montage des Riementriebs der jeweilige Rundlauffehler der ersten Riemenscheibe und/oder der zweiten Riemenscheibe ermittelt.
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Der jeweilige Rundlauffehler kann nach einem Ausführungsbeispiel direkt mittels geometrischer Vermessung der jeweiligen Riemenscheibe erfolgen. Dazu eignet sich insbesondere die Laservibrometrie. Der Laser des Vibrometers wird auf die zu messende Oberfläche der jeweiligen Riemenscheibe fokussiert. Aufgrund des Doppler-Effekts verschiebt sich bei einer Unwucht der Riemenscheibe die Frequenz des zurückgestreuten Laserlichts. Diese Frequenzverschiebung wird im Vibrometer mittels eines Interferometers ausgewertet und als Spannungssignal oder digitaler Datenstrom zur Bestimmung einer Rundlauftoleranz ausgegeben. Dies kann für jeweils eine der beiden Riemenscheiben durchgeführt werden. Genauer ist es jedoch, wenn der Rundlauffehler beider Riemenscheiben bestimmt wird. Bei der geometrischen Vermessung der jeweiligen Riemenscheibe wird die Drehwinkellage der jeweiligen Riemenscheibe bestimmt. Die geometrische Vermessung erfolgt vorzugsweise bevor der Riemen auf die Riemenscheiben aufgezogen wurde.
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Alternativ kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel der jeweilige Rundlauffehler mittelbar erfasst werden, und zwar indem zunächst der Riemen auf die Riemenscheiben aufgezogen wird und anschließend während des Betriebs des Riementriebs eine Schwingungsanalyse am Riemen erfolgt. Mittels der Schwingungsanalyse werden Riemenspannungsschwankungen in den Riementrumen ermittelt, wodurch Rückschlüsse auf Rundlauffehler in der jeweiligen Riemenscheibe gezogen werden können. Mithin erfolgt eine mittelbare Erfassung von Rundlauftoleranzen an einem oder beiden Riemenscheiben. Bei der Schwingungsanalyse wird die Spannung des Riemens in den freien Riemenabschnitten, also den Riementrumen, für jeden Drehwinkel der jeweiligen Riemenscheibe gemessen.
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Ferner alternativ können die Riemenspannungsschwankungen in den Riementrumen in einem weiteren Ausführungsbeispiel ohne eine vorherige Ermittlung der Rundlauffehler erfasst werden. Dies kann, wie vorher bereits erwähnt, beispielsweise durch die Schwingungsanalyse erfolgen. Anhand der sich daraus ergebenden Informationen können die Rundlauffehler in einer oder in beiden Rundlaufscheiben bestimmt werden.
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Sofern eine geometrische Vermessung der jeweiligen Riemenscheibe zur Erfassung von Rundlauffehlern der jeweiligen Riemenscheibe durchgeführt wurde, wird der Riemen an der jeweiligen Riemenscheibe mit einem von dem jeweiligen Rundlauffehler abhängigen Winkelversatz zwischen der ersten und zweiten Riemenscheibe auf die Riemenscheiben aufgezogen. Dies kann bereits die durch die Rundlauffehler bedingten Riemenspannungsschwankungen im Betrieb des Riemengetriebes reduzieren.
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Unabhängig davon, wie die Riemenspannungsschwankungen bestimmt wurden oder ob vor Erfassung der Riemenspannungsschwankungen eine geometrische Vermessung der jeweiligen Riemenscheibe durchgeführt wurde oder nicht, erfolgt in Abhängigkeit der ermittelten Riemenspannungsschwankungen in den beiden Riementrumen eine modellgestützte Kompensation der Riemenspannungsschwankungen, und zwar indem mittels des Antriebsmotors ein antiphasiger Drehmomenteintrag in die erste Riemenscheibe eingebracht wird. Der antiphasige Drehmomenteintrag ist eine Maßnahme zur Milderung und Auswirkungen von bestehenden Rundlauftoleranzen an einer oder beiden Riemenscheiben. Riemenspannungsschwankungen wird als Synonym für Trumspannungsschwankungen verwendet. Zur Bestimmung der Trumkraftschwankungen werden eine Vielzahl von Trumkraftschwankungswerte ermittelt.
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Bei der Analyse der Riemenspannungsschwankungen werden insbesondere positionsabhängige, insbesondere linear-positionsabhängige, Trumkraftschwankungswerte am Riemen bzw. am jeweiligen Riementrum erfasst. Diese ermittelten (linear)-positionsabhängigen Trumkraftschwankungswerte werden in der Soll-Drehmoment-Ansteuerung des Antriebsmotors verwendet, und zwar derart, dass der zu den Rundlauffehlern antiphasige Drehmomenteintrag des Antriebs zu einer Reduzierung der Riemenspannungsschwankungen führt. Wenn der Riemen bereits mit einem Winkelversatz zwischen der ersten und zweiten Riemenscheibe auf die Riemenscheiben aufgezogen wurde, bewirkt der antiphasige Drehmomenteintrag des Antriebs eine zusätzliche Reduzierung der Trumkraftschwankungen bzw. der Riemenspannungsschwankungen. Mithin werden die Unwuchten der Riemenscheiben durch gezielte Einflussnahme auf die Riemenspannungen in den Riementrumen kompensiert.
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Der Antriebsmotor ist mit einer Steuerungs- und Regelungseinheit elektronisch verbunden, wobei die Steuerungs- und Regelungseinheit beispielsweise bei Eingabe eines Lenkungswunsches durch einen Fahrer des Fahrzeugs ein entsprechende Steuerung und Regelung des Antriebsmotors ausführt, wobei der Antriebsmotor derart bestromt wird, dass eine dem gewünschten Soll-Drehmoment entsprechende Antriebsleistung am Antriebsmotor erzeugt wird, die auf den Riementrieb übertragen wird, sodass über den Gewindetrieb die longitudinale Verlagerung der Schubstange erfolgen kann.
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Vorteilhaft ist, dass der antiphasige Drehmomenteintrag bei der Kompensation der Riemenspannungsschwankungen den Betrieb des Aktuators nicht beeinflusst. Mit anderen Worten beeinträchtige der antiphasige Drehmomenteintrag während der Kompensation der Riemenspannungsschwankungen die axiale Stellbewegung der Schubstange der Achslenkung nicht.
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Der antiphasige Drehmomenteintrag in die erste Riemenscheibe wird vorzugsweise derart geregelt, dass eine Riemenspannung im als gespannter Zugtrum wirkenden ersten Riementrums innerhalb eines oberen und unteren Grenzwertes liegt. Alternativ oder ergänzend wird der antiphasige Drehmomenteintrag in die erste Riemenscheibe derart geregelt, dass eine Riemenspannung im als entspannter Leertrum wirkenden zweiten Riementrums innerhalb eines oberen und unteren Grenzwertes liegt. Damit wird sowohl eine Überbeanspruchung als auch eine zu geringe Spannung im Zugtrum wie auch im Leertrum verhindert. Mit anderen Worten wird insbesondere ein Springen des Riemens und/oder ein Schlupf des Riemens verhindert, wenn eine Riemenspannung innerhalb eines unteren und oberen Grenzwertes gehalten wird. Die Grenzwerte richten sich je nach Anwendungsgebiet sowie der Größe und Leistungsfähigkeit des Riementriebs.
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In einem erfindungsgemäßen System zur Kompensation von Riemenspannungsschwankungen für einen Riementrieb, bei dem der Riementrieb eine als Antriebsscheibe ausgebildete und durch einen Antriebsmotor drehantreibbare erste Riemenscheibe sowie eine als Abtriebsscheibe ausgebildete zweite Riemenscheibe umfasst, wobei die Riemenscheiben über einen Riemen antriebswirksam miteinander verbunden sind, ist ein jeweiliger Rundlauffehler der ersten und/oder zweiten Riemenscheibe sowie durch Rundlauffehler bedingte, positionsabhängige Riemenspannungsschwankungen in den Riementrumen des Riemens erfassbar, wobei der Antriebsmotor dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der ermittelten Riemenspannungsschwankungswerte im jeweiligen Riementrum einen antiphasigen Drehmomenteintrag in die erste Riemenscheibe einzuleiten, um die Riemenspannungsschwankungen in den Riementrumen zu reduzieren.
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Das System ist beispielsweise in einem Aktuator integriert, wobei der Antriebsmotor des Aktuators, der mit dem Riementrieb antriebswirksam verbunden ist, mit einer Steuerungs- und Regelungseinheit kommuniziert. Die Steuerungs- und Regelungseinheit ist somit Teil des Systems und dazu vorgesehen, eine Schubstangenposition einerseits zu überwachen und den Antriebsmotor andererseits derart zu steuern und zu regeln, dass eine gewünschte Schubstangenposition mit möglichst geringen Riemenspannungsschwankungen erfolgt. Sowohl die Antriebsleistung als auch der antiphasige Drehmomenteintrag werden über den Rotor des Antriebsmotors in die erste drehantreibbare Riemenscheibe eingeleitet.
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In diesem Sinn ist ein erfindungsgemäßer Riementrieb für einen Aktuator einer Achslenkung vorgesehen, der einen Riemen zum Antrieb einer Riemenscheibe sowie ein System zur Kompensation von Riemenspannungsschwankungen gemäß den vorherigen Ausführungen umfasst. Insbesondere weist der Riementrieb mindestens zwei Riemenscheiben auf. Das System führt das erfindungsgemäße Verfahren zur Kompensation von Riemenspannungsschwankungen aus.
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Die Riemenscheiben sind als Zahnräder mit einer Außenverzahnung zu verstehen, die in Eingriff mit dem Riemen stehen, an dessen Innenumfang eine komplementäre Verzahnung ausgebildet ist. Der Riementrieb ist damit als Zahnriementrieb ausgebildet. Der Riemen weist in Umfangsrichtung mehrere Abschnitte auf, und zwar zwei freie Abschnitte und zwei anliegende Abschnitte. Jeder freie Abschnitt ist zwischen zwei anliegenden Abschnitten angeordnet, und umgekehrt. Am jeweiligen anliegenden Abschnitt des Riemens umschlingt der Riemen eine der Riemenscheiben. Die freien Abschnitte sind je nach Antriebs- und Rotationsrichtung der ersten Riemenscheibe in einen gespannten und einen entspannten Abschnitt unterteilt. Die freien Abschnitte des Riemens werden Riementrume genannt und erstrecken sich parallel zueinander zwischen den beiden anliegenden Abschnitten des Riemens. An einem der anliegenden Abschnitte wird eine Antriebsleistung in den Riementrieb über die erste Riemenscheibe eingeleitet, wobei die Antriebsleistung über den gespannten Abschnitt des Riemens und den zweiten anliegenden Abschnitt des Riemens auf die zweite Riemenscheibe übertragen wird, wo die Antriebsleistung zumindest mittelbar auf die Gewindemutter und somit mittelbar auf die Schubstange übertragen wird. Der Riemen ist zwischen den Riemenscheiben vorgespannt, um eine sichere Leistungsübertragung zu gewährleisten.
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Ein erfindungsgemäßer Aktuator gemäß den obigen Ausführungen wird vorzugsweise in einer erfindungsgemäßen Achslenkung, insbesondere in einer Vorderachslenkung und/oder einer Hinterachslenkung, eines Fahrzeugs eingesetzt. Das Fahrzeug kann mehrere Vorder- oder Hinterachsen aufweisen, wobei jeweils eine oder mehrere der Vorder- bzw. Hinterachsen eine jeweilige Achslenkung mit einem Aktuator gemäß der vorherbeschriebenen Art aufweisen.
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Die Definitionen und Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Erfindungsaspekt gelten sinngemäß ebenfalls für das erfindungsgemäße System gemäß dem zweiten, für den erfindungsgemäßen Riementrieb gemäß dem dritten Erfindungsaspekt, den erfindungsgemäßen Aktuator gemäß dem vierten Erfindungsaspekt sowie für die erfindungsgemäße Achslenkung gemäß dem fünften Erfindungsaspekt, und umgekehrt.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Bauteile mit demselben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen
- 1 eine schematische Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Achslenkung mit einem erfindungsgemäßen Aktuator und einem erfindungsgemäßen Riementrieb, und
- 2 eine stark schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Riementriebs nach 1.
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Gemäß 1 ist eine als Hinterachslenkung ausgebildete Achslenkung 11 für ein - hier nicht dargestelltes - Fahrzeug dargestellt, das einen Aktuator 10 mit einem Gehäuse 8 umfasst, in dem eine Schubstange 12 longitudinal geführt ist. Mittels der Schubstange 12 ist ein Lenkwinkel von jeweiligen - hier ebenfalls nicht gezeigten - Fahrzeugrädern, welche an mit der Schubstange 12 wirkverbundenen Gabelelementen 9 der Achslenkung 11 zumindest mittelbar angeordnet sind, einstellbar ist. Der Aktuator 10 weist einen als elektrische Maschine ausgebildeten Antriebsmotor 2 und einen Riementrieb 1 auf, wobei der Antriebsmotor 2 eine Antriebsleistung erzeugt, die über den Riementrieb 1 und einen - hier nicht näher beschriebenen - Gewindetrieb 13 auf die Schubstange 12 übertragen wird. Eine rotative Bewegung eines - hier nicht gezeigten - Rotors des Antriebsmotors 2 wird, übersetzt durch den Riementrieb 1, durch den Gewindetrieb 13 in eine longitudinale Bewegung der Schubstange 12 umgewandelt. Mittels des Riementriebs 1 werden ein Achsversatz des Antriebsmotors 2 sowie eine Übersetzung realisiert.
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Nach 2 umfasst der Riementrieb 1 eine als Antriebsscheibe ausgebildete drehantreibbare erste Riemenscheibe 3, die durch den Antriebsmotor 2 drehantreibbar ist, sowie eine als Abtriebsscheibe ausgebildete zweite Riemenscheibe 4. Die zweite Riemenscheibe 4 ist mit einer Gewindemutter 14 des Gewindetriebs 13 antriebswirksam verbunden. Die beiden rotierbar gelagerten Riemenscheiben 3, 4 sind über einen Riemen 5 antriebswirksam miteinander verbunden. Der Riemen 5 ist vorgespannt auf den Riemenscheiben 3, 4 angeordnet. 2 zeigt den Riementrieb 1 stark schematisch in einem montierten Zustand.
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Der Riementrieb 1 umfasst ein System zur Kompensation von Riemenspannungsschwankungen im Riemen 5 des Riementriebs 1. Das System führt ein erfindungsgemäßes Verfahren aus, bei dem zunächst mittels geometrischer Vermessung ein Rundlauffehler der ersten Riemenscheibe 3 und der zweiten Riemenscheibe 4 durchgeführt wird, beispielsweise mittels Laservibrometrie. Durch die geometrische Vermessung wird eine Unwucht der jeweiligen Riemenscheibe 3, 4 bestimmt. Die Unwucht bzw. Rundlauftoleranz der jeweiligen Riemenscheibe 3, 4 kann, wie in 2 exemplarisch dargestellt ist, näherungsweise als Versatz zwischen einer jeweiligen Mittenachse 15, 16 der dazugehörigen Riemenscheibe 3, 4 und einer Drehachse 17, 18 modelliert werden. Der Abstand zwischen der jeweiligen Mittenachse 15, 16 und der jeweiligen Drehachse 17, 18 derselben Riemenscheibe 3, 4 ist somit eine vereinfachte Form der Darstellung einer Unwucht der jeweiligen Riemenscheibe 3, 4. Vorliegend sind die Mittenachsen 15, 16 sowie die Drehachsen 17, 18 auf einer gemeinsamen Achse X angeordnet, was die Bestimmung von Riemenspannungsschwankungen in den Riementrumen 6, 7 des Riemens 5 vereinfacht. Denkbar ist auch, dass die Drehachsen 17, 18 versetzt zur Achse X angeordnet sind, wobei auch dann die Bestimmung von Riemenspannungsschwankungen in jedem Drehwinkel der jeweiligen Riemenscheibe 3, 4 möglich ist. Ferner ist denkbar, nur für eine der Riemenscheiben 3, 4 den Rundlauffehler bzw. die Unwucht zu bestimmen.
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Die Erfassung des jeweiligen Rundlauffehlers erfolgt vor der Montage des Riemens 5 auf die Riemenscheiben 3, 4. In Abhängigkeit des jeweiligen Rundlauffehlers wird der Riemen 5 mit einem von dem jeweiligen Rundlauffehler abhängigen Winkelversatz zwischen der ersten und zweiten Riemenscheibe 3, 4 auf die Riemenscheiben 3, 4 aufgezogen. Durch diese Maßnahme werden durch die Rundlauffehler bedingte Riemenspannungsschwankungen in den sich zwischen den Riemenscheiben 3, 4 befindlichen Riementrumen 6, 7 während des Betriebs des Riemengetriebes 1 reduziert. Je nach Antriebsrichtung der ersten Riemenscheibe 3 ist einer der beiden Riementrume 6, 7 ein Zugtrum, also ein gespannter erster Riementrum 6, wobei der jeweils andere der beiden Riementrume 6, 7 ein Leertrum, also ein vergleichsweise entspannter zweiter Riementrum 7.
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Anhand der ermittelten Rundlauffehler werden die dadurch bedingten, linearpositionsabhängigen Riemenspannungsschwankungen in den Riementrumen 6, 7 des Riemens 5 bestimmt. In Abhängigkeit dieser ermittelten Riemenspannungsschwankungen erfolgt eine entsprechende Regelung des Antriebsmotors 2 mittels einer Steuerungs- und Regelungseinheit 19, und zwar derart, dass mittels des Antriebsmotors 2 ein in Bezug auf die Riemenspannungsschwankungen antiphasiger Drehmomenteintrag in die erste Riemenscheibe 3 eingebracht wird. Dieser antiphasige Drehmomenteintrag erfolgt gleichzeitig zum normalen Betrieb des Riementriebs 1, also während über den Riementrieb 1 eine Antriebsleistung vom Antriebsmotor 2 auf den Gewindetrieb 13 zur Längsverlagerung der Schubstange 12 übertragen wird. Der antiphasige Drehmomenteintrag kompensiert die rundlauftoleranzbedingten Riemenspannungsschwankungen in den Riementrumen 6, 7. Trotz der Kompensation der Riemenspannungsschwankungen beeinträchtigen die antiphasigen Drehmomenteinträge die Stellbewegung einer Schubstange 12 der Achslenkung 11 nicht.
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Um einen Riemensprung und/oder einen Schlupf des Riemens 5 relativ zu den Riemenscheiben 3, 4 zu verhindern, wird der antiphasige Drehmomenteintrag in die erste Riemenscheibe 3 derart geregelt, dass eine jeweilige Riemenspannung im ersten Riementrum 6 sowie im zweiten Riementrum 7 innerhalb eines oberen und unteren Grenzwertes liegt. Damit wird ein beispielsweise fliehkraftbedingtes Lösen des Riemens 5 von den Riemenscheiben 3, 4 ebenso verhindert, wie eine Überbeanspruchung des Riemens 5, was zu einer Beschädigung des Riemens 5 oder zu einem Verlust der Vorspannkraft führen kann.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann auf eine geometrische Vermessung der Riemenscheiben 3, 4 verzichtet werden. Stattdessen können mittels Schwingungsanalyse Riemenspannungsschwankungen in den Riementrumen 6, 7 direkt erfasst werden. Dies erfolgt, wenn der Riemen 5 auf den Riemenscheiben 3, 4 aufgezogen ist. Nach Erfassung der Riemenspannungsschwankungen können sodann die Rundlauffehler der Riemenscheiben 3, 4 bestimmt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Riementrieb
- 2
- Antriebsmotor
- 3
- Erste Riemenscheibe bzw. Antriebsscheibe
- 4
- Zweite Riemenscheibe bzw. Abtriebsscheibe
- 5
- Riemen
- 6
- Erster Riementrum bzw. Zugtrum
- 7
- Zweiter Riementrum bzw. Leertrum
- 8
- Gehäuse
- 9
- Gabelelement
- 10
- Aktuator
- 11
- Achslenkung
- 12
- Schubstange
- 13
- Gewindetrieb
- 14
- Gewindemutter
- 15
- Mittenachse der ersten Riemenscheibe
- 16
- Mittenachse der zweiten Riemenscheibe
- 17
- Drehachse der ersten Riemenscheibe
- 18
- Drehachse der zweiten Riemenscheibe
- 19
- Steuerungs- und Regelungseinheit
- X
- Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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