DE10323223B4 - Kurbelantriebs-Riemensystem mit Dreifach-Riemenspanner - Google Patents

Kurbelantriebs-Riemensystem mit Dreifach-Riemenspanner Download PDF

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Abstract

Kurbelwellenantriebs-Riemensystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Riemen (12, 44, 62), der in Antriebsverbindung zwischen einer Kurbelwellen-Riemenscheibe (14), einer MG-Riemenscheibe (16) und mindestens einer Zubehöreinrichtungsantriebs-Riemenscheibe (18) steht, wobei das System abwechselnd von der MG-Riemenscheibe (16) zum Anlassen des Verbrennungsmotors und von der Kurbelwellen-Riemenscheibe (14) zum Antreiben des MG und der Zusatzeinrichtung angetrieben wird, wobei das System einen Dreifach-Riemenscheibenspanner (26) umfasst, mit:
einem Spannerkörper (28), der an dem Verbrennungsmotor befestigt ist,
einer festen Führungsrolle (32), die drehbar an dem Spannerkörper (28) montiert ist und mit dem Riemen (12, 44, 62) in Eingriff steht,
einem ersten Spanner (34), der an dem Körper (28) angelenkt ist und eine erste Rolle (38) aufweist, die die Außenseite des Riemens (12, 44, 62) neben dem MG an einer Riemenspanne (22) von der Kurbelwellen-Riemenscheibe (14) bis zur MG-Riemenscheibe (16) spannt, um während des Kurbelwellenantriebs des MG den Riemenumschlingungsbogen um die MG-Riemenscheibe (16) herum größtmöglich zu...

Description

  • Diese Erfindung betrifft Kurbelantriebssysteme, die eine Motorkurbelwelle und einen Motor-Generator zum Anlassen des Motors und zum Erzeugen elektrischen Stromes zum Anlassen und zu anderen Zwecken in einem Fahrzeug verbinden.
  • Zur Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit kann der Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs abgeschaltet werden, wenn das Fahrzeug angehalten wird. Ein ansonsten herkömmlicher Verbrennungsmotor kann abgeändert werden, um Stopp-Start-(ESS-)Funktionen des Verbrennungsmotors (ESS von engine stopp start) über ein riemengetriebenes Motor-Generator-(MG-)System durchzuführen, das in den Antrieb für Zusatzeinrichtungen geschaltet ist. Eine einzige MG-Einheit erfüllt die Funktionen des Anlassermotors und der Lichtmaschine (Generator). Da der Riemenantrieb und der MG dazu verwendet werden, den Verbrennungsmotor anzulassen, muss das Riemensystem für eine zusätzliche Robustheit gegen Riemenschlupf entworfen werden, um annehmbare Riemengeräuschpegel aufrechtzuerhalten. Es kann ein mit mehreren Rippen versehener Schwerlastriemen verwendet werden, der ein ähnliches Aussehen wie ein herkömmlicher Zusatzeinrichtungsriemen aufweist.
  • Zwei wichtige Parameter, die die Riemenzugkraft an Riemenscheibenrillen steuern, sind der Riemenumschlingungswinkel und die Riemenspannung. Da die Riemenzugkraft eine stark nichtlineare Funktion des Umschlingungswinkels ist, sollte der Umschlingungswinkel innerhalb vernünftiger Grenzen größtmöglich erhöht werden, so dass keine übermäßigen Riemenspannungen erforderlich sind, um Riemenschlupf zu verhin dern. Die Nennriemenspannung muss optimiert werden, wobei Entwurfsfaktoren, wie etwa Riemenschlupf, Lagerlasten, Riemenlebensdauer und Bauteilpackung miteinander in Einklang gebracht werden müssen. Zusätzlich muss die Riemenspannung gesteuert werden, so dass sie während Drehzahlübergängen des Verbrennungsmotors und insbesondere Änderungen bei der Riemenbelastung von Anlass- nach Antriebsfunktionen beständig ist.
  • Herkömmliche Riementriebsysteme in Fahrzeugen ohne ESS-Funktion umfassen typischerweise einen einzelnen Riemenspanner auf der Durchhangseite der Kurbelwellen-Riemenscheibe und dem Generator. Dieser dient dazu, die Riemenvibration, die durch Kurbelwellenschwingungen hervorgerufen wird, zwischen der Kurbelwellen-Riemenscheibe und der Generator-Riemenscheibe zu verringern. Es sind riemengetriebene ESS-Systeme entwickelt worden, die einen einzigen Spanner auf der während der Stromerzeugung straffen Seite des Generators enthalten. Dies wird derart vorgenommen, dass während eines Anlassens des Verbrennungsmotors die Spanne zwischen dem MG und der Kurbelwelle von einer starr montierten Führungsrolle unterstützt wird.
  • Wenn ein einzelner Spanner, der für die richtige Spannung und Riemenaufnahme entworfen ist, an dieser Stelle platziert wäre, würde der Spanner bei der Bewegung zu stark abgelenkt werden oder abrupt anschlagen oder aufsitzen. Somit muss der einzelne Spanner, der auf der steifen Seite des Generators angeordnet ist, notwendigerweise den Riemen zu sehr spannen, um einen geräuschfreien und schlupffreien Betrieb während der Stromerzeugung zuzulassen. Um das Riemenvibrationsgeräusch zu verringern, können auch sehr kurze Spannen notwendig sein, die die Robustheit des Riemensystems (auf Geräusch und Haltbarkeit) gegenüber geringen Fehlausrichtungen beim Aufbau reduzieren. Ein anderer Nachteil des Einzelspannersystems ist, dass das Stromerzeugungsdrehmoment oder das Regenerativ-Bremsdrehmoment durch Riemenschlupf beseitigt wird. Wenn das Stromerzeugungsdrehmoment groß genug ist, kann daher die gesamte Riemenspannung in der Spanne zwischen der Kurbelwelle, Antriebsriemenscheibe und der MG-getriebenen Riemenscheibe verloren gehen.
  • Es sind Systeme mit Doppelarmspannern entwickelt worden, aber aufgrund von Randbedingungen bei der Packung kann dies auf Kosten des Riemenumschlingungsbogens gehen. Um einen schlupffreien Betrieb sicher zu stellen, muss somit die Riemenspannung erhöht werden, was wiederum die Riemen- und Lagerlebensdauer verringert.
  • DE 198 49 886 A1 beschreibt einen Riemenantrieb mit einem Riemen, zwei Riemenscheiben und einer Riemenspannvorrichtung, welche aus zwei Spannrollen besteht, wobei die eine am Leertrum, die andere am Lasttrum des Riemens wirksam ist, und wobei die Träger der Spannrollen gemeinsam in einer Riemenscheibenachse drehbar gelagert sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs genannten Art anzugeben, das die Riemenumschlingungsbögen um die Kurbelwellen- und MG-Riemenscheiben größtmöglich erhöhen kann, während es gleichzeitig ein optimales Spannen sowohl für Antriebsfunktionen (Stromerzeugungsfunktionen) als auch für Anlassfunktionen (Motorantriebsfunktionen) zulässt und den Riemenlasten während des Überganges von Antreiben zu Anlassen dynamisch folgt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt Kurbelantriebs-Riemensysteme bereit, die einen Dreifach-Riemenscheibenspanner (TPT von triple pulley tensioner) aufweisen, der auf verschiede Weisen angewandt werden kann, um ein richtiges Spannen an den Riemenspannen neben dem Motor-Generator sowohl für Anlassfunktionen als auch für Stromerzeugungsfunktionen bereitstellt, und der einen angemessenen Riemenumschlingungsbogen und angemessene Dämpfungsfunktionen für die Systeme liefert. Bei einer vereinfachten Ausführungsform verbindet das Riemensystem eine Kurbelwellen- oder Kurbelriemenscheibe mit einer Motor-Generator-Riemenscheibe und mindestens einer Zusatzeinrichtungsantriebs-Riemenscheibe, wie etwa für einen Klimaanlagenkompressor. Die Riemenspannen werden durch einen Dreifach-Riemenscheibenspanner gespannt, der ein festes Spannergehäuse umfasst, an dem eine feste, drehbare Riemenscheibe und zwei Spannerarme montiert sind, die Rollen tragen, um die Riemenspannen auf jeder Seite des Motor-Generators zu spannen. Die feste Riemenscheibe ist an der dritten Riemenspanne zwischen der Zusatzeinrichtung und der Kurbelwelle angeordnet und ist mit den Spannrollen kombiniert, um den Riemenumschlingungsbogen um die Kurbelwellen-Riemenscheibe, die MG-Riemenscheibe und die Zusatzeinrichtungs-Riemenscheibe größtmöglich zu erhöhen.
  • Der Spanner für die Riemenspanne zwischen der Kurbel- und der MG-Riemenscheibe ist derart entworfen, dass er eine sogenannte kinematische Singularität (kinematic singularity) erreicht, wenn der MG den Motor anlässt und die Riemenlast zwischen der MG- und der Kurbelwellen-Riemenscheibe am größten ist. Singularität oder singularity bedeutet, dass der Spannerarm, oder der Riemen, sich in eine Position bewegt, in der die Kraft des Riemens den Spannerarm nicht weiter in eine "aufsitzende" Position bewegt. Wahlweise könnte die zweite Spannereinheit auch derart angeordnet sein, dass eine kinematische Singularität erreicht wird, wenn der MG von der Kurbelwelle angetrieben wird. Dies ist jedoch weniger wichtig, da die Generatorantriebs-Riemenlasten niedriger als die Anlass-Riemenlasten sind.
  • Der Spannerkörper kann eine einzige Feder zum Spannen beider Arme oder getrennte Federn zur Bereitstellung unterschiedlicher Spannlasten an den beiden Armen enthalten. An dem festen Spannerkörper kann ein umgebendes Lager zum Tragen der Führungsrolle montiert sein. Das Gesamtsystem sollte derart entworfen sein, dass ein größtmöglicher Riemenumschlingungsbogen um die Riemenscheiben herum dort bereitgestellt wird, wo dies wichtig ist, wie etwa bei der MG-Riemen scheibe, und zweitens der Kurbelwellen-Riemenscheibe, während weniger Riemenumschlingungsbogen an der einen oder den mehreren Zusatzeinrichtungs-Antriebseinheiten im Allgemeinen zufrieden stellend ist. Da eine Bewegung des primären Spanners zwischen der Kurbelwelle und dem MG durch den Wunsch nach kinematischer Singularität begrenzt ist, ist der sekundäre Spanner notwendigerweise derart entworfen, dass er den zusätzlichen Durchhang absorbiert, der in dem System durch dessen Konstruktion und die Notwendigkeit, Riemenverschleiß während der Verwendung auszugleichen, geschaffen wird.
  • Es können viele mögliche Anordnungen der Elemente verwendet werden, wie sie zum Teil durch die notwendige Anordnung von Bauteilen an dem Verbrennungsmotor und die Anzahl von Zusatzeinrichtungen, die von dem Riemensystem angetrieben werden sollen, vorgeschrieben werden. Deshalb sollen die verschiedenen nachstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft sein und nicht den Schutzumfang der Erfindung begrenzen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen ist:
  • 1 eine schematische Ansicht eines einfachen erfindungsgemäßen Kurbelantriebs-Riemensystems mit einer Kurbelwelle, einem Motor-Generator und einer einzigen Zusatzeinrichtung, die von dem Riemen angetrieben wird;
  • 2 eine schematische Ansicht eines alternativen Kurbeltrieb-Riemensystems, bei dem der Riemen drei Zusatzeinrichtungen zusätzlich zu der Kurbelwelle und dem MG antreibt; und
  • 3 eine Ansicht ähnlich 2, die aber eine alternative Anordnung der angetriebenen Bauteile zeigt.
  • Nach 1 der Zeichnungen im Einzelnen bezeichnet Bezugszeichen 10 allgemein ein erfindungsgemäßes Kurbelantriebs-Riemensystem. Der Ausdruck "Kurbelantrieb" wird dazu verwendet, anzudeuten, dass das Riemensystem benutzt wird, um sowohl den Verbrennungsmotor anzulassen, als auch den Verbrennungsmotor in einer Antriebsbetriebsart zu betreiben, in der die Kurbelwelle die Zusatzeinrichtungen und den Motor-Generator (MG) antreibt. Das System 10 stellt eine vereinfachte Anordnung dar, die einen Antriebsriemen 12 umfasst, der eine Kurbelwellen-Riemenscheibe 14 mit einer Motor-Generator-(MG-)Riemenscheibe 16 und einer zusätzlichen Zusatzeinrichtungs-Riemenscheibe, wie etwa einer Klimaanlagen-Riemenscheibe 18 (AC) in Verbindung bringt.
  • Der Riemen 12 ist um die drei Riemenscheiben geschlungen und erstreckt sich zwischen diesen in drei Spannen, die die Kurbelwellenspanne 20 von der Klimaanlage bis zur Kurbelwelle, eine MG-Spanne 22 von der Kurbelwelle bis zu dem MG und eine AC-Spanne 24 von dem MG bis zur Klimaanlage umfassen.
  • Ein Dreifach-Riemenscheibenspanner-Aufbau 26 ist dafür vorgesehen, den Riemenumschlingungsbogen um primär die MG- und Kurbelwellen-Riemenscheiben und sekundär die AC-Riemenscheibe größtmöglich zu erhöhen. Der Spanneraufbau 26 umfasst einen Spannerkörper 28, der an dem Rahmen des Verbrennungsmotors oder an einem zugehörigen Winkel, nicht gezeigt, befestigt ist und innen eine oder mehrere nicht gezeigte Spannerfedern trägt. Ein Gehäuse 28 trägt ein geeignetes Lager, wie etwa ein Nadellager, das außen an dem Spannerkörper 28 montiert sein kann. Das Lager wiederum trägt eine feste Führungsrolle oder Führungsriemenscheibe 32, die permanent mit der Kurbelwellenspanne 20 des Riemens in Eingriff steht und derart angeordnet ist, dass der Riemenumschlingungsbogen um die Kurbelwellen-Riemenscheibe größtmöglich erhöht wird.
  • Der Spannerkörper 28 lagert schwenkbar einen ersten und einen zweiten Spanner 34, 36, die Arme umfassen, die jeweils eine erste bzw. eine zweite Spannrolle 38, 40 tragen, die jeweils mit den Außenseiten der Riemenspannen 22 bzw. 24 in Eingriff stehen. Wieder sind die Riemenscheiben derart angeordnet, dass der Riemenumschlingungsbogen um die Kurbelwellen-Riemenscheibe 14 und die MG-Riemenscheibe 16 größtmöglich erhöht wird.
  • Der erste Spanner 34 ist derart orientiert, dass sich während des Anlassens des Verbrennungsmotors, wenn der MG die Kurbelwellen-Riemenscheibe sowie die AC-Riemenscheibe motorisch antreibt, einer kinematischen Singularität angenähert wird. Zu diesem Zeitpunkt treten die höchsten Riemenlasten in der MG-Spanne zwischen der Kurbelwellen- und der MG-Riemenscheibe auf, wo die Kraft, die erforderlich ist, um den Verbrennungsmotor zu drehen, durch den Riemen von der MG-Riemenscheibe zur Kurbelwellen-Riemenscheibe übertragen wird. In diesem Zustand, der in der Zeichnung gezeigt ist, zieht die Kraft des Riemens die Spannrolle 38 in eine Position, an der die Riemenkräfte kolinear mit dem Spannerarm wirken und den ersten Spanner 34 nicht mehr weiter schwenken werden, obwohl in dem Spanner zusätzlicher Weg eingebaut ist, so dass er nicht gegen eine festen Anschlag bewegt wird. In diesem Zustand wird der Durchhang oder die Lose in dem Riemen von dem zweiten Spanner 36 und seiner Rolle in der Riemenspanne 24 zwischen dem Motor-Generator und der Klimaanlage 18 aufgenommen. Somit ist das Riemensystem vollständig gespannt, während die größte Last zwischen der MG-Riemenscheibenspanne 22 getragen wird.
  • In der Antriebs-Betriebsart, nachdem der Verbrennungsmotor angelassen worden ist, treibt die Kurbelwelle 14 die Klimaanlagen-Riemenscheibe 18 und die MG-Riemenscheibe 16 durch die Riemenspanne 20 und 24 an, während die MG-Spanne 22 die Durchhangseite des Riemens wird. In diesem Zustand wird die Spannrolle 38 im Uhrzeigersinn (oder falls es erwünscht ist, im Gegenuhrzeigersinn) verschwenkt, um den Durchhang in dem Riemen, der in Spanne 22 zu finden ist, auszugleichen. Gleichzeitig wird die Spannrolle 40 durch die Riemenlast in Spanne 24 nach außen gezogen, so dass der Spanner 36 sich einer Position einer kinematischen Singularität annähert, an der keine weitere Bewegung auftritt, während der Riemen in dieser Richtung belastet wird.
  • Es ist somit zu sehen, dass, ob nun das Riemensystem in dem Anlasszustand betrieben wird, in dem der Motor-Generator die Kurbelwelle antreibt, oder in dem Antriebszustand, in dem die Kurbelwelle die Zusatzeinrichtung und den Motor-Generator antreibt, der Dreifach-Riemenscheibenspanner eine nahezu optimale Spannung an dem gesamten Riemensystem aufrechterhält. Es wird ebenfalls keiner der Spannerarme ausreichend bewegt, um mit einem Anschlag in Eingriff zu gelangen, und die Spanner halten somit eine kontinuierliche Spannung an ihren jeweiligen Riemenspannen aufrecht. Ferner ist die Anordnung des Systems derart, dass größtmögliche Riemenumschlingungsbögen an den MG- und Kurbelwellen-Riemenscheiben 16, 14 und sekundär an der AC-Riemenscheibe 18 aufrechterhalten werden.
  • In 2 der Zeichnungen ist eine zweite beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kurbelantriebs-Riemensystems 42 gezeigt, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Teile kennzeichnen. Somit umfasst das Riemensystem 42 einen Riemen 44, der die Kurbelwellen-Riemenscheibe 14 mit der MG-Riemenscheibe 16 und der AC-Riemenscheibe 18 sowie einer Servolenkungs-(PS-)Riemenscheibe 46 und einer Wasserpumpen-(WP-)Riemenscheibe 48 plus einer zusätzlichen Führungsrolle 50 in Ergänzung zu der festen Führungsrolle 32 in Antriebsverbindung bringt. Die Riemenlänge ist in mehrere Spannen unterteilt, die umfassen: eine MG-Spanne 52, die sich um beide Führungsrollen 50, 32 erstreckt, eine PS-Spanne 54 von der MG-Riemenscheibe 16 bis zur PS-Riemenscheibe 46, eine AC-Spanne 56 von der PS-Riemenscheibe um die Wasserpumpen-Riemenscheibe 48 herum bis zur AC-Riemenscheibe 18 und eine Kurbelwellenspanne 58 von der AC-Riemenscheibe 18 bis zur Kurbelwellen-Riemenscheibe 14. Bei System 42 wird das Hauptaugenmerk auf die Maximierung des Riemenumschlingungsbogens um die MG-Riemenscheibe 16 herum gelegt, während der Riemenumschlingungsbogen um die Kurbelwellen-Riemenscheibe 14 herum bei ungefähr einem Halbkreis oder 180° gehalten wird.
  • Von Bedeutung ist bei dieser Ausführungsform, wie bei der vorhergehenden, dass der erste Spanner so angeordnet ist, dass sich einer kinematischen Singularität angenähert wird, wenn das System in der Anlass-Betriebsart betrieben wird, in der der MG die Kurbelwelle antreibt. In diesem Zustand wird der Abschnitt der MG-Riemenspanne 52, der zwischen der Führungsrolle 32 und dem MG 16 läuft, von der ersten Spannrolle 38 gespannt, die in einer Richtung im Uhrzeigersinn gegen die Außenseite des Riemens vorgespannt ist. In der MG-Motorantriebs- oder Verbrennungsmotoranlass-Betriebsart nähert sich dieser Abschnitt des Riemens wegen der Riemenbelastung, die während der MG-Drehung der Kurbelwelle maximal ist, einer geraden Linie an, so dass die erste Spannrolle so weit nach links bewegt wird, wie sie der Riemen mitnehmen kann, ohne einen Anschlag zu erreichen. Somit wird eine kinematische Singularität bewerkstelligt. Während dieses Zustandes nimmt der Spanner 36, der die Riemenscheibe 40 in der Gegenuhrzeigerrichtung vorspannt, den Durchhang in der PS-Riemenspanne 54, die die Servolenkungs-Riemenscheibe 46 mit der Motor-Generator-Riemenscheibe 16 verbindet, auf, d. h. gleicht diesen aus. Da die anderen rotierenden Elemente des Systems fest sind, bleiben der Riemenumschlingungsbogen und die Kurbelwellen-Riemenscheibe 14 und die Zusatzeinrichtungsantriebs-Riemenscheibe in beiden Antriebszuständen gleich.
  • Nachdem der Verbrennungsmotor angelassen worden ist und die Kurbelwellen-Riemenscheibe es übernimmt, das Riemensystem, einschließlich der MG-Riemenscheibe, anzutreiben, nimmt die Last auf der PS-Riemenspanne 54 zu. Dies bewirkt, dass die zweite Spannrolle 40 sich im Uhrzeigersinn in Richtung einer Position einer kinematischen Singularität aufgrund des Winkels des Spanners 36 verschiebt, der mit der Kraft ausgerichtet wird, die durch den Riemen auf die Rolle ausgeübt wird. Gleichzeitig schwenkt der Spanner 34 die Rolle 38 im Uhrzeigersinn, um den Durchhang in der MG-Riemenspanne in dem Abschnitt der Spanne zwischen der MG-Riemenscheibe 16 und der festen Führungsrolle 32 aufzunehmen.
  • 3 stellt eine dritte beispielhafte Ausführungsform ähnlich wie die von 2 dar, aber bei der die Wasserpumpen-Riemenscheibe 48 anstelle der Führungsrolle 50 angeordnet ist. Die Führungsrolle 32, die an dem Spannerkörper 28 montiert ist, ist zwischen der MG-Riemenscheibe und der PS-Riemenscheibe angeordnet. Das Ergebnis ist ein Kurbelantriebs-Riemensystem 60 mit einem Riemen 62, der aufgrund der Position der Wasserpumpe 48 und der Anordnung des Spanneraufbaus 26 einen annähernd halbkreisförmigen Umschlingungsbogen um die Kurbelwellen- Riemenscheibe 14 herum und einen Umschlingungsbogen von mehr als einem Halbkreis um die MG-Riemenscheibe 16 herum aufweist. Der Spanner 34 arbeitet wie zuvor an der MG-Riemenspanne 52 und ist derart angeordnet, dass der Arm kolinear mit dem Riemenspannkraftvektor liegt, wenn der Motor-Generator die Kurbelwelle antreibt. Beim Anlassen des Motors stellt der Arm wieder eine kinematische Singularität dar, ohne sich gegen einen physikalischen Anschlag für den ersten Spanner 34 zu bewegen. Wenn die Kurbelwelle das System antreibt, schwenkt der erste Spanner 34 im Uhrzeigersinn, wobei er Durchhang in der Riemenspanne 52 aufnimmt bzw. ausgleicht und das System unter Spannung hält.
  • Ähnlich wird die Riemenspanne 54 durch die Vorspannung des zweiten Spanners 36 im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt, was Durchhang in dem System aufnimmt bzw. ausgleicht, wenn der Motor-Generator die Kurbelwelle antreibt. Wenn jedoch die Kurbelwelle den Motor-Generator antreibt, hat die Riemenspanne 54 zwischen der Motor-Generator-Riemenscheibe 16 und der Führungsrolle 32 die Tendenz, sich abhängig von der Last auf dem Riemen zu begradigen, was den zweiten Spanner 36 im Uhrzeigersinn gegen die Vorspannung seiner Feder drückt. Diese Bewegung ist jedoch begrenzt, da sich der Abschnitt der Spanne einer geraden Linie annähert, an welchem Punkt der zweite Spanner 36 und seine Rolle 40 sich einer Singularität annähern, aufgrund dessen, dass die gerade Linie der Spanne nicht in der Lage ist, den Spanner weiter aus seiner Spannposition heraus zu bewegen.
  • Somit arbeitet im Betrieb die Ausführungsform von 3 im Grunde auf die gleiche Weise wie die von 2, obwohl die Anordnung in bestimmten besonderen Details physikalisch unterschiedlich ist.
  • Es ist festzustellen, dass in jeder der beschriebenen Ausführungsformen das Verfahren zum Vorspannen des Dreifach-Riemenscheibenspanners auf irgendeine geeignete Art und Weise bewerkstelligt werden kann. Eine bevorzugte Weise ist die Verwendung einer einzelnen Feder, die mit beiden Spannerarmen verbunden ist und diese aufeinander zu vorspannt. Bei manchen Anordnungen könnten sie jedoch genauso gut voneinander weg vorgespannt werden. Eine weitere Alternative ist die Verwendung separater Federn für jeden Spannerarm, was eine unterschiedliche Ansprechbelastung auf die beiden Arme bereitstellen könnte und im Hinblick auf unterschiedliche Lastbedingungen der Spannen von verschiedenen alternativen Ausführungsformen bevorzugt sein kann. Zusätzlich können andere Vorspanneinrichtungen als Federn bei der Betätigung der Vorspannelemente angewandt werden, wenn ein Ersatz durch derartige andere Anordnungen wünschenswert erscheint, wie etwa hydraulischer Druck oder Gasdruck oder elastische Elemente, wie etwa Gummi.
  • Zusammengefasst weisen die erfindungsgemäßen Kurbelwellenantriebs-Riemensysteme einen Dreifach-Riemenscheibenspanner auf, der auf verschiedene Weisen angewandt werden kann, um eine richtige Spannung an Riemenspannen neben einem Motor-Generator sowohl für Anlass- als auch für Stromerzeugungsfunktionen des Systems bereitzustellen. Der Spanner stellt einen angemessenen Riemenumschlingungsbogen und angemessene Dämpfungsfunktionen für die Systeme bereit. Bei einer vereinfachten Ausführungsform verbindet das Riemensystem eine Kurbelwellen- oder Kurbelriemenscheibe mit einer Motor-Generator-Riemenscheibe und mindestens einer Zusatzeinrichtungsantriebs-Riemenscheibe, wie etwa für einen Klimaanlagenkompressor. Der Dreifach-Riemenscheibenspanner umfasst ein festes Spannergehäuse, an dem eine feste drehbare Riemenscheibe und zwei Spannerarme montiert sind, die Riemenscheiben zum Spannen der Riemenspannen auf jeder Seite des Motor-Generators tragen. Die feste Riemenscheibe ist an einer dritten Riemenspanne zwischen der Zusatzeinrichtung und der Kurbelwelle angeordnet und ist mit den Spannrollen kombiniert, um die Riemenumschlingungsbögen um die MG-Riemenscheibe, die Kurbelwellen-Riemenscheibe und ggf. die Zusatzeinrichtungs-Riemenscheibe herum größtmöglich zu erhöhen. Es können zahlreiche alternative Anordnungen vorgesehen werden.

Claims (9)

  1. Kurbelwellenantriebs-Riemensystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Riemen (12, 44, 62), der in Antriebsverbindung zwischen einer Kurbelwellen-Riemenscheibe (14), einer MG-Riemenscheibe (16) und mindestens einer Zubehöreinrichtungsantriebs-Riemenscheibe (18) steht, wobei das System abwechselnd von der MG-Riemenscheibe (16) zum Anlassen des Verbrennungsmotors und von der Kurbelwellen-Riemenscheibe (14) zum Antreiben des MG und der Zusatzeinrichtung angetrieben wird, wobei das System einen Dreifach-Riemenscheibenspanner (26) umfasst, mit: einem Spannerkörper (28), der an dem Verbrennungsmotor befestigt ist, einer festen Führungsrolle (32), die drehbar an dem Spannerkörper (28) montiert ist und mit dem Riemen (12, 44, 62) in Eingriff steht, einem ersten Spanner (34), der an dem Körper (28) angelenkt ist und eine erste Rolle (38) aufweist, die die Außenseite des Riemens (12, 44, 62) neben dem MG an einer Riemenspanne (22) von der Kurbelwellen-Riemenscheibe (14) bis zur MG-Riemenscheibe (16) spannt, um während des Kurbelwellenantriebs des MG den Riemenumschlingungsbogen um die MG-Riemenscheibe (16) herum größtmöglich zu erhöhen und den Durchhang in dem Riemen (12, 44, 62) auszugleichen, und einem zweiten Spanner (36), der an dem Körper (28) angelenkt ist und eine zweite Rolle (40) aufweist, die die Außenseite des Riemens (12, 44, 62) neben dem MG an einer Riemenspanne (24) von der MG-Riemenscheibe (16) bis zur Kurbelwellen-Riemenscheibe (14) spannt, um während des MG-Antriebs der Kurbelwelle den Riemenumschlingungsbogen um die MG-Riemenscheibe (16) größtmöglich zu erhöhen und den Durchhang in dem Riemen (12, 44, 62) auszugleichen.
  2. Riemensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spanner (34) während des MG-Antriebs der Kurbelwelle vor dem Erreichen seines maximalen Hubes eine kinematische Singularität (kinematic singularity) erreicht, bei der die Kraft der Spanne des angetriebenen Riemens (12, 44, 62) nur eine unwesentliche nachgebende Bewegung des ersten Spanners (34) bewirken kann.
  3. Riemensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spanner (36) während des Kurbelwellenantriebs des MG vor dem Erreichen seines maximalen Hubes eine kinematische Singularität (kinematic singularity) erreicht.
  4. Riemensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannerkörper (28) zumindest eine Spannerfeder umfasst, die die Spannrollen gegen ihre zugehörigen Riemenspannen (22, 24) vorspannt.
  5. Riemensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannerkörper (28) mehrere Federn umfasst, um diverse Spannlasten auf dem ersten und dem zweiten Spanner (34, 36) bereitzustellen.
  6. Riemensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannerkörper (28) ein Lager trägt, das die feste Führungsrolle (32) drehbar lagert.
  7. Riemensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrollen (38, 40) in dem Riemensystem derart angeordnet sind, dass sie eine Riemenumschlingung um die Kurbelwellen-Riemenscheibe (14) herum von zumindest einem Halbkreis bereitstellen.
  8. Riemensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Riemensystem zumindest eine zusätzliche Zubehöreinrichtungsantriebs-Riemenscheibe (18) umfasst.
  9. Riemensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Riemensystem zumindest eine zusätzliche Führungsrolle (50) umfasst.
DE10323223A 2002-05-23 2003-05-22 Kurbelantriebs-Riemensystem mit Dreifach-Riemenspanner Expired - Lifetime DE10323223B4 (de)

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