DE10324268A1

DE10324268A1 - Riemenspannvorrichtung

Info

Publication number: DE10324268A1
Application number: DE2003124268
Authority: DE
Inventors: Normann Dipl.-Ing. Freisinger (FH); Klaus Dipl.-Ing. Hagemann; Jörg Dipl.-Ing. Sievert; Peter Strübel; Manfred Dipl.-Ing. Treusch (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16

Abstract

Es wird eine Riemenspannvorrichtung für einen Riemenantrieb zwischen einem Hauptaggregat und einem Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, mit einer an dem Hauptaggregat befestigten ersten Riemenscheibe (10), einer an dem Nebenaggregat (14) befestigten zweiten Riemenscheibe (12), einem um die erste Riemenscheibe und die zweite Riemenscheibe geführten Riemen (16) zur Übertragung einer Drehkraft (R1, R2) zwischen der ersten und der zweiten Riemenscheibe, und wenigstens einem Riemenspanner (22-1, 22-2) zwischen der ersten und der zweiten Riemenscheibe (10, 12) zum Spannen des Riemens mit einer gewünschten Vorspannkraft (S1, S2). DOLLAR A Erfindungsgemäß ist bei der Riemenspannvorrichtung vorgesehen, dass das Nebenaggregat (14) mittels eines Pendellagers (18) gelagert ist, das konzentrisch zur Achse der zweiten Riemenscheibe (12) des Nebenaggregats angeordnet ist, und dass die bei Betrieb des Riemenantriebs auf das Pendellager des Nebenaggregats wirkenden Kräfte (H1, H2) mittelbar oder unmittelbar auf den wenigstens einen Riemenspanner (22-1, 22-2) übertragen werden. DOLLAR A Anwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Riemenspannvorrichtung für einen Riemenantrieb zwischen einem Hauptaggregat und einem Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Riemenspannvorrichtungen sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik hinlänglich bekannt. Die Riemenspannvorrichtung bewirkt eine Vorspannung eines Riemens eines Riemenantriebs mit einer gewünschten Vorspannkraft, um die sichere Übertragung einer Drehkraft zwischen einer an einem Hauptaggregat, wie beispielsweise dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs, montierten ersten Riemenscheibe und einer an einem Nebenaggregat, wie beispielsweise dem Startergenerator, montierten zweiten Riemenscheibe mittels des Riemens zu gewährleisten.
Bei herkömmlichen Riemenspannvorrichtungen wird die Vorspannkraft wenigstens eines Riemenspanners auf einen konstanten Wert eingestellt, der dem ungünstigsten Lastfall des Riemenantriebs entsprechend gewählt werden muss. Bei einem riemengetriebenen Startergenerator ist die notwendige Vorspannkraft im Starterbetrieb etwa drei Mal so hoch wie im normalen Generatorbetrieb. Dies hat eine übermäßig hohe Vorspannkraft im Generatorbetrieb zur Folge, was wiederum größere Lager des Nebenaggregats bedingt und höhere Verlustleistungen sowie niedrigere Lebensdauern des Riemens bewirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Riemenspannvorrichtung für einen Riemenantrieb zwischen einem Hauptaggregat und einem Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs vorzusehen, die eine an den Betriebszustand des Riemenantriebs angepasste Vorspannung des Riemens ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Riemenspannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Nebenaggregat mittels eines Pendellagers gelagert ist, welches konzentrisch zur Achse der zweiten Riemenscheibe des Nebenaggregats angeordnet ist, und dass die bei Betrieb des Riemenantriebs auf das Pendellager des Nebenaggregats wirkenden (Reaktions)Kräfte mittelbar oder unmittelbar auf den wenigstens einen Riemenspanner übertragen werden.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Riemenspannvorrichtung werden die bei Betrieb des Riemenantriebs auftretenden Reaktionskräfte auf das Pendellager des Nebenaggregats, die direkt von dem aktuellen Lastfall des Riemenantriebs abhängen, zur individuellen Anpassung der Vorspannkraft des Riemens genutzt. Somit wird die Vorspannkraft auf einfache Weise jederzeit automatisch an den aktuellen Betriebszustand bzw. Lastfall des Riemenantriebs angepasst und es können übermäßige Vorspannkräfte für einzelne Betriebszustände vermieden werden. Hierdurch können die Verlustleistung des Riemenantriebs vermindert und die Lebensdauer des Riemens erhöht werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Pendellager wenigstens einen Hebelarm auf, über den das Nebenaggregat abgestützt ist und der mittelbar oder unmittelbar auf den wenigstens einen Riemenspanner wirkt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die auf das Pendellager des Nebenaggregats wirkenden Kräfte mit einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis auf den wenigstens einen Riemenspanner übertragen.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung sind für die Übertragung der auf das Pendellager des Nebenaggregats wirkenden Kräfte auf den wenigstens einen Riemenspanner hydraulische Geber- und Nehmerzylinder vorgesehen; in einer alternativen Ausführungsform sind hierfür Hebel vorgesehen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind der ersten Riemenscheibe des Hauptaggregats und der zweiten Riemenscheibe des Nebenaggregats jeweils ein Dämpfungselement zum Dämpfen der durch die Drehbewegung hervorgerufenen Schwingungen zugeordnet.

Besonders bevorzugt wird die Riemenspannvorrichtung der Erfindung für einen Riemenantrieb zwischen einem Startergenerator des Kraftfahrzeugs und einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs eingesetzt.

Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Riemenantriebs mit einer erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung; und
2 eine Seitenansicht des Riemenantriebs von 1.
Anhand der 1 und 2 werden nachfolgend der Grundaufbau und das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung näher erläutert.
1 zeigt einen Riemenantrieb zur Übertragung einer Drehkraft R1 oder R2 zwischen einer ersten Riemenscheibe 10 eines Hauptaggregats (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere des Verbrennungsmotors, und einer zweiten Riemenscheibe 12 eines Nebenaggregats 14 des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise eines Startergenerators. Um die erste und die zweite Riemenscheibe 10, 12 ist in bekannter Weise ein Riemen 16, beispielsweise ein Keilrippenriemen, geführt. Zur Dämpfung der durch die Drehbewegung hervorgerufenen Schwingungen kann in bekannter Weise der ersten Riemenscheibe 10 des Verbrennungsmotors und/oder der zweiten Riemenscheibe 12 des Startergenerators ein Dämpfungselement zugeordnet sein.
Das Nebenaggregat 14 ist über ein sogenanntes Pendellager 18 gelagert, welches konzentrisch zur Achse der zweiten Riemenscheibe 12 des Nebenaggregats angeordnet ist und über einen oder mehrere Hebelarme 20 abgestützt ist. Die bei Betrieb des Riemenantriebs an dem Pendellager 18 auftretenden Reaktionskräfte H1 oder H2 (je nach Drehrichtung) werden mittelbar oder unmittelbar auf zwei als Riemenspanner dienende Spannrollen 22-1 und 22-2 übertragen, um den Riemen mit entsprechenden Vorspannkräften S1 bzw. S2 zu spannen. Hierbei erfolgt die Übertragung der Reaktionskräfte H1, H2 auf die Spannrollen 22-1 und 22-2 vorzugsweise mit einem vorgegebenen, aber grundsätzlich frei wählbaren Übersetzungsverhältnis. Der Übertragungsmechanismus zwischen dem Hebelarm 20 des Pendellagers 18 und den Riemenspannern 22-1, 22-2 kann zum Beispiel hydraulische Geber- und Nehmerzylinder oder Hebel enthalten, die vorzugsweise unterschiedliche hydraulische Übersetzungen bzw. unterschiedliche Längen aufweisen.
Die Funktionsweise der oben beschriebenen und in den Figuren dargestellten Riemenspannvorrichtung der Erfindung ist wie folgt.
Im Starterbetrieb leitet der Startergenerator 14 die Drehkraft R1 über die zweite Riemenscheibe 12 in den Riemen 16 ein, der sie auf die erste Riemenscheibe 10 des Verbrennungsmotors überträgt. Hierbei stützt sich der mittels des Pendellagers 18 gelagerte Startergenerator 14 über den Hebelarm 20 mit der Reaktionskraft H1 ab. Diese Reaktionskraft H1 wird mittelbar oder unmittelbar, ggf. mit einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis auf den ersten Riemenspanner 22-1 übertragen, um den Riemen 16 mit einer entsprechenden Vorspannkraft S1, die mit der Reaktionskraft H1 und der Drehkraft R1 in Zusammenhang steht, zu spannen. Auf diese Weise wird die Vorspannkraft S1 automatisch dem aktuellen Betriebszustand bzw. Lastfall angepasst.
In analoger Weise wird im normalen Generatorbetrieb des Startergenerators von der ersten Riemenscheibe 10 durch den Riemen 16 eine Drehkraft R2 auf die zweite Riemenscheibe 12 des Startergenerators 14 übertragen, die in entgegengesetzter Richtung zu der Drehkraft R1 ist. In diesem Fall wird im Pendellager 18 des Startergenerators 14 die Reaktionskraft H2 erzeugt, welche eine Vorspannkraft S2 durch die zweite Spannrolle 22-2 bewirkt. Zusätzlich zu den durch die Riemenspannvorrichtung erzeugten Vorspannkräften S1 und S2 sind in 1 auch die durch den Riemen 16 erzeugten Gegenkräfte S1' bzw. S2' dargestellt.
Während die Erfindung oben auf einen Riemenantrieb zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Startergenerator eines Kraftfahrzeugs angewendet wurde, ist die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung nicht auf diese Anwendung beschränkt. So kann die Riemenspannvorrichtung zum Beispiel auch für einen Kühllüfter oder eine Wärmepumpe als Nebenaggregat verwendet werden.

Claims

Riemenspannvorrichtung für einen Riemenantrieb zwischen einem Hauptaggregat und einem Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs, mit einer an dem Hauptaggregat befestigten ersten Riemenscheibe (10), einer an dem Nebenaggregat (14) befestigten zweiten Riemenscheibe (12), einem um die erste Riemenscheibe (10) des Hauptaggregats und die zweite Riemenscheibe (12) des Nebenaggregats geführten Riemen (16) zur Übertragung einer Drehkraft (R1, R2) zwischen der ersten und der zweiten Riemenscheibe, und wenigstens einem Riemenspanner (22-1, 22-2) zwischen der ersten und der zweiten Riemenscheibe (10, 12) zum Spannen des Riemens (16) mit einer gewünschten Vorspannkraft (S1, S2), dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenaggregat (14) mittels eines Pendellagers (18) gelagert ist, das konzentrisch zur Achse der zweiten Riemenscheibe (12) des Nebenaggregats angeordnet ist, und dass die bei Betrieb des Riemenantriebs auf das Pendellager (18) des Nebenaggregats wirkenden Reaktionskräfte (H1, H2) mittelbar oder unmittelbar auf den wenigstens einen Riemenspanner (22-1, 22-2) übertragen werden.
Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pendellager (18) wenigstens einen Hebelarm (20) aufweist, über den das Nebenaggregat (14) abgestützt ist, und dass der wenigstens eine Hebelarm (20) mittelbar oder unmittelbar auf den wenigstens einen Riemenspanner (22-1, 22-2) wirkt.
Riemenspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das Pendellager (18) des Nebenaggregats wirkenden Kräfte (H1, H2) mit einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis auf den wenigstens einen Riemenspanner (22-1, 22-2) übertragen werden.
Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Übertragung der auf das Pendellager (18) des Nebenaggregats wirkenden Kräfte (H1, H2) auf den wenigstens einen Riemenspanner (22-1, 22-2) hydraulische Geber- und Nehmerzylinder vorgesehen sind.
Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Übertragung der auf das Pendellager (18) des Nebenaggregats wirkenden Kräfte (H1, H2) auf den wenigstens einen Riemenspanner (22-1, 22-2) Hebel vorgesehen sind.
Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Riemenscheibe (12) des Nebenaggregats (14) und/oder der ersten Riemenscheibe (10) des Hauptaggregats ein Dämpfungselement zum Dämpfen der durch die Drehbewegung hervorgerufenen Schwingungen zugeordnet ist.
Riemenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenaggregat (14) ein Startergenerator des Kraftfahrzeugs und das Hauptaggregat ein Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs ist.