WO2005124123A1

WO2005124123A1 - Anordnung einer umlenkrolle in einem umschlingungstrieb

Info

Publication number: WO2005124123A1
Application number: PCT/EP2005/005431
Authority: WO
Inventors: Michael Bogner; Roland Arneth
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2005-12-29
Also published as: DE102004028762A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Umschlingungstrieb (1b) einer Brennkraftmaschine (2), der zum Antrieb von Aggregaten bestimmt ist. Ein Zugmittel (3) verbindet dabei ein Abtriebsorgan (4) sowie Antriebsorgane (12, 15). Mittels einer einem schwenkbaren Antriebsorgan (12) unmittelbar zugeordneten Umlenkrolle (21) vergrößert sich ein Umschlingungswinkel 'a' einer Riemenscheibe (13) des Antriebsorgans (12) auf einen Wert = 180°.

Description

Anordnung einer Umlenkrolle in einem Umschlingungstrieb

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Umschlingungstrieb für eine Brennkraftmaschine, der zum Antrieb von Aggregaten bestimmt ist, wobei ein Zugmittel, insbesondere ein Riemen oder Zahnriemen Laufscheiben bzw. Riemenscheiben oder Zahnriemenscheiben eines Abtriebsorgans sowie zumindest eines Antriebsorgans verbindet. Weiterhin ist das Zugmittel an einer Umlenk- rolle des Zugmitteltriebs geführt, zur gezielten Beeinflussung einer Führung des Zugmittels.

Hintergrund der Erfindung

Umschlingungstriebe für Brennkraftmaschinen werden insbesondere zum Antrieb verschiedener Aggregate eingesetzt, wie beispielsweise Klimakompressor, Generator, Lenkhilfspumpe oder Wasserpumpe. Derartige Umschlingungstriebe verbinden Riemenscheiben bzw. Zahnriemenscheiben, die Riemenscheiben des Abtriebsorgan und der Antriebsorgane verbinden. Ein solcher Umschlingungstrieb, der beispielsweise als Aggregatetrieb bezeichnet wird, schließt als Zugmittel einen Endlosriemen ein. Weiterhin umfasst der Umschlingungstrieb eine Spannvorrichtung, mit der selbsttätig eine erforderliche Vorspannung des Zugmittels erzielbar ist, um einen schlupffreien Antrieb aller Antriebsorgane zu erreichen, wodurch sich gleichfalls die Lebensdauer des Zugmittels erhöht. Mittels einer Umlenkrolle, die dem Umschlingungstrieb außerdem zugeordnet ist, kann die Führung des Zugmittel gezielt beeinflußt werden. Aus der DE 100 57 818 A1 ist ein Umschlingungstrieb bekannt, der aus einem Abtriebsorgan und einem Antriebsorgan besteht, deren zugehörige Riemenscheiben von dem Zugmittel zumindest teilweise umschlossen sind. Das Antriebsorgan ist dabei so gestaltet und angeordnet, dass dieses gleichzeitig die Funktion einer Spannvorrichtung für den Umschlingungstrieb bildet. Dazu ist das Antriebsorgan schwenkbar angeordnet, wobei das Antriebsorgan von einem Federmittel in eine die Vorspannung des Zugmittels erhöhende Richtung kraftbeaufschlagt wird.

Die DE 43 04 829 A1 offenbart einen Umschlingungstrieb einer Brennkraftmaschine, bei dem das Zugmittel das Abtriebsorgan, ein mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundene Riemenscheibe sowie zwei Antriebsorgane verbindet. Über eine separate, dem Leertrum des Umschlingungstriebs zugeordnete Spannvorrichtung ist die Vorspannung des Zugmittels beeinflussbar. Weiterhin schließt der Umschlingungstrieb eine Umiekrolle ein, deren Einbaulage einen Umschlingungswinkel des Zugmittels an den Riemenscheiben des Abtriebsorgans und eines Antriebsorgans vergrößert.

Zusammenfassung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Umschlingungstrieb der zuvor genannten Gattung derart auszubilden, dass mit einem geringen konstruktiven Aufwand bzw. Veränderung des Umschlingungstriebs der Umschlingungswinkel des Zugmittels vergrößert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Problemstellung durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Nach Anspruch 1 umfasst der Umschlingungstrieb ein schwenkbar angeordne- tes Antriebsorgan, welches unterstützt durch ein Federmittel, gleichzeitig die Funktion der Spannvorrichtung für das Zugmittel des Umschlingungstriebs ü- bernimmt. Weiterhin ist dem schwenkbaren Aggregat, dem Antriebsorgan, eine Umlenkrolle derartig zugeordnet, dass sich ein vergrößerter Umschlingungs- Winkel des Zugmittels an der Riemenscheibe des schwenkbaren Aggregates einstellt. Die Erfindung gewährleistet selbst für schwenkbar angeordnete Aggregate den Umschlingungswinkel des Zugmittels an der zugehörigen Riemenscheibe auf ≥ 180° zu vergrößern.

Die Erfindung nach Anspruch 2 bezieht sich auf eine Umlenkrolle, die einem ortsfesten Antriebsorgan, einem Aggregat, des Umschlingungstriebs zugeordnet ist. Die Einbaulage der Umlenkrolle erfolgt dabei so, dass sich ebenfalls ein Umschlingungswinkel des Zugmittels an der Riemenscheibe des starr ange- ordneten Antriebsorgans auf ≥ 180° vergrößert.

Die durch die Erfindungen realisierbaren vergrößerten Umschlingungswinkel des Zugmittels an Riemenscheiben bzw. Zahnriemenscheiben von Antriebsorganen ermöglicht die Übertragung eines vergrößerten Drehmomentes, ohne nachteiligen Schlupf. Vorteilhaft sind die größeren Umschlingungswinkel realisierbar, ohne Einflußnahme auf die Brennkraftmaschine, insbesondere deren Gehäuse. Damit ist diese Maßnahme kostengünstig umsetzbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen An- sprüche 3 bis 10.

Die Erfindungen sind bevorzugt auf Umschlingungstriebe übertragbar, die einen riemengetriebenen Startergenerator einschließen. Für den Einsatz riemengetriebener Startergeneratoren ist eine schlupffreie Leistungsübertragung erforderlich, um einen verzögerungsfreien, schnellen Start der Brennkraftmaschine zu realisieren. Neben einem ausreichenden Durchmesser der antreibenden und angetriebenen Riemenscheiben bzw. Zahnriemenscheiben des Umschlingungstriebs sowie einer ausreichenden Breite des Zugmittels ist weiterhin der Umschlingungswinkel an den Riemenscheiben des Umschlingungs- triebs entscheidend. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, die Umlenkrolle so anzuordnen, dass sich ein vergrößerter Umschlingungswinkel von ≥ 180° einstellt, kann das von dem riemengetriebenen Startergenerator erzeugte und verfügbare Drehmoment sicher auf den Umschlingungstrieb übertragen bzw. in den Umschlingungstrieb eingeleitet werden.

Alternativ zu einem riemengetriebenen Startergenerator ist die Erfindung eben- falls auf Umschlingungstriebe übertragbar, die als schwenkbares Aggregat einen riemengetriebenen Starter bzw. einen riemengetriebenen Generator vorsehen.

Zur Vermeidung kostenintensiver Änderungen des Umschlingungstriebs schließt die Erfindung verschiedene Möglichkeiten ein, die Umlenkrolle zu platzieren.

Bevorzugt eignet sich dazu, die Umlenkrolle unmittelbar an dem Gehäuse des schwenkbaren Antriebsorgan zu befestigen. Durch diese Gehäusebefestigung der Umlenkrolle ändert sich die Geometrie des Umschlingungstriebs in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Antriebsorgans. Weiterhin bietet es sich an, die Umlenkrolle an einem Träger, einem Bracket, des schwenkbaren Antriebsorgans zu befestigen.

Außerdem schließt die Erfindung eine Anordnung der Umlenkrolle ein, bei der die Drehachse der Umlenkrolle mit einem Drehlager des schwenkbaren Antriebsorgan übereinstimmt. Durch diese Ausgestaltung bildet der Drehzapfen, das Drehlager bzw. der Pivot des Antriebsorgan ein Multifunktionsbauteil. Damit stellt sich eine sichere Befestigung der Umlenkrolle ein. Aufgrund der La- geÜbereinstimmung zwischen dem Drehlager des Antriebsorgans und der Drehachse der Umlenkrolle stellt sich bei einer Stellbewegung des schwenkbaren Antriebsorgans keine Relativbewegung der Umlenkrolle gegenüber dem Gehäuse der Brennkraftmaschine ein.

Vorteilhaft kann zur Erzielung eines vergrößerten Umschlingungswinkels die Umlenkrolle auch einem ortsfest angeordneten Antriebsorgan bzw. Aggregat zugeordnet werden. Dazu bietet es sich an, die Umlenkrolle unmittelbar an dem ortsfesten Aggregat drehbar anzuordnen. Damit ist ein vergrößerter Um- schlingungswinkel realisierbar, ohne eine zusätzliche Montageaufwand, wie eine Befestigung der Umlenkrolle an dem Gehäuse der Brennkraftmaschine.

Als Federmittel, mit dem das schwenkbare Antriebsorgan zur Erzielung einer ausreichenden Vorspannung des Zugmittels kraftbeaufschlagt wird, können gemäß der Erfindung unterschiedliche Lösungen eingesetzt werden. Bevorzugt eignet sich ein Feder-Dämpfungselement, bestehend aus einer Zug- oder Druckfeder, in Verbindung mit einer im Drehlager des schwenkbaren Antriebsorgans integrierten Dämpfungsscheibe. Ein derartiges Federmittel nimmt Ein- fluss auf die Vorspannung des Zugmittels und begünstigt außerdem die Laufruhe des Umschlingungstriebs, wodurch ein weitestgehend schwingungsfreier Umlauf des Zugmittels erreichbar ist. Das Feder-Dämpfungselement kompensiert stoßartige, impulsartige Belastungen des Umschlingungstriebs, die durch die Drehungleichförmigkeit der Brennkraftmaschine, sowie durch eine nicht konstante Leistungsaufnahme von anzutreibenden Aggregaten der Brennkraftmaschine hervorgerufen werden.

Die Erfindung ist weiterhin kombinierbar mit einem Federmittel, bei dem eine Zug- oder Druckfeder mit einem hydraulisch wirkenden Dämpfungselement zusammenwirkt. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die zuvor genannten Federmittel, sondern schließt weiterhin alle bekannten in Spannvorrichtungen für Umschlingungstriebe eingesetzte Federmittel ein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen die Figuren, die nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 den schematischen Aufbau eines Umschlingungstriebs;

Figur 2 den Ausschnitt aus einem Umschlingungstrieb, bei dem ein schwenkbar angeordnetes Antriebsorgan gleichzeitig als Spannvorrichtung des Zugmittels dient; Figur 3 einen weitestgehend mit der Figur 2 übereinstimmenden Ausschnitt eines Umschlingungstriebs, der mit einer Umlenkrolle ergänzt ist;

Figur 4 in einer Einzelteilzeichnung ein schwenkbar angeordnetes Antriebsorgan in einer Perspektive, bei dem die Umlenkrolle im Bereich des Drehlagers von dem Bracket angeordnet ist;

Figur 5 das schwenkbar angeordnete Antriebsorgan gemäß Figur 4 mit einem an dem Gehäuse des Antriebsorgan angeordneten Umlenkrolle. Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Die Figur 1 verdeutlicht den Aufbau eines Umschlingungstriebs 1a, der in einer Brennkraftmaschine 2 zum Antrieb verschiedener Aggregate bestimmt ist. Ein Zugmittel 3 des Umschlingungstriebs 1a verbindet dabei ein Abtriebsorgan 4, eine mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 2 verbundene Riemenscheibe bzw. Zahnriemenscheibe 5 mit weiteren Riemenscheiben 6, 7 der Antriebsorgane 8, 9. Dem im Uhrzeigersinn umlaufenden Umschlingungstrieb 1a ist im Leertrum, zwischen dem Abtriebsorgan 4 und dem Antriebsorgan 9 eine Spannvorrichtung 10 zugeordnet. Außerdem schließt der Umschlingungstrieb 1a eine Umlenkrolle 11 ein, die dem Zugmittel 3 zwischen den Antriebsorganen 8 und 9 zugeordnet ist.

Dem in Figur 2 ausschnittsweise dargestellten Umschlingungstrieb 1b ist ein schwenkbar angeordnetes Antriebsorgan 12 zugeordnet, das gleichzeitig die Funktion einer Spannvorrichtung übernimmt. Als Antriebsorgan 12 ist dabei ein riemengetriebener Startergenerator vorgesehen, der im Startmodus die Brennkraftmaschine bis zum Start antreibt, bevor das Antriebsorgan anschließend in eine Generatorfunktion übergeht. Unabhängig von der Betriebsart, der Start- funktion oder der Normalfunktion des Startergenerators läuft das Zugmittel 3 im Uhrzeigersinn um. Von der Zahnriemenscheibe 5 des Abtriebsorgans 4 ist das Zugmittel 3 zunächst an der Riemenscheibe 13 des Antriebsorgans 12 geführt und anschließend an der Riemenscheibe 14 eines weiteren Antriebsorgans 15. Das schwenkbare Antriebsorgan 12 bildet einen Träger, einen Bracket 16, welcher über ein Drehlager, ein Pivot 17 mit der Brennkraftmaschine 2 verbunden ist. Zur Erzielung einer ausreichenden Vorspannung des Zugmittels 3 dient ein Federmittel 18, das zwischen einer ersten Anlenkpunkt 19 der Brennkraftmaschine 2 und einem zweiten Anlenkpunkt 20 an dem Antriebsorgan 12 befestigt ist. Durch die Anordnung bzw. Führung des Zugmittels 3 stellt sich an der Riemenscheibe 13 des Antriebsorgans 12 ein Umschlingungswinkel „α" von < 180° ein.

Die Figur 3 unterscheidet sich von der Figur 2 durch eine geänderte Führung des Zugmittels 3 zwischen den Riemenscheiben 13, 14 bzw. den Antriebsorganen 12, 15. Durch eine Umlenkrolle 21 die drehbar an einem Gehäuse 22 des Antriebsorgans 12 positioniert ist, ergibt sich eine Führung des Zugmittels 3, wodurch sich der Umschlingungswinkel „α" auf einen Wert ≥ 180° einstellt. Dieser vergrößerte Umschlingungswinkel „α" verbessert die Leistungsübertra- gung des als riemengetriebener Startergenerator ausgelegten Antriebsorgans 12 durch einen reduzierten Schlupf, wodurch der Startvorgang zeitlich optimiert werden kann.

Die Figuren 4 und 5 zeigen jeweils in einer Perspektive das Antriebsorgan 12, einen riemengetriebenen Startergenerator, welcher schwenkbar gegenüber der Brennkraftmaschine 2 angeordnet, gleichzeitig die Funktion einer Spannvorrichtung übernimmt. Die Figuren 4 und 5 unterscheiden sich durch die unterschiedlichen Anordnungen der Umlenkrolle 21 an dem Antriebsorgän 12.

In Figur 4 ist die Umlenkrolle 21 an einem Träger, einem Bracket 16 so angeordnet, dass sich eine Lageübereinstimmung zwischen der Drehachse 23 der Umlenkrolle 21 und einem Drehlager, einem Pivot 17 des schwenkbaren An- treibsorgans 12 ergibt. Diese Lage der Umlenkrolle 21 bewirkt, dass sich keine keine Relativbewegung zwischen der Umlenkrolle 21 und dem Gehäuse 22 der Brennkraftmaschine 2 bei einer Stell- bzw. Schwenkbewegung des Antriebsorgans 12 einstellt.

Alternativ zu Figur 4 ist die Umlenkrolle 21 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 5 an dem Gehäuse 22 des Antriebsorgans 12 befestigt. Diese Lage der Umlenkrolle 21 hat zur Folge, dass sich die Geometrie des Umschlingungstriebs 1b in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Antriebsorgans 12 ändert.

Bezugszahlen a Umschlingungstriebb Umschlingungstrieb Brennkraftmaschine Zugmittel Abtriebsorgan Riemenscheibe Riemenscheibe Riemenscheibe Antriebsorgan Antriebsorgan0 Spannvorrichtung1 Umlenkrolle2 Antriebsorgan3 Riemenscheibe4 Riemenscheibe5 Antriebsorgan6 Bracket7 Pivot8 Federmittel9 Anlenkpunkt0 Anlenkpunkt1 Umlenkrolle2 Gehäuse3 Drehachse

Claims

Patentansprüche

1. Umschlingungstrieb einer Brennkraftmaschine (2), der zum Antrieb von Aggregaten bestimmt ist, bei dem ein Zugmittel (3), insbesondere ein Riemen, Laufscheiben bzw. Riemenscheiben (5, 6, 7, 13, 14) eines Abtriebsorgans (4) sowie zumindest eines Antriebsorgans (8, 9, 12, 15) verbindet, wobei ein schwenkbar angeordnetes Antriebsorgan (12), ein Aggregat, unterstützt durch ein Federmittel (18), die Funktion einer Spannvorrichtung für das Zugmittel (3) übernimmt und zur gezielten Beeinflussung einer Führung des Zugmittels zumindest eine Umlenkrolle (11, 21) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem schwenkbaren Antriebsorgan (12) zugeordnete Umlenkrolle (21) eine Einbaulage aufweist, die einen Umschlingungs- Winkel „α" des Zugmittels (3) an der Riemenscheibe (13) des schwenkbaren Antriebsorgans (12) auf ≥ 180° vergrößert.

2. Umschlingungstrieb einer Brennkraftmaschine (2), der zum Antrieb von Aggregaten bestimmt ist, bei dem ein Zugmittel (3), insbesondere ein Riemen, Laufscheiben bzw. Riemenscheiben (5, 6, 7, 14) eines Abtriebsorgans (4) sowie zumindest eines Antriebsorgans (8, 9, 15) verbindet, wobei der Umschlingungstrieb für das Zugmittel (3) eine Spannvorrichtung aufweist und eine Führung des Zugmittel (3) mit zumindest einer Umlenkrolle (11, 21) gezielte beeinflusst werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Um- lenkrolle (21) einem ortsfest angeordneten Antriebsorgan (8, 9, 15) so zugeordnet ist, dass sich ein Umschlingungswinkel „α" des Zugmittels (3) an der Riemenscheibe (5, 6, 7, 14) des Antriebsorgans (8, 9, 15) auf ≥ 180° vergrößert.

3. Umschlingungstrieb nach Anspruch 1, bei dem ein Startergenerator als schwenkbar angeordnetes Antriebsorgan (12) vorgesehen ist.

4. Umschlingungstrieb nach Anspruch 1 , der als schwenkbares Aggregat bzw. schwenkbares Antriebsorgan (12) einen riemengetriebenen Starter vorsieht.

5. Umschlingungstrieb nach Anspruch 1 , bei dem ein Generator als schwenk- bares Antriebsorgan (12) vorgesehen ist.

6. Umschlingungstrieb nach Anspruch 1, wobei die Umlenkrolle (21) unmittelbar an einem Gehäuse (22) des schwenkbar angeordneten Antreibsorgans (12) positioniert ist.

7. Umschlingungstrieb nach Anspruch 1, deren Umlenkrolle (21) an einem Träger, einem Bracket (16), des schwenkbaren Antriebsorgans (12) drehbar gelagert ist.

8. Umschlingungstrieb nach Anspruch 1, wobei die Umlenkrolle (21) eine Drehachse (21) aufweist, die mit einem Drehlager, einem Pivot (17) des schwenkbaren Antriebsorgans (12) übereinstimmt.

9. Umschlingungstrieb nach Anspruch 2, deren Umlenkrolle (21) mit einer di- rekten Anbindung dem ortsfest angeordneten Antriebsorgan zugeordnet ist.

10. Umschlingungstrieb nach Anspruch 1, bei dem als Federmittel (18) ein Feder-Dämpfungselement zwischen dem schwenkbaren Antriebsorgan (12) und der Brennkraftmaschine (12) eingesetzt ist.