DE10232328A1

DE10232328A1 - Bedarfsgerechte Zugmittelspannung bei RSG-Fahrzeugen

Info

Publication number: DE10232328A1
Application number: DE2002132328
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Braun; Uwe Dipl.-Ing. Kleinecke
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2004-04-01

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zugmittelgetriebe 1 einer Brennkraftmaschine mit einer Vorspanneinrichtung 4 für ein Zugmittel 5. Die Vorspanneinrichtung 4 weist hierbei ein Vorspanngetriebe 4.2 mit einem Regelglied 4.1 auf, das über ein Steuerglied die Vorspannung des Zugmittels 5 in Abhängigkeit der Betriebspunkte der Brennkraftmaschine einstellt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zugmittelgetriebe einer Brennkraftmaschine mit einer ersten Zugmittelscheibe an einer Kurbelwelle, einer zweiten Zugmittelscheibe an einer Starter-Generator-Einheit und einer Vorspanneinrichtung mit einer Vorspannrolle, wobei die erste Zugmittelscheibe, die zweite Zugmittelscheibe und die Vorspannrolle über ein Zugmittel verbunden sind.
Es ist bereits ein Zugmittelgetriebe bestimmt zum Antrieb von Aggregaten, insbesondere eines Starter-Generators bekannt, der ein drehbar gestaltetes Gehäuse umfasst, an dem ortsfest die an dem Zugmittel abgestützten Umlenkrollen angeordnet sind. Im Betriebsmodus des Starter-Generators erfährt das Gehäuse ein Gegendrehmoment, wodurch eine Umlenkrolle das Zugmittel vorspannt. Durch die neue Starter-Generator-Generation wird das Zugmittel hinsichtlich der Zugbelastung mit höheren Spitzenwerten beansprucht. Aufgrund dieser höheren Zugbelastung ist eine höhere Grundvorspannung innerhalb des Zugmittels notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung für ein Zugmittelgetriebe derart auszubilden und anzuordnen, dass eine optimale Spannung des Zugmittels gewährleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Vorspanneinrichtung ein über ein Regelglied einstellbares Vorspanngetriebe für die Vorspanneinrichtung aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass das Zugmittel eine Zugmittelvorspannung aufweist, die den zu übertragenden Momenten in jedem Betriebspunkt bzw. zumindest in den kritischen Betriebspunkten angepasst wird. Der Verschleiß des Zugmittels wird aufgrund der sinkenden Dauerbeanspruchung reduziert. Auch die Lagerbelastung der verschiedenen Zugmittelscheiben sowie möglicher Umlenkrollen bzw. Vorspannrollen wird reduziert. Letztlich ergibt sich auch eine Kraftstoffersparnis, die den verringerten Zugmittelgetriebeverlusten entspricht. Vorteilhaft ist hierbei auch, dass das Zugmittel entsprechend der geringeren Dauerbelastung kleiner ausgebildet sein kann. Es ist also ausreichend, ein schmaleres Zugmittel mit geringerer Bautiefe bzw. weniger parallel angeordnete Zugmittel zu verwenden.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass zwischen dem Vorspanngetriebe und der Vorspannrolle ein die Vorspannkraft übertragendes Federelement vorgesehen ist. Durch die Federvorspannung der Vorspannrolle werden überhöhte Spannungsspitzen innerhalb des Zugmittels verhindert.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass das Vorspanngetriebe selbsthemmend ausgebildet ist und wahlweise ein Schneckenradgetriebe, ein Haspelgetriebe und/oder ein Hydraulikgetriebe aufweist. Aufgrund der Selbsthemmung bedarf es nach der Einstellung der Vorspannkraft keiner zusätzlichen Energie zum Halten der Vorspannung.
Ferner ist es vorteilhaft, dass das Vorspanngetriebe elektromagnetisch, elektromechanisch, hydraulisch und/oder pneumatisch ausgebildet ist. Die Verwendung eines hydraulischen oder pneumatischen Getriebes gewährleistet geringen zusätzlichen baulichen Aufwand und einfachere Handhabbarkeit.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass dem betriebspunktabhängigen Regelglied eine Steuereinheit mit einem die Betriebspunkte oder die Kennlinie der Brennkraftmaschine aufweisenden Systemspeicher zugeordnet ist. Entsprechend der verschiedenen Betriebspunkte der Brennkraftmaschine kann somit die optimale bzw. maximale Zugmittelspannung eingestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass für die Dauer des Startvorgangs der Brennkraftmaschine und/oder während des Antriebs durch den Starter oder Generator und/oder während einer Boost-Funktion der Brennkraftmaschine die Zugmittelspannung erhöht wird. Dadurch wird eine langzeitige Überbelastung des Zugmittels und der Lager der verschiedenen Zugmittelscheiben verhindert.
von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die Zugmittelspannung mit dem Abstellen der Brennkraftmaschine erhöht und über die Dauer des Stillstands energiefrei bis nach dem nächsten Start gehalten wird. Für die anstehende Startphase ist eine ausreichende Zugmittelspannung ohne weiteres gegeben, die nach Beendigung des Startvorgangs wieder auf ein notwendiges Maß abgesenkt wird.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass die Zugmittelspannung mit der Betätigung der Zündung und vor Aktivierung des Starters erhöht wird. Somit wird eine statische Zugmittelspannung während der abgestellten Brennkraftmaschine verhindert.
Vorteilhaft ist es ferner, dass die Zugmittelspannung in. Abhängigkeit der Zugmitteltemperatur oder der Brennkraftmaschinentemperatur durch die Vorspanneinrichtung variiert wird. Je nach Ausbildung und Zusammensetzung des Zugmittels hat die Temperatur des Zugmittels erheblichen Einfluss auf die Zugmittelspannung. Diese temperaturbedingte Spannungsänderung wird somit berücksichtigt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in der Figur dargestellt. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Zugmittelgetriebes mit Zugmittel und Vorspanneinrichtung.
Ein Zugmittelgetriebe 1 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine weist mehrere Zugmittelscheiben auf, die über ein Zugmittel 5 miteinander in Kraftschluss stehen. Eine erste Zugmittelscheibe 2 einer nicht dargestellten Kurbelwelle ist mit einer Vorspannrolle 4.3 einer Vorspanneinrichtung 4 verbunden. Die Vorspannrolle 4.3 wiederum ist unmittelbar mit einer zweiten Zugmittelscheibe 3 eines nicht dargestellten Starter-Generators verbunden. Anschließend an die zweite Zugmittelscheibe 3 ist eine dritte Zugmittelscheibe 6 über das Zugmittel 5 in Kraftschluss. Von der ersten Zugmittelscheibe 2 und von der dritten Zugmittelscheibe 6 ausgehend führen die Enden des Zugmittels 5, also ein erstes Ende 5.1 und ein zweites Ende 5.2, zu weiteren nicht dargestellten Aggregaten bzw. Zugmittelscheiben.
Durch die Drehung der ersten Zugmittelscheibe 2 werden somit alle weiteren Zugmittelscheiben sowie die nicht dargestellten Zugmittelscheiben weiterer Aggregate in Rotation versetzt.
Die Vorspanneinrichtung 4 weist ein mit der Vorspannrolle 4.3 verbundenes Vorspanngetriebe 4.2 auf, welches gegen ein Widerlager 4.4 der nicht dargestellten Brennkraftmaschine abgestützt ist. Dem Vorspanngetriebe 4.2 ist ein Regelglied 4.1 zugeordnet, welches über eine nicht dargestellte Steuereinheit die Schwenkbewegung der Vorspannrolle 4.3 gewährleistet. Das Vorspanngetriebe 4.2 ist als Spindelgetriebe ausgebildet. Andere Getriebe wie ein Schneckenradgetriebe oder hydraulisches Getriebe sind auch möglich. Die Schwenkbewegung verläuft hierbei um eine Schwenkachse 4.5. Durch die Schwenkbewegung wird die Länge des Zugmittels ausgehend von der ersten Zugmittelscheibe 2 über die Vorspannrolle 4.3 zur zweiten Zugmittelscheibe 3 verlängert oder verkürzt.

1: Zugmittelgetriebe
2: erste Zugmittelscheibe
3: zweite Zugmittelscheibe
4: Vorspanneinrichtung
4.1: Regelglied
4.2: Vorspanngetriebe
4.3: Vorspannrolle
4.4: Widerlager
4.5: Schwenkachse
5: Zugmittel
5.1: erstes Ende
5.2: zweites Ende
6: dritte Zugmittelscheibe

Claims

Zugmittelgetriebe (1) einer Brennkraftmaschine mit einer ersten Zugmittelscheibe (2) an einer Kurbelwelle, einer zweiten Zugmittelscheibe (3) einer Starter-Generator-Einheit und einer Vorspanneinrichtung (4) mit einer Vorspannrolle (4.3), wobei die erste Zugmittelscheibe (2), die zweite Zugmittelscheibe (3) und die Vorspannrolle (4.3) über ein Zugmittel (5) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (4) ein über ein Regelglied (4.1) einstellbares Vorspanngetriebe (4.2) für die Vorspanneinrichtung (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorspanngetriebe (4.2) und der Vorspannrolle (4.3) ein die Vorspannkraft übertragendes Federelement vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspanngetriebe (4.2) selbsthemmend ausgebildet ist und wahlweise ein Schneckenradgetriebe, ein Haspelgetriebe und/oder ein Hydraulikgetriebe aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspanngetriebe (4.2) elektromagnetisch, elektromechanisch, hydraulisch und/oder pneumatisch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem betriebspunktabhängigen Regelglied (4.1) eine Steuereinheit mit einem die Betriebspunkte oder die Kennlinie der Brennkraftmaschine aufweisenden Systemspeicher zugeordnet ist.
Verfahren zum Spannen des Zugmittels (5) mittels einer Vorspanneinrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) für die Dauer des Startvorgangs der Brennkraftmaschine die Zugmittelspannung erhöht wird und/oder b) während des Antriebs durch den Starter oder Generator die Zugmittelspannung erhöht wird und/oder c) während einer Boost-Funktion der Brennkraftmaschine die Zugmittelspannung erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugmittelspannung mit dem Abstellen der Brennkraftmaschine erhöht und über die Dauer des Stillstands energiefrei bis nach dem nächsten Start gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugmittelspannung mit der Betätigung der Zündung und vor Aktivierung des Starters erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugmittelspannung in Abhängigkeit der Zugmitteltemperatur oder der Brennkraftmaschinentemperatur durch die Vorspanneinrichtung (4) variiert wird.