DE2201209A1

DE2201209A1 - Verfahren und einrichtung zur ermittlung der spannung von riemen, insbesondere von keilriemen an brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2201209A1
Application number: DE19722201209
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl-Ing Blum
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-01-12
Filing date: 1972-01-12
Publication date: 1973-07-26
Also published as: FR2163288A5; IT972940B; GB1365054A

Description

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung der Spannung von Riemen, insbesondere von Keilriemen an Brennkraftmaschinen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Schlupfes und damit der Spannung von Riemen, die über Riemenscheiben eine Drehbewegung von einer treibenden ';.^relle auf eine getriebene Welle übertragen, insbesondere von Keilriemen zur übertragung der Drehbewegung der .Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine auf die Welle eines Generators.

Bei der Prüfung von Kraftfahrzeugen, insbesondere bei der Fahrzeug-Diagnose soll der Verschleißzustand der einzelnen Aggregate des Kraftfahrzeuges rasch bestimmt werden. Mechanische Größen sind der elektronischen Meßtechnik nur s.chwer zugänglich, so daß die Spannung von Keilriemen, die

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beispielsweise- eine Drehbewegung der Kurbelwelle auf den Generator des Kraftfahrzeuges übertragen, bisher rein mechanisch beispielsweise durch Eindrücken des Riemens um einen bestimmten Betrag bestimmt wird.

Da die Kraftfahrzeug-Diagnose immer weiter automatisiert v/erden soll, und die Zeiten für die Fahrzeug-Diagnose verkürzt werden sollen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung der Keilriemenspannung zu schaffen, daß eine schnelle und zuverlässige. Ermittlung der gewünschten Vierte erlaubt. Dabei soll das Verfahren einfach und die entsprechende Einrichtung leicht zu bedienen sein, damit in den Werkstattbetrieben eingesetzte-Hilfskräfte die Messung durchführen können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verhältnis der Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Drehzahl des Generators bei einem ersten Belastungszustand der getriebenen Welle ermittelt und gespeichert wird und daß das Drehzahlverhältnis bei einem zweiten Belastungszustand der getriebenen Welle ermittelt wird und daß die beiden Drehzahlverhältnisse verglichen werden und aus der Differenz der verglichenen Vierte ein Haß für den Schlupf und damit die Spannung des Riemens abgeleitet wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens. Eine zweckmäßige Lösung ist dadurch gegeben, daß ein erster Drehzahlgeber zur Krmittlung der Drehzahl des Generators und ein zweiter mit einem Unterbrecherkontakt <=»iner Zündanlage der Brennkraftmaschine verbundener Drehzahlgeber zur Ermittlung der Drehzahl der Brennkraftmaschine vorgesehen sind, deren Ausgänge mit einer

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Dividierschaltung verbunden sind, die eine im Verhältnis der Drehzahlen proportionaler Ausgangsspannung erzeugt.

Diese Einrichtung kann weiterhin so aufgebaut sein, daß mit dem Ausgang der Dividierschaltung über je einen Schalter zwei Speichereinrichtungen verbunden sind, die an eine Vergleichseinrichtung angeschlossen sind.

Eine weitere zweckmäßige Einrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens ist dadurch gegeben, daß ein erster Drehzahlgeber zur Ermittlung der Drehzahl des Generators und ein zweiter mit einem Unterbrecherkontakt einer Zündanlage der Brennkraftmaschine verbundener Drehzahlgeber zur Ermittlung der Drehzahl der Brennkraftmaschine vorgesehen sind, deren Ausgänge mit den Eingängen eines ,Subtrahierers verbunden sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Ausgang des Subtrahierers mit einer Dividierschaltung verbunden, an die einer der Drehzahlgeber direkt angeschlossen ist. Außerdem sind mit dem Ausgang des Subtrahierers über je einen Schalter zwei Speichereinrichtungen verbunden, die an eine Vergleichseinrichtung angeschlossen sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zv/eckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen,aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele und aus den zugehörigen Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 die schematisehe Darstellung einer Brennkraftmaschine und eines Generators sowie einen die beiden Aggregate verbindenden Riementrieb,

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Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schalteinrichtung zur elektrischen Ermittlung der Keilrieraenspannung und

Pig, 3 ein Blockschaltbild einer anderen Schalteinrichtung zur elektrischen Ermittlung der Keilriemenspannung.

In Fig. 1 ist bei 10 eine Brennkraftmaschine angedeutet, die auf ihrer Kurbelwelle 11 eine Riemenscheibe 12 trägt. Der Durchmesser der auf der Kurbelwelle 11 aufgebrachten Riemenscheibe 12 ist mit d bezeichnet, über diese Riemenscheibe 12 läuft ein Keilriemen 13» der über eine Riemenscheibe 14, die auf einer Achse 15 angeordnet ist, den Rotor eines Generators l6 in Umdrehung versetzt. Der Durchmesser der Riemenscheibe ist mit D bezeichnet. Das übersetzungsverhältnis der beiden Riemenscheiben 12 und 14 bzw. der Drehzahlen ergibt sich aus folgender Gleichung

_ü -

d (1-T )

In dieser Gleichung steht ü für das Übersetzungsverhältnis undΎ für den Schlupf. Unter Schlupf wird dabei bei einem Riementrieb die Abweichung des Übersetzungsverhältnisses von dem aus den Durchmessern der Rollen errechneten V/ert verstanden. Um den Schlupf zu ermitteln, kann die genannte Gleichung umgestellt werden, so daß sich für den Schlupf Ύ ergibt

r -i-S—ir- ·

Der Schlupf entsteht dadurch, daß beim Auflaufen auf die getriebene Riemenscheibe die Spannung des Riemens allmählich vergrößert wird und die Dehnung zuniiaiit. Umgekehrt verhält es sich beim Ablaufen des Riemens von der treibenden

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Riemenscheibe. Die für die Entstehung des Schlupfes maßgebenden Spannungs verhältnis se des Keilriemens v/erden durch die Riemenvorspannung und die übertragenen Kräfte bestimmt. Je größer die Riemenvorspannung im Verhältnis zur übertragenen Kraft ist, desto geringer wird der Schlupf sein.

Mit den im folgenden beschriebenen Schalteinrichtungen werden Messungen zur Ermittlung des Übersetzungsverhältnisses bei verschiedenen Belastungszuständen der getriebenen Welle 15 des Generators 16 durchgeführt. Die Änderung des dabei auftretenden Übersetzungsverhältnisses ist gleichbedeutend mit einer Schlupfänderung und muß bei richtig eingestellter Vorspannung des Keilriemens in bestimmten Toleranzgrenzen liegen.

Auf diese Weise kann ermittelt werden, ob die Keilriemenspannung ausreichend groß ist oder ob eine Nachstellung des Riemens erforderlich ist.

Die Belastung der getriebenen Welle kann auf verschiedene Art geändert werden. Einmal kann bei Leerlauf und einer hohen Drehzahl der Brennkraftmaschine gemessen v/erden, wobei die getriebene Welle des Generators bei der zweiten Messung, also bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine, stark belastet wird. Die eben beschriebene Messung kann auch dynamisch erfolgen, so daß noch das Schwungmoment des Generators 16 und gegebenenfalls v/eitere belastende Aggregate mitberücksichtigt v/erden. Dabei wird die Änderung des Übersetzungsverhältnisses während der Beschleunigungsphase gemessen. Schließlich ist auch eine Messung bei mittlerer und/oder hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine möglich, wobei ohne und mit Belastung das übersetzungsverhältnis ermittelt wird.

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Als Last für den Generator kann beispielsweise ein geeigneter Widerstand dienen.

In Fig. 2 ist eine Schalteinrichtung zur Ermittlung des Schlupfes und damit der Xeilriemenspannung dargestellt, die einen ersten Drehzahlgeber 17 und einen zweiten Drehzahlgeber 18 aufweist. Der an sich bekannte erste Drehzahlgeber'17 wertet den Oberwellengehalt der Gleichspannung z.B. an der Klemme D+eines Generators aus, so daß am Ausgang des ersten Drehzahlgebers ein Signal anliegt, das proportional zur Drehzahl n.. der Welle 15 des Generators l6 ist. Der Drehzahlgeber

18 ist in ähnlicher V/eise aufgebaut. Er erhält seine Eingangssignale von einem Unterbrecherkontakt 19 einer Zündanlage der Brennkraftmaschine 10. In der Zeichnung ist schematisch die Zündspule 20 und ein parallel zu dem Unterbrecherkontakt geschalteter Kondensator 21 zur Unterdrückung von Kontaktfeuer angedeutet. Am Ausgang des Drehzahlgebers 18 liegt ein Signal an, das proportional zur Motordrehzahl n~ ist. Die Ausgangssignale der beiden Drehzahlgeber 17 und 18 sind an eine Dividierschaltung 22 angelegt, die das Verhältnis der Drehzahlen n- und n_? ermittelt.

V/ährend der Messung zur Ermittlung des Übersetzungsverhältnisses bei geringer Belastung der Welle 15 des Generators .16 wird ein mit dem Ausgang der Dividierschaltung 22 verbundener Schalter 23 kurzzeitig geschlossen, und das Ausgangssignal der Dividierschaltung 22, das dem Verhältnis der Drehzahlen η zu n_? entspricht, in einem Kondensator 24, der mit dem Schalter 23 verbunden ist, gespeichert.

Anschließend an diesen Vorgang erfolgt eine Ermittlung des Übersetzungsverhältnisses bei hoher Belastung der Welle des Generators 16. Das Ausgangssignal, das hierbei an dem Ausgang des Dividierers 22 entsteht, wird in einem Kondensator 25 gespeichert, der über einen Schalter 26 mit dem Ausgang der Dividierschaltung 22 verbunden werden kann.

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Die beiden in den Kondensatoren 2k und 25 gespeicherten Werte werden an eine vergleiehseinrichtung 27 angelegt, die die Differenz aus den in den Kondensatoren 2k und 25 gespeicherten Vierten ermittelt. Diese Differenz ist ein Maß für die Schlupfdifferenz bei unterschiedlichen Belastungen der Welle 15 des Generators 16 und v/ird mit einem Anzeigeinstruraent 28· angezeigt. Diese Anzeigeinstrument kann nit einer Skala versehen sein, die direkt die Keilriemenspannung angibt. Es können aber auch Marken auf der Skala des Anzeigeinstrurcents 28 vorgesehen sein, die die ToIeranζgrenzeη für die Xeilriemenspannung angeben, so daß durch einfache Ablesung ermittelt werden kann, ob die Keilriemenspannung ausreichend ist oder nicht.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schalteinrichtung zur Ermittlung des Keilrienenschlupfes ist in Fig. 3 dargestellt. Bauelemente, die gleich wirken wia die Bauelemente der Schalteinrichtung nach Fig. 2 tragen gleiche Bezugszeichen. Demnach liefern die beiden Drehzahlgeber 17 und 18 je eine Spannung, die proportional der Drehzahl ,der Welle 15 des Generators l6 bzw.- proportional der Drehzahl der Welle 11 der Brennkraftmaschine 10 ist.. Diese beiden Ausgangssignale der Drehzahlgeber 17 und 18 werden an die beiden Eingänge eines Subtrahierers 29 angelegt und von einander subtrahiert. Dadurch ergibt sich die Differenz der Drehzahlen n^ und n_?. Diese Differenz wird normiert, indem das Ausgangssignal des Subtrahierers 29 auf eine Dividierschaltung 30 gegeben wird und dort durch das Ausgangssignal des Drehzahlgebers dividiert, wird. Während der ersten Messung mit niedriger Belastung wird das Ausgangssignal der Dividierschaltung 30 durch Schließen des Schalters 23 in dem Kondensator 24 gespeichert. Danach wird eine zweite r»Tessung vorgenommen, bei der die Drehzahl und die Belastung der Welle 15 des Generators 16 geändert ist. Das dabei entstehende Ausgangssignal am Ausgang der Dividierschaltung 30 wird durch Schließen des Schalters 26 von dem Kondensator 25 gespeichert. Beide Werte sind an je einen Eingang der Vergleiehseinrichtung 27

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angelegt, die die Differenz der in den Kondensatoren 2Ά und 25 gespeicherten Werte bildet. Diese Differenz ist wieder proportional den Schlupf und damit der Keilriemenspannung.

Die Betätigung der beiden Schalter 23 und 26 der Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 und 3 kann einerseits von Hand erfolgen, indem bei der ersten Messung der Schalter 23 kurzzeitig betätigt wird und indem bei der zweiten Messung, bei der die Belastung der getriebenen Welle verändert wurde, der Schalter 26 betätigt wird. Die Auslösung der Schalter 2 3 und 26 kann aber auch automatisch erfolgen, indem die Schalter. 23 und 26 abhängig von der Belastung der Welle 15 des Generators 16 gesteuert werden. So kann beispielsweise der Schalter 23 dann geschlossen werden, wenn eine geringe Belastung des Generators l6 erfolgt und der Schalter 26 kann dann geschlossen v/erden, wenn eine höhere Belastung des Generators 16 gewählt werden.

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Claims

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Ansprüche

, 1.JVerfahren zur Ermittlung des Schlupfes und damit der Spannung von Riemen, die über Riemenscheiben eine Drehbewegung von einer treibenden Welle auf eine getriebene Welle übertragen, insbesondere von Keilriemen zur Übertragung der Drehbewegung der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine auf die Welle eines Generators, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Drehzahl der Kurbelwelle (11) der Brennkraftmaschine (10) und der Drehzahl des Generators (l6) bei einen ersten Belastungszustand der getriebenen Welle (15) ermittelt und gespeichert wird und daß das Drehzahlverhältnis bei einem zweiten Belastungszustand der getriebenen Welle (15) ermittelt wird und daß die beiden Drehzahlverhältnisse verglichen werden und aus der Differenz der verglichenen Werte ein Maß für den Schlupf und damit die Spannung des Riemens (13) abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Ermittlung des Schlupfes und damit der Spannung von ,Keilriemen zur Übertragung der Drehbewegung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auf die Welle des Generators, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der Kurbelwelle (11) der Brennkraftmaschine (10) und des Generators (l6)- bei einem ersten Belastungszustand der Generatorwelle (15) ermittelt und elektrisch durcheinander dividiert werden und daß der Quotient der beiden Werte gespeichert wird und daß die Drehzahlen der Kurbelwelle (11) der Brennkraftmaschine (10)

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und des Generators (l6) bei einem zweiten Belastungszustand der Generatorwelle (15) ermittelt und elektrisch durcheinander dividiert werden und daß der Quotient der beiden Vierte gespeichert wird und daß die beiden gespeicherten Werte miteinander verglichen werden und aus dem Ergebnis des Vergleiches ein Maß für die Keilriemenspannung abgeleitet wird.
3· Verfahren nach Anspruch 1 zur Ermittlung de.s Schlupfes und damit der Spannung von Keilriemen zur übertragung der Drehbewegung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auf die Welle des Generators, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der Kurbelwelle (11) der Brennkraftmaschine (10) und des·Generators (16) bei einem ersten Belastungszustand der Generatorwelle (15) ermittelt und voneinander subtrahiert v/erden und daß die Differenz der Drehzahlen durch die .Drehzahl einer der beiden Wellen (11 bzw. 15) dividiert viird und daß die dadurch normierte Differenz gespeichert wird und daß die Drehzahlen der Kurbelwelle (11) der Brennkraftmaschine (10) und des Generators (16) bei einem zweiten Belastungszustand der Generatorwelle (15) ermittelt und voneinander subtrahiert werden und daß die Differenz der Drehzahlen durch die Drehzahl einer der beiden Wellen (11 bzw. 15) dividiert wird und daß die dadurch normierte Differenz gespeichert wird und daß die beiden gespeicherten Werte miteinander verglichen werden und aus dein Ergebnis des Vergleiches ein Maß für die Keilriemenspannung abgeleitet wird.

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4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Drehzahlgeber (18) zur-Ermittlung der Drehzahl des Generators -(16) und ein zweiter mit einem Unterbrecherkontakt (19) einer Zündanlage der Brennkraftmaschine (10) verbundener Drehzahlgeber (13) zur Ermittlung der Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen sind, deren Ausgänge mit einer Dividierschaltung (22) verbunden sind, die eine dem Verhältnis der Drehzahlen proportionale Ausgangsspannung erzeugt.
5. Einrichtung nach Anspruch ¹I, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang der Dividierschaltung (22) über je einen Schalter (23>26) zwei Speichereinrichtungen (2*1,25) verbunden sind, die an einer Vergleichseinrichtung (27) angeschlossen sind.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Drehzahlgeber (17) zur Ermittlung der Drehzahl des Generators (1β) und ein zweiter mit einem Unterbrecherkontakt (19) einer Zündanlage der Brennkraftmaschine (10) verbundener Drehzahlgeber (18) zur Ermittlung der Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen sind, deren Ausgänge mit den Eingängen eines Subtrahierers (29) verbunden sind.

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7.Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Subtrahierers (29) mit einer Dividierschaltung (30) verbunden ist, an die einer der Drehzahlgeber (18) direkt angeschlossen ist.
8.Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang der Dividierschaltung (30) über je einen Schalter (23,26) zwei Speichereinrichtungen (24,25) verbunden sind, die an die Vergleichseinrichtung (27) angeschlossen sind.
9.Einrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Vergleichseinrichtung (22) ein Anzeigegerät (28) verbunden ist.
10.Einrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Vergleichseinrichtung (27) ein Aufzeichnungsgerät verbunden ist.

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