CIRCUIT FOR DETERMINING THE TENSION IN A V-BELT

Abstract: 1. A circuitry for determining the tension of a V-belt between two V-belt discs (1, 3) which are connected to shafts of a respective driving and a driven unit and comprises speed-proportional pulse generators on the driving and driven units whose output pulses are analysed by means of pulse formers (5, 9) and at least one counter (7, 8) in order to determine the slip, characterised in that - the inputs of a tachometer (6) and of a first counter (7) are connected via a first pulse former (5) to the output of a first pulse generator (4) with a pulse rate which is proportional to the speed of the driving unit. - that the output of the tachometer (6) is connected to the control input of the first counter (7) and controls the first counter (7) in such a manner that it only counts the pulses which emanate from the first pulse generator (4) in a specific speed range, - that a counting input of a second counter (8) is connected to a second pulse generator (10) having a pulse rate proportional to the speed of the driven unit by means of a second pulse former (9), where during the accumulation of a predetermined number of pulses in the first counter (7) the latter feeds a signal for counting the pulse to a start/stop input of the second counter (8), - and that bit outputs of the second counter (8) are connected to a computing unit (11) which calculates the slip from the measured figure and a theoretical figure.

Description: Verfahren und Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Spannung eines Keilriemens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Spannung eines Keilriemens zwischen zwei mit Wellen einer antreibenden bzw. einer angetriebenen Einheit verbundenen Keilriemenscheiben. Bei der Überprüfung der Fahrtüchtigkeit eines Kraftfahrzeuges wird beispielsweise regelmässig auch der Zustand des Keilriemens zwischen der Brennkraftmaschine und dem elektrischen Generator (Lichtmaschine) des Fahrzeugs inspiziert. Massgebend für eine gute Funktionstüchtigkeit des Keilriemens ist seine mechanische Spannung. Sitzt der Keilriemen zu locker, so ist die Drehmomentübertragung mangelhaft; im Extremfall kann der Keilriemen sogar abgeschleudert werden. Bei zu straffer Spannung des Keilriemens können dagegen die Lager der Keilriemenscheiben auf die Dauer beschädigt werden. Es war bis jetzt üblich, die Uberprüfung der richtigen Spannung des Keilriemens der Erfahrung eines Kraftfahrzeugmechanikers zu überlassen, der entweder nur durch Inaugenscheinnahme oder nach Prüfen der Spannung des Keilriemens von Hand über gut oder schlecht entschied. Ein derartiges subjektives Verfahren eignet sich nicht für die in den letzten Jahren üblich gewordenen Kraftfahrzeuginspektionen mittels Prüfgeräten, die am Ende der Prüfung eine Liste der überprüften punktionen mit "Gut"- oder Schlecht-Angaben ausdrucken. Es liegt demnach ein Bedürfnis vor, eine objektive Messung der Keilriemenspannung vorzunehmen. Die Messung sollte Zahlenwerte liefern, die mit vorgegebenen Grenz werten vergleichbar sind und damit eine maschinelle ¯Gut/Schlecht ¯-Entscheidung ermöglichen. Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung bei einem eingangs genannten Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Die antreibende Einheit kann eine Brennkraftmaschine und die angetriebene Einheit ein Generator sein. Es hat sich herausgestellt, dass eine Schlupfmessung bei einer bestimmten konstanten Drehzahl zwischen der antreibenden und der angetriebenen Einheit ohne weiteres nicht genügt, weil der Schlupf auf irreguläre Weise drehzahlabhängig ist. Der Keilriemen stellt nämlich ein schwingungsfähiges Gebilde dar, das bei seiner Bewegung bei bestimmten Drehzahlen Resonanzerscheinungen unterliegt, die zu einer Art stehender Wellen längs des Keilriemens führen, welche den Schlupf auf unvorhersehbare Weise beeinflussen. Die Resonanzerscheinungen sind zwar von mehreren Faktoren abhängig, wie jedoch leicht einsehbar, treten die stehenden Wellen als stationärer Zustand vorwiegend bei bestimmten Drehzahlen auf. Es ist deshalb zweckmässig, während der Schlupfmessung nicht bei einer Drehzahl zu verweilen, sondern während eines über- gangszustandes (Beschleunigungszustand) zu messen. Während des Beschleunigungszustandes ist der Keilriemenantrieb mit einem Drehmoment belastet, das aus der Trägheit der anzutreibenden Teile resultiert. Eine zusätzliche Drehmomentübertragung durch eine Belastung der angetriebenen Einheit, beispielsweise des Generators, mit einem Verbraucherstrom, der seiner oberen Grenzbelastung entspricht, verbessert die Bedingungen der Schlupfmessung zusätzlich. Zweckmässig wird für die Schlupfmessung die Differenz zwischen einer während einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen der antreibenden Einheit gezählten Anzahl von um drehungsproportionalen Impulsen der angetriebenen Einheit und einer während der gleichen Umdrehungszahl der antreibenden Einheit bei angenommener fester Kopplung der beiden Einheiten zu erwartenden Anzahl von Impulsen der angetriebenen Einheit, bezogen auf diese Anzahl, herangezogen. Es ist bei der Impulszählung ein Fehler über zwei Impulsflanken möglich, einer Flanke am Anfang und einer Flanke am Ende des Messintervalls. Um einen Auflösungsfehler von zu % zu erhalten, ist es deshalb zweckmässig, mindestens 200 Impulsflanken zu zählen. Zweckmässig werden die Umdrehungen der antreibenden Einheit, während deren Ablaufs die von der angetriebenen, beschleunigten Einheit abgenommene schlupfabhängige, umdrehungsproportionale Impulsanzahl bestimmt wird, ihrerseits innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereichs der antreibenden Einheit gezählt, dessen untere Grenze im Falle einer Brennkraftmaschine bei deren Leerlaufdrehzahl liegt. Eine Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang eines Drehzahlmessers und ein Zähleingang eines ersten Zählers über einen Impulsformer an den Ausgang eines Impulsgebers mit drehzahlproportionaler Impulsrate der antreibenden Einheit, beispielsweise eines Totpunktsensors einer Brennkraftmaschine, angeschlossen sind. Dabei verbindet eine in einem vorgegebenen Drehzahlbereich signalführende Leitung den Ausgang des Drehzahlmessers mit einem Steuerein- gang des ersten Zählers. Während des Auflaufens einer vorgegebenen Zahl in den ersten Zähler gibt dieser ein Signal ab, das einen Start/Stopp-Eingang eines zweiten Zählers beaufschlagt, dessen Zähleingang über einen zweiten Impulsformer mit einem Impulsgeber mit drehzahlproportionaler Impulsrate an der angetriebenen Einheit, bei- spielsweise der sogenannten W-Klemme eines elektrischen Generators, verbunden ist. Die Bitausgänge des zweiten Zählers sind an eine Recheneinheit angeschlossen, die aus der gemessenen Zahl und einer Sollzahl den Schlupf errechnet. An einer Zeichnung, die eine Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens als Blockschaltbild darstellt, wird die Erfindung erläutert. Eine Keilriemenscheibe 1 ist mit der Kurbelwelle einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden. Das Drehmoment der Keilriemenscheibe 1 wird über einen Keilriemen 2 an eine Keilriemenscheibe 3 übertragen, die am Wellenende eines ebenfalls nicht dargestellten elektrischen Generators befestigt ist. Die Keilriemenscheibe 1 bzw. die sie antreibende Kurbelwelle trägt eine beispielsweise den oberen Totpunkt kennzeichnende Marke, die beim Umlaufen von einem Totpunktsensor 4 detektiert wird. An den Totpunktsensor sind über einen Impulsformer 5 der Eingang eines Drehzahlmessers 6 und der Zähleingang eines ersten Zählers 7 angeschlossen. Über ein vom Ausgang des Drehzahlmessers 6 in einem festzulegenden Drehzahlbereich abhängiges Signal wird der Zähleingang des Zählers 7 gesteuert. Der Zähler 7 zählt also nur während eines bestimmten Drehzahlbereiches die vom Totpunktsensor 4 ausgehenden Impulse. Der Zähleingang eines zweiten Zählers 8 ist über einen zweiten Impulsformer 9 an die sogenannte T'##Klemme 10 des Generators angeschlossen, der von der Keilriemenscheibe 3 angetrieben wird. An der W-Klemme können Impulse abgenommen wer- den, deren Rate proportional der Drehzahl des Generators und der Polpaarzahl seines Läufers ist. Ein Start/Stopp Eingang des zweiten Zählers 8 ist mit einem Ausgang des Zählers 7 verbunden und empfängt ein Signal, während in Zähler 7 eine vorgegebene Anzahl von Impulsen des Totpunktsensors 4 einläuft. Der zweite Zähler 8 zählt von der W-Klemme ausgehende Impulse, während im Zähler 7 eine bestimmte Anzahl von Impulsen des Totpunktsensors 4 einläuft. Eine Recheneinheit 11 verarbeitet die im Zähler 8 erhaltene Zahl zum gesuchten Schlupf zwischen Brennkraftmaschine und Generator nach dem Ausdruck EMI5.1 wobei nFKL die Anzahl der Lichtmaschinenimpulse auf eine vorgegebene Anzahl von Totpunktimpulsen bei angenommener fester Kopplung zwischen Brennkraftmaschine und Generator bedeutet. Die. Abhängigkeit der Zählung der Totpunktimpulse im Zähler 7 von einem bestimmten Drehzahlbereich kann auch durch eine entsprechende Software festgelegt sein. 10 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Bestimmung der Spannung eines Keilriemens zwischen zwei mit Wellen einer antreibenden bzw. einer angetriebenen Einheit verbundenen Keilriemenscheiben, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Schlupfmessung zwischen antreibender und angetriebener Einheit während eines Beschleunigungszustandes des Aggregats. 2. Verfahren nach Anspruch 1 g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine zusätzliche Belastung der angetriebenen Einheit. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die antreibende Einheit eine Brennkraftmaschine und die angetriebene Einheit ein Generator ist. 4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Generator durch einen Verbraucherstrom belastet ist. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Schlupfmessung die Differenz zwischen einer während einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen der antreibenden Einheit gezählten Anzahl von umdrehungsproportionalen Impulsen der angetriebenen Einheit und einer während der gleichen Umdrehungszahl der antreibenden einheit bei angenommener fester Kopplung der beiden Einheiten zu erwartenden Anzahl von Impulsen der angetriebenen Einheit, bezogen auf diese Anzahl, dient. 6. Verfahren nach anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die unzahl der gez#:hlten umdrehungsproportionalen Impulse der angetriebenen Einheit mindestens 200 beträgt. 7. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Umdrehungen der antreibenden Einheit, während deren Ablaufs die von der angetriebenen, beschleunigten Einheit abgenommene schlupfabhängige, umdrehungsproportionale Impulsanzahl bestimmt wird, ihrerseits innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereiches der antreibenden Einheit gezählt werden. 8. Verfahren nach Anspruch 3 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der vorgegebene Drehzahlbereich der antreitenden Einheit mit der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine beginnt. 9. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Eingänge eines Drehzahlmessers (6) und eines ersten Zählers (7) über einen Impulsformer (5) an den Ausgang eines Impulsgebers (4) mit drehzahlproportionaler Impulsrate der antreibenden Einheit angeschlossen sind und eine in einem vorgegebenen Drehzahlbereich signalführende Leitung den Ausgang des Drehzahlmessers (6) mit einem Steuereingang des ersten Zählers (7) verbindet und ein während des Au flau- fens einer vorgegebenen Zahl in den ersten Zähler (7) in diesem erzeugtes Signal einen Start/Stopp-Ringang eines zweiten Zählers (8) beaufschlagt, dessen Zähleingang über einen zweiten Impulsformer (9) mit eine Impulsgeber (10) mit drehzahlproportionaler Impulsrate an der angetriebenen Einheit verbunden ist, und Bitausgänge des zweiten Zählers (8) mit einer Recheneinheit (11) in Verbindung stehen, die aus der gemessenen Zahl und einer Soll zahl den Schlupf errechnet. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Impulsgeber (4) mit drehzahlproportionaler Impulsrate der antreibenden Einheit ein Totpunktsensor der Brennkraftmaschine und der Impulsgeber (10) an der angetriebenen Einheit die 5f-Klemme des Generators ist.

Inventors: KRON, JURGEN, DIPL.-ING., OTTE, HANS-HENNING, DR., PILZ, ROBERT, Kron, Jürgen, Dipl.-Ing.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1983
Main classification: G01L5
IPC codes: G01P3, G01L5, G01M13