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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung basiert auf der früheren
japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-252937, eingereicht am 31. August 2004,
der früheren
japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-325560, eingereicht am 9. November
2004, der früheren
japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-30872, eingereicht am 7. Februar
2005 und der früheren
japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-192012, eingereicht am 30.
Juni 2005, und beansprucht deren Priorität, wobei deren Inhalte hierin
vollumfänglich
unter Bezugnahme einbezogen werden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsübertragungsvorrichtung zur Übertragung
einer Rotationleistung durch einen Riemenübertragungsmechanismus in Verbindung
mit einem Verbrennungsmotor.
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Beschreibung des verwandten
Standes der Technik:
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Eine
bekannte Riemenscheibeneinheit mit einem Freilauf bzw. einer Einwegkupplung
ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2004-108505 offenbart.
Die offenbarte Riemenscheibeneinheit hat eine Riemenscheibe zur Übertragung
der Rotationsleistung eines Verbrennungsmotors und eine Einwegkupplung,
die zwischen der Riemenscheibe und der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors
angeordnet ist. Die Einwegkupplung umfaßt einen an der Kurbelwelle
befestigten inneren Laufring bzw. Innenlaufring, einen an der Antriebsscheibe
befestigten äußeren Laufring
bzw. Außen laufring
und eine Mehrzahl von Rollen, welche drehbar zwischen dem Innenlaufring
und dem Außenlaufring
angeordnet sind, um ein Drehmoment dazwischen selektiv zu übertragen.
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Die
Einwegkupplung läßt die Übertragung
eines Drehmoments vom an der Kurbelwelle befestigten Innenlaufring
auf den Außenlaufring,
der an der Antriebsscheibe befestigt ist, zu, und verhindert eine Drehmomentübertragung
vom Außenlaufring
auf den Innenlaufring.
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Wenn
die Drehzahl der Kurbelwelle konstant ist oder zunimmt, werden der
Innenlaufring und der Außenlaufring
gegeneinander durch die Rollen gesperrt, um die Rotationsleistung
der Kurbelwelle auf die Antriebsscheibe zu übertragen. Wenn die Drehzahl
der Kurbelwelle abnimmt, laufen die Rollen leer und entsperren den
Innenlaufring und den Außenlaufring
voneinander, so daß die
Kurbelwelle und die Antriebsscheibe relativ zueinander rotieren
können.
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Während der
Verbrennungsmotor in Betrieb ist, dreht sich der an der Kurbelwelle
befestigte Innenlaufring ständig.
Wenn der Innenlaufring und der Außenlaufring voneinander entsperrt
sind, laufen die Rollen leer, wobei sie die äußere Umfangsfläche des Innenlaufrings
berühren.
Daher werden der Innenlaufring und die Rollen schnell abgenutzt,
und ihre Berührung
verursacht einen Drehmomentverlust, der eine hohen Kraftstoffverbrauch
durch den Verbrennungsmotor bedingt.
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Eine
Lösung
für das
vorstehende Problem ist es, den Innenlaufring mit einer Riemenscheibe
zu verbinden, die mit einem Motorstarter bzw. Anlasser verbunden
ist, und den Außenlaufring
mit der Kurbelwelle zu verbinden. Mit dieser Anordnung dreht sich, nachdem
der Verbrennungsmotor gestartet wurde, der mit der Kurbelwelle verbundene
Außenlaufring ständig, und
der mit der Kupplungsscheibe verbundene Innenlaufring hört auf sich
zu drehen. Während der
Verbrennungsmotor läuft,
laufen die Rollen ohne die äußere Umfangsfläche des
Innenlaufrings zu berühren
unter Zentrifugalkräften
leer. Folglich werden der Innenlaufring und die Rollen nicht übermäßig abgenutzt
und verur sachen keinen Drehmomentverlust, dadurch wird der Kraftstoffverbrauch
des Verbrennungsmotors verbessert.
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Da
jedoch der Innenlaufring, der radial einwärts vom Außenlaufring angeordnet ist,
und die Kupplungsscheibe, die radial auswärts von der äußeren Fläche angeordnet
ist, miteinander verbunden sein müssen, muß die Riemenscheibeneinheit
mit einer vor Blicken verborgenen Einwegkupplung zusammengebaut
werden. Daraus resultierend wird die Riemenscheibeneinheit weniger
effizient als die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2004-108505
offenbarte Riemenscheibeneinheit zusammengebaut, und die Einwegkupplung
kann nicht leicht während
des Herstellungsprozesses optisch auf Bestandteile und Leistung überprüft werden. Folglich
kann die hergestellte Leistungseinheit möglicherweise von geringer Qualität sein.
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Die
in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2004-108505 offenbarte
Riemenscheibeneinheit muß so
ausgelegt werden, daß sie
Erschütterungsmomenten
bzw. Schock- oder Stoßmomenten
(shock torques) widersteht, die erzeugt werden, wenn der Verbrennungsmotor
gestartet wird. Im Hinblick auf derartige Designanforderungen, die
mechanische Stärke
der Kurbelwelle, und des Verfahrens, mittels welchem die Riemenscheibeneinheit
mit der Kurbelwelle verbunden wird, ist die Riemenscheibeneinheit vergleichsweise
groß.
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Vibrationen
die während
des Betriebs des Verbrennungsmotors erzeugt werden, werden direkt auf
die Einwegkupplung und Lager, beispielsweise Kugellager, die in
der Einwegkupplung verwendet werden, übertragen. Daher neigen die
Einwegkupplung und die Lager dazu, weniger haltbar zu sein und schnell
beschädigt
zu werden. Zusätzlich
leiden die Lager unter einem frühen
Ablösen
unter Verwendung bei solchen Vibrationen, einen daraus resultierenden Lärm verursachend.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Leistungsübertragungsvorrichtung
für Verbrennungsmotoren
zur Verfügung
zu stellen, die geeignet ist, die Abnutzung einer Gleitfläche einer
Einwegkupplung zu verringern und den Drehmomentverlust zu senken.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leistungsübertragungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren
zu Verfügung
zu stellen, die höchst
haltbar und von geringer Größe ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung einer Riemenscheibeneinheit, die eine Einwegkupplung
enthält,
anzubieten, wobei die Einwegkupplung einfach und effizient angeordnet
wird, und wobei es möglich ist,
die Einwegkupplung leicht einer Sichtprüfung auf Komponenten und Leistung
während
des Herstellungsprozesses zu unterziehen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Leistungsübertragungsvorrichtung
zur Verwendung mit einem Verbrennungsmotor bereitgestellt, die eine Kupplungsscheibe,
welche mittels daran angelegter Rotationsleistung zum Anlassen des
Motors drehbar ist, und eine Einwegkupplung aufweist, die zwischen der
Kupplungsscheibe und einer Kurbelwelle des Motors verbunden ist,
um die an die Kupplungsscheibe angelegte Rotationsleistung durch
die Einwegkupplung an die Kurbelwelle selektiv zu übertragen, wobei
die Kurbelwelle aufweist: einen Außenlaufring, der mit der Kurbelwelle
verbunden ist, um mit dieser übereinstimmend
zu rotieren; einen Innenlaufring, der radial einwärts vom
Außenlaufring
angeordnet ist und mit der Kupplungsscheibe verbunden ist, um übereinstimmend
mit dieser zu rotieren; und eine Mehrzahl von Rollen, die zwischen
dem Außenlaufring
und dem Innenlaufring angeordnet sind, um den Außenlaufring und den Innenlaufring
durch betätigen des
Außenlaufrings
und des Innenlaufrings gegeneinander zu sperren, wenn der Innenring
mit einem Drehmoment bzw. Moment in eine Richtung durch die Kupplungsscheibe
beaufschlagt wird, und um den Außenlaufring und den Innenlaufring
durch leer laufen zwischen dem Außenlaufring und dem Innenlaufring
voneinander zu entsperren, wenn der Außenlaufring mit einem Drehmoment
in eine Richtung von der Kurbelwelle beaufschlagt wird.
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Wenn
der Verbrennungsmotor anfängt
zu laufen und die Drehzahl der Kurbelwelle die Drehzahl der Kupplungsscheibe übersteigt,
laufen die Rollen der Einwegkupplung leer und lösen den Außenlaufring und den Innenlaufring
von einander. Die Kupplungsscheibe und die Kurbelwelle rotieren
relativ zueinander.
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Danach
dreht sich der mit der Kurbelwelle verbundene Außenlaufring ein Einklang mit
der Kurbelwelle während
der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, selbst wenn der mit der Kupplungsscheibe
verbundenen Innenlaufring stehen bleibt. Daraus resultierend wirken
Zentrifugalkräfte
auf die Rollen, die durch die Rotation des Außenlaufrings erzeugt werden,
die Rollen werden von der Drehmoment übertragenden Oberfläche, d.h.
der äußeren Umfangsfläche, des
Innenlaufrings abgehoben und drehen leer. Die Rollen laufen nicht
leer, wenn sie die äußere Umfangsfläche des
Innenlaufrings berühren,
aber sie laufen leer, wenn sie die äußere Umfangsfläche des Innenlaufrings
nicht berühren.
Demgemäß wird eine übermäßige Abnutzung
der Oberflächen
des Innenlaufrings und der Rollen verhindert, und ein übermäßiger Drehmomentverlust,
der andernfalls durch die Berührung
zwischen dem Innenlaufring und den Rollen verursacht werden würde, wird
verringert. Daher wird der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors
verbessert.
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Die
vorstehend beschriebene Leistungsübertragungsvorrichtung weist
ferner eine Kurbelwellenscheibe zum Antreiben eines Zubehörteils mit
Rotationsleistung vom Verbrennungsmotor durch einen Riemen, der
um die Kurbelwellenscheibe ausgebildet ist, auf, wobei die Kurbelwellenscheibe
an der Kurbelwelle befestigt ist, und wobei die Kurbelwelle und der
Außenlaufring
der Einwegkupplung miteinander durch die Kurbelwellenscheibe verbunden
sind.
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Die
Kurbelwellenscheibe treibt ein Zubehörteil, beispielsweise einen
Wechselrichter, einen Klimaanlagenkompressor oder dergleichen durch
den um die Kurbelwellenscheibe ausgebildeten Riemen. Die Kurbelwelle
und der Außenlaufring
sind miteinander durch die Kurbelwellenscheibe verbunden. Alternativ
kann der Außenlaufring
integral mit der Kurbelwellenscheibe verbunden sein.
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Die
vorstehende Leistungsübertragungsvorrichtung
weist ferner eine Kurbelwellenscheibe zum Antreiben eines Zubehörteils mit
Rotationsleistung vom Verbrennungsmotor durch einen Riemen, der um
die Kurbelwellenscheibe ausgebildet ist, und ein Befestigungsteil
auf, das mit dem Außenlaufring
verbunden ist, wobei die Kurbelwellenscheibe an der Kurbelwelle
befestigt ist, und wobei der Außenlaufring
mit der Kurbelwellenscheibe oder der Kurbelwelle durch das Befestigungsteil
verbunden ist.
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Durch
die Verwendung des Befestigungsteils kann der Außenlaufring selbst bei Anordnungen
mit der Kurbelwellenscheibe oder der Kurbelwelle verbunden sein,
bei denen der Außenlaufring
nicht direkt mit der Kurbelwellenscheibe oder der Kurbelwelle verbunden
werden kann. Überdies
kann, da der Außenlaufring
nicht direkt mit der Kurbelwellenscheibe oder der Kurbelwelle verbunden
sein muß,
die Einwegkupplung mit größerem Einbaufreiheitsgrad
installiert werden.
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Das
Befestigungsteil kann eine erste Befestigungsstrebe bzw. Montagestrebe,
die an der Kurbelwellenscheibe oder der Kurbelwelle angelenkt ist, und
eine zweite Befestigungsstrebe, die am Außenlaufring angelenkt ist,
aufweisen, wobei die erste Befestigungsstrebe und die zweite Befestigungsstrebe lösbar miteinander
verbunden sind.
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Da
die Einwegkupplung leicht durch das Befestigen der zweiten Befestigungsstrebe
an der ersten Befestigungsstrebe an ihren Platz montiert werden
kann, kann die Leistungsübertragungsvorrichtung
einfach zusammengebaut werden.
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Die
vorstehende Leistungsübertragungsvorrichtung
weist ferner eine Armplatte bzw. Auslegerplatte auf, die mit der
Kupplungsscheibe verbunden ist, wobei die Kupplungsscheibe durch
die Armplatte mit dem Innenlaufring verbunden ist. Die Kupplungsscheibe
ist benachbart von der Kurbelwellenscheibe und entfernt von der
Kurbelwelle angeordnet. Da die Einwegkupplung radial einwärts von
der Kupplungsscheibe angeordnet ist, ist die Leistungsübertragungsvorrichtung
axial kompakt.
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Die
vorstehende Leistungsübertragungseinrichtung
weist ferner eine Kurbelwellenscheibe zum Antreiben eines Zubehörteils mit
Rotationsleistung vom Verbrennungsmotor durch einen Riemen, der um
die Kurbelwellenscheibe ausgebildet ist, auf, wobei die Kurbelwellenscheibe
und die Einwegkupplung in Verbindung miteinander eine Riemenscheibeneinheit
bilden, sowie ein mit der Riemenscheibeneinheit verbundenes Befestigungsteil,
wobei die Kurbelwellenscheibe an der Kurbelwelle befestigt ist,
wobei die Riemenscheibeneinheit mit der Kurbelwellenscheibe oder
der Kurbelwelle durch das Befestigungsteil verbunden ist, und wobei
das Befestigungsteil eine erste Befestigungsstrebe, die an der Kurbelwellenscheibe oder
der Kurbelwelle angelenkt ist, und eine zweite Befestigungsstrebe,
die an der Riemenscheibeneinheit angelenkt ist, aufweist, wobei
die erste Befestigungsstrebe und die zweite Befestigungsstrebe lösbar miteinander
verbunden sind.
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Da
die Kurbelwellenscheibe mittels Bolzen oder dergleichen am Ende
der Kurbelwelle befestigt wird, bevor die Riemenscheibeneinheit
an ihrem Platz installiert wird, muß die Riemenscheibeneinheit keinen
axial darin ausgebildeten Arbeitsraum als große zentrale Durchgangsöffnung zum
Festziehen der Bolzen zum Verbinden der Kurbelwellenscheibe mit der
Kurbelwelle, und zum Lösen
der Bolzen zum Abtrennen der Kurbelwellenscheibe von der Kurbelwelle
haben. Daher kann die Einwegkupplung von geeigneter Größe sein,
um das Drehmoment zu übertragen
wenn der Motor gestartet wird. Anders ausgedrückt ist es nicht nötig, eine
Einwegkupplung zu verwenden, die für das zu übertragende Drehmoment unnötig groß ist, sondern
es kann eine Einwegkupplung verwendet werden, die einen kleinen
Durchmesser aufweist und eine geringe Drehmomentübertragungsleistung hat. Demgemäß kann die
Riemenscheibeneinheit von geringer Größe und Gewicht sein.
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Da
die Riemenscheibeneinheit leicht an der Kurbelwelle oder der Kurbelwellenscheibe
befestigt oder davon entfernt werden kann, können die Riemenscheibeneinheit,
die Kurbelwelle und die Kurbelwellenscheibe leicht vor Ort zu Wartungsarbeiten
gepflegt bzw. gewartet werden.
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Die
vorstehend beschriebene Leistungsübertragungsvorrichtung kann
mit einem automatischen Motorstart/-stopp-System verwendet werden, um
den Motor automatisch zu stoppen und wieder zu starten.
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Das
automatische Motorstart/-stopp-System ist ein bekanntes System,
um automatisch den Motor abzustellen, wenn das Motorfahrzeug bei
einer Kreuzung oder in einem Stau anhält, und um anschließend den
Motor automatisch wieder anzulassen, wenn eine vorherbestimmte Startbedingung
erfüllt ist,
z.B. wenn der Fahrer das Bremspedal löst. Da der Motor jedesmal abgestellt
und neu gestartet werden muß,
wenn das Motorfahrzeug anhält,
ist die Anzahl, wie oft das Motorfahrzeug den Motor startet viel
größer als
bei einem Fahrzeug, welches das automatische Motorstart/-stopp-System
nicht hat. Falls der Motorstarter bzw. Anlasser im Fahrzeug mit
dem automatischen Motorstart/-stopp-System mit einem Zahnradantriebssystem
bzw. Zahnradgetriebe kombiniert ist, das ein Ritzel und ein Hohlrad
hat, die miteinander zur Leistungsübertragung in Eingriff gehalten
werden, wird jedesmal, wenn der Motor wieder angelassen wird, ein
Getriebegeräusch
erzeugt, das für
den Fahrer unangenehm ist. Da die Rotationsleistung des Motorstarters
bei der erfindungsgemäßen Leistungsübertragungsvorrichtung
durch den Riemen an die Riemenscheibeneinheit übertragen wird, um den Motor
zu starten, ist das Geräusch,
das erzeugt wird, wenn der Motor seinen Betrieb aufnimmt, wesentlich
geringer als in dem Fall, in dem der Anlasser mit dem Zahnradantriebssystem
verbunden ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auch eine Leistungsübertragungsvorrichtung zur
Verwendung in einem Verbrennungsmotor bereitgestellt, aufweisend:
eine Kupplungsscheibe, die mittels daran angelegter Rotationsleistung
zum Starten des Motors drehbar ist; eine Einwegkupplung, die zwischen der
Kupplungsscheibe und einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden
ist, um die an die Kupplungsscheibe durch die Einwegkupplung angelegte
Rotationsleistung an die Kurbelwelle selektiv zu übertragen,
und ein elastisches Teil bzw. Elastikteil, das zwischen der Einwegkupplung
und der Kurbelwelle verbunden ist.
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Das
Elastikteil dämpft
ein Schock- bzw. Stoßmoment,
das erzeugt wird, wenn die Rotationsleistung von der Kupplungsscheibe
durch die Einwegkupplung an die Kurbelwelle übertragen wird. Daher werden
Lasten, die an die Kurbelwelle und die Halterungen, welche die Kurbelwelle
tragen, angelegt werden, verringert. Da das Stoßmoment geringer ist als es
wäre, wenn
das Elastikteil nicht verwendet werden würde, d.h. wenn der Außenlaufring
und die Kurbelwellenscheibe direkt miteinander verbunden wären, kann
die Leistungsübertragungsvorrichtung mit
einer geringeren mechanische Stärke
ausgelegt, und daher in Größe und Gewicht
reduziert werden.
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Vibrationen,
die von der Kurbelwelle übertragen
werden wenn der Motor startet, werden vom Elastikteil absorbiert.
Folglich wird die Resonanz der Einwegkupplung verringert, wenn der
Motor gestartet wird. Eine übermäßige Beschädigung der
Einwegkupplung und Stützlager
wird verhindert.
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Bei
der vorstehenden Leistungsübertragungsvorrichtung
bilden die Kurbelwellenscheibe und die Einwegkupplung in Verbindung
miteinander eine Riemenscheibeneinheit. Die Leistungsübertragungsvorrichtung
weist ferner ein Befestigungsteil auf, mittels dem die Riemenscheibeneinheit
mit der Kurbelwelle verbunden ist, wobei die Riemenscheibeneinheit
mittels des Elastikteils mit dem Befestigungsteil verbunden ist.
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Da
die Riemenscheibeneinheit, die aus der Kurbelwellenscheibe und der
Einwegkupplung besteht, durch das Elastikteil mit dem Befestigungsteil verbunden
ist, kann die Riemenscheibeneinheit durch Ersetzen der Befestigungsteils
durch ein anderes Befestigungsteil, das zu der unterschiedlichen Gestalt
der Kurbelwelle kompatibel ist, selbst dann an der Kurbelwelle befestigt
werden, wenn der Verbrennungsmotor von unterschiedlichem Typ ist,
d.h. selbst dann, wenn er eine unterschiedliche Befestigungsan ordnung
an der Kurbelwelle hat. Da die Riemenscheibeneinheit von herkömmlicher
Gestalt sein kann, die von verschiedenen Motoren unterschiedlicher
Art geteilt werden kann, können
die Kosten der Leistungsübertragungsvorrichtung
verringert werden.
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Bei
der vorstehenden Leistungsübertragungsvorrichtung
bilden die Kurbelwellenscheibe und die Einwegkupplung in Verbindung
miteinander eine Riemenscheibeneinheit. Die Leistungsübertragungsvorrichtung
weist ferner eine Kurbelwellenscheibe auf, um ein Zubehörteil mit
Rotationsleistung vom Verbrennungsmotor über einen Riemen, der um die
Kurbelwellenscheibe ausgebildet ist, anzutreiben, wobei die Kurbelwellenscheibe
an der Kurbelwelle befestigt ist, und wobei die Riemenscheibeneinheit mit
der Kurbelwellenscheibe durch das Elastikteil verbunden ist.
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Die
Kurbelwellenscheibe treibt ein Zubehörteil, beispielsweise einen
Wechselrichter, einen Klimaanlagenkompressor oder dergleichen durch
den um die Kurbelwellenscheibe ausgebildeten Riemen an. Da die Kurbelwellenscheibe
an der Kurbelwelle befestigt ist, kann die Riemenscheibeneinheit
mir der Kurbelwelle durch die Kurbelwellenscheibe verbunden werden.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Leistungsübertragungsvorrichtung bilden
die Kurbelwellenscheibe und die Einwegkupplung miteinander eine
Riemenscheibeneinheit. Die Leistungsübertragungsvorrichtung weist
ferner ein Befestigungsteil, mittels welchem die Riemenscheibeneinheit
an der Kurbelwelle befestigt ist, und eine Kurbelwellenscheibe zur
Betätigung
eines Zubehörteils
mittels Rotationsleistung des Verbrennungsmotors durch einen um
die Kurbelwellenscheibe ausgebildeten Riemen auf, wobei die Kurbelwellenscheibe
an der Kurbelwelle befestigt ist, wobei das Befestigungsteil an
der Kurbelwellenscheibe oder der Kurbelwelle befestigt ist, und
wobei die Riemenscheibeneinheit mit dem Befestigungsteil durch das
Elastikteil verbunden ist.
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Die
Riemenscheibeneinheit ist mit dem Befestigungsteil durch das Elastikteil
verbunden. Da die Riemenscheibeneinheit nicht an der Kurbelwellenscheibe
befestigt werden muß,
kann die Riemenscheibeneinheit selbst dann, wenn der Verbrennungsmotor von
unterschiedlicher Art ist, z.B. selbst dann, wenn er eine unterschiedliche
Befestigungsanordnung an der Kurbelwelle hat, an der Kurbelwelle durch
Ersetzen der Befestigungsteils durch ein anderes Befestigungsteil,
das zu der unterschiedlichen Gestalt der Kurbelwelle kompatibel
ist, befestigt werden. Da die Riemenscheibeneinheit von herkömmlicher
Gestalt sein kann, die von verschiedenen Motoren unterschiedlicher
An geteilt werden kann, können die
Kosten der Leistungsübertragungsvorrichtung verringert
werden.
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Bei
der vorstehenden Leistungübertragungsvorrichtung
weist das Befestigungsteil eine erste Befestigungsstrebe auf, die
an der Kurbelwellenscheibe oder der Kurbelwelle angelenkt ist, und
eine zweite Befestigungsstrebe, die durch das Elastikteil an der Riemenscheibeneinheit
angelenkt ist, wobei die erste Befestigungsstrebe und die zweite
Befestigungsstrebe lösbar
miteinander verbunden sind.
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Da
die Riemenscheibeneinheit leicht durch das Befestigen der zweiten
Befestigungsstrebe an der ersten Befestigungsstrebe an ihren Platz
montiert werden kann, kann die Leistungsübertragungsvorrichtung einfach
zusammengebaut werden.
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Bei
der vorstehenden Leistungsübertragungsvorrichtung
ist das Elastikteil radial einwärts von
der Kupplungsscheibe angeordnet, und die Einwegkupplung ist radial
einwärts
vom Elastikteil angeordnet.
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Da
die Einwegkupplung, das Elastikteil und die Kupplungsscheibe koaxial
zueinander angeordnet sind, ist die Leistungsübertragungsvorrichtung axial
kompakt ausgebildet.
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Bei
der vorstehenden Leistungsübertragungsvorrichtung
weist die Einwegkupplung einen Außenlaufring, der durch das
Elastikteil mit der Kurbelwelle verbunden ist, einen Innenlaufring,
der mit der Kupplungsscheibe verbunden ist, und eine Mehrzahl von
Rollen auf, die zwischen dem Außenlaufring und
dem Innenlaufring angeordnet sind, um den Außenlaufring und den Innenlaufring
durch betätigen des Außenlaufrings
und des Innenlaufrings miteinander zu verbinden, wenn der Innenlaufring
durch die Kupplungsscheibe mit einem Moment in eine Richtung beaufschlagt
wird, und um den Außenlaufring und
den Innenlaufring durch leer laufen zwischen dem Außenlaufring
und dem Innenlaufring voneinander zu lösen, wenn der Außenlaufring
von der Kurbelwelle durch das Elastikteil mit einem Moment in eine Richtung
beaufschlagt wird. Wenn der Motor anfängt zu arbeiten und die Drehzahl
der Kurbelwelle die Drehzahl der Kupplungsscheibe übersteigt,
laufen die Rollen der Einwegkupplung leer und lösen den Außenlaufring und den Innenlaufring
voneinander. Die Kupplungsscheibe und die Kurbelwelle drehen relativ
zueinander. Danach dreht der Außenlaufring in
Einklang mit der Kurbelwelle während
der Motor betrieben wird, selbst wenn der mit der Kupplungsscheibe
verbundene Innenlaufring anhält.
Daraus resultierend wirken Zentrifugalkräfte, die durch die Rotation
des Außenlaufrings
erzeugt werden, auf die Rollen, die Rollen werden von der Drehmoment übertragenden
Oberfläche,
d.h. der äußeren Umfangsfläche des
Innenlaufrings abgehoben, und drehen leer. Die Rollen laufen nicht
leer, wenn sie mit der äußeren Umfangsfläche des
Innenlaufrings in Kontakt stehen, aber sie laufen leer, wenn sie
nicht mit äußeren Umfangsfläche des
Innenlaufrings in Kontakt stehen. Demgemäß wird eine übermäßige Abnutzung
der Oberflächen
des Innenlaufrings und der Rollen verhindert, und ein übermäßiger Drehmomentverlust, der
andernfalls durch die Berührung
zwischen dem Innenlaufring und den Rollen verursacht werden würde, wird
verringert. Daher wird der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors
verbessert.
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Die
vorstehend beschriebene Leistungsübertragungsvorrichtung kann
mit einem automatischen Motorstart/-stopp-System verwendet werden, um
den Motor automatisch zu stoppen und wieder zu starten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Riemenscheibeneinheit
mit einer Einwegkupplung und einer Kupplungsscheibe, die mit einer
Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors durch die Einwegkupplung verbunden
ist, vorgeschlagen, wobei Rotationsleistung von einem Motorstarter
durch einen Riemen an die Kupplungsscheibe übertragen wird, wobei die Einwegkupplung
einen Innenlaufring, der in Einklang mit der Kupplungsscheibe drehbar
ist, einen Außenlaufring,
der in Einklang mit der Kurbelwelle drehbar ist, und eine Mehrzahl
von Rollen hat, die zwischen dem Innenlaufring und dem Außenlaufring
angeordnet sind, um ein Moment bzw. Drehmoment vom Innenlaufring
auf den Außenlaufring
zu übertragen,
und um zu verhindern, daß ein
Drehmoment vom Außenlaufring
auf den Innenlaufring übertragen
wird, das Verfahren umfaßt
die Schritte des Montierens der Einwegkupplung an der Kurbelwelle
und danach des Verbindens der Kupplungsscheibe mit dem Innenlaufring.
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Da
der Innenlaufring und die Kupplungsscheibe voneinander getrennt
sind, kann die Kupplungsscheibe mit dem Innenlaufring verbunden
werden, nachdem die Einwegkupplung an der Kurbelwellenscheibe montiert
ist. Wenn die Einwegkupplung an der Kurbelwellenscheibe montiert
ist, kann die Einwegkupplung an ihre Stelle installiert werden, während sie
exponiert ist, d.h. ohne daß sie
durch die Kupplungsscheibe verborgen ist. Daher kann die Leistungsversorgungseinrichtung
leicht zusammengebaut werden. Bevor die Kupplungsscheibe mit dem
Innenlaufring verbunden wird, kann die Einwegkupplung während sie
exponiert ist einer Sichtprüfung
auf Komponenten und Leistung unterzogen werden. Die Qualität der Leistungsübertragungsvorrichtung
bei seiner Herstellung kann somit erhöht werden.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist eine Kurbelwellenscheibe
an der Kurbelwelle angelenkt, um ein Zubehörteil durch einen um die Kurbelwellenscheibe
ausgebildeten Riemen mit Rotationsleistung vom Verbrennungsmotor
anzutreiben. Das Verfahren umfaßt
ferner den Schritt des Kombinierens der Einwegkupplung mit der Kurbelwellenscheibe
bevor die Kupplungsscheibe mit dem Innenlaufring verbunden wird.
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Die
Kurbelwellenscheibe ist an der Kurbelwelle angelenkt, um ein Zubehörteil, beispielsweise eine
Wechselrichter, eine Klimaanlagenkompressor, oder dergleichen anzutreiben.
Nachdem die Einwegkupplung mit der Kurbelwellenscheibe verbunden
ist, kann die Kupplungsscheibe mit dem Innenlaufring verbunden werden.
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Bei
dem vorstehenden Verfahren beinhaltet der Schritt des Verbindens
der Kupplungsscheibe mit dem Innenlaufring die Schritte des Kombinierens
der Kupplungsscheibe und des Innenlaufrings miteinander mittels
ineinandergreifender Verbindung zur koaxialen Ausrichtung dazwischen,
und anschließend des
Verbindens der Kupplungsscheibe und des Innenlaufrings miteinander.
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Da
die Kupplungsscheibe und der Innenlaufring miteinander mittels ineinandergreifender
Verbindung kombiniert werden, werden die Kupplungsscheibe und der
Innenlaufring in koaxiale Ausrichtung zueinander gebracht. Demgemäß können die Kupplungsscheibe
und die Einwegkupplung leicht zusammengebaut werden, ohne daß Spannvorrichtungen
zur koaxialen Ausrichtung nötig
sind.
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Bei
dem vorstehenden Verfahren umfaßt
der Schritt des Verbindens der Kupplungsscheibe und des Innenlaufrings
miteinander den Schritt des Aneinanderschweißens der Kupplungsscheibe und
des Innenlaufrings. Daher sind die Kupplungsscheibe und der Innenlaufring
fest miteinander verbunden.
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Bei
dem vorstehenden Verfahren umfaßt
der Schritt des Verbindens der Kupplungsscheibe und des Innenlaufrings
miteinander die Schritte Ausbilden von mit Gewinden versehenen Flächen auf
der Kupplungsscheibe und dem Innenlaufring, und Verbinden der mit
Gewinden versehenen Flächen
der Kupplungsscheibe und des Innenlaufrings miteinander mittels
Gewindeverbindung.
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Sofern
die Kupplungsscheibe und der Innenlaufring miteinander mittels Gewindebindung
verbunden sind, können
sie, ohne daß Spannvorrichtungen benötigt werden,
koaxial zueinander ausgerichtet werden. Gemäß dem Gewindeverbindungsverfahren werden,
da keine Hitze dazu verwendet wird, um die Kupplungsscheibe und
den Innenlaufring miteinander zu verbinden, die in der Einwegkupplung
verwendeten Lager, z.B. Kugellager, durch welche der Innenlaufring
und der Außenlaufring
in Bezug aufeinander drehbar gelagert werden, keiner Hitze ausgesetzt,
und eine Leistungsverschlechterung kann verhindert werden.
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Bei
dem vorstehenden Verfahren umfaßt
der Schritt des Verbindens der Kupplungsscheibe und des Innenlaufrings
miteinander die Schritte Ausbilden von mit Gewinden versehenen Flächen auf
der Kupplungsscheibe und dem Innenlaufring, Kombinieren der mit
Gewinden versehenen Flächen
der Kupplungsscheibe und des Innenlaufrings miteinander mittels
Gewindeverbindung, und Aneinanderschweißen der Kupplungsscheibe und
des Innenlaufrings.
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Sofern
die Kupplungsscheibe und der Innenlaufring miteinander mittels Gewindebindung
verbunden sind, können
sie ohne daß Spannvorrichtungen benötigt werden
koaxial zueinander ausgerichtet werden. Darüber hinaus sind die Kupplungsscheibe und
der Innenlaufring durch das Schweißen fest miteinander verbunden.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden die Kupplungsscheibe
und der Innenlaufring mittels Laserstrahlschweißens geschweißt. Gemäß dem Laserstrahl-Schweißverfahren
wird ein fokusierter Laserstrahl auf einen Punkt auf der Kupplungsscheibe
und dem Innenlaufring aufgebracht, ohne daß die den Punkt umgebenden
Regionen einen großen
Wärmeeintrag
erfahren. Demgemäß sind,
wenn die Kupplungsscheibe und der Innenlaufring aneinander geschweißt werden,
die in der Einwegkupplung verwendeten Lager keiner großen Hitze
ausgesetzt, und eine Leistungsverschlechterung kann daher verhindert
werden.
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Bei
dem vorstehenden Verfahren kann die Riemenscheibeneinheit auch mit
einem automatischen Motorstart/-stopp-System verwendet werden, um
den Motor automatisch zu stoppen und wieder zu starten.
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Die
vorstehende sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung
mit den bei gefügten
Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung darstellen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische Draufsicht eines Motorfahrzeugs mit einem Riemenantriebssystem
das eine Leistungsübertragungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält;
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2 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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3 zeigt
eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung,
die eine geschweißte
Verbindung zwischen einem Arm einer Starterscheibe und einem Innenring einer
Einwegkupplung der in 2 dargestellten Leistungsübertragungsvorrichtung
darstellt;
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4 zeigt
eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung,
die eine gewindete und geschweißte
Verbindung zwischen einem Arm einer Starterscheibe und einem Innenring
einer Einwegkupplung der in 2 dargestellten
Leistungsübertragungsvorrichtung
darstellt;
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5 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Leistungübertraggungsvorrichtung gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Leistungübertraggungsvorrichtung gemäß einer nächsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Leistungübertraggungsvorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Leistungübertraggungsvorrichtung gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Leistungübertraggungsvorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gleiche
oder korrespondierende Teile werden in den Zeichnungen mit gleichen
oder korrespondierenden Bezugszeichen bezeichnet.
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Wie
in 1 dargestellt, hat ein Motorfahrzeug ein Riemenantriebssystem
das eine Leistungsübertragungsvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält.
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Die
Leistungübertragungsvorrichtung 2 dient dazu,
Rotationsleistung durch einen Riemenübertragungsmechanismus zwischen
einem Motorstarter 3 und einem Verbrennungsmotor 1,
und durch einen Riemenübertragungsmechanismus
auch zwischen einem Zubehörteil 4 und
der Verbrennungsmotor 1 zu übertragen.
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2 zeigt
eine Leistungübertragungsvorrichtung 2 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 dargestellt
hat die Leistungsübertragungsvorrichtung 2 eine
Kurbelwellenscheibe 5, einen Kupplungsscheibe 6 und
eine Einwegkupplung 7.
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Die
Kurbelwellenscheibe 5 ist mittels eines Bolzens 9 an
einem Ende der Kurbelwelle 8 des Verbrennungsmotors 1 befestigt,
um in Einklang mit der Kurbelwelle 8 zu drehen. Ein endloser
Riemen 10, beispielsweise ein V-förmiger, gerippter Riemen, ist um
die Kurbelwellenscheibe 5 ausgebildet. Die Kurbelwellenscheibe 5 ist
funktionell mit einer Zubehörteil-Scheibe 11 verbunden
(siehe 1), die an einer Rotationswelle 4a des
Zubehörteils 4 befestigt
ist. Obgleich in 1 nur ein Zubehörteil 4,
z.B. ein Wechselrichter, dargestellt ist, kann eine Mehrzahl von
Zubehörteilen,
beispielsweise ein Wechselrichter, ein Klimaanlagenkompressor, eine
Wasserpumpe, eine Hydraulikpumpe etc. funktionell mit der Kurbelwellenscheibe 5 durch
den Endlosriemen 10 in einem gewundenen Riemensystem verbunden
sein.
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Wie
in 2 dargestellt, ist die Kupplungsscheibe 6 benachbart
zur Kurbelwellenscheibe 5 und entfernt von der Kurbelwelle 8 angeordnet,
und wird mit der Kurbelwellenscheibe 5 durch die Einwegkupplung 7 selektiv
verbunden. Die Kupplungsscheibe 6 und die Einwegkupplung 7 bilden
in Verbindung miteinander eine Riemenscheibeneinheit Pu. Die Riemenscheibeneinheit
Pu ist mit der Kurbelwellenscheibe 5 durch ein Elastikteil 12 verbunden,
welches später
beschrieben wird. Ein Zahnriemen 13 ist um die Kupplungsscheibe 6 ausgebildet.
Die Kupplungsscheibe 6 ist funktionell mit einer Anlasser-
bzw. Starterscheibe 14 verbunden (siehe 4),
die an einer Rotationswelle 3a des Starters 3 befestigt
ist.
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Der
Motorstarter 3 weist einen bekannten Riemenantriebs-Motorstarter
auf, und hat einen Elektromotor (nicht dargestellt), der, wenn er
eingeschalten ist, die Rotationswelle 3a dreht, um die
Anlasserscheibe 14 zu drehen. Die Rotationsleistung der
Starterscheibe 24 wird durch den Zahnriemen 13 auf
die Kupplungsscheibe 6 übertragen.
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Die
Einwegkupplung 7 weist einen Außenlaufring 7a, der
mittels dem Elastikteil 12 mit der Kurbelwellenscheibe 5 verbunden
ist, einen Innenlaufring 7b, der mittels einer Armplatte 6a mit
der Kupplungsscheibe 6 verbunden ist, und eine Mehrzahl
von Rollen 7c auf, die zwischen dem Außenlaufring 7a und
dem Innenlaufring 7b angeordnet sind, um Rotationsleistung
vom Innenlaufring 7b an den Außenlaufring 7a selektiv
zu übertragen.
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Der
Außenlaufring 7a ist
radial einwärts
von der Kupplungsscheibe 6 angeordnet. Der Außenlaufring
ist in Einklang mit der Kurbelwellenscheibe 5 und der Kurbelwelle
durch das Elastikteil 12 drehbar.
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Der
Innenlaufring 7b ist radial einwärts vom Außenlaufring 7a angeordnet.
Der Innenlaufring 7b ist relativ bezüglich des Außenlaufrings 7a mit
ein paar Stützlagern 15,
beispielsweise Kugellager, die zwischen dem Innenlaufring 7b und
dem Außenlaufring 7a angeordnet
sind, drehbar. Der Innenlaufring 7b ist in Einklang mit
der Kupplungsscheibe 6 durch die Armplatte 6a drehbar.
Die Armplatte 6a ist integral mit der Kupplungsscheibe 6 ausgebildet
und weist ein radiales inneres Ende auf, das mit einem axialen Ende
des Innenlaufrings mittels Laserschweißens verschweißt ist,
wie durch das W in 3 angezeigt. Die Armplatte 6a kann
von der Kupplungsscheibe getrennt sein und mit dieser verbunden
werden.
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Die
Rollen 7c weisen zylindrische Rollen auf, die beispielsweise
in jeweils (nicht dargestellten) keilförmig ausgebildeten Nockenkammern
angeordnet sind, die in der Innenumfangsfläche des Außenlaufrings 7a gebildet
sind. Die Rollen 7c sind üblicherweise durch entsprechende
Federn (nicht dargestellt) gespannt um sich in Richtung entsprechend
kleiner Enden der Nockenkammer zu bewegen.
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Die
Einwegkupplung 7 überträgt ein Moment bzw.
Drehmoment vom Innenlaufring 7b zum Außenlaufring 7a und
verhindert, daß ein
Moment bzw. Drehmoment vom Außenring 5a auf
den Innenlaufring 7b übertragen
wird. Insbesondere sind, wenn ein Drehmoment in eine Richtung von
der Kupplungsscheibe 6 auf den Innenring 7b übertragen
wird, d.h. wenn der Motorstarter 3 eingeschalten ist und
die Rotationsleistung vom Motorstarter 3 auf die Kupplungsscheibe 6 übertragen
wird, um den Innenring 7b in Einklang damit zu drehen,
die Rollen zwischen dem Innenlaufring 7b und dem Außenlaufring 7a verkeilt,
und sperren den Innenlaufring 7b und den Außenlaufring 7a mechanisch
zusammen, um das Drehmoment vom Innenlaufring 7b auf den
Außenlaufring 7a zu übertragen.
Wenn eine Drehmoment in eine Richtung von der Kurbelwellenscheibe 5 auf
den Außenring 7a übertragen
wird, d.h. wenn der Verbrennungsmotor 1 seinen Betrieb
aufnimmt und die Drehzahl der Kurbelwelle 8 die Drehzahl
der Kupplungsscheibe 6 übersteigt,
werden die Rollen 7c zwischen dem Innenlaufring 7b und
dem Außenlaufring 7a gelöst und entsperren
den Innenlaufring 7b und den Außenlaufring 7a voneinander,
um zu verhindern, daß das
Drehmoment vom Außenlaufring 7a auf
den Innenlaufring 7b übertragen
wird.
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Das
Elastikteil 12 weist eine ringförmige Bahn aus Gummi auf, der
mittels Presspassung zwischen einem Außenring 7d, der integral
mit dem Außenlaufring 7a ausgebildet
ist, und einem Innenring 5a, der integral mit der Kurbelwellenscheibe 5 ausgebildet
ist, eingepaßt
ist.
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Der
Außenring 7d ist
mit dem Außenlaufring 7a durch
eine radiale Wand 7e verbunden, die sich von einer Außenumfangsfläche des
Außenlaufrings 7a radial
auswärts
erstreckt. Der Außenring 7d erstreckt
sich parallel und radial auswärts
beabstandet zur Außenumfangsfläche des
Außenlaufrings 7a.
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Der
Innenring 5a erstreckt sich von einem radial inneren Abschnitt
der Kurbelwellenscheibe 5 in axiale Richtung und ist radial
einwärts
vom Außenring 7d und
radial auswärts
von der Außenumfangsfläche des
Außenlaufrings 7a angeordnet.
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Ein
Verfahren zur Herstellung oder Montage der Leistungsübertragungsvorrichtung 2 wird
nachfolgend beschrieben.
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Zuerst
wird die Kurbelwellenscheibe 5 am Ende der Kurbelwelle 8 mittels
eines Bolzens 9 befestigt.
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Dann
wird die Einwegkupplung 7, die vorher zusammengebaut wurde,
an der Kurbelwellenscheibe 5 installiert. Insbesondere
wird das Elastikteil 12 zwischen dem Innenring 5a und
dem Außenring 7d eingeklemmt
und mit diesen verbunden.
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Anschließend wird
der Arm 6a der Kupplungsscheibe 6 mit dem Innenlaufring 7b verbunden. Da
die Kupplungsscheibe 6 vom Innenlaufring 7b getrennt
ist, wird der Arm 6a der Kupplungsscheibe 6 mit
dem Innenlaufring 7b verbunden, nachdem die Einwegkupplung 7 an
der Kurbelwellenscheibe 5 installiert wurde.
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Die
Kupplungsscheibe 6 und der Innenlaufring 7b werden
miteinander mittels ineinandergreifender Verbindung (interfitting
engagement) verbunden, um sie koaxial zueinander zu halten. Insbesondere
hat der Innenlaufring 7b, wie in 3 dargestellt,
eine gestufte Ausnehmung, die in dem von der Kurbelwelle 8 entfernten
Ende ausgebildet ist. Das radial innere Ende des Armes 6a wird
in die gestufte Ausnehmung des Innenlaufrings 7b eingesetzt. Wenn
die Kupplungsscheibe 6 und der Innenlaufring 7b durch
diese ineinandergreifende Verbindung koaxial zueinander gehalten
werden, wird das radial innere Ende des Armes 6a mit dem
Innenlaufring 7b mittels Laserstrahlschweißen verbunden.
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Nachfolgend
wird die Funktionsweise der Leistungsübertragungsvorrichtung 2 beschrieben.
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Der
Elektromotor des Motorstarters 3 wird eingeschalten, um
Rotationsleistung davon an die Ausgangswelle 3a zu übertragen.
Die Rotationsleistung der Ausgangswelle 3a wird dann von
der Starterscheibe 14 durch den Zahnriemen 13 an
die Kupplungsscheibe 6 übertragen,
die sich dreht.
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Die
Rotation der Kupplungsscheibe 6 wird durch die Einwegkupplung 7 auf
die Kurbelwellenscheibe 5 und dann auf die damit verbundene
Kurbelwelle 8 übertragen.
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Die
Kurbelwelle 8 dreht sich nun, um den Verbrennungsmotor 1 zu
starten. Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle 8 die Drehzahl
der Kupplurgsscheibe 6 übersteigt,
wird die Einwegkupplung 7 ausgekuppelt, d.h. die Rollen 7c werden
entsperrt. Die Kupplungsscheibe 6 ist nun von der Kurbelwellenscheibe 5 und
der Kurbelwelle 8 getrennt.
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Wenn
der Elektromotor des Motorstarters 3 nach dem Start des
Verbrennungsmotors 1 abgeschalten wird, wird die Kupplungsscheibe 6 angehalten,
und daher wird auch der Innenlaufring 7b der Einwegkupplung 7 angehalten.
Während
der Verbrennungsmotor 1 in Betrieb ist, rotiert der Außenlaufring 7a der
Einwegkupplung 7 jedoch weiter in Einklang mit der Kurbelwelle 8 und
der Kurbelwellenscheibe 5.
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Die
von der Kurbelwelle 8 während
des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 erzeugte Rotationsleistung
wird von der Kurbelwellenscheibe 5 durch den Riemen 10 auf
die Zubehörteilscheibe 11 übertragen
und treibt dadurch das Zubehörteil 4 an.
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Da
das Elastikteil 12 zwischen der Riemenscheibeneinheit Pu
und der Kurbelwellenscheibe 5 angeordnet ist, verringert
das Elastikteil 12 ein Stoßmoment bzw. Schockmoment das
erzeugt wird, wenn der Verbrennungsmotor 1 zu arbeiten
beginnt. Daher werden Lasten, die auf die Kurbelwelle 8 und
Halterungen, welche die Kurbelwelle 8 halten, aufgebracht werden,
verringert. Da das Stoßmoment
geringer ist, als es wäre
wenn das Elastikteil 12 nicht verwendet werden würde, d.h.
wenn der Außenlaufring 7a und die
Kurbelwellenscheibe 5 direkt miteinander verbunden wären, kann
die Leistungsübertragungsvorrichtung 2 für eine geringere
mechanische Stärke
ausgelegt und daher in Größe und Gewicht
verringert werden.
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Vibrationen,
die von der Kurbelwelle 8 übertragen werden, wenn der
Verbrennungsmotor 1 startet, werden durch das Elastikteil 12 absorbiert.
Folglich wird die Resonanz der Einwegkupplung 7 verringert,
wenn der Verbrennungsmotor 1 startet. Es wird verhindert,
daß die
Einwegkupplung 7 übermäßig beschädigt wird,
und es wird zudem verhindert, daß die Stützlager 15 unter frühem Ablösen leiden.
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Da
die Einwegkupplung 7 radial einwärts von der Kupplungsscheibe 6 angeordnet
ist, und das Elastikteil 12 radial zwischen der Einwegkupllung 7 und
der Kupplungsscheibe angeordnet ist, kann die Leistungsübertragungsvorrichtung 2 axial
kompakt hergestellt werden.
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Der
Innenlaufring 7b der Einwegkupplung 7 ist mit
der Kupplungsscheibe 6 verbunden, und der Außenlaufring 7a davon
ist mit der Kurbelwelle 8 verbunden. Nachdem der Verbrennungsmotor 1 seinen Betrieb
aufnimmt, hört
der mit der Kupplungs scheibe 6 verbundene Innenlaufring 7b auf
zu drehen, wenn der Motorstarter 4 ausgeschaltet wird und
die Einwegkupplung 7 entkuppelt wird, und der Außenlaufring 7a,
der mit der Kurbelwelle 8 verbunden ist, rotiert weiter
in Einklang mit der Kurbelwelle 8 und der Kurbelwellenscheibe 5.
Da Zentrifugalkräfte,
welche durch die Rotation des Außenlaufrings 7a erzeugt werden,
auf die Rollen 7c wirken, werden die Rollen 7c von
der drehmomentübertragenden
Oberfläche, d.
h. der äußeren Umfangsfläche des
Innenlaufrings 7b, abgehoben und drehen leer. Die Rollen 7c laufen nicht
leer in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche bzw.
Außenumfangsfläche des
Innenlaufrings 7b, aber sie laufen leer ohne Kontakt mit
der Außenumfangsfläche des
Innenlaufrings 7b. Demgemäß werden die Oberflächen des
Innenlaufrings 7b und der Rollen 7c davor bewahrt, übermäßig abgenutzt
zu werden, und ein übermäßiger Drehmomentverlust, der
anderenfalls durch die Berührung
zwischen dem Innenlaufring 7b und den Rollen 7c verursacht
werden würde,
wird verringert. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 1 verbessert.
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Da
der Innenlaufring 7b und die Kupplungsscheibe 6 separat
voneinander ausgebildet sind, kann die Kupplungsscheibe 6 mit
dem Innenlaufring 7b verbunden werden nachdem die Einwegkupplung 7 an
der Kurbelwellenscheibe 5 montiert ist. Wenn die Einwegkupplung 7 an
der Kurbelwellenscheibe montiert wird, kann die Einwegkupplung an
ihrem Platz installiert werden, während sie exponiert ist, d. h.
ohne vom Arm 6a der Kupplungsscheibe 6 verdeckt
zu werden. Daher kann die Leistungsübertragungsvorrichtung 1 leicht
montiert werden. Bevor die Kupplungsscheibe 6 mit dem Innenlaufring 7b verbunden
wird, kann die Einwegkupplung einer Sichtprüfung auf Komponenten und Leistung
unterzogen werden, während
sie exponiert ist. Die Qualität
der Leistungsübertragungsvorrichtung 1 während ihrer Herstellung
kann so erhöht
werden.
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Wenn
der Arm 6a der Kupplungsscheibe 6 mit dem Innenlaufring 7b verbunden
wird, werden sie mittels ineinandergreifender Verbindung zur koaxialen
Ausrichtung untereinander montiert. Demgemäß können die Kupplungsscheibe 6 und
die Einweg kupplung leicht zusammengebaut werden, ohne daß Spannvorrichtungen
für die
koaxiale Ausrichtung benötigt
werden.
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Der
Arm 6a und der Innenlaufring 7b werden mittels
Laserstrahlschweißens
miteinander verbunden. Gemäß dem Laserstrahlschweißverfahren,
wird ein fokusierter Laserstrahl auf einen Punkt auf zu schweißenden Werkstücken aufgebracht,
ohne eine große
Hitze auf die den Punkt auf den zu schweißenden Werkstücken umgebenden
Gebiete aufzubringen. Demgemäß ist das
Stützlager 15 in
der Nähe des
Armes 6a keiner zu großen
Hitze ausgesetzt, wenn der Arm 6a und der Innenlaufring 7b miteinander
verschweißt
werden und wird daher von einer Leistungsverringerung bewahrt.
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Der
Arm 6a und der Innenlaufring 7b können auch
mittels eines anderen Schweißverfahrens
als dem Laserstrahlschweißverfahren
miteinander verbunden werden, beispielsweise einem Bogenschweißverfahren,
einem TIG-Schweißverfahren oder
dergleichen.
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Der
Arm 6a und der Innenlaufring 7b können auch
mittels eines Gewindebefestigungsverfahrens anstelle des Schweißverfahrens
miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann der Innenlaufring eine
Außengewindeoberfläche und
der Arm kann eine Innengewindeoberfläche haben. Diese Außen- und
Innengewindeflächen
können
miteinander mittels Gewindebefestigung kombiniert werden, um den Arm 6a und
den Innenlaufring 7b miteinander zu verbinden, wie durch
das X in 4 dargestellt. Gemäß diesem
Gewindebefestigungsverfahren werden die Stützlager 15, da bei
der Verbindung des Armes 6a und des Innenlaufrings 7b miteinander
keine Hitze erzeugt wird, keiner Hitze ausgesetzt, und können daher
davor bewahrt werden, daß die
Leistung abnimmt.
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Alternativ
ist es möglich,
daß der
Arm 6a und der Innenlaufring 7b miteinander durch
eine Kombination des Gewindeverbindungsverfahrens und des Schweißverfahrens
beispielsweise des Laserstrahlschweißens verbunden werden. Beispielsweise
kann der Arm 6a und der Innenlaufring 7b zuerst
miteinander durch eine Gewindeverbindung zur koaxialen Ausrichtung
ohne Bedarf an Spannvorrichtungen verbunden werden, und dann für eine sichere
Verbindung verschweißt
werden.
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Die
Leistungsübertragungsvorrichtung 1 kann
in einem Motorfahrzeug verwendet werden, daß ein automatisches Motorstart-/stoppsystem
aufweist, um automatisch den Motor anzuhalten und neu zu starten.
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Das
automatische Motorstart-/-stoppsystem ist ein bekanntes System,
um den Motor automatisch anzuhalten, wenn das Motorfahrzeug an einer
Kreuzung oder in einem Stau anhält,
und um anschließend
automatisch den Motor neu zu starten, wenn eine vorherbestimmte
Startbedingung erfüllt
ist, z. B. wenn der Fahrer das Bremspedal löst.
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Da
der Motor jedesmal wenn das Fahrzeug anhält gestoppt und anschließend neu
gestartet werden muß,
ist die Zahl, wie oft das Motorfahrzeug den Motor anläßt, wesentlich
größer als
wenn das Motorfahrzeug kein automatisches Motorstart-/-stoppsystem hätte. Wenn
der Motorstarter des Motorfahrzeugs mit dem automatischen Motorstart-/-stoppsystem
mit einem Zahnradantriebssystem bzw. kombiniert wird, das ein Ritzel
und ein Hohlrad hat, welche zur Leistungsübertragung miteinander in Eingriff
gehalten werden, wird jedes Mal wenn der Motor neu gestartet wird,
ein Getriebegeräusch
erzeugt, das für den
Fahrer unbequem ist.
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Bei
dem Riemenantriebssystem, das die Leistungsübertragungsvorrichtung 2 umfaßt, ist
das Geräusch,
das erzeugt wird wenn der Verbrennungsmotor startet wesentlich geringer
als wenn der Motorstarter mit dem Zahnradantrieb verbunden wäre, da die
Rotationsleistung des Motorstarters 3 durch den Riemen 13 auf
die Kupplungsscheibe 6 übertragen wird,
um den Verbrennungsmotor zu starten. Daher ist das Riemenantriebssystem,
welches die Leistungsübertragungsvorrichtung 2 umfaßt, zur
Verwendung mit einem automatischen Motorstart-/-stopsystem geeignet.
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5 zeigt
einen Querschnitt einer Leistungsübertragungsvorrichtung 2 gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß der in 5 gezeigten
vorliegenden Ausführungsform,
ist eine Riemenscheibeneinheit Pu mit der Kurbelwelle 8 durch
ein Befestigungsteil 16 verbunden. Das Befestigungsteil 16 hat
eine steife Metallplatte, die stufenförmig ausgebildet ist. Das Befestigungsteil 16 ist
an einem Ende mittels Schweißen
an der Kurbelwellenscheibe 5 befestigt und am anderen radial
einwärts
vom Außenring 7d integral mit
dem Außenlaufring 7a eingefügt und mit
dem Außenring 7d durch
das Elastikteil 12 verbunden. Daher fungiert das andere
Ende des Befestigungsteils 16 als Innenring 5a gemäß der Ausführungsform
in 2.
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Das
Elastikteil 12, das mit dem Befestigungsteil 16 verbunden
ist, dient auch dazu, ein Schockmoment bzw. Stoßmoment zu verringern, und
zu verhindern, daß die
Einwegkupplung 7 übermäßig beschädigt wird,
und auch um zu verhindern, daß die
Stützlager 15 unter
früher
Ablösung
leiden.
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Da
die Riemenscheibeneinheit Pu durch das Elastikteil 12 an
dem Befestigungsteil 16 befestigt ist, kann die Riemenscheibeneinheit
Pu, selbst wenn der Verbrennungsmotor von einem anderen Typ ist,
z. B. selbst wenn er eine unterschiedliche Befestigungsstruktur
der Kurbelwelle hat, durch Ersetzen des Befestigungsteils 16 mit
einem anderen Befestigungsteil, das zu der unterschiedlichen Befestigungsstruktur
der Kurbelwelle 8 kompatibel ist, an der Kurbelwelle 8 befestigt
werden. Da die Riemenscheibeneinheit Pu von herkömmlicher Gestalt sein kann,
die von Verbrennungsmotoren unterschiedlichen Typs geteilt werden
kann, kann die Leistungsübertragungsvorrichtung 2 kostengünstig sein.
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Obgleich
ein Ende des Befestigungsteils 16 in 5 als
mit der Kurbelwellenscheibe 5 befestigt dargestellt wird,
kann es auch direkt mit der Kurbelwelle 8 befestigt sein.
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Unter
Verwendung des Befestigungsteils 16, kann die Riemenscheibeneinheit
Pu selbst bei Anordnungen, bei welchen der Außenlaufring 7a nicht direkt
mit der Kurbel wellenscheibe 6 oder der Kurbelwelle 8 verbunden
werden kann, mit der Kurbelwellenscheibe 6 oder der Kurbelwelle 8 verbunden
sein Weiterhin kann die Einwegkupplung 7, da der Außenlaufring 7a nicht
direkt mit der Kurbelwellenscheibe 5 oder der Kurbelwelle 8 verbunden
sein muß,
mit einem größeren Installationsfreiraum
eingebaut werden.
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6 zeigt
einen Querschnitt einer Leistungsübertragungsvorrichtung 2 gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
in 6 gezeigte Leistungsübertragungsvorrichtung 2 unterscheidet
sich von der Leistungsübertragungsvorrichtung 2,
die in 2 gezeigt wird, darin, daß sie keine Kurbewellenscheibe 5 hat. Insbesondere
ist die Riemenscheibeneinheit Pu durch das Elastikteil 12 am
Befestigungsteil 16 montiert, das direkt oder indirekt
mit der Kurbelwelle 8 verbunden ist.
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7 zeigt
in einem Querschnitt eine Leistungsübertragungsvorrichtung 2 gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
in 7 dargestellte Leistungsübertragungsvorrichtung 2 unterscheidet
sich von der in 4 gezeigten Leistungsübertragungsvorrichtung 2 darin,
daß sie
keine Kurbelwellenscheibe 5 hat. Insbesondere ist die Riemenscheibeneinheit
Pu mittels des Elastikteils 12 am Befestigungsteil 16 befestigt, das
direkt oder indirekt an der Kurbelwelle 8 befestigt ist.
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Gemäß den in
den 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen
dient das Elastikteil 12 auch dazu, ein Schock- bzw. Stoßmoment
zu verringern und zu vermeiden, daß die Einwegkupplung übermäßig beschädigt wird,
und auch um zu vermeiden, daß die
Stützlager 15 unter
frühem
Ablösen
leiden. Da die Leistungsübertragungsvorrichtung 2 gemäß der in
den 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen
das Befesti gangsteil 16 verwendet, bieten sie die gleichen
Vorteile, wie vorstehend in Zusammenhang mit der in 5 dargestellten
Ausführungsform
beschrieben.
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8 zeigt
einen Querschnitt einer Leistungsübertragungsvorrichtung 2 gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Leistungsübertragungsvorrichtung 2 in 8 unterscheidet
sich von der in 5 gezeigten Leistungsübertragungsvorrichtung
darin, daß der
Außenlaufring 7a der
Einwegkupplung 7 mit der Kurbelwelle 8 durch ein
Befestigungsteil 16 verbunden ist, das eine erste Befestigungsstrebe 16a und
eine zweite Befestigungsstrebe 16b aufweist. Insbesondere
ist die erste Befestigungsstrebe 16a an der Kurbelwellenscheibe 5 befestigt
und die zweite Befestigungsstrebe 16b ist an der Riemenscheibeneinheit Pu
durch das Elastikteil 12 befestigt. Die erste Befestigungsstrebe 16a hat
ein sich radial auswärts
erstreckendes flaches Teil, und die zweite Befestigungsstrebe 16b hat
ebenfalls ein sich radial auswärts
erstreckendes flaches Teil. Diese sich radial auswärts erstreckenden
flachen Teile der ersten und zweiten Befestigungsstreben 16a und 16b sind
lösbar
miteinander mittels Befestigungsmitteln 17, beispielsweise Schrauben
verbunden.
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Die
in 8 dargestellte Leistungsübertragungsvorrichtung 2 kann
mit äußerster
Leichtigkeit montiert werden, da die Riemenscheibeneinheit Pu durch
einfaches Befestigen der zweiten Befestigungsstrebe 16b an
der ersten Befestigungsstrebe 16a mittels Befestigungsmitteln 17 an
ihrem Platz installiert werden kann.
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Die
erste und zweite Befestigungsstrebe 16a und 16b,
mittels welcher die Riemenscheibeneinheit Pu an der Kurbelwelle 8 befestigt
ist, können
in der Leistungsübertragungsvorrichtung 2 verwendet
werden, die keine Kurbelwellenscheibe 5 hat, wie in den 5 und 6 dargestellt.
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9 zeigt
einen Querschnitt einer Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß einer
nächsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
in 9 dargestellte Leistungsübertragungsvorrichtung 2 ist
der in 8 gezeigten Leistungsübertragungsvorrichtung 2 ähnlich,
mit der Ausnahme, daß die
in 9 gezeigte Riemenscheibeneinheit Pu in ihrem Aufbau
von der Riemenscheibeneinheit Pu aus 8 verschieden
ist. Insbesondere hat die Riemenscheibeneinheit Pu oder insbesondere
die Einwegkupplung 7 keine große zentrale Durchgangsöffnung,
um einen Zugang zu dem Bolzen 9 bereitzustellen, durch
welchen die Kurbelwellenscheibe 5 an der Kurbelwelle 8 befestigt
ist.
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Die
in 9 dargestellte Leistungsübertragungsvorrichtung 2 wird
wie folgt zusammengebaut: Zuerst ist die Kurbelwellenscheibe 5 mittels
Bolzen 9 am Ende der Kurbelwelle 8 befestigt.
Dann wird, die zweite Befestigungsstrebe 16b, die sich
von der Riemenscheibeneinheit Pu erstreckt, an der ersten Befestigungsstrebe 16a befestigt,
wodurch die Riemenscheibeneinheit Pu an ihrem Platz installiert
wird. Da die Kurbelwellenscheibe 5 mittels der Bolzen 9 am Ende
der Kurbelwelle 8 befestigt ist, bevor die Riemenscheibeneinheit
Pu an ihrem Platz installiert wird, ist es nicht notwendig, daß die Riemenscheibeneinheit
Pu eine axial darin als Arbeitsraum ausgebildete große zentrale
Durchgangsöffnung
zur Befestigung der Bolzen 9 hat, um die Bolzen 9 zum
Befestigen der Kurbelwellenscheibe 5 an der Kurbelwelle 8 anzuziehen,
und um die Bolzen 9 zu lösen, um die Kurbelwellenscheibe 5 von
Kurbelwelle 8 zu trennen. Daher kann die Einwegkupplung 7 von
einer für
das beim Motorstart zu übertragende
Drehmoment geeigneten Größe sein.
Anders ausgedrückt,
ist es nicht notwendig, eine Einwegkupplung zu verwenden, die unnötig groß ist, um
das Drehmoment zu übertragen,
sondern eine Einwegkupplung die einen geringen Durchmesser und eine
geringe Drehmomentübertragungskapazität hat kann
verwendet werden. Demgemäß kann die
Riemenscheibeneinheit Pu von geringer Größe und Gewicht sein.
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Darüber hinaus
kann der Innenlaufring 7b, da der Durchmesser des Innenlaufrings 7b verringert werden
kann, da die Riemenscheibeneinheit Pu von geringer Größe sein
kann, eine niedrigere periphere Drehzahl aufweisen und hinsichtlich
verringerter Abnutzung ausgelegt sein.
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Da
die Riemenscheibeneinheit Pu leicht an der Kurbelwelle 8 und
der Kurbelwellenscheibe 5 installiert und wieder entfernt
werden kann, können
die Riemenscheibeneinheit Pu, die Kurbelwelle 8 und die Kurbelwellenscheibe 5 leicht
gewartet werden.
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Obgleich
bestimmte bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dargestellt und im Detail beschrieben
wurden, ist zu verstehen, daß unterschiedliche
Veränderungen
und Modifikationen daran durchgeführt werden können ohne
vom Umfang der angehängten
Ansprüche
abzuweichen.