DE10200686A1

DE10200686A1 - Antriebseinrichtung für eine Maschinenhilfseinheit

Info

Publication number: DE10200686A1
Application number: DE10200686A
Authority: DE
Inventors: Shigenobu Nakamura; Hitoshi Irie; Atsuo Ishizuka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2002-08-29
Also published as: FR2819568A1; JP2002213547A; FR2819568B1; US20020094896A1; US6875140B2

Abstract

Bei einer Antriebseinrichtung für eine Maschinenhilfseinheit, um eine Maschinenantriebskraft von einer Kurbelwellenriemenscheibe (3) auf eine Vielzahl von Maschinenhilfseinheiten zu übertragen, die einen Wechselstromgenerator umfassen, besitzt eine angetriebene Poly-V-Riemenscheibe (5), die wenigstens in dem Wechselstromgenerator vorgesehen ist, eine Vielzahl an Nuten (30), die sich in einer Umfangsrichtung erstrecken. Ein Poly-V-Riemen (1), der eine Vielzahl von Erhebungen (10) aufweist, die sich in einer longitudinalen Richtung erstrecken, so dass sie den Nuten der angetriebenen Poly-V-Riemenscheibe entsprechen, überbrückt die Kurbelwellenriemenscheibe und die angetriebene Poly-V-Riemenscheibe. Der Poly-V-Riemen ist im Wesentlichen in einer axialen Richtung der angetriebenen Poly-V-Riemenscheibe in zwei Stücke (1a, 1b) aufgeteilt, von denen jedes Stück eine Vielzahl an Erhebungen aufweist. Dadurch wird eine Spannungsbrücke, die in einer Breitenrichtung des Poly-V-Riemens wirkt, im Wesentlichen in der Mitte zwischen den aufgeteilten Poly-V-Riemen aufgeteilt, so dass Brüche oder Risse in dem Poly-V-Riemen kaum auftreten können, was dazu dient, dass eine längere Lebensdauer des Poly-V-Riemens sichergestellt wird. Ferner kann eine Eigenfrequenz des Poly-V-Riemens um den Wechselstromgenerator herum verschoben werden, um die Zunahme eines Riemenschlagens aufgrund einer Resonanz zum Zeitpunkt eines Leerlaufs einzuschränken, wenn eine Umdrehungsschwankung ausgeprägter ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für eine Maschinen hilfseinheit für ein Fahrzeug, wie beispielsweise ein Passagierfahrzeug und ein Last fahrzeug, bei denen die Maschinenantriebskraft von einer Kurbelwellenriemenscheibe, die an der Kurbelwelle der Maschine befestigt ist, über einen Riemen auf jede angetrie bene Riemenscheibe einer Vielzahl an Maschinenhilfseinheiten übertragen wird.

Kürzlich hat sich eine Tendenz dahingehend entwickelt, dass ein Antriebsdreh moment zum Betreiben von Maschinenhilfseinheiten größer gestaltet wird, da jede der Maschinenhilfseinheiten eine größere Ausgangsleistung erzeugen muß. Beispielsweise muß ein Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug eine höhere Energieerzeugungskapa zität besitzen, da elektrische Lasten, und zwar in typischer Weise entsprechend vielfälti ger Sicherheitssteuervorrichtungen, neuerdings gefordert werden.

Um mit der Anforderung nach der Zunahme des Antriebsdrehmoments fertig zu werden, wurden eine Poly-V-Riemenscheibe mit einer größeren Anzahl von V-gestal teten Nuten und ein Poly-V-Riemen mit einer größeren Anzahl von V-gestalteten Vor sprüngen oder Erhebungen, die einander über größere Kontaktflächenbereiche kontak tieren, weit verbreitet dafür verwendet, um jeweilige Maschinenhilfseinheiten ohne ei nen Schlupf zwischen der Riemenscheibe und dem Riemen anzutreiben. Um einen höheren Antriebsdrehmoment zu übertragen, welches kürzlich sehr ausgeprägt gefordert wird, ist man den Weg gegangen, die Kontaktflächenbereiche der Riemenscheibe und des Riemens in einer solchen Weise zu vergrößern, daß ein Umschlingungswinkel oder Überlappungswinkel, in welchem die Riemenscheibe und der Riemen miteinander in Kontakt gelangen, vergrößert wird, oder indem man die Anzahl der Nuten der Rie menscheibe und die Anzahl der Vorsprünge des Riemens erhöht hat.

Jedoch wird der Raum, der im Maschinenraum verfügbar ist, kleiner ausgeführt, um eine schlanke Nasengestalt eines Fahrzeugkörpers zu erreichen, was den Fahrwider stand des Fahrzeugs reduziert und zu einem niedrigeren Brennstoffverbrauch führt, oder um dadurch auch einen größeren Passagierraum sicherzustellen. Demzufolge ist eine Freiheit der Gestaltung und der Auslegung der jeweiligen Maschinenhilfseinheiten in nerhalb des Maschinenraumes eingeschränkt, so daß es für jede der Riemenscheiben und dem Riemen sehr schwierig ist, so angeordnet zu werden, daß ein größerer Um schlingungswinkel erreicht wird. Andererseits wurden eine Riemenscheibe und ein Riemen, deren jeweilige Stückzahlen an Nuten und Erhebungen oder Vorsprüngen noch weiter erhöht sind, selbst in einem kompakten Passagierfahrzeug eingebaut, wie am Beispiel eines Wechselstromgenerators ersehen werden kann, der in der JP-Y2-6-6688 offenbart ist, bei dem eine Poly-V-Riemenscheibe sechs oder noch mehr Nuten auf weist.

Ferner wird die Trägheitskraft von jedem Rotor der Maschinenhilfseinheiten, die an die angetriebene Riemenscheibe befestigt sind und zusammen mit dieser drehbar sind, größer. Demzufolge nimmt zu einem Zeitpunkt, wenn eine Maschinendrehung stark variiert, und zwar auf Grund eines Explosionshubes der Maschine, und zwar typi scherweise während einer Leerlaufzeit, wenn die Maschinenumdrehung niedrig ist und auch unstabil ist, die Trägheitskraft von jedem Rotor der Maschinenhilfseinheiten zu, wobei die Geschwindigkeit des Riemens erhöht wird, die durch eine Drehzahlunter setzung der Kurbelwellenriemenscheibe reduziert werden muß.

Dies verursacht eine schwankende Spannung des Reimens in einer longitudinalen Richtung und auch zu einem Schlagen des Riemens. Wenn eine Spannungs schwankungsfrequenz im wesentlichen mit der natürlichen Frequenz koinzidiert, die durch einen Abstand zwischen den Riemenscheibe festgelegt ist, und zwar durch eine Masse pro Längeneinheit des Riemens usw., tritt leicht eine Resonanzerscheinung auf, die zu einer starken Riemenschwingung bzw. Ausschlag des Riemens führt, was zu ei ner Verstärkung der Riemengeräuschentwicklung führt und auch eine Verkürzung der Lebensdauer des Riemens zur Folge hat. Speziell in Verbindung mit dem Wechsel stromgenerator, der eine der häufigsten Maschinenhilfseinheiten darstellt, deren gesamte Konstruktion vergrößert worden ist, um den Bedarf nach einer größeren elektrischen Last Rechnung zu tragen, wurde das Gewicht einer Rotorwicklung erhöht, um eine größere magnetische Kraft erzeugen zu können, was zu einer Zunahme in der Trägheit des Rotors geführt hat. Demzufolge tritt eine größere Riemenbewegung oder Resonanz leichter auf, und zwar häufiger an dem Riemen um die Riemenscheibe des Wechsel stromgenerators herum.

Um diesen Nachteil auszuschalten, wurde ein Wechselstromgenerator vorgeschla gen, der mit einer Kupplungsriemenscheibe ausgestattet ist, und zwar mit einem Ein wegkupplungsmechanismus, wie dies in der JP-A-2000-13063 offenbart ist. Bei dieser Konstruktion wird der Kupplungsmechanismus bei einer Maschinenbeschleunigung blockiert oder verriegelt, so daß das Maschinendrehmoment auf den Wechselstromgene rator übertragen wird, jedoch bei einer Maschinenverzögerung abgetrennt wird, so daß die Trägheit des Rotors des Wechselstromgenerators nicht auf den Riemen übertragen wird.

Ferner ist die Riemenscheibe an jeder der Maschinenhilfseinheiten befestigt, und zwar mit einer sogenannten "Überhäng"-Anordnung, bei der die Riemenspannung auf eine Position aufgebracht wird, die von jedem Hauptkörper der Maschinenhilfseinheiten abliegt. Daher neigt eine momentane Last, die auf die Riemenscheibe aufgebracht wird, dahingehend die Riemenscheibe in einer Ausführrichtung der Riemenspannung zu nei gen. Daher dreht sich der Riemen, der auf den entsprechenden Riemenscheiben aufge legt ist, in einer derartigen Kegelgestalt (bevel shape), daß eine runde Länge des Rie mens an einer Breitenseite abgelegen von jedem Hauptkörper der Maschinenhilfsein heiten kürzer ist als diejenige an einer Breitseite nahe dabei, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Mit der Zunahme der Stückzahl der Nuten der Poly-V-Riemenscheibe wird die Ke gelgestalt zu einer ausgeprägteren geneigten Gestalt.

Da die Rundungslänge des Riemens an einer Breitenseite unterschiedlich wird zu derjenigen an der anderen Breiten- oder Weitenseite, wirkt die Spannungsstärke, die in einer Breitenrichtung erzeugt wird, wie dies durch die Pfeile in Fig. 9 gezeigt ist, auf den Riemen. Wenn die Riemenspannung in einer longitudinalen Richtung erhöht wird, um den Riemenschlupf zu vermindern, wird die Zugstärke, die in einer Weiten- oder Breitenrichtung erzeugt wird, größer. Da eine Vielzahl von Kerndrähten, die sich in einer longitudinalen Richtung erstrecken, in den Riemen eingebettet sind, besitzt der Riemen einen ausreichenden Widerstand gegen die Spannungsstärke, die in der longitu dinalen Richtung wirkt. Jedoch besitzt der Riemen keinen ausreichenden Widerstand gegen die Spannungsstärke, die in einer Breitenrichtung wirkt, so daß eine Neigung dafür besteht, daß ein Riß in dem Riemen auftritt, und zwar auf Grund der Spannungs stärke in einer Breitenrichtung, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Riemens führt.

Darüber hinaus besitzt die Kupplungsriemenscheibe, die in der JP-A-2000-13063 offenbart ist, einen Vorteil dahingehend, daß die Spannungsschwankung begrenzt wird und das Schlagen des Poly-V-Riemens eingeschränkt wird, da die Trägheit des Rotors nicht auf den Poly-V-Riemen übertragen wird. Jedoch ist die Kupplungsriemenscheibe aus vielen Teilen zusammengesetzt, wie beispielsweise aus Rollen, Federn und Lagern, und die Herstellungsprozesse, die eine Wärmebehandlung und Zusammenbauprozesse umfassen, sind kompliziert, so daß die Kupplungsriemenscheibe nicht mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Antriebsein richtung für eine Maschinenhilfseinheit zu schaffen, bei der ein Poly-V-Riemen eine lange Lebensdauer erreicht, die Riemengeräuschentwicklung auf Grund des Schlagens des Riemens gering gehalten ist und dessen Herstellungskosten niedrig liegen.

Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, ist bei einer Antriebseinrichtung für eine Maschinenhilfseinheit zum Übertragen einer Maschinenantriebskraft von einer Kurbelwellenriemenscheibe, die an die Maschinenkurbelwelle angebracht ist, zu einer Vielzahl an Maschinenhilfseinheiten, von denen eine aus einem Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug besteht, der Wechselstromgenerator mit einer angetriebenen Poly-V- Riemenscheibe ausgestattet, die eine Vielzahl an Nuten besitzt, die sich in einer Um fangsrichtung erstrecken. Ein Poly-V-Riemen, der eine Vielzahl an Erhebungen oder Vorsprüngen aufweist, die sich in einer longitudinalen Richtung erstrecken, so daß sie den Nuten der angetriebenen Poly-V-Riemenscheibe entsprechen, bildet eine Über brückung zwischen der Kurbelwellenriemenscheibe und der angetriebenen Poly-V- Riemenscheibe, so daß die Maschinenantriebskraft über den Poly-V-Riemen auf die angetriebene Poly-V-Riemenscheibe übertragen wird. Der Poly-V-Riemen ist aus einer Vielzahl von Teilen zusammengesetzt, die im wesentlichen in einer axialen Richtung der angetriebenen Poly-V-Riemenscheibe aufgeteilt sind, so daß jedes Stück oder jedes Teil der aufgeteilten Poly-V-Riemen eine Vielzahl an Erhebungen oder Vorsprüngen aufweist, die sich in einer longitudinalen Richtung erstrecken.

Bei der zuvor erläuterten Einrichtung wird die Spannungsstärke, die in einer Breitenrichtung des Poly-V-Riemens wirkt, im wesentlichen in der Mitte zwischen be nachbarten Teilen des aufgeteilten Poly-V-Riemens aufgeteilt, so daß in dem gerunde ten Poly-V-Riemen kaum Risse oder Brüche auftreten können, was zu einer Sicherung einer längeren Lebensdauer des Poly-V-Riemens führt. Ferner dient eine Verschiebung eines Wertes der natürlichen Frequenz oder Eigenfrequenz des Poly-V-Riemens um den Wechselstromgenerator herum dem Einschränken einer Zunahme in dem Schlagen eines Riemens auf Grund der Resonanz bei einer Leerlaufzeit, wenn die Umdrehungs schwankung groß ist. Darüber hinaus sind die Umdrehungen oder die Spannungen der jeweiligen Teile oder Stücke der aufgeteilten Poly-V-Riemen nicht gleich untereinander, so daß die jeweiligen Teile oder Stücke des aufgeteilten Poly-V-Riemens kaum zur gleichen Zeit in Resonanz geraten. Demzufolge wird die Lebensdauer des Poly-V-Rie mens verlängert und die Riemenschlaggeräuschentwicklung kann bei niedrigen Kosten reduziert werden, und zwar ohne die Verwendung einer herkömmlichen Kupplungsrie menscheibe.

Es ist zu bevorzugten, daß eine andere der Maschinenhilfseinheiten, die von dem Wechselstromgenerator verschieden ist, mit einer anderen angetriebenen Poly-V-Rie menscheibe ausgestattet ist, auf der die jeweiligen Teile oder Stücke von aufgeteilten Poly-V-Riemen aufgewickelt sind, und zwar parallel auf der anderen angetriebenen Poly-V-Riemenscheibe, so daß sie sich senkrecht zu der axialen Richtung derselben erstrecken, so daß die Maschinenantriebskraft von der Kurbelwellenriemenscheibe über die jeweiligen Teile oder Stücke der aufgeteilten Poly-V-Riemen nicht nur auf den Wechselstromgenerator, sondern auch auf andere der Maschinenhilfseinheiten übertra gen wird.

Ferner gelangen in bevorzugter Weise einander gegenüberliegende Seitenflächen von irgendwelchen benachbarten Teilen oder Stücken der aufgeteilten Poly-V-Riemen miteinander in Kontakt. Wenn eines der benachbarten Teile oder Stücke der aufgeteilten Poly-V-Riemen dazu neigt, zu schlagen (to flap), dient ein anderes der benachbarten Teile der aufgeteilten Poly-V-Riemen dazu, die Schlagbewegung des einen der benach barten Teile der aufgeteilten Poly-V-Riemen einzuschränken, da die sich gegenüberlie genden Seitenflächen derselben miteinander in Kontakt gelangen. Demzufolge führt diese Konstruktion auch zu einem Absenken der Riemengeräuschentwicklung auf Grund des Schlagens des Riemens, und führt auch zur Sicherstellung einer verlängerten Lebensdauer des Poly-V-Riemens.

Es ist ferner zu bevorzugten, daß die benachbarten Teile oder Stücke der aufge teilten Poly-V-Riemen mit einem nachgiebigen Teil verbunden sind, dessen Steifigkeit merklich niedriger liegt als diejenige des Poly-V-Riemens. Bei dieser Konstruktion ist die Installationsarbeit, um den Poly-V-Riemen auf die Poly-V-Riemenscheiben aufzu ziehen, einfacher, so daß die gesamten Herstellungskosten des Fahrzeugs niedriger wer den.

Darüber hinaus sind in bevorzugter Weise die jeweiligen longitudinalen Längen oder Gewichte pro Einheitslänge der aufgeteilten Poly-V-Riemen unterschiedlich, so daß die jeweiligen aufgeteilten Poly-V-Riemen daran gehindert werden, in der gleichen Frequenz in Resonanz zu geraten.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung als auch Verfahren zum Betreiben und auch die Funktion der in Beziehung stehenden Teile ergeben sich klarer aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der anhängenden Ansprüche und der Zeichnungen, die alle Teil dieser Anmeldung sind. In den Zeich nungen zeigen

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Gesamtkonstruktion einer Antriebseinrichtung einer Maschinenhilfseinheit gemäß einer ersten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht, gesehen in einer axialen Richtung einer Poly-V-Rie menscheibe, auf die ein Poly-V-Riemen gemäß der ersten Ausführungsform aufgesetzt bzw. aufgewickelt ist;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von einer der Poly-V-Riemenscheiben von Fig. 2;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang einer axialen Richtung einer Poly-V-Riemen scheibe, auf die ein Poly-V-Riemen gemäß einer dritten Ausführungsform herumgewickelt ist;

Fig. 5A eine Querschnittsansicht entlang einer axialen Richtung einer Poly-V-Riemen scheibe, auf die ein Poly-V-Riemen gemäß einer vierten Ausführungsform herumgewickelt ist;

Fig. 5B eine Querschnittsansicht entlang einer axialen Richtung einer Poly-V-Riemen scheibe, auf die ein Poly-V-Riemen gemäß einer abgewandelten Ausführungs form der vierten Ausführungsform herumgewickelt ist;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang einer axialen Richtung einer Poly-V-Riemen scheibe, auf die ein Poly-V-Riemen gemäß einer fünften Ausführungsform herumgewickelt ist;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang einer axialen Richtung einer Poly-V-Riemen scheibe, auf die ein Poly-V-Riemen gemäß einer sechsten Ausführungsform herumgewickelt ist;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang einer axialen Richtung einer Poly-V-Riemen scheibe, auf die ein Poly-V-Riemen gemäß einer siebten Ausführungsform herumgewickelt ist; und

Fig. 9 eine schematische perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Poly-V-Rie mens, der auf Poly-V-Riemenscheiben gemäß einem Stand der Technik aufge setzt ist.

Erste Ausführungsform

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Hinweis auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Gesamtkonstruktion einer Antriebsein richtung vom Serpentinentyp für eine Maschinenhilfseinheit, bei der eine Maschinen antriebskraft von einer Kurbelwellenriemenscheibe 3, die an einer Maschinenkurbel welle (nicht gezeigt) befestigt ist, über einen Riemen 1, der aus zwei Teilen oder Stücken von Poly-V-Riemen 1a und 1b zusammengesetzt ist, auf angetriebene Poly-V- Riemenscheiben von verschiedenen Maschinenhilfseinheiten übertragen wird, wie bei spielsweise eine Poly-V-Riemenscheibe 4 einer Klimaanlage, einer Poly-V-Riemen scheibe 5 eines Wechselstromgenerators, einer Poly-V-Riemenscheibe 6 einer energie unterstützten Lenkung und einer Poly-V-Riemenscheibe 7 einer Wasserpumpenriemen scheibe über angetriebene Poly-V-Riemenscheiben, wie beispielsweise eine automati sche Spannungseinstell-Poly-V-Riemenscheibe 8 und eine Leerlauf-Poly-V-Riemen scheibe 9.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die zwei Teile der Poly-V-Riemen 1a und 1b paral lel zueinander angeordnet. Jeder Teil der Poly-V-Riemen 1a oder 1b ist aus Gummi hergestellt und ist mit einer Vielzahl an Erhebungen oder Vorsprüngen 10 ausgestattet, von denen sich jeder in einer longitudinalen Richtung erstreckt. Es sind eine Vielzahl von Kerndrähten 20, die sich in einer longitudinalen Richtung parallel zueinander und parallel zu jedem der Vorsprünge oder Erhebungen 10 erstrecken, in jedem Teil der Poly-V-Riemen 1a oder 1b eingebettet. Jede der angetriebenen Poly-V-Riemenscheiben 4 bis 7 besitzt sechs Nuten 30 und ist an einem Ende von jeder Drehachse der Maschi nenhilfseinheit angeordnet, und zwar in einem sogenannten "Überhäng"-Zustand.

Wie in Fig. 2 beispielhaft dargestellt ist, die eine Querschnittsansicht entlang einer axialen Richtung einer Poly-V-Riemenscheibe 5 eines Wechselstromgenerators veran schaulicht, auf die ein Riemen 1 aufgesetzt ist, besitzt der Poly-V-Riemen 1a drei Erhe bungen oder Vorsprünge 10, die mit drei Nuten 30 von jeder der Poly-V-Riemenschei ben 4 bis 7 in Eingriff stehen, und zwar auf einer Breitenseite nahe zu jedem Hauptkör per der Maschinenhilfseinheiten. Andererseits besitzt der Poly-V-Riemen 1b drei Erhe bungen 10, die mit drei Nuten 30 von jeder der Poly-V-Riemenscheiben 4 bis 7 in Ein griff stehen, und zwar an einer Breitenseite, abgelegen von jedem Hauptkörper der Ma schinenhilfseinheiten. Nachdem die zwei Teile der Poly-V-Riemen 1a und 1b auf die jeweiligen Poly-V-Riemenscheiben 4 bis 7 der Maschinenhilfseinheiten und die Leer laufriemenscheibe 9 aufgesetzt worden sind, werden die Spannungen der zweite Teile der Poly-V-Riemen 1a und 1b in angemessener Weise mit Hilfe der automatischen Spannungseinstell-Poly-V-Riemenscheibe 8 reguliert.

Gemäß der Antriebseinrichtung für die Maschinenhilfseinheit, wie sie oben er läutert ist, ist die Spannungsstärke, die in jeder Breitenrichtung der Poly-V-Riemen 1a und 1b auf Grund der Überhäng-Anordnung von jeder der Poly-V-Riemenscheiben 4 bis 7 erzeugt wird, voneinander unabhängig. Das heißt, die Zugspannungsstärke wird in der Mitte einer Breitenrichtung zwischen den zwei Teilen der Poly-V-Riemen 1a und 1b derart aufgeteilt, daß ein Riß in dem Poly-V-Riemen 1a oder 1b kaum auftritt, was zu einer verlängerten Lebensdauer des Poly-V-Riemens 1a oder 1b führt. Ferner wird die natürliche Frequenz oder Eigenfrequenz des Poly-V-Riemens 1a oder 1b um die Poly- V-Riemenscheibe 5 des Wechselstromgenerators herum verschoben, so daß ein An wachsen des Riemenschlagens des Poly-V-Riemens 1a oder 1b zu einer Leerlaufzeit eingeschränkt wird, wenn die Umdrehungsschwankung größer ist.

Darüber hinaus ist der Abstand von Riemenscheibe zu Riemenscheibe des Poly- V-Riemens 1a, der sich von Zeit zu Zeit geringfügig ändert, und zwar durch Riemen spannung, Vibration, Temperatur und ähnliches, nicht immer der gleiche wie derjenigen des Poly-V-Riemens 1b. Die natürliche Frequenz oder Eigenfrequenz, die bei einem Riemen auftritt, läßt sich allgemein durch die im folgenden angegebene Formel aus drücken:

F = (1/2L)×(t/ρ)^1/2

worin L: der Abstand von Riemenscheibe zu Riemenscheibe ist,
T: die Spannung ist,
p: die Riemenmasse pro Einheitslänge ist.

Da nur eine geringe Wahrscheinlichkeit dafür besteht, daß die Eigenfrequenz des Poly-V-Riemens 1a die gleiche ist wie diejenige des Poly-V-Riemens 1b, kann eine Zunahme des Schlagens der Riemen 1a und 1b auf Grund einer gleichzeitigen Resonanz derselben kaum zur gleichen Zeit auftreten. Demzufolge kann ohne die Verwendung der herkömmlichen Kupplungsriemenscheibe eine Antriebseinrichtung für eine Maschinen hilfseinheit realisiert werden, die eine geringere Anzahl an Komponenten und Teilen besitzt und deren Herstellungsprozesse mit niedrigeren Kosten verbunden sind.

Zweite Ausführungsform

Die Stückzahl der Nuten 30 der Poly-V-Riemenscheibe 5 gemäß der ersten Aus führungsform ist auf sechs (6) beschränkt, kann jedoch auch sieben (7) oder mehr oder auch weniger als sieben betragen, wobei die Stückzahl der Erhebungen 10 des Poly-V- Riemens 1 der Stückzahl der Nuten 30 entspricht. Im Falle von sieben oder noch mehr Nuten 30 wird der Grad des Überhängens heraus aus dem Hauptkörper der Maschinen hilfseinheit in Verbindung mit der Poly-V-Riemenscheibe 5 noch verstärkt, so daß sich ein Vorteil bei der Verwendung einer Vielzahl von Teilen (zwei Teilen) eines Poly-V- Riemens 1 ergibt, der in einer axialen Richtung der Poly-V-Riemenscheibe 5 aufgeteilt ist, zumal dieser Vorteil im Hinblick darauf ausgeprägter ist, daß noch eine größere Le bensdauer des Riemens 1 erreicht wird. Selbst im Falle von weniger als sechs Nuten, wenn die Poly-V-Riemenscheibe 5 an einer stärker überhängenden Position angeordnet ist, und zwar auf Grund einer Konstruktionseinschränkung (layout limitation) der Ma schinenhilfseinheit, führt die Verwendung einer Vielzahl an Teilen (zwei Teilen) der aufgeteilten Poly-V-Riemen zu dem gleichen bestimmten Vorteil, wie er oben erläutert Ist.

Dritte Ausführungsform

Anstatt die sich in Längsrichtung erstreckenden Erhebungen 10 in zwei Gruppen aufzuteilen, von denen jede drei Erhebungen gemäß der ersten Ausführungsform auf weist, können die Erhebungen 10 in drei Gruppen aufgeteilt werden, von denen jede zwei Erhebungen aufweist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn die Stückzahl der Nuten 30 der Poly-V-Riemenscheibe 5 sieben oder mehr beträgt, können sieben oder mehr der Erhebungen 10 des Poly-V-Riemens 1 in mehr als drei Gruppen aufgeteilt werden. Demzufolge wird die Spannungsstärke, die in einer Breitenrichtung erzeugt wird, in der Mitte aufgeteilt zwischen jeweiligen benachbarten zwei der Poly-V-Riemen 1a, 1b und 1c, so daß der Vorteil, daß ein Brechen oder Rißbildung des Riemens verhindert wird, noch ausgeprägter in Erscheinung tritt.

Vierte Ausführungsform

Zusätzlich zur Aufteilung der sich in Längsrichtung erstreckenden Erhebungen 10 in zwei Gruppen, von denen jede drei Erhebungen wie bei der ersten Ausführungsform aufweist, können die Seiten- und/oder oberen Oberflächen der aufgeteilten Poly-V-Rie men 1a und 1b über ein nachgiebiges Teil 100 miteinander verbunden sein, welches kein Kerndrähte enthält und dessen Materialsteifigkeit niedriger ist als diejenige des Poly-V-Riemens 1, wie dies in den Fig. 5A und 5B veranschaulicht ist. Diese Kon struktion dient nicht nur dazu, eine längere Lebensdauer des Poly-V-Riemens sicherzu stellen, sondern auch dazu, den Poly-V-Riemen 1 einfach auf die Poly-V-Riemen scheibe 5 aufziehen zu können, was zu niedrigeren Gesamtherstellungskosten eines Fahrzeugs führt. Die vierte Ausführungsform kann mit der dritten Ausführungsform kombiniert werden.

Fünfte Ausführungsform

Anstatt die Erhebungen 10, die sich in Längsrichtung erstrecken, in zwei Gruppen aufzuteilen, von denen jede drei Erhebungen wie bei der ersten Ausführungsform auf weist, können die Erhebungen oder Vorsprünge 10 in zwei Gruppen aufgeteilt werden, wobei eine Gruppe zwei Erhebungen und die andere Gruppe vier Erhebungen aufweist, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Bei dieser Konstruktion ist die Masse pro Einheitslänge der jeweiligen Teile der aufgeteilten Poly-V-Riemen 1a und 1b untereinander verschieden, so daß kaum eine gleichzeitige Resonanz der aufgeteilten Poly-V-Riemen 1a und 1b auftreten kann, wie sich dies aus der oben angegebenen Formel in Verbindung mit der Eigenfrequenz des Riemens ergibt. Die fünfte Ausführungsform kann mit irgendeiner der zweiten bis vierten Ausführungsformen kombiniert werden.

Sechste Ausführungsform

Obwohl ein Spalt zwischen den sich jeweils gegenüberliegenden Seitenflächen der aufgeteilten Poly-V-Riemen 1a und 1b gemäß der ersten Ausführungsform vorhanden ist, können die einander gegenüberliegenden Seitenflächen miteinander in Kontakt stehen, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Wenn bei dieser Konstruktion einer der aufgeteil ten Poly-V-Riemen 1a oder 1b zu schlagen beginnt und in Resonanz gerät, dient der andere eine der aufgeteilten Poly-V-Riemen 1b oder 1a dazu, das in Resonanz geraten und schlagen des einen der aufgeteilten Poly-V-Riemen 1a oder 1b einzuschränken, und zwar auf Grund des gegenseitigen Reibungskontaktes der sich gegenüberliegenden Sei tenflächen der aufgeteilten Poly-V-Riemen 1a und 1b. Das heißt, die aufgeteilten Poly- V-Riemen 1a und 1b arbeiten derart, daß sie gegenseitig die Riemenbewegungen ein schränken, so daß ein Schlagen des Riemens und die Geräuschentwicklungen einge schränkt werden, was zu einer verlängerten Lebensdauer des Riemens führt.

Anstelle den Poly-V-Riemen 1 an und entlang einem Ausnehmungsabschnitt auf zuteilen, der zwischen zwei der sich in Längsrichtung erstreckenden Erhebungen 10 ausgebildet ist, und zwar bei irgendeiner der oben erläuterten Ausführungsformen, kann der Poly-V-Riemen 1 auch an und entlang von irgendeinem der sich längs erstreckenden Erhebungen 10 aufgeteilt sein, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Wenn insbesondere die Stückzahl der Nuten 30 der Poly-V-Riemenscheibe 5 ungeradzahlig ist und der Poly-V- Riemen 1 in zwei Teile aufgeteilt ist, besitzen die aufgeteilten Poly-V-Riemen 1a und 1b die gleichen Gestalten, so daß die Poly-V-Riemen 1a und 1b unter Verwendung einer standardisierten Herstellungsform mit geringeren Kosten hergestellt werden können.

Die bei den oben erläuterten Ausführungsformen gezeigte Riemenkonstruktion ist nicht nur bei einer Poly-V-Riemenscheibe 5 des Wechselstromgenerators anwendbar, sondern auch bei den Poly-V-Riemenscheiben 4, 6 oder 7 der Maschinenhilfseinheiten, die von dem Wechselstromgenerator verschieden sind.

Um ferner einen Unterschied in jeder Masse pro Längeneinheit der aufgeteilten Poly-V-Riemen zu erreichen, kann jede Höhe der aufgeteilten Poly-V-Riemen in einer Dickenrichtung unterschiedlich ausgebildet sein, und zwar anstelle von oder zusätzlich zum Aufteilen des Riemens 1, um dadurch jede Anzahl an Erhebungen 10 der aufge teilten Poly-V-Riemenscheibe unterschiedlich zu gestalten.

Ferner kann jede longitudinale Länge der aufgeteilten Poly-V-Riemen oder die Stückzahl oder die Dicke der Kerndrähte der aufgeteilten Poly-V-Riemen unterschied lich sein, um die jeweilige Spannung von den aufgeteilten Poly-V-Riemenscheiben zu variieren. Bei dieser Konstruktion kann eine gleichzeitige Resonanz der aufgeteilten Poly-V-Riemen kaum auftreten, wie dies auch aus der oben angegebenen Formel in Verbindung mit der Eigenfrequenz des Poly-V-Riemens hervorgeht, so daß die Rie mengeräuschentwicklung reduziert wird und die Lebensdauer des Riemens verlängert wird.

Darüber hinaus ist die Antriebseinrichtung für eine Maschinenhilfseinheit nicht auf den Serpentinentyp beschränkt, der bei der ersten Ausführungsform dargestellt ist, sondern kann aus irgendeinem Typ bestehen, beispielsweise einem solchen, bei dem die Kurbelwellenriemenscheibe Vielfachstufen aufweist und die jeweiligen Stufen der Kur belwellenriemenscheibe mit jeweiligen angetriebenen Riemenscheiben der Maschinen hilfseinheiten über eine Vielzahl von Riemen verbunden sind.

Claims

1. Antriebseinrichtung für eine Maschinenhilfseinheit zum Übertragen einer Ma schinenantriebskraft von einer Kurbelwellenriemenscheibe (3), die an der Ma schinenkurbelwelle befestigt ist, auf eine Vielzahl von Maschinenhilfseinheiten (4 bis 7), von denen eine Einheit aus einem Wechselstromgenerator für ein Fahr zeug besteht, mit:
einer angetriebenen Poly-V-Riemenscheibe (5), die wenigstens in dem Wechsel stromgenerator vorgesehen ist, und eine Vielzahl an Nuten (30) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung erstrecken; und
einem Poly-V-Riemen (1), der eine Vielzahl an Erhebungen (10) aufweist, die sich parallel in einer longitudinalen Richtung erstrecken, so dass sie den Nuten der angetriebenen Poly-V-Riemenscheibe entsprechen und eine Überbrückung zwischen der Kurbelwellenriemenscheibe und der angetriebenen Poly-V-Rie menscheibe bilden, so dass die Maschinenantriebskraft über den Poly-V-Riemen auf die angetriebene Poly-V-Riemenscheibe übertragen wird,
wobei der Poly-V-Riemen aus einer Vielzahl an Stücken (1a, 1b, 1c) zusammen gesetzt ist, die im wesentlichen in einer axialen Richtung der angetriebenen Poly-V-Riemenscheibe aufgeteilt sind, so dass jedes Stück der aufgeteilten Poly- V-Riemen eine Vielzahl an Erhebungen aufweist, die sich in einer longitudinalen Richtung erstrecken.

2. Antriebseinrichtung für eine Maschinenhilfseinheit nach Anspruch 1, bei der eine andere der Maschinenhilfseinheiten, die von dem Wechselstromgenerator verschieden ist, mit einer anderen angetriebenen Poly-V-Riemenscheibe (4, 6, 7) ausgestattet ist, auf der jeweilige Stücke der aufgeteilten Poly-V-Riemen parallel zueinander auf dieser anderen angetriebenen Poly-V-Riemenscheibe herumge führt sind, so dass sie senkrecht zur axialen Richtung derselben positioniert sind, so dass die Maschinenantriebskraft von der Kurbelwellenriemenscheibe über die jeweiligen Stücke der aufgeteilten Poly-V-Riemen nicht nur auf den Wechsel stromgenerator, sondern auch auf die andere der Maschinenhilfseinheiten über tragen wird.

3. Antriebseinrichtung für eine Maschinenhilfseinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der die einander gegenüberliegenden Seitenflächen von jeglichen benachbarten Stücken der aufgeteilten Poly-V-Riemen miteinander in Berührung stehen.

4. Antriebseinrichtung für eine Maschinenhilfseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit:
einem nachgiebigen Teil (100), mit dem die benachbarten Stück der aufgeteilten Poly-V-Riemen aneinandergefügt sind, wobei die Steifigkeit des nachgiebigen Teiles sehr viel niedriger liegt als diejenige des Poly-V-Riemens.

5. Antriebseinrichtung für eine Maschinenhilfseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die jeweiligen longitudinalen Längen der aufgeteilten Poly-V-Rie men unterschiedlich sind.

6. Antriebseinrichtung für eine Maschinenhilfseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die jeweiligen Gewichte pro Einheitslänge der aufgeteilten Poly-V- Riemen unterschiedlich sind.