DE102011104242A1 - Crankshaft pulley - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit mindestens einem Freilauf und einem Getriebe. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Getriebe in der Kurbelwellenriemenscheibe mit einer Bremseinrichtung außerhalb der Kurbelwellenriemenscheibe kombiniert ist.The invention relates to a crankshaft pulley for transmitting torque between a crankshaft and a belt drive, with at least one freewheel and a gear. The invention is characterized in that the transmission in the crankshaft pulley is combined with a braking device outside of the crankshaft pulley.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit mindestens einem Freilauf und einem Getriebe.The invention relates to a crankshaft pulley for transmitting a torque between a crankshaft and a belt drive, with at least one freewheel and a transmission.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kurbelwellenriemenscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere im Hinblick auf unterschiedliche Betriebsfunktionen und/oder den benötigten Bauraum, weiter zu optimieren.The object of the invention is to further optimize a crankshaft pulley according to the preamble of
Die Aufgabe ist bei einer Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit mindestens einem Freilauf und einem Getriebe, dadurch gelöst, dass das Getriebe in der Kurbelwellenriemenscheibe mit einer Bremseinrichtung außerhalb der Kurbelwellenriemenscheibe kombiniert ist. Durch die Bremseinrichtung können auf einfache Art und Weise unterschiedliche Betriebsarten, zum Beispiel eines Startergenerators und/oder eine Standklimatisierung, realisiert werden. Darüber hinaus ermöglicht die Bremseinrichtung ein bedarfsabhängiges Aktivieren und/oder Deaktivieren des Getriebes in bestimmten Betriebszuständen, wie zum Beispiel der Standklimatisierung. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind der Freilauf und das Getriebe im Inneren der Kurbelwellenriemenscheibe angeordnet. Eine Tilgermasse ist vorzugsweise ebenfalls im Inneren der Kurbelwellenriemenscheibe angeordnet. Demgegenüber ist die Bremseinrichtung außerhalb der Kurbelwellenriemenscheibe, insbesondere radial außerhalb einer Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe, angeordnet. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Bremseinrichtung in axialer Richtung überlappend zu der Kurbelwellenriemenscheibe angeordnet. Dabei ist die Bremseinrichtung vorzugsweise in der Nähe der Kurbelwellenriemenscheibe angeordnet. Dadurch können alle angesprochenen Funktionen bauraumneutral integral verwirklicht werden. Der Freilauf kann für einen Impulsstart mit Hilfe der Bremseinrichtung überbrückt werden, so dass der Startergenerator über das Getriebe die Kurbelwelle antreiben kann.The object is achieved in a crankshaft pulley for transmitting a torque between a crankshaft and a belt drive, with at least one freewheel and a transmission, characterized in that the transmission is combined in the crankshaft pulley with a braking device outside the crankshaft pulley. By the braking device different modes, for example, a starter generator and / or a stationary air conditioning can be realized in a simple manner. In addition, the braking device allows a demand-dependent activation and / or deactivation of the transmission in certain operating conditions, such as the stationary air conditioning. According to an essential aspect of the invention, the freewheel and the transmission are arranged in the interior of the crankshaft pulley. An absorber mass is preferably also arranged in the interior of the crankshaft pulley. In contrast, the braking device is arranged outside the crankshaft pulley, in particular radially outside a belt track of the crankshaft pulley. According to a further aspect of the invention, the braking device is arranged in the axial direction overlapping the crankshaft pulley. In this case, the braking device is preferably arranged in the vicinity of the crankshaft pulley. As a result, all the functions mentioned can be realized in a space-independent manner. The freewheel can be bridged for a pulse start by means of the braking device, so that the starter generator can drive the crankshaft via the transmission.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung als reibschlüssige oder formschlüssige Elektrobremse ausgeführt ist. Die Bremseinrichtung umfasst vorzugsweise einen Spulenträger mit einer Spule, die ein Magnetfeld erzeugt, wenn sie bestromt wird. Durch das Magnetfeld kann ein Anker der Bremseinrichtung bedarfsabhängig angezogen werden, um die Bremseinrichtung zu schließen. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird durch Schließen der Bremseinrichtung das Getriebe bedarfsabhängig aktiviert beziehungsweise deaktiviert.A preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the braking device is designed as a frictional or positive electric brake. The braking device preferably comprises a coil carrier with a coil which generates a magnetic field when it is energized. As a result of the magnetic field, an armature of the braking device can be attracted as needed to close the braking device. According to an essential aspect of the invention, the transmission is activated or deactivated as required by closing the brake device.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung einen bewegbaren Ankerkörper und einen feststehenden Spulenträger umfasst, die Reibpartner oder Formschlusspartner der Bremseinrichtung darstellen. Der Spulenträger dient zur Aufnahme der Spule der Bremseinrichtung. Feststehend bedeutet, dass der Spulenträger relativ zu der Kurbelwellenriemenscheibe feststeht. Zu diesem Zweck ist der Spulenträger an einer Tragstruktur, zum Beispiel an einem Kurbelgehäuse, außerhalb der Kurbelwellenriemenscheibe befestigt. Der feststehende Spulenträger liefert den Vorteil, dass keine Drehdurchführung für die Spannungsversorgung der Spule benötigt wird.A further preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the braking device comprises a movable anchor body and a stationary coil carrier, which represent friction partners or form-fitting partners of the braking device. The bobbin serves to receive the coil of the braking device. Fixed means that the bobbin is fixed relative to the crankshaft pulley. For this purpose, the bobbin is attached to a support structure, for example to a crankcase, outside the crankshaft pulley. The fixed coil support provides the advantage that no rotary feedthrough is required for the voltage supply of the coil.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerkörper und/oder der Spulenträger der Bremseinrichtung radial außerhalb einer Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe angeordnet sind/ist. Der Ankerkörper und der Spulenträger sind vorzugsweise radial außerhalb und in axialer Richtung überlappend zu der Kurbelwellenriemenscheibe, insbesondere der Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe, angeordnet. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird durch die Bremseinrichtung kein zusätzlicher axialer Bauraum beansprucht.A further preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the anchor body and / or the coil carrier of the brake device are arranged radially outside a belt track of the crankshaft pulley / is. The anchor body and the coil carrier are preferably arranged radially outside and in the axial direction overlapping the crankshaft pulley, in particular the belt track of the crankshaft pulley. According to a further aspect of the invention, no additional axial space is claimed by the braking device.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Planetengetriebe mit einem Hohlrad ausgeführt ist, das drehfest mit dem Ankerkörper der Bremseinrichtung verbunden ist. Das Hohlrad ist in der Kurbelwellenriemenscheibe angeordnet, das heißt radial innerhalb der Riemenspur. Der Ankerkörper ist dagegen außerhalb der Riemenspur angeordnet. Der Ankerkörper ist zum Beispiel durch ein Verbindungselement, zum Beispiel ein Blechteil, mit dem Hohlrad verbunden. Der Ankerkörper kann auch einstückig mit dem Hohlrad ausgeführt sein.A further preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the transmission is designed as a planetary gear with a ring gear which is rotatably connected to the anchor body of the braking device. The ring gear is disposed in the crankshaft pulley, that is radially within the belt track. The anchor body, however, is located outside the belt track. The anchor body is connected, for example by a connecting element, for example a sheet metal part, with the ring gear. The anchor body can also be made in one piece with the ring gear.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerkörper im unbestromten Zustand einer Spule der Bremseinrichtung in axialer Richtung von dem Spulenträger beabstandet ist. Der Ankerkörper ist im unbestromten Zustand der Spule, zum Beispiel durch die Vorspannkraft einer Federeinrichtung, so von dem Spulenträger beabstandet, dass kein Reibschluss zwischen dem Ankerkörper und dem Spulenträger auftritt. Die Bremseinrichtung ist normalerweise vorzugsweise geöffnet. Zu einem Verbrennerstart, das heißt zum Starten einer Brennkraftmaschine mit Hilfe eines Startergenerators, wird das Planetengetriebe mit Hilfe der Bremseinrichtung aktiviert.A further preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the armature body is spaced in the axial direction of the bobbin in the de-energized state of a coil of the braking device. The anchor body is in the de-energized state of the coil, for example, by the biasing force of a spring device, spaced from the bobbin that no frictional engagement between the Anchor body and the bobbin occurs. The braking device is normally preferably open. For a combustion start, that is to start an internal combustion engine with the aid of a starter generator, the planetary gear is activated by means of the braking device.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerkörper mit dem Hohlrad im bestromten Zustand der Spule so abgebremst wird, dass eine beziehungsweise die Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe über das Getriebe mit der Kurbelwelle gekoppelt wird. Über das mit Hilfe der Bremseinrichtung aktivierte Planetengetriebe kann auf einfache Art und Weise ein zum Verbrennerstart benötigtes Drehmoment bereitgestellt werden.Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the anchor body is braked with the ring gear in the energized state of the coil so that one or the belt track of the crankshaft pulley is coupled via the transmission with the crankshaft. About the activated by means of the braking device planetary gear can be provided in a simple manner required for starting the engine torque.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellenriemenscheibe einen Riemenscheibenfreilauf mit einem Innenring, der zusammen mit einem Planetenträger des Planetengetriebes drehfest mit der Kurbelwelle verbunden ist, und mit einem Außenring umfasst, der drehfest mit der Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe verbunden ist. Der zwischen der Kurbelwelle und der Riemenspur wirksame Riemenscheibenfreilauf dient zum Beispiel dazu, Drehmomentstöße im Generatorbetrieb der Kurbelwellenriemenscheibe zu dämpfen.Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the crankshaft pulley comprises a pulley freewheel having an inner ring which is rotatably connected together with a planetary carrier of the planetary gear with the crankshaft, and having an outer ring which is rotatably connected to the belt track of the crankshaft pulley. The pulley freewheel effective between the crankshaft and the belt track, for example, serves to dampen torque surges in the generator operation of the crankshaft pulley.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring des Riemenscheibenfreilaufs mit einem Sonnenrad des Planetengetriebes kombiniert ist. Kombiniert bedeutet, dass der Außenring des Riemenscheibenfreilaufs einstückig mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes verbunden sein kann. Der Außenring kann aber auch stoffschlüssig und mit Hilfe von Befestigungselementen fest mit dem Sonnenrad verbunden sein.Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the outer ring of the pulley freewheel is combined with a sun gear of the planetary gear. Combined means that the outer ring of the pulley freewheel can be integrally connected to the sun gear of the planetary gear. But the outer ring can also be firmly bonded to the sun gear and with the help of fasteners.
Alternativ zu den beiden vorstehenden Ausführungsbeispielen können die drehfesten Verbindungen des Freilaufs auch vertauscht werden.As an alternative to the two preceding embodiments, the rotationally fixed connections of the freewheel can also be reversed.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger der Bremseinrichtung zwei Ausnehmungen zum Durchführen zumindest eines Abschnitts eines Riemens des Riementriebs aufweist. Die Größe der Ausnehmungen hängt von der Größe und Anordnung des Spulenträgers außerhalb der Kurbelwellenriemenscheibe ab. Die Größe und Gestalt der Ausnehmungen hängt auch von dem Riemen selbst und der Anordnung des Riemens in dem Riementrieb ab. Die Größe und Gestalt der Ausnehmungen sind vorzugsweise so gewählt, dass die Funktion des Riemens im Betrieb des Riementriebs nicht beeinträchtigt wird. Die Ausnehmungen können als einseitig offene Schlitze ausgeführt sein, in welche zumindest ein Teil des Riemens eingreift.A further preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the coil carrier of the braking device has two recesses for performing at least a portion of a belt of the belt drive. The size of the recesses depends on the size and arrangement of the bobbin outside the crankshaft pulley. The size and shape of the recesses also depends on the belt itself and the arrangement of the belt in the belt drive. The size and shape of the recesses are preferably selected so that the function of the belt is not affected during operation of the belt drive. The recesses may be designed as unilaterally open slots, in which engages at least a portion of the belt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie er zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:
In den
Die Kurbelwellenriemenscheibe
In die Kurbelwellenriemenscheibe
In die Kurbelwellenriemenscheibe
In die Kurbelwellenriemenscheibe
Die in den
Wenn der Ankerkörper
Wenn die Brennkraftmaschine, die auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird, in einem so genannten Start/Stopp-Betrieb oder bei einem rein elektrischen Fahren des Hybridfahrzeugs, stillsteht, das heißt kein Drehmoment abgibt, dann kann bei geöffneter Bremseinrichtung
Nach einem Startvorgang der Brennkraftmaschine wird die Bremseinrichtung
Bei dem in
Der Tilgermassenträger
Der Außenring
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der parallel zu den Wälzlagern
In
Die Bremseinrichtung
Zum Starten des Verbrennungsmotors wird die normalerweise geöffnete Bremseinrichtung
Nach dem Starten des Verbrennungsmotors wird die Bestromung der Bremseinrichtung
Bei negativen Momentenstößen kann der Riementrieb aufgrund seiner Trägheit die Kurbelwelle
Um ein Klappern der Verzahnungen des Planetengetriebes
Bei stehendem Verbrennungsmotor und nicht bestromter Bremsvorrichtung
Wenn der Verbrennungsmotor während der Standklimatisierung gestartet werden soll, was auch als Impulsstart bezeichnet wird, dann wird die reibschlüssige Bremseinrichtung
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- KurbelwellenriemenscheibeCrankshaft pulley
- 22
- Riemenspurbelt track
- 44
- Kurbelwellecrankshaft
- 55
- Drehachseaxis of rotation
- 66
- RiemenscheibenfreilaufPulley one-way
- 77
- TilgermassenträgerTilgermassenträger
- 88th
- Gummispurrubber track
- 99
- Tilgermasseabsorber mass
- 1010
- Planetengetriebeplanetary gear
- 1111
- Hohlradring gear
- 1212
- Planetenräderplanetary gears
- 1313
- Planetenträgerplanet carrier
- 1414
- Sonnenradsun
- 2020
- Bremseinrichtungbraking means
- 2222
- Spulenträgercoil carrier
- 2323
- SpuleKitchen sink
- 2424
- Verbindungselementconnecting element
- 2525
- Kurbelgehäusecrankcase
- 2828
- Ankerkörperanchor body
- 2929
- Verbindungselementconnecting element
- 3030
- Riemenbelt
- 3131
- Ausnehmungrecess
- 3232
- Ausnehmungrecess
- 4141
- Innenringinner ring
- 4242
- Außenringouter ring
- 4444
- MontageschraubeMounting screw
- 4545
- Wälzlagerroller bearing
- 4646
- Wälzlagerroller bearing
- 4848
- Verbindungsabschnittconnecting portion
- 4949
- Flanschflange
- 6060
- Verbindungsflanschconnecting flange
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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