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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen automatischen (bzw. selbstätigen) Riemenspanner bzw. Riemenstraffer für einen Motor (z.B. einen Verbrennungsmotor).
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Hintergrund
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Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bereit, welche sich auf die vorliegende Erfindung beziehen, und können nicht Stand der Technik begründen.
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Ein Hybridfahrzeug ist im allgemeinen ein Fahrzeug, welches unter Verwendung eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors als Antriebsquellen fährt, und ein umweltfreundliches Fahrzeug, welches unter Verwendung von sowohl Energie, welche aus fossilem Kraftstoff erzeugt wird, als auch elektrischer Energie fährt, wodurch Abgas verringert wird und eine Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
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1 stellt schematisch ein Beispiel von Strukturen eines Verbrennungsmotors und eines Antriebselektromotors, welche Antriebsquellen für einen Betrieb des Hybridfahrzeugs sind, und eines Hybrid-Antriebsstrangs dar, welcher eine Verbrennungsmotorkupplung und ein Getriebe zur Leistungsübertragung aufweist.
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Wie in 1 dargestellt, weist eine Struktur eines Antriebsstrangs, welcher ein Antriebssystem, wie z.B. einen Verbrennungsmotor, einen Antriebselektromotor und eine Leistungsübertragungsvorrichtung aufweist, in dem Hybridfahrzeug auf: einen Verbrennungsmotor 1 und einen Antriebselektromotor 3, welche Antriebsquellen zum Antreiben des Fahrzeugs sind und in Reihe angeordnet sind, eine Verbrennungsmotorkupplung 2, welche zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem Antriebselektromotor 3 angeordnet ist, um zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem Antriebselektromotor 3 eine Leistungsübertragung zu blockieren oder Leistung zu übertragen, einen Wechselrichter 5, welcher den Antriebselektromotor 3 betreibt und steuert, ein Getriebe 4, welches eine Drehzahl der Leistung des Verbrennungsmotors 1 und des Antriebselektromotors 3 anpasst und eine Leistung an eine Antriebswelle überträgt, und einen Hybrid-Starter-und-Generator (HSG) 7, welcher mit dem Verbrennungsmotor 1 verbunden ist, um in der Lage zu sein, Leistung an den Verbrennungsmotor 1 zu übertragen.
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Unter den obigen Strukturen überträgt die Verbrennungsmotorkupplung 2 Leistung oder blockiert sie eine Leistungsübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem Antriebselektromotor 3 durch einen Eingriffsvorgang / Einrückvorgang und einen Öffnungsvorgang / Lösevorgang unter Verwendung eines Hydraulikdrucks.
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Eine Batterie 6, welche eine Leistungsquelle (elektrische Leistungsquelle) für den Antriebselektromotor 3 ist, ist mit dem E-Motor durch den Wechselrichter 5 verbunden, um geladen und entladen zu werden, und der Wechselrichter 5 wandelt einen Gleichstrom der Batterie 6 in einen dreiphasigen Wechselstrom um und beaufschlagt den Motor mit dem dreiphasigen Wechselstrom, um die Motoren 3 und 7 zu betreiben.
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Der Hybrid-Starter-und-Generator (HSG) 7, welcher üblicherweise mit dem Verbrennungsmotor durch den Riemen verbunden ist, ist als ein Motor mit einer Leistungsfähigkeit bereitgestellt, welche kleiner ist als die des Antriebselektromotors 3, und startet den Verbrennungsmotor durch Übertragung seiner eigenen Leistung an den Verbrennungsmotor 1 durch den Riemen oder erzeugt Elektrizität unter Verwendung einer von dem Verbrennungsmotor aus übertragenen Rotationskraft (z.B. eines Drehmoments), und die Batterie 6 wird mit elektrischer Energie geladen, welche durch den Vorgang der Erzeugung von Elektrizität erzeugt wird.
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Ein System, bei welchem entsprechend dem Fahrzeugtyp der Hybrid-Starter-und-Generator (HSG) eine Verbrennungsmotorleistung als eine Antriebsquelle zum Antreiben des Fahrzeugs ergänzt, ohne den Antriebselektromotor zu verwenden, ist ebenfalls bekannt.
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Eine Scheibe (z.B. eine Riemenscheibe) des Hybrid-Starter-und-Generators ist mit einer Kurbelwellenscheibe (z.B. einer Kurbelwellenriemenscheibe), welche an einer Kurbelwelle (C/S) angebracht ist, durch den Riemen verbunden, um in der Lage zu sein, eine Leistung zwischen diesen zu übertragen, und der Hybrid-Starter-und-Generator wird durch den bzw. als Motor betrieben und überträgt eine Rotationskraft (z.B. ein Drehmoment) der Kurbelwelle durch den Riemen, um den Verbrennungsmotor zu starten / anzulassen.
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Der Hybrid-Starter-und-Generator wird als ein elektrischer Generator beim Betrieb des Verbrennungsmotors betrieben und erzeugt elektrische Energie durch Erhalten einer Rotationskraft des Verbrennungsmotors, das heißt einer Rotationskraft der Kurbelwelle durch den Riemen, und die Batterie wird geladen.
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Der Hybrid-Starter-und-Generator wird insbesondere als ein Motor betrieben, während das Fahrzeug fährt, und überträgt Rotationskraft durch den Riemen hin zu der Verbrennungsmotorseite, so dass eine Drehmomentverstärkung, bei welcher ein Drehmoment des Hybrid-Starter-und-Generators als ein Antriebsdrehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs bereitgestellt wird, durchgeführt werden kann, und der Hybrid-Starter-und-Generator wird als ein elektrischer Generator betrieben, wenn das Fahrzeug gebremst wird oder rollt (z.B. ausrollt), so dass eine Energierückgewinnung, bei welcher elektrische Energie durch eine Rotationskraft, welche von dem Verbrennungsmotor aus durch den Riemen übertragen wird, erzeugt wird und die Batterie geladen wird, durchgeführt werden kann.
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Wenn Hilfsmaschinenkomponente (z.B. Nebenaggregate), welche den Hybrid-Starter-und-Generator (HSG) aufweisen und welche mit dem Verbrennungsmotor durch den Riemen verbunden sind, um in der Lage zu sein, Leistung zu übertragen, auf den Verbrennungsmotor angewendet werden, wird ein automatischer Spanner / Straffer angebracht, um die Spannung des Riemens, d.h. des Hilfsmaschinenriemens (z.B. des Nebenaggregatriemens), automatisch einzustellen und aufrechtzuerhalten.
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Bei dem Verbrennungsmotor für ein Hybridfahrzeug erhält der Hybrid-Starter-und-Generator eine Leistung von dem Verbrennungsmotor und überträgt eine Leistung hin zu dem Verbrennungsmotor durch den Riemen, und ein Gestrafft-Zustand und ein Gelockert-Zustand des Hilfsmaschinenriemens werden abhängig von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors und einem Betriebszustand des Hybrid-Starter-und-Generators kontinuierlich verändert.
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Zwei oder mehr existierende automatische Spanner werden deshalb mitunter in dem Verbrennungsmotor angebracht, und 2 stellt ein Beispiel dar, in welchem zwei mechanische automatische Spanner 16 und 17 an einem einzigen Hilfsmaschinenriemen 15 angebracht sind, welcher zwischen einer Kurbelwellenscheibe 11 und einer Scheibe 14 des Hybrid-Starter-und-Generators 13 verbunden ist.
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In einem Fall, in welchem die zwei mechanischen automatischen Spanner 16 und 17 angebracht sind, ist jedoch eine Anordnung an einem Anbringungsabschnitt der Verbrennungsmotorseite kompliziert und kann es schwierig sein, die zwei automatischen Spanner entsprechend dem Verbrennungsmotortyp anzubringen.
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Da die automatischen Spanner in einer Doppelt-Weise (bzw. in doppelter Ausführung) verwendet werden, kann die Spannung des Riemens übermäßig erhöht werden, und als ein Ergebnis davon gibt es Probleme dahingehend, dass eine Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verschlechtert sein kann und Gewicht und Kosten erhöht sein können.
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Um die obigen Probleme zu lösen, wurden ein Spanner vom Ω-Typ und ein Spanner vom Y-Typ entwickelt und verwendet.
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Die internationale Patentveröffentlichung Nummer
WO 2012-049030 (19. April 2012) offenbart den Spanner vom Ω-Typ, und der Spanner vom Ω-Typ ist direkt angebracht an einer Fläche einer Komponentenvorderfläche, an welcher eine Scheibe einer Hilfsmaschinenkomponente, wie zum Beispiel eines Hybrid-Starter-und-Generators, angeordnet ist, und stützt einen Riemen an beiden Seiten der Scheibe ab.
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Bei dem Spanner vom Ω-Typ werden Spanner-Rollen bzw. Spannrollen (auch Räder genannt), welche an beiden Enden eines Arms, welcher in einer Ω-Form angeordnet ist, angebracht sind, relativ bewegt, um die Spannung des Riemens, welcher wiederholt gestrafft und gelockert wird, automatisch einzustellen.
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Wir haben jedoch herausgefunden, dass, da der Spanner vom Ω-Typ direkt an der Vorderseitenfläche des Hybrid-Starter-und-Generators angebracht werden muss, der Spanner vom Ω-Typ Nachteile hinsichtlich einer Anordnung und Montageeigenschaften aufweist.
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3 (bzw. 3A und 3B) ist eine Ansicht, welche den Spanner vom Y-Typ darstellt. Wie dargestellt, ist ein Spanner vom Y-Typ 20 ein mechanische Spanner, welcher insgesamt eine Y-Form aufweist, und weist er eine einzelne Spannfeder 21, einen einzelnen Dämpfungsschuh 22, zwei Arme 23a und 23b, welche in einer Y-Form verbunden sind, und Spanner-Rollen 24a und 24b auf, welche jeweilig an Enden der Armen 23a und 23b angebracht (z.B. eine Rolle an einem Ende des jeweiligen Arms) sind und einen Riemen 15 abstützen.
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Der Spanner vom Y-Typ 20 weist zwei Drehpunkte auf, welche Rotationszentren der Arme 23a und 23b sind, und die Arme 23a und 23b bewegen sich relativ basierend auf den zwei Drehpunkten, um die Spannung des Riemens 15 einzustellen.
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Der Spanner vom Y-Typ hat eine große Abmessung (bzw. große Abmessungen), und wir haben herausgefunden, dass als ein Ergebnis davon es Probleme dahingehend gibt, dass der Spanner vom Y-Typ einen Nachteil hinsichtlich einer Anordnung bzw. eines Layouts aufweist, dass Herstellungskosten hoch sind, dass der Spanner vom Y-Typ hinsichtlich des Gewichts schwer ist, dass sich eine Dämpfungskraft aufgrund von Abnutzung und dergleichen verschlechtern kann und dass eine Haltbarkeit des Spanners vom Y-Typ gering ist.
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Erläuterung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt einen automatischen (bzw. selbstätigen) Riemenspanner bzw. Riemenstraffer für einen (Verbrennungs-)Motor bereit, welcher eine einfache Struktur und eine geringe Größe hat und ein Gewicht und Herstellungskosten verringern kann.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen automatischen Riemenspanner für einen (Verbrennungs-)Motor bereit, welcher effektiv eine Spannung eines Hilfsmaschinenriemens (z.B. eines Nebenaggregatriemens) einstellen kann, welche sich abhängig von einem Betriebszustand eines (Verbrennungs-)Motors für ein Hybridfahrzeug und eines Betriebszustands eines Hybrid-Starter-und-Generators (HSG) mannigfaltig verändert.
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In einem Aspekt offenbart die vorliegende Erfindung einen automatischen (bzw. selbstätigen) Riemenspanner bzw. Riemenstraffer für einen Verbrennungsmotor, welcher eine Spannung eines Riemens zum Übertragen einer Rotationskraft (z.B. eines Drehmoments) zwischen einem Verbrennungsmotor und einer Hilfsmaschinenkomponente (z.B. einer Nebenaggregatkomponente) automatisch einstellt, wobei der automatische Riemenspanner aufweist: einen Spannerkörper, welcher an einer Seite des Verbrennungsmotors angebracht ist und einen inneren Raum aufweist, eine Spannfeder, welche in der Form einer Schraubenfeder vorliegt und in dem Innenraum des Spannerkörpers installiert / angebracht ist, einen ersten Dämpfungsschuh und einen zweiten Dämpfungsschuh, welche jeweilig mit einem Ende und mit einem anderen Ende der Spannfeder verbunden sind (z.B. der erste Dämpfungsschuh mit einem ersten Ende der Spannfeder und der zweite Dämpfungsschuhe mit einem zweiten Ende der Spannfeder), einen ersten Arm, welcher einen ersten Gelenkabschnitt aufweist, welcher an einem ersten Ende des ersten Arms ausgebildet ist und mit dem ersten Dämpfungsschuh verbunden ist, einen zweiten Arm, welcher einen zweiten Gelenkabschnitt aufweist, welcher an einem ersten Ende des zweiten Arms ausgebildet ist und welcher mit dem zweiten Dämpfungsschuh verbunden ist, und Rollen / Räder (z.B. Spannrollen), welche jeweilig an dem ersten Arm und an dem zweiten Arm drehbar angebracht sind und den Riemen abstützen, wobei der erste Gelenkabschnitt, welcher ein Rotationszentrum des ersten Arms ist, und der zweite Gelenkabschnitt, welcher ein Rotationszentrum des zweiten Arms ist, in einem Zustand, in welchem der erste Gelenkabschnitt und der zweite Gelenkabschnitt konzentrisch angeordnet sind, mit dem Spannerkörper drehbar verbunden sind.
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Gemäß dem automatischen Spanner der vorliegenden Erfindung ist es folglich möglich, ein Hybrid-Starter-und-Generator-(HSG-)System unter Verwendung des einzigen automatischen Spanners auszubilden, und wird dadurch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs durch Verringern der Spannung des Riemens im Vergleich mit einem Fall, bei welchem zwei Spanner verwendet werden, verbessert.
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Eine Anbringungsposition ist weniger eingeschränkt, da der einzige automatische Spanner verwendet werden kann, der automatische Spanner kann an das momentane System einfach angepasst werden, und der automatische Spanner kann durch Einstellen einer Länge des Arms angepasst werden, um mit Ausgestaltungen von zahlreichen Riemensystemen zusammenzupassen.
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Da eine Struktur, eine Form und eine Konfiguration einfach sind und die Bauteileanzahl niedrig ist, ist es möglich, ein Gewicht zu verringern und Herstellungskosten, wie z.B. Materialkosten und Verarbeitungskosten, zu verringern.
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Da eine Dämpfungskraft durch die zwei Dämpfungsschuhe beibehalten wird, ist es möglich, eine Dämpfungskraft zu verringern und die Probleme hinsichtlich eines Riemengeräuschs zu lösen.
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Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
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Es ist zu verstehen, dass die Begriffe „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendein ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in Hybridfahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe, z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden, einschließen. Ein Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen hat, z.B. Fahrzeuge, welche sowohl mit Benzin als auch elektrisch betrieben werden.
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Die obigen und anderen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
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Weitere Bereiche der Anwendbarkeit werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es sollte zu verstehen sein, dass die Beschreibung und spezifischen Beispiele lediglich zu Veranschaulichungszwecken gedacht sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Damit die Erfindung gründlich verstanden werden kann, werden jetzt zahlreiche Formen davon, welche beispielhaft gegeben sind, beschrieben, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird, wobei:
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1 ein Strukturdiagramm ist, welches schematisch einen Antriebsstrang eines allgemeinen Hybridfahrzeugs darstellt,
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2 eine Ansicht ist, welche einen Zustand darstellt, in welchem zwei mechanische, automatische Spanner der bezogenen Technik an einem Hilfsmaschinenriemen angebracht sind, welcher zwischen einer Kurbelwellenscheibe und einer Scheibe eines Hybrid-Starter-und-Generators verbunden ist.
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3 eine Ansicht ist, welche einen Spanner vom Y-Typ der bezogenen Technik darstellt,
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4 eine Vorderansicht ist, welche einen Zustand darstellt, bei welchem ein automatischer Spanner gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Vorderseite eines Verbrennungsmotors angebracht ist,
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5 eine Vorderansicht ist, welche einen Individueller-Gegenstand-Zustand des automatischen Spanners gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
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6 eine Querschnittansicht entlang einer Linie A-A von 5 ist,
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7 eine Querschnittansicht entlang von Linien B-B und C-C von 6 ist, und
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8 bis 11 Ansichten sind, welche einen Betriebszustand des automatischen Spanners gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Bezugszeichen, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, weisen eine Bezugnahme auf die folgenden Elemente, wie nachstehend näher beschrieben, auf:
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Kurbelwellenscheibe
- 12
- Verdichterscheibe
- 13
- Hybrid-Starter-und-Generator (HSG)
- 14
- Scheibe des Hybrid-Starter-und-Generators oder Generatorscheibe
- 15
- Riemen
- 16, 17
- Mechanische automatische Spanner
- 20
- Automatischer Spanner vom Y-Typ
- 21
- Spannfeder
- 22
- Dämpfungsschuh
- 23a, 23b
- Arm
- 24a, 24b
- Spanner-Rolle
- 110
- Automatischer Spanner
- 120
- Spannerkörper
- 121
- Anbringungsabschnitt
- 122
- Anbringungsloch
- 123
- Stiftverbindungsabschnitt
- 130
- Spannfeder
- 131
- Erster Dämpfungsschuh
- 132
- Zweiter Dämpfungsschuh
- 133, 134
- Nut
- 135
- Dämpfungsmaterial
- 141
- Erster Arm
- 142
- Zweiter Arm
- 143, 144
- Gelenkabschnitt
- 145, 146
- Vorsprung
- 147
- Drehstift
- 150
- Rolle
- 151
- Lager
- 152
- Hülse
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Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Veranschaulichungszwecken und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken
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Detaillierte Beschreibung
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung, Anwendung oder Nutzen zu beschränken. Es sollte zu verstehen sein, dass durchgehend durch die Zeichnungen korrespondierende Bezugszeichen ähnliche oder korrespondierende Teile und Merkmale angeben.
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Die vorliegende Erfindung ist dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifikation, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in dem Wesen und dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, miteingeschlossen sein können.
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4 bis 7 sind Ansichten eines automatischen Riemenspanners für einen Verbrennungsmotor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine Vorderansicht, welche einen Zustand (eine Nennstellung) darstellt, bei welchem der automatische Spanner gemäß der beispielhaften Ausführungsform an einer Vorderseite eines Verbrennungsmotors angebracht ist, 5 ist eine Vorderansicht, welche einen Individueller-Gegenstand-Zustand des automatischen Spanners gemäß der beispielhaften Ausführungsform darstellt.
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6 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A von 5, und 7 ist eine Querschnittansicht entlang von Linie B-B und C-C von 6.
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Bezugnehmend auf 4 sind als Scheiben / Räder, welche an der Vorderseite des Verbrennungsmotors angeordnet sind, eine Kurbelwellenscheibe (bzw. ein Kurbelwellenrad) 11, welche an einer Kurbelwelle C/S angebracht ist, eine Verdichterscheibe (bzw. ein Verdichterrad) 12, welche an einem Klimaanlagenverdichter A/C angebracht ist, und eine Hybrid-Starter-und-Generator-Scheibe (bzw. ein Hybrid-Starter-und-Generator-Rad) 14, welche an einem Hybrid-Starter-und-Generator (HSG) angebracht ist, dargestellt.
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Die Scheiben 11, 12 und 14 sind so verbunden, dass sie in der Lage sind, eine Leistung durch einen Riemen 15 aneinander zu übertragen, und eine Rotationskraft (z.B. ein Drehmoment) des Verbrennungsmotors wird von der Kurbelwellenscheibe 11 hin zu der Verdichterscheibe 12 und die Hybrid-Starter-und-Generator-Scheibe 14 durch den Riemen 15 übertragen oder eine Rotationskraft (z.B. ein Drehmoment) des Hybrid-Starter-und-Generators wird von der Hybrid-Starter-und-Generator-Scheibe 14 aus hin zu der Kurbelwellenscheibe 11 und der Verdichterscheibe 12 durch den Riemen 15 übertragen.
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Der automatische Spanner 110 der beispielhaften Ausführungsform ist in diesem Fall an der Vorderseite des Verbrennungsmotors angebracht und stellt eine Spannung des Riemens automatisch ein und erhält diese (z.B. automatisch) aufrecht, wobei er den Riemen 15 abstützt, und weist zwei Arme 141 und 142 (z.B. einen ersten Arm 141 und einen zweiten Arm 142), welche relativ (zueinander) und elastisch (z.B. federbelastet) um einen einzigen Drehpunkt basierend auf einem Zustand der Spannung des Riemens 15 (d.h. einem Gestrafft- und einem Gelockert-Zustand) gedreht werden, und Rollen 150 auf, von welchen eine jede an einem Ende von jedem von den Armen 141 und 142 (z.B. von welchen eine erste Rolle an einem Ende des ersten Arms und eine zweite Rolle an einem Ende des zweiten Arms) angebracht ist und den Riemen 15 abstützt.
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Die Rolle 150 wird hier auch als eine Spanner-Rolle oder ein Spanner-Rad bezeichnet, und ist an einem Ende von jedem von den Armen 141 und 142 so angebracht, dass sie durch ein Lager 151 abgestützt ist.
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Wenn der Riemen 15 zwischen den Scheiben 11, 12 und 14 der Hilfsmaschinenkomponenten umläuft, dann stützen die Rollen 150 den Riemen ab, wobei sie durch den Riemen in einem Zustand gedreht werden, in welchem die Rollen 150 in Kontakt / Berührung mit dem Riemen 15 sind.
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Wie in 6 dargestellt, weist der automatische Spanner 110 der vorliegenden Erfindung einen Spannerkörper 120 auf, welcher ein Körperabschnitt ist, an welchem die jeweiligen Komponenten angebracht und abgestützt sind, und welcher an der Vorderseite des Verbrennungsmotors fest (z.B. feststehend) angebracht ist.
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Der Spannerkörper 120 kann in einer Zylinderform hergestellt sein, welche einen Innenraum aufweist, welcher die Komponenten, wie zum Beispiel eine Spannfeder 130 und Dämpfungsschuhe 131 und 132, aufnehmen kann, Befestigungsabschnitte 121 können an beiden seitlichen Seiten des Spannerkörpers 120 ausgebildet sein, um an der Verbrennungsmotorseite befestigt zu sein, und die Befestigungsabschnitte 121 können an der Verbrennungsmotorseite durch Befestigungslöcher 123 mittels Verbolzens fest (z.B. feststehend) angebracht sein.
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Der automatische Spanner 110 der vorliegenden Erfindung kann die Spannfeder 130 aufweisen, welche in dem Innenraum des Spannerkörpers 120 installiert (z.B. angebracht) ist, und die Spannfeder 130 kann, wie dargestellt, eine Schraubenfeder sein.
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Wie in 6 dargestellt, sind in diesem Fall beide Enden der Spannfeder 130 an der oberen Seite und der unteren Seite in dem Innenraum des Spannerkörpers 120 (z.B. ein erstes Ende der Spannfeder 130 an der oberen Seite in dem Innenraum des Spannerkörpers 120 und ein zweites Ende der Spannfeder 130 an der unteren Seite in dem Innenraum des Spannerkörpers 120) angeordnet und sind die Dämpfungsschuhe 131 und 132, welche in dem Innenraum des Spannerkörpers 120 angeordnet sind, mit den Enden der Spannfeder 130 verbunden (z.B. der erste Dämpfungsschuh mit dem ersten Ende der Spannfeder 130 und der zweite Dämpfungsschuh mit dem zweiten Ende der Spannfeder 130).
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Beide Enden der Spannfeder 130 sind mit den Armen 141 und 142 durch die Dämpfungsschuhe 131 und 132 jeweilig verbunden (z.B. das erste Ende der Spannfeder 130 mit dem ersten Arm 141 durch den ersten Dämpfungsschuh 131 und das zweite Ende der Spannfeder 130 mit dem zweiten Arm 142 durch den zweiten Dämpfungsschuh 132), und die Spannfeder 130 bringt eine Federkraft und eine Rückstellfederkraft auf und stellt eine Spannung des Riemens 15 durch die Dämpfungsschuhe 131 und 132, die Arme 141 und 142 und die Rollen 150 bereit.
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Der automatische Spanner 110 der vorliegenden Erfindung weist die zwei Arme 141 und 142 auf, welche dasselbe Rotationszentrum (Drehpunkt) aufweisen, und die zwei Arme 141 und 142 sind verbunden, um eine Nahezu-V-Form (bzw. eine Form, welche im Wesentlichen einem V entspricht) zu bilden, wobei sie einen einzigen gemeinsamen Drehpunkt haben.
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Die Rolle 150, welche mit dem Hilfsmaschinenriemen 15 in Kontakt / Berührung ist und das Lager 151 darin dazwischen angeordnet aufweist, ist drehbar an einem Ende von jedem von den zwei Armen 141 und 142 angebracht (z.B. die erste Rolle an einem Ende des ersten Arms 141 und die zweite Rolle an einem Ende des zweiten Arms 142), und ein Gelenkabschnitt 143 oder 144, welcher ein Abschnitt ist, welcher mit der Spannfeder 130 verbunden ist und zu einem Rotationszentrum (Drehpunkt) von jedem von den Armen 141 und 142 wird, steht an dem anderen Ende von jedem von den zwei Armen 141 und 142 vor (z.B. ist ein erster Gelenkabschnitt 143 an dem anderen Ende des ersten Arms 141 vorstehend ausgebildet und ist ein zweiter Gelenkabschnitt 144 an dem anderen Ende des zweiten Arms 142 vorstehend ausgebildet).
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In der vorliegenden Beschreibung wird nachstehend ein Arm von den zwei Armen als ein erster Arm 141 bezeichnet und wird der andere Arm als ein zweiter Arm 142 bezeichnet.
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Ein Ende des ersten Arms 141 befindet sich bzw. ist angeordnet mittels des ersten Dämpfungsschuhs 131 an (z.B. auf) der oberen Seite des Innenraums des Spannerkörpers, wie in 6 dargestellt, (und liegt das Ende des ersten Arms außerdem zwischen beiden Enden der Spannfeder 130), und ein Ende des zweiten Arms 142 befindet sich bzw. ist angeordnet mittels des zweiten Dämpfungsschuhs 132 an (z.B. auf) der unteren Seite des Innenraums des Spannerkörpers, wie in 6 dargestellt.
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Der erste Dämpfungsschuh 131 und der zweite Dämpfungsschuh 132 sind in einer Ringform ausgebildet und fest an beiden Enden der Spannfeder 130 installiert / angebracht und dienen dazu, zwischen den Armen 141 und 142 und der Spannfeder 130 eine Kraft zu übertragen und zu erhalten. Die Gelenkabschnitte 143 und 144 der Arme 141 und 142 sind mit Innenumfangsflächen der Dämpfungsschuhe 131 und 132 jeweilig verbunden, und Außenumfangsflächen der Dämpfungsschuhe 131 und 132 sind an einer Innenfläche des Spannerkörpers 120 abgestützt, wobei sie, wie nachstehend beschrieben, Dämpfungsmaterialen 135 dazwischen / zwischenliegend aufweisen.
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Der erste Dämpfungsschuh 131 ist mit dem Gelenkabschnitt 143 des ersten Arms 141 verbunden, so dass er mit dem ersten Arm 141 integral / gemeinsam bewegt wird, wenn der erste Arm 141 in eine seitliche Richtung gedreht wird oder bewegt wird, und der zweite Dämpfungsschuh 132 ist außerdem mit dem Gelenkabschnitt 144 des zweiten Arms 142 verbunden, so dass er integral / gemeinsam mit dem zweiten Arm 142 bewegt wird, wenn der zweite Arm 142 in die seitliche Richtung gedreht oder bewegt wird.
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Um es dem Gelenkabschnitt 143 des ersten Arms 141 und dem Gelenkabschnitt 144 des zweiten Arms 142, welche konzentrisch angeordnet sind, wie oben beschrieben, zu erlauben, jeweilig integral / gemeinsam mit dem ersten Dämpfungsschuh 131 und dem zweiten Dämpfungsschuh 132 bewegt zu werden, ist ein Vorsprung 145, welcher an dem Gelenkabschnitt 143 des ersten Arms 141 ausgebildet ist, mit einer (z.B. ersten) Nut 133, welche an einer Innenumfangsfläche des ersten Dämpfungsschuhs 131 angeordnet ist, verbunden, um mit der ersten Nut 133 im Eingriff zu sein (bzw. daran in Anschlag zu kommen / dadurch abgefangen zu sein), und ist ein Vorsprung 146, welcher an dem Gelenkabschnitt 144 des zweiten Arms 142 ausgebildet ist, mit einer (z.B. zweiten) Nut 134, welche in einer Innenumfangsfläche des zweiten Dämpfungsschuhs 132 ausgebildet ist, verbunden, um mit der Nut 134 im Eingriff zu sein (bzw. daran in Anschlag zu kommen / dadurch abgefangen zu sein).
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Der erste Arm 141 und der zweite Arm 142 können deshalb eine Kraft von der Spannfeder 130 durch die Dämpfungsschuhe 131 und 132 erhalten, um eine Spannung des Riemens 15 zu bilden, oder der erste Arm 141 und der zweite Arm 142 können hingegen eine Spannung des Riemens 15 an die Spannfeder 130 übertragen.
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Die Gelenkabschnitte 143 und 144 der jeweiligen Arme 141 und 142 stehen in Zylinderformen an Zentren (bzw. Mittelpunkten) von Enden der Arme vor, so dass sie in den Innenraum des Spannerkörpers 120 eingebracht sind, und die Gelenkabschnitte 143 und 144 der zwei Arme sind an der inneren Seite und an der äußeren Seite davon verbunden, so dass sie konzentrisch angeordnet sind (z.B. ist eine innenliegende Seite des Gelenkabschnitts 143 des ersten Arms 141 mit einer außenliegenden Seite des Gelenkabschnitts 144 des zweiten Arms 142 verbunden, so dass der erste und der zweite Arm 141 und 142 zueinander mittels der Gelenkabschnitte 143 und 144 konzentrisch angeordnet sind). In diesem Fall werden die Gelenkabschnitte 143 und 144 zu einem Rotationszentrum (Drehpunkt) der zwei Arme 141 und 142, welche relativ (z.B. zueinander) gedreht werden / drehbar sind.
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Da der Gelenkabschnitt 144 des zweiten Arms 142 mit dem zweiten Dämpfungsschuh 132 an einem Abschnitt, welcher in Bezug auf die / basierend auf der Spannfeder 130 zu dem zweiten Arm 142 entgegengesetzt ist, d.h. an einem unteren Ende des Innenraums des Spannerkörpers 120, verbunden ist, steht in diesem Fall der Gelenkabschnitt 144 des zweiten Arms 142 in einer Form vor, welche das Innere der Spannfeder 130 durchdringen kann, insbesondere in einer Form, welche so eingebracht / eingesetzt sein kann, dass sie sich entlang eines zentralen Abschnitts des Innenraums des Spannerkörpers 120 (z.B. länglich) erstreckt.
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Die Gelenkabschnitte 143 und 144 der zwei Arme 141 und 142 und der Spannerkörper 120 sind durch einen Drehstift 147, welcher zwischen den Gelenkabschnitten 143 und 144 und dem Spannerkörper 120 an einer Position des Rotationszentrums der Arme angebracht ist / befestigt ist, verbunden und gehalten, und, wenn die zwei Arme 141 und 142 relativ (zueinander) gedreht werden, werden die Gelenkabschnitte 143 und 144 der zwei Arme 141 und 142 auch relativ um den an dem Spannerkörper 120 befestigten Drehstift 147 gedreht.
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In einem Zustand, in welchem die Gelenkabschnitte 143 und 144 der zwei Arme 141 und 142 miteinander verbunden sind, ist der Drehstift 147 so eingebracht, dass er sich in den Gelenkabschnitt 144, welcher unter / von den zwei Gelenkabschnitten innen angeordnet ist, (z.B. länglich) hinein, d.h. hin zu der Innenseite des Gelenkabschnitts 144 des zweiten Arms 142, erstreckt, und ist dann mit einem Stiftverbindungsabschnitt 123 des Spannerkörpers 120 befestigt.
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Der Stiftverbindungsabschnitt 123 kann in diesem Fall nach oben hin von einem Boden des Spannerkörpers 120 aus vorstehen, so dass er eine Form hat, welche in den Gelenkabschnitt 144 des Arms 142, welcher unter / von den zwei Gelenkabschnitten 143 und 144 innen angeordnet ist, hinein eingebracht ist (z.B. hinein vorsteht).
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Der erste Dämpfungsschuh 131, welcher an einem Ende der Spannfeder 130 fixiert ist, und der zweite Dämpfungsschuh 132, welcher an dem entgegengesetzte Ende der Spannfeder 130 fixiert ist, sind jeweilig durch einen oberen Abschnitt bzw. einen unteren Abschnitt der Innenfläche des Spannerkörpers 120 in einer seitlichen Richtung abgestützt (z.B. der erste Dämpfungsschuh 131 durch den oberen Abschnitt der Innenfläche des Spannerkörpers 120 und der zweite Dämpfungsschuh 132 durch den unteren Abschnitt der Innenfläche des Spannerkörpers 120), wobei sie durch die Spannfeder 130 abgestützt sind. Die Dämpfungsmaterialen 135 sind in diesem Fall zwischen den Dämpfungsschuhen 131 und 132 und der Innenfläche des Spannerkörpers 120 angeordnet (z.B. zwischen dem ersten Dämpfungsschuh 131 und der Innenfläche des Spannerkörpers 120 (insbesondere dem oberen Abschnitt der Innenfläche des Spannerkörpers 120) und zwischen dem zweiten Dämpfungsschuh 132 und der Innenfläche des Spannerkörpers 120 (insbesondere dem unteren Abschnitt der Innenfläche des Spannerkörpers 120)).
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Die Dämpfungsmaterialen 135 sind an den Außenumfangsflächen der Dämpfungsschuhe 131 und 132 angebracht und dienen dazu, eine Dämpfungskraft durch Reibung mit der Innenfläche des Spannerkörpers 120 zu erzeugen, wenn die Arme 141 und 142 bewegt werden.
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Eine Hülse 152 ist zwischen dem ersten Arm 141, dem zweiten Arm 142 und dem Drehstift 147 angeordnet, um einen Abstand zwischen dem ersten Arm 141, dem zweiten Arm 142 und dem Drehstift 147 aufrechtzuhalten und eine Reibung zu verringern, wenn der erste Arm 141, der zweite Arm 142 und der Drehstift 147 relativ (zueinander) bewegt werden. Beispielsweise kann eine erste Hülse zwischen dem ersten Arm 141 und dem zweiten Arm 142 angeordnet sein und kann eine zweite Hülse zwischen dem zweiten Arm 142 und dem Drehstift 147 angeordnet sein.
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Die Struktur des automatischen Spanners gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wurde beschrieben. In einem Fall, in welchem der automatische Spanner 110 der zuvor genannten beispielhaften Ausführungsform verwendet wird, ist es möglich, eine Spannung des Hilfsmaschinenriemens unter Verwendung des einzigen mechanischen automatischen Spanners bei dem Verbrennungsmotor des Hybridfahrzeugs, an welchem der Hybrid-Starter-und-Generator angebracht ist, einzustellen und aufrechtzuerhalten.
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Gemäß dem automatischen Spanner 110 der zuvor genannten beispielhaften Ausführungsform stellen die zwei Arme 141 und 142 die Spannung des Riemens 15 ein, wobei sie basierend auf / bezüglich dem einzigen Spannerkörper 120 und dem einzigen Drehpunkt (Position des Drehstifts) relativ bewegt werden, und in diesem Fall stützen die Arme 141 und 142 beide Enden der Spannfeder 130 durch die Dämpfungsschuhe 131 und 132 ab.
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Die Arme 141 und 142 übertragen insbesondere eine Spannung des Riemens 15 an die Spannfeder 130 durch die Dämpfungsschuhe 131 und 132 oder übertragen eine Kraft der Spannfeder 130 an den Riemen 15, wodurch eine Veränderung der Spannung des Riemens ordnungsgemäß aufrechterhalten wird (z.B. bei einer Veränderung die Spannung des Riemens ordnungsgemäß beibehalten wird), welche verursacht wird, wenn der Riemen an unterschiedlichen Positionen angeordnet ist.
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Da die Dämpfungsmaterialen 135 an die Flächen der Dämpfungsschuhe 131 und 132 angebracht sind, erzeugen die Dämpfungsmaterialen 135 eine Dämpfungskraft durch Reibung, wenn die Dämpfungsschuhe relativ bewegt werden, wobei sie an den Innenflächen der Innenfläche des Spannerkörpers 120 durch die Dämpfungsmaterialen 135 abgestützt sind.
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Die Dämpfungsschuhe 131 und 132 erzeugen eine höhere Dämpfungskraft als die Dämpfungsmaterialen 135 und dienen zur Erhöhung der Haltbarkeit.
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8 bis 11 sind Ansichten zum Erläutern eines Betriebsmechanismus des automatischen Spanners gemäß der vorliegenden Erfindung. In einem üblichen Verbrennungsmotorfahrzeug, welches lediglich den Verbrennungsmotor als eine Antriebsquelle verwendet, kann die Hybrid-Starter-und-Generator-Scheibe 14 in den Zeichnungen durch eine Generatorscheibe ersetzt sein, und in diesem Fall erhält die Generatorscheibe eine Rotationskraft, welche von der Kurbelwellenscheibe 11 aus durch den Riemen 15 übertragen wird, und erzeugt der Generator Elektrizität.
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In einem Fall, in welchem Bezugszeichen 14 die Generatorscheibe, wie oben beschrieben, angibt, ist ein separater Anlasser (in den Zeichnungen nicht dargestellt) bereitgestellt, um den Verbrennungsmotor zu starten / anzulassen. In einem Fall, in welchem das Bezugszeichen 14 eine Hybrid-Starter-und-Generator-(HSG-)Scheibe des Hybridfahrzeugs ist, ist im Allgemeinen ein separater Reserveanlasser bereitgestellt, welcher dazu dient, den Verbrennungsmotor zu starten / anzulassen, wenn der Hybrid-Starter-und-Generator ausfällt / defekt ist.
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Beim Beschreiben des Zustands in 8 unter Berücksichtigung der zuvor genannten Struktur gibt der Zustand in 8 einen Zustand an, bei welchem, wenn der Verbrennungsmotor durch den separaten Starter / Anlasser oder den Reserveanlasser gestartet ist, eine Rotationskraft von der Kurbelwellenscheibe 11 aus an den Hybrid-Starter-und-Generator (HSG) oder den Generator durch den Riemen 15 übertragen wird, oder einen Zustand an, bei welchem eine Rotationskraft des Verbrennungsmotors von der Kurbelwellenscheibe 11 aus an den Hybrid-Starter-und-Generator oder den Generator durch den Riemen 15 übertragen wird, und wird eine Leistungserzeugung (einschließlich eines Vorgangs des Ladens einer Batterie und eines Energierückgewinnungsvorgangs) durchgeführt.
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Der Zustand in 9 gibt einen Verbrennungsmotor-anlassen-Zustand, in welchem der Hybrid-Starter-und-Generator (HSG) betrieben wird und eine Rotationskraft des Hybrid-Starter-und-Generators an die Kurbelwellenscheibe 11 durch den Riemen 15 übertragen wird, oder einen Drehmomentverstärkung-Zustand an, bei welchem, wenn das Fahrzeug fährt, der Hybrid-Starter-und-Generator betrieben wird und eine Rotationskraft des Hybrid-Starter-und-Generators an die Kurbelwellenscheibe 11 durch den Riemen 15 übertragen wird.
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Die Drehmomentverstärkung stellt hier ein Antriebsdrehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs unter Verwendung eines Ausgangsdrehmoments des Hybrid-Starter-und-Generators, welcher als Motor betrieben wird, wenn das Fahrzeug fährt, bereit, und das Fahrzeug fährt, wobei (z.B. während) das Ausgangsdrehmoment des Hybrid-Starter-und-Generators das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors ergänzt (z.B. wobei das Ausgangsdrehmoment des Hybrid-Starter-und-Generators das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors unterstützt (z.B. dazu hinzukommt)).
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10 und 11 stellen einen Vorgang eines Betriebs des automatischen Spanners 110 in Antwort auf eine Veränderung in der Spannung des Hilfsmaschinenriemens 15 beim Betrieb des Verbrennungsmotors dar.
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Gemäß dem automatischen Spanner der vorliegenden Erfindung ist es folglich möglich, ein Hybrid-Starter-und-Generator-(HSG-)System unter Verwendung des einzigen automatischen Spanners auszubilden, und wird dadurch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs durch Verringern der Spannung des Riemens im Vergleich zu einem Fall, in welchem zwei Spanner verwendet werden, verbessert.
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Da der einzige automatische Spanner verwendet werden kann, wird eine Anbringungsposition weniger stark eingeschränkt, kann der automatische Spanner einfach an das momentane System angepasst werden, und kann der automatische Spanner durch Einstellen einer Länge des Arms angepasst werden, um mit Ausgestaltungen von zahlreichen Riemensystemen zusammenzupassen.
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Da eine Struktur, eine Form und eine Konfiguration einfach sind und die Bauteileanzahl niedrig ist, ist es möglich, ein Gewicht zu verringern und die Herstellungskosten, wie z.B. Materialkosten und Verarbeitungskosten, zu verringern.
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Da eine Dämpfungskraft durch die zwei Dämpfungsschuhe beibehalten wird, ist es möglich, eine Dämpfungskraft zu verringern und das Problem hinsichtlich eines Riemengeräuschs zu lösen.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Detail unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben. Jedoch werden die Fachmänner in der Technik verstehen, dass zahlreiche Veränderungen in diesen Ausführungsformen gemacht werden können, ohne dabei von den Prinzipien und dem Wesen der Erfindung, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, und ihren Äquivalenten abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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