DE102019210502B3 - Pulley assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibenanordnung mit einer Elektromaschine (RSG) mit einer Elektromaschinen-Welle (1), die über einen Brennkraftmaschinen-Riementrieb (RBKM) mit einer Brennkraftmaschinen-Welle (5) trieblich verbindbar ist, und über einen Aggregate-Riementrieb (RmKK) mit einem Nebenaggregat, insbesondere mechanischer Klimakompressor (mKK), trieblich verbindbar ist, wobei auf der Elektromaschinen-Welle (1) eine schaltbare Riemenscheibe (9), die Bestandteil des Brennkraftmaschinen-Riementriebs (RBKM) ist, und eine drehfeste Riemenscheibe (11) angeordnet ist, die Bestandteil des Aggregate-Riementriebs (RmKK) ist, wobei die schaltbare Riemenscheibe (9) über eine Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsarten (MB1, MB2, GB) momentenübertragend mit der Elektromaschinen-Welle (1) koppelbar oder davon entkoppelbar ist. Erfindungsgemäß erfolgt in einer ersten Motorbetriebsart (MB1) an der Kupplungseinrichtung eine Leistungsverzweigung, bei der ein von der Elektromaschine (RSG) generiertes Antriebsmoment in einen Lastpfad (L1) von der Elektromaschinen-Welle (1) in Richtung Brennkraftmaschinen-Riementrieb (RBKM) und in einen Lastpfad (L2) von der Elektromaschinen-Welle (1) in Richtung auf den Aggregate-Riementrieb (RmKK) aufgeteilt ist. In einer zweiten Motorbetriebsart (MB2) wird ein von der Elektromaschine (RSG) generiertes Antriebsmoment ohne Leistungsverzweigung von der Elektromaschinen-Welle (1) in einem Lastpfad (L5) in Richtung auf den Aggregate-Riementrieb (RmKK) übertragen.The invention relates to a belt pulley arrangement with an electric machine (RSG) with an electric machine shaft (1), which can be drivably connected to an internal combustion engine shaft (5) via an internal combustion engine belt drive (RBKM), and via an assembly belt drive (RmKK) with an auxiliary unit, in particular a mechanical air conditioning compressor (mKK), is drivingly connectable, with a switchable pulley (9), which is part of the internal combustion engine belt drive (RBKM), and a non-rotatable belt pulley (11) arranged on the electric machine shaft (1) which is part of the unit belt drive (RmKK), whereby the switchable belt pulley (9) can be coupled to or decoupled from the electric machine shaft (1) to transmit torque via a coupling device depending on different operating modes (MB1, MB2, GB). According to the invention, in a first motor operating mode (MB1) on the clutch device, a power split takes place in which a drive torque generated by the electric machine (RSG) is transferred into a load path (L1) from the electric machine shaft (1) towards the internal combustion engine belt drive (RBKM) and in a load path (L2) from the electric machine shaft (1) in the direction of the unit belt drive (RmKK) is divided. In a second motor operating mode (MB2), a drive torque generated by the electric machine (RSG) is transmitted from the electric machine shaft (1) in a load path (L5) in the direction of the unit belt drive (RmKK) without power split.
Description
Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibenanordnung für ein Brennkraftmaschinen-Nebenaggregat, insbesondere ein mechanischer Klimakompressor, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a pulley arrangement for an internal combustion engine auxiliary unit, in particular a mechanical air conditioning compressor, according to the preamble of
Konventionelle Fahrzeuge verfügen über einen Antrieb für Nebenaggregate. Angetrieben von der Brennkraftmaschine werden unter anderem eine Elektromaschine und ein mechanischer Klimakompressor mit Leistung versorgt. Durch die Einführung von Start-Stopp- oder Hybrid-Systemen sowie durch einen „Segel“-Betrieb und dergleichen wird die Brennkraftmaschinen-Laufzeit und damit die Verfügbarkeit vom mechanischen Klimakompressor stark reduziert. Bei einem Klimatisierungsbedarf kommt es daher zu einem sogenannten „Start-Stopp-Veto“. In diesem Fall muss die Brennkraftmaschine laufen oder gestartet werden, obwohl keine Anforderung zum Fahrzeug-Vortrieb vorliegt. Ein Motorstart alleine aufgrund eines Klimatisierungsbedarfes beeinträchtigt die Energiebilanz im Gesamtfahrzeug. Eine Alternative besteht darin, anstelle eines mechanischen Klimakompressors einen elektrisch angetriebenen Klimakompressor bereitzustellen. Dieser hat jedoch gegenüber dem mechanisch angetriebenen Klimakompressor deutliche Nachteile im Hinblick auf Beschaffungskosten, Bauteilgewicht sowie Bauraumbedarf.Conventional vehicles have a drive for auxiliary units. Driven by the internal combustion engine, an electric machine and a mechanical air conditioning compressor, among other things, are supplied with power. The introduction of start-stop or hybrid systems, as well as “sailing” operation and the like, greatly reduces the running time of the internal combustion engine and thus the availability of the mechanical air conditioning compressor. If air conditioning is required, there is therefore a so-called “start-stop veto”. In this case, the internal combustion engine must run or be started, although there is no request for vehicle propulsion. Starting the engine simply because there is a need for air conditioning affects the energy balance in the entire vehicle. An alternative is to provide an electrically driven air conditioning compressor instead of a mechanical air conditioning compressor. However, compared to the mechanically driven air conditioning compressor, this has significant disadvantages in terms of procurement costs, component weight and space requirements.
Eine Riemenscheibenanordnung weist eine Elektromaschine mit einer Elektromaschinen-Welle auf, auf der eine über eine Kupplungseinrichtung schaltbare Riemenscheibe und eine drehfeste Riemenscheibe angeordnet sind. Die schaltbare Riemenscheibe ist über einen Brennkraftmaschinen-Riementrieb mit einer Brennkraftmaschinen-Welle trieblich verbindbar. Zudem ist die drehfeste Riemenscheibe über einen Aggregate-Riementrieb mit einer Aggregate-Welle trieblich verbindbar. In einer erste Motorbetriebsart treibt die Elektromaschine über ihre Elektromaschinen-Welle und über den Brennkraftmaschinen-Riementrieb in einer ersten Antriebsdrehrichtung auf die Brennkraftmaschine ab. In diesem Fall kann beispielhaft ein Motorstart der Brennkraftmaschine erfolgen oder ein Boostbetrieb erfolgen, bei dem die laufende Brennkraftmaschine mit einem zusätzlichen elektromotorischen Drehmoment unterstützt wird. Alternativ dazu kann in einer Generatorbetriebsart die Brennkraftmaschine über ihre Brennkraftmaschinen-Welle und den Brennkraftmaschinen-Riemenabtrieb in der ersten Antriebsdrehrichtung auf die Elektromaschine abtreiben. In diesem Fall kann die an der Elektromaschine angeschlossene Fahrzeugbatterie geladen werden und zusätzlich auch der Klimakompressor angetrieben werden.A pulley arrangement has an electric machine with an electric machine shaft on which a pulley, which can be switched via a clutch device, and a non-rotatable pulley are arranged. The switchable pulley can be drivably connected to an internal combustion engine shaft via an internal combustion engine belt drive. In addition, the non-rotatable belt pulley can be connected to an assembly shaft via an assembly belt drive. In a first motor operating mode, the electric machine drives via its electric machine shaft and the internal combustion engine belt drive in a first driving direction of rotation on the internal combustion engine. In this case, an engine start of the internal combustion engine can take place, for example, or a boost operation can take place in which the running internal combustion engine is supported with an additional electromotive torque. Alternatively, in a generator operating mode, the internal combustion engine can drive onto the electric machine in the first drive direction of rotation via its internal combustion engine shaft and the internal combustion engine belt drive. In this case, the vehicle battery connected to the electric machine can be charged and the air conditioning compressor can also be driven.
Die Elektromaschine kann außerdem in einer Zusatzbetriebsart arbeiten, das heißt einer zweiten Motorbetriebsart. In der zweiten Motorbetriebsart kann die Elektromaschine über ihre Elektromaschinen-Welle und den Aggregate-Riementrieb auf das Nebenaggregat abtreiben, und zwar bei stillgelegter Brennkraftmaschine, das heißt unabhängig von der Brennkraftmaschine auf das Nebenaggregat abtreiben.The electric machine can also operate in an additional operating mode, that is to say a second engine operating mode. In the second motor operating mode, the electric machine can drive onto the auxiliary unit via its electric machine shaft and the unit belt drive, specifically when the internal combustion engine is shut down, that is, drive off onto the auxiliary unit independently of the internal combustion engine.
Die Realisierung des obigen ersten Motorbetriebes, des zweiten Motorbetriebes und des Generatorbetriebes ist im Stand der Technik lediglich mit zusätzlichen Aktuatoren ermöglicht, die von einer externen Steuereinheit angesteuert werden müssen. Die Bereitstellung solcher Aktuatoren ist daher steuerungstechnisch aufwändig sowie mit einem Bauteil- sowie Bauraumbedarf verbunden.The implementation of the above first motor mode, the second motor mode and the generator mode is only possible in the prior art with additional actuators that have to be controlled by an external control unit. The provision of such actuators is therefore complex in terms of control technology and requires components and installation space.
Aus der
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Riemenscheibenanordnung für ein Brennkraftmaschinen-Nebenaggregat, insbesondere mechanischer Klimakompressor, bereitzustellen, bei der im Vergleich zum Stand der Technik der steuerungstechnische Aufwand sowie der Bauraum- und Bauteilbedarf reduziert ist.The object of the invention is to provide a belt pulley arrangement for an internal combustion engine auxiliary unit, in particular a mechanical air conditioning compressor, in which the control effort and the installation space and component requirements are reduced compared to the prior art.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is achieved by the features of
Erfindungsgemäß werden auf extern mittels elektronischer Steuergeräte ansteuerbarer Aktuatoren verzichtet. Anstelle dessen weist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 die Kupplungseinrichtung für die schaltbare Riemenscheibe eine Freilaufkupplung und eine Fliehkraftkupplung auf. Die Freilaufkupplung und die Fliehkraftkupplung öffnen oder sperren in den beiden Motorbetriebsarten sowie in der Generatorbetriebsart der Elektromaschine selbsttätig, das heißt ohne Einwirkung von zum Beispiel elektrischer oder hydraulischer Fremdenergie. Auf diese Weise kann insbesondere bei stillstehender Brennkraftmaschine (das heißt bei stillstehender Brennkraftmaschinen-Welle) die Elektromaschine das Nebenaggregat, insbesondere ein mechanischer Klimakompressor, unabhängig von der Brennkraftmaschine antreiben.According to the invention, actuators that can be controlled externally by means of electronic control devices are dispensed with. Instead, according to the characterizing part of
In der ersten Motorbetriebsart kann die Freilaufkupplung drehmomentenübertragend sperren und die Fliehkraftkupplung übertragungsfrei sein. In der Generatorbetriebsart kann die Freilaufkupplung übertragungsfrei sein und die Fliehkraftkupplung drehmomentenübertragend sperren. In der in der zweiten Motorbetriebsart kann sowohl die Freilaufkupplung als auch die Fliehkraftkupplung übertragungsfrei sind.In the first engine operating mode, the overrunning clutch can lock in a torque-transmitting manner and the centrifugal clutch can be transmission-free. In the generator operating mode, the overrunning clutch can be transmission-free and lock the centrifugal clutch in a torque-transmitting manner. In the second motor operating mode, both the overrunning clutch and the centrifugal clutch can be transmission-free.
Vor diesem Hintergrund kann in einer technischen Umsetzung die drehmomentenübertragende Sperrfunktion der Freilaufkupplung in der ersten Motorbetriebsart bei einer ersten Antriebsdrehrichtung der Elektromaschinen-Welle aktiviert sein. In der ersten Motorbetriebsart kann mit Hilfe der Elektromaschine entweder ein Motorstart erfolgen oder eine Boostfunktion bei laufender Brennkraftmaschine erfolgen. Die übertragungsfreie Freilauffunktion der Freilaufkupplung kann dagegen beim Betrieb der Elektromaschine in einer zur ersten Anriebsdrehrichtung gegensinnigen zweiten Antriebsdrehrichtung aktiviert sein.Against this background, in a technical implementation, the torque-transmitting locking function of the overrunning clutch can be activated in the first motor operating mode in a first direction of drive rotation of the electric machine shaft. In the first engine operating mode, the electric machine can either be used to start the engine or to perform a boost function while the internal combustion engine is running. The transmission-free freewheeling function of the freewheel clutch, on the other hand, can be activated when the electric machine is operating in a second driving direction of rotation which is opposite to the first driving direction of rotation.
Die drehmomentenübertragende Sperrfunktion der Fliehkraftkupplung kann in der Generatorbetriebsart der Elektromaschine aktiviert sein. Im Gegensatz dazu kann deren übertragungsfreie Freilauffunktion beim Betrieb der Elektromaschine in der gegensinnigen zweiten Antriebsdrehrichtung aktiviert sein.The torque-transmitting locking function of the centrifugal clutch can be activated in the generator operating mode of the electric machine. In contrast to this, their transmission-free freewheeling function can be activated when the electric machine is operating in the opposite, second driving direction of rotation.
Mit der obigen Ausführungsvariante kann die Elektromaschine in der zweiten Motorbetriebsart (das heißt Antrieb des Nebenaggregats bei stillgelegter Brennkraftmaschinen-Welle) in der zweiten Antriebsdrehrichtung drehen. In der zweiten Antriebsdrehrichtung sind sowohl in der Freilaufkupplung als auch in der Fliehkraftkupplung die Freilauffunktionen aktiviert, das heißt beide Kupplungen übertragungsfrei. Die Elektromaschine kann daher das Nebenaggregat auch bei stillgelegter Brennkraftmaschine antreiben.With the above embodiment variant, the electric machine can rotate in the second drive direction of rotation in the second motor operating mode (that is, drive the auxiliary unit when the internal combustion engine shaft is shut down). In the second drive direction of rotation, the freewheel functions are activated both in the overrunning clutch and in the centrifugal clutch, that is, both clutches are free of transmission. The electric machine can therefore drive the auxiliary unit even when the internal combustion engine is shut down.
In einer konkreten Ausführungsvariante kann die schaltbare Riemenscheibe unter radialer Zwischenlage der Freilaufkupplung auf der Elektromaschinen-Welle angeordnet sein. Die Freilaufkupplung kann in gängiger Praxis eine Freilaufkupplung-Außenseite und eine Freilaufkupplung-Innenseite aufweisen. Zwischen der Freilaufkupplung-Innenseite und der Freilaufkupplung-Außenseite sind verstellbare Klemmelemente angeordnet. Je nach Drehrichtung der Innenseite und der Außenseite können aufgrund einer Relativbewegung die Klemmelemente in eine Klemmposition oder in eine Freigabeposition verstellt werden.In a specific embodiment variant, the switchable belt pulley can be arranged on the electric machine shaft with the overrunning clutch being radially interposed. In common practice, the overrunning clutch can have an overrunning clutch on the outside and an overrunning clutch on the inside. Adjustable clamping elements are arranged between the overrunning clutch inside and the overrunning clutch outside. Depending on the direction of rotation of the inside and the outside, the clamping elements can be adjusted into a clamping position or into a release position due to a relative movement.
Die Fliehkraftkupplung kann zumindest ein fliehkraftbeaufschlagbares Fliehkraftelement aufweisen. Das Fliehkraftelement kann bei Fliehkrafteinwirkung zwischen einer Ruheposition und einer Sperrposition verlagert werden. In der fliehkraftbeaufschlagten Sperrposition kann das Fliehkraftelement in Eingriff mit einer Gegenkontur der Elektromaschinen-Welle sein. Demgegenüber kann das Fliehkraftelement in seiner Ruheposition außer Eingriff mit der Gegenkontur der Elektromaschinen-Welle sein.The centrifugal clutch can have at least one centrifugal force element that can be acted upon by centrifugal force. The centrifugal force element can be displaced between a rest position and a locking position under the action of centrifugal force. In the locked position to which centrifugal force is applied, the centrifugal force element can be in engagement with a mating contour of the electric machine shaft. In contrast, the centrifugal force element can be out of engagement with the mating contour of the electric machine shaft in its rest position.
In einer bauraumgünstigen Ausführungsvariante können die drehfeste Riemenscheibe und die schaltbare Riemenscheibe axial zueinander unmittelbar benachbart auf der Elektromaschinen-Welle angeordnet sein. Im Hinblick auf eine bauraumgünstige Realisierung ist es bevorzugt, wenn die drehfeste Riemenscheibe einen radial inneren Bauraum bereitstellt. In dem Bauraum der drehfesten Riemenscheibe ist das Fliehkraftelement der Fliehkraftkupplung positionierbar. Der radial innere Bauraum der drehfesten Riemenscheibe kann auf der, der schaltbaren Riemenscheibe zugewandten Seite der drehfesten Riemenscheibe ausgebildet sein. Im Hinblick auf einen möglichst großen Bauraum kann dieser zwischen einem radial äußeren Rillenkranz, einem radial inneren Nabenabschnitt und einem Verbindungsflansch der drehfesten Riemenscheibe ausgebildet sein. Der Verbindungsflansch verbindet den radial inneren Nabenabschnitt mit dem radial äußeren Rillenkranz. Bei dieser Geometrie der drehfesten Riemenscheibe kann die Gegenkontur, die mit dem Fliehkraftelement zusammenwirkt, bauraumgünstig unmittelbar am Innenumfang des Rillenkranzes der drehfesten Riemenscheibe ausgebildet sein.In an embodiment variant that is advantageous in terms of installation space, the non-rotatable belt pulley and the switchable belt pulley can be arranged axially directly adjacent to one another on the electric machine shaft. With regard to an implementation that is economical in terms of installation space, it is preferred if the non-rotatable belt pulley provides a radially inner installation space. The centrifugal force element of the centrifugal clutch can be positioned in the installation space of the rotationally fixed pulley. The radially inner installation space of the non-rotatable belt pulley can be formed on the side of the non-rotatable belt pulley facing the switchable belt pulley. With regard to the largest possible installation space, this can be formed between a radially outer groove ring, a radially inner hub section and a connecting flange of the rotationally fixed pulley. The connecting flange connects the radially inner hub section with the radially outer groove ring. With this geometry of the non-rotatable belt pulley, the mating contour that interacts with the centrifugal force element can be formed directly on the inner circumference of the ring of grooves of the non-rotatable belt pulley in a space-saving manner.
In einer konstruktiv einfachen Ausführungsvariante kann die Fliehkraftkupplung eine Linearführung aufweisen, mittels der das Fliehkraftelement zwischen seiner Ruheposition und seiner Sperrposition linear verstellbar ist. Zur Realisierung der Linearführung kann die schaltbare Riemenscheibe mit einem Tragring materialeinheitlich und einstückig axial verlängert sein. Der Tragring kann gegenüber der schaltbaren Riemenscheibe durchmesserreduziert sein und in der Zusammenbaulage verschachtelt in den Bauraum der axial benachbarten drehfesten Riemenscheibe einragen. Im Tragring der schaltbaren Riemenscheibe kann zumindest ein radial ausgerichteter Führungskanal ausgebildet sein, in dem das Fliehkraftelement radial verstellbar geführt ist.In a structurally simple embodiment variant, the centrifugal clutch can have a linear guide by means of which the centrifugal element can be linearly adjusted between its rest position and its locking position. To implement the linear guide, the switchable belt pulley can be axially extended in one piece and made of the same material with a support ring. The support ring can be reduced in diameter compared to the switchable belt pulley and, in the assembled position, protrude nested in the installation space of the axially adjacent non-rotatable belt pulley. In the support ring of the switchable belt pulley, at least one radially aligned guide channel can be formed in which the centrifugal force element is guided in a radially adjustable manner.
In einer konstruktiv einfachen Weiterbildung kann der im Tragring der schaltbaren Riemenscheibe ausgebildete Führungskanal axial stirnseitig offen sein. Im Zusammenbauzustand kann die axial offene Stirnseite des Führungskanals unmittelbar vom Verbindungsflansch der drehfesten Riemenscheibe geschlossen sein.In a structurally simple development, the guide channel formed in the support ring of the switchable pulley can be axially open on the end face. In the assembled state, the axially open end face of the guide channel can be closed directly by the connecting flange of the rotationally fixed pulley.
In der zweiten Motorbetriebsart treibt die Elektromaschine das Nebenaggregat unabhängig von der (stillgelegten) Brennkraftmaschine an. In diesem Fall dreht somit die Elektromaschinen-Welle zusammen mit der darauf angeordneten drehfesten Riemenscheibe. Demgegenüber bleibt der Brennkraftmaschinen-Riementrieb mitsamt schaltbarer Riemenscheibe stillgelegt, so dass zwischen der schaltbaren (stillgelegten) Riemenscheibe und der mitdrehenden, drehfesten Riemenscheibe sowie Elektromaschinen-Welle eine RelativDrehbewegung erfolgt. In diesem Fall kann der Tragring der schaltbaren Riemenscheibe bevorzugt in Gleitanlage mit dem Außenumfang des Nabenabschnittes sowie mit dem Verbindungsflansch der drehfesten Riemenscheibe sein oder davon geringfügig beabstandet sein.In the second engine operating mode, the electric machine drives the auxiliary unit independently of the (shut down) internal combustion engine. In this case, the electric machine shaft rotates together with the non-rotatable belt pulley arranged on it. In contrast, the internal combustion engine belt drive together with the switchable pulley remains shut down, so that a relative rotational movement takes place between the switchable (shut down) pulley and the rotating, non-rotating pulley and the electric machine shaft. In this case, the support ring of the switchable belt pulley can preferably be in sliding contact with the outer circumference of the hub section and with the connecting flange of the rotationally fixed belt pulley or be slightly spaced therefrom.
Im Hinblick auf eine einwandfreie Funktionsfähigkeit ist es bevorzugt, wenn das Fliehkraftelement mit einer Feder in seine radial innere Ruheposition federvorgespannt ist. In diesem Fall kann das Fliehkraftelement in seiner radial inneren (federvorgespannten) Ruheposition in Anlage mit einem, an der schaltbaren Riemenscheibe ausgebildeten Radialanschlag sein. Von daher kann das Fliehkraftelement in seiner radial inneren Ruheposition außer Gleitkontakt mit dem Nabenabschnitt der drehfesten Riemenscheibe sein.With regard to perfect functionality, it is preferred if the centrifugal force element is spring-preloaded into its radially inner rest position with a spring. In this case, the centrifugal force element can be in its radially inner (spring-preloaded) rest position in contact with a radial stop formed on the switchable belt pulley. Therefore, in its radially inner rest position, the centrifugal element can be out of sliding contact with the hub portion of the rotationally fixed pulley.
Zwischen dem Tragring der schaltbaren Riemenscheibe und dem Innenumfang des Rillenkranzes der drehfesten Riemenscheibe kann ein radialer Freiraum bereitgestellt sein. Bei einer Fliehkraftbeaufschlagung kann das Fliehkraftelement unter Aufbrauch dieses radialen Freiraums bis in Eingriff mit der am Innenumfang des Rillenkranzes der drehfesten Riemenscheibe ausgebildeten Gegenkontur kommen.A radial free space can be provided between the support ring of the switchable pulley and the inner circumference of the ring of grooves of the rotationally fixed pulley. When centrifugal force is applied, the centrifugal force element can come into engagement with the counter-contour formed on the inner circumference of the ring of grooves of the non-rotatable belt pulley, using up this radial free space.
Bauraumgünstig ist es, wenn die Feder in dem radialen Freiraum zwischen dem Tragring der schaltbaren Riemenscheibe und dem Innenumfang des Rillenkranzes der drehfesten Riemenscheibe angeordnet ist. Der radiale Freiraum kann umlaufend durchgängig (das heißt unterbrechungsfrei) offen sein. In diesem Fall kann die Feder bevorzugt eine Ringfeder sein, die auf den Außenumfang des Tragringes der schaltbaren Riemenscheibe aufgespannt ist und/oder den Tragring-Außenumfang unterbrechungsfrei umzieht.It is advantageous in terms of installation space if the spring is arranged in the radial free space between the support ring of the switchable pulley and the inner circumference of the grooved ring of the non-rotatable pulley. The radial free space can be continuously open all the way round (that is, without interruption). In this case, the spring can preferably be an annular spring, which is stretched onto the outer circumference of the support ring of the switchable pulley and / or moves around the support ring outer circumference without interruption.
Im Hinblick auf eine lagerichtige Positionierung der Ringfeder kann am Tragring-Außenumfang der schaltbaren Riemenscheibe eine umlaufende Federrille ausgebildet sein, in der die Ringfeder angeordnet ist. Bei sehr großer Fliehkraftbelastung kann die Gefahr bestehen, dass die Ringfeder vom Tragring-Außenumfang nach radial außen abhebt. Vor diesem Hintergrund kann zusätzlich auch am Innenumfang des Rillenkranzes der drehfesten Riemenscheibe eine umlaufende (nach radial innen offene) Federrille ausgebildet sein, in der die vom Tragring-Innenumfang abhebende Ringfeder einfahrbar ist.With a view to positioning the annular spring in the correct position, a circumferential spring groove in which the annular spring is arranged can be formed on the outer circumference of the support ring of the switchable pulley. If the centrifugal force is very high, there may be a risk that the ring spring will lift off radially outward from the outer circumference of the support ring. Against this background, a circumferential (radially inwardly open) spring groove can also be formed on the inner circumference of the ring of grooves of the rotationally fixed pulley, in which the annular spring lifting off the inner circumference of the support ring can be retracted.
Unabhängig von dem oben dargelegten konkreten Aufbau der Riemenscheibenanordnung ist ein allgemeiner Erfindungsaspekt allgemein auf eine schaltbaren Riemenscheibe gerichtet, die auf einer Antriebswelle (das heißt insbesondere der Elektromaschinen-Welle) angeordnet ist und über eine Kupplungseinrichtung momentenübertragend mit der Antriebswelle koppelbar ist oder davon entkoppelbar ist, und zwar in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsarten der Riemenscheibenanordnung. In einer ersten Betriebsart (insbesondere die oben erwähnte erste Motorbetriebsart) koppelt die Kupplungseinrichtung die Antriebswelle mit der schaltbaren Riemenscheibe derart, dass sich bei einer Antriebswellendrehung in einer ersten Antriebsdrehrichtung ein Lastpfad L1 von der Antriebswelle in Richtung auf die schaltbare Riemenscheibe bildet. In einer zweiten Betriebsart (das heißt insbesondere die Generatorbetriebsart) koppelt die Kupplungseinrichtung die Antriebswelle mit der schaltbaren Riemenscheibe derart, dass sich bei einer Antriebswellendrehung in der ersten Antriebsdrehrichtung ein gegenläufiger Lastpfad L3 von der schaltbaren Riemenscheibe in die Antriebswelle bildet. In einer dritten Betriebsart (das heißt insbesondere die zweite Motorbetriebsart) entkoppelt die Kupplungseinrichtung die Antriebswelle von der schaltbaren Riemenscheibe, so dass sich bei einer Antriebswellendrehung in einer gegensinnigen zweiten Antriebsdrehrichtung ein Lastpfad L5 ohne Leistungsverzweigung entlang der Antriebswelle bildet, und zwar unter kräftemä-ßiger Entlastung bzw. Entkopplung der schaltbaren Riemenscheibe von der Antriebswelle.Regardless of the concrete structure of the pulley arrangement set out above, a general aspect of the invention is generally directed to a switchable pulley which is arranged on a drive shaft (i.e. in particular the electric machine shaft) and can be coupled to or decoupled from the drive shaft via a coupling device to transmit torque, depending on different modes of operation of the pulley assembly. In a first operating mode (in particular the above-mentioned first motor operating mode) the coupling device couples the drive shaft to the switchable pulley in such a way that a load path L1 is formed from the drive shaft in the direction of the switchable pulley when the drive shaft rotates in a first drive direction of rotation. In a second operating mode (i.e. in particular the generator operating mode) the coupling device couples the drive shaft to the switchable pulley in such a way that when the drive shaft rotates in the first drive direction of rotation, an opposing load path L3 is formed from the switchable pulley into the drive shaft. In a third operating mode (i.e. in particular the second motor operating mode), the coupling device decouples the drive shaft from the switchable pulley, so that when the drive shaft rotates in a second opposite direction of drive rotation, a load path L5 is formed without power split along the drive shaft, and with considerable relief or decoupling of the switchable pulley from the drive shaft.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying figures.
Es zeigen:
-
1 bis3 jeweils Ansichten einer als Blockschaltdiagramm angedeuteten Riemenscheibenanordnung in unterschiedlichen Betriebszuständen; -
4 bis7 in Schnittdarstellungen die Kupplungseinrichtung mit deaktivierter Fliehkraftkupplung (4 und5 ) sowie mit aktivierter Fliehkraftkupplung (6 und7 ); und -
8 ein Federkraft-Drehzahl-Diagramm.
-
1 to3 in each case views of a pulley arrangement indicated as a block diagram in different operating states; -
4th to7th in sectional views the clutch device with deactivated centrifugal clutch (4th and5 ) as well as with activated centrifugal clutch (6th and7th ); and -
8th a spring force-speed diagram.
In der
In der
In der
In der
In der
Zur Realisierung der obigen drei Betriebsarten MB1, MB2, GB ist in der Freilaufkupplung K1 die drehmomentenübertragende Sperrfunktion in der ersten Motorbetriebsart MB1 aktiviert. In diesem Fall verläuft der Lastpfad
Zudem ist zur Realisierung der drei Betriebsarten MB1, MB2, GB in der Fliehkraftkupplung K2 die drehmomentenübertragende Sperrfunktion in der Generatorbetriebsart GB (
Die übertragungsfreie Freilauffunktion der Fliehkraftkupplung K2 ist dagegen in der zweiten Motorbetriebsart MB2 (
Nachfolgend wird anhand der
In der
Gemäß der
Sowohl am Tragring-Außenumfang als auch an der radial äußeren Seite der Fliehkraftelemente
Bei einer sehr großen Fliehkraftbelastung kann die Ringfeder
Wie aus dem Federkraft-Drehzahl-Diagramm der
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Elektromaschinen-WelleElectric machine shaft
- 33
- Aggregate-WelleAggregates shaft
- 55
- Brennkraftmaschinen-WelleInternal combustion engine shaft
- 77th
- brennkraftmaschinenseitige RiemenscheibeInternal combustion engine-side pulley
- 99
- schaltbare Riemenscheibe der Elektromaschinen-Welleswitchable pulley of the electric machine shaft
- 1111
- drehfeste Riemenscheibe der Elektromaschinen-Wellenon-rotating pulley of the electric machine shaft
- 1212
- Grundkörper der schaltbaren RiemenscheibeBasic body of the switchable pulley
- 1313
- aggregateseitige Riemenscheibeunit-side pulley
- 1515th
- FliehkraftelementeCentrifugal elements
- 1616
- Formschlußkontur des jeweiligen FliehkraftelementsForm-fitting contour of the respective centrifugal force element
- 1717th
- TragringSupport ring
- 1919th
- BauraumInstallation space
- 2121st
- RillenkranzGrooved wreath
- 2323
- NabenabschnittHub section
- 2525th
- VerbindungsflanschConnecting flange
- 2727
- FührungskanalGuide channel
- 2929
- GegenkonturCounter contour
- 3131
- radialer Freiraumradial clearance
- 3333
- RingfederRing spring
- 35, 3735, 37
- FederrillenSpring grooves
- 3939
- Freilauf-AußenseiteFreewheel outside
- 4040
- DrehlagerPivot bearing
- 4141
- KlemmelementeClamping elements
- 4242
- DrehlagerPivot bearing
- 4343
- Freilauf-InnenseiteFreewheel inside
- BKMBKM
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- RSGRSG
- ElektromaschineElectric machine
- mKKmKK
- mechanischer Klimakompressormechanical air conditioning compressor
- RBKM R BKM
- Brennkraftmaschinen-RiementriebInternal combustion engine belt drive
- RmKK R mKK
- Aggregate-RiementriebUnit belt drive
- A1A1
- erste Antriebsdrehrichtungfirst drive direction of rotation
- A2A2
- zweite Antriebsdrehrichtungsecond drive direction of rotation
- L1, L2, L3, L4, L5L1, L2, L3, L4, L5
- LastpfadeLoad paths
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- 2019-07-16 DE DE102019210502.5A patent/DE102019210502B3/en active Active
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WO2021008830A1 (en) | 2021-01-21 |
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