DE19543718A1 - Kraftfahrzeuggenerator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeuggenerator, der eine Einwegkupplung aufweist.

Die Fig. 5 und 6 sind Ansichten eines Fahrzeuggenerators (nachstehend als Generator bezeichnet) nach dem Stand der Technik, wie er beispielsweise in der japanischen Veröffentlichung Nr. 56-101353 (1981) eines ungeprüften japanischen Patents beschrieben ist. Fig. 5 zeigt die Ansicht des Generators, und Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts der Einwegkupplung. In diesen Ansichten ist mit der Bezugsziffer 1 ein Generatorgehäuse eines dreiphasigen Synchrongenerators bezeichnet, der wie nachstehend geschildert aufgebaut ist. Die Bezugsziffer 2 bezeichnet eine vordere Stütze, und die Bezugsziffer eine hintere Stütze. Ein Vorderseitenlager 4 und ein Rückseitenlager 5 sind jeweils im Zentrum der Stützen angebracht. Die Bezugsziffer 6 bezeichnet einen Anker, der einen Ankereisenkern 6a und eine Ankerwicklung 6b aufweist, die um den Ankereisenkern 6a herum gewickelt ist. Der Ankereisenkern 6a ist an beide Stützen durch Klemmbolzen 7 in Querrichtung in der Zeichnung angeklemmt, so daß der Ankereisenkern 6a durch die Stützen gehaltert wird.

Die Bezugsziffer 8 bezeichnet einen Rotor, der eine als Drehwelle verwendete Rotorwelle 8a aufweist, sowie eine Schraube 8b, die in der Zeichnung am rechten Ende der Rotorwelle 8a vorgesehen ist. Weiterhin ist der Rotor 8 mit einem zylindrischen Magnetpoleisenkern 8c versehen, der einen pratzenförmigen Magnetpol aufweist, der an der Rotorwelle 8a befestigt ist, eine Feldspule 8d, die um den Magnetpoleisenkern 8c herum gewickelt ist, und einen Schleifring 8e, der an die Feldspule 8d angeschlossen ist, wobei der Schleifring 8e an der Rotorwelle 8a befestigt ist. Die Rotorwelle 8a ist durch beide Stützen 2, 3 durch die Lager 4, 5 drehbar gehaltert, so daß der Magnetpoleisenkern 8c innerhalb des Ankereisenkerns 6a angeordnet ist.

Die Bezugsziffer 9 bezeichnet eine Bürste, die einen Erregerstrom über den Schleifring 8e der Feldspule 8d zuführt. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet einen Gleichrichter, der einen Wechselstrom gleichrichtet, der in der Ankerwicklung 6b erzeugt wird. Sowohl die Bürste 9 als auch der Gleichrichter 10 sind innerhalb der hinteren Stütze 3 angeordnet. Mit der Bezugsziffer 11 ist ein Gebläse bezeichnet, welches außerhalb der vorderen Stütze 2 angeordnet und an der Rotorwelle 8a befestigt ist. Das Gebläse 11 dreht sich zusammen mit dem Rotor 8 und liefert Luft von außen in das Generatorgehäuse, um so den Generator zu kühlen. Das Generatorgehäuse 1 ist auf die voranstehend geschilderte Weise aufgebaut.

Mit der Bezugsziffer 12 ist eine Einwegkupplung (nachstehend als Kupplung bezeichnet) bezeichnet, und die Bezugsziffer 13 bezeichnet eine Riemenscheibe, wobei die Kupplung 12 zwischen der Rotorwelle 8a und der Riemenscheibe 13 angeordnet ist. Die Riemenscheibe 13 ist mit einer Riemenscheibenrille 13a versehen, die im Querschnitt V-förmig ausgebildet ist. Ein nicht in der Zeichnung dargestellter Riemen ist um die Riemenscheibe 13 herumgeschlungen. Über den Riemen wird die Riemenscheibe 13 von einem Motor angetrieben, der eine Antriebseinheit darstellt. Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der Riemenscheibenrille 13a, auf welcher der Riemen läuft, also die Oberflächenrauhigkeit der Riemenrille 13a, sind relativ gering. Anders ausgedrückt ist die Oberfläche der Riemenscheibenrille 13a exakt gefertigt, so daß nur geringe Unregelmäßigkeiten vorhanden sind.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 der Aufbau der Kupplung 12 im einzelnen erläutert. Die Bezugsziffer 21 bezeichnet ein inneres Kupplungsteil, die Bezugsziffer 22 ein äußeres Kupplungsteil, und die Bezugsziffer 22a bezeichnet eine keilförmige Nockennut (die in Fig. 6 gezeigt ist) Mehrere Nockennuten 22a sind auf dem Innenumfang des äußeren Kupplungsteils 22 in Umfangsrichtung angeordnet. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist die Schnittform der Nockennut 22a keilförmig ausgebildet, wobei sich die Tiefe des Keils in Radialrichtung in Richtung nach links in der Figur verringert.

Das Bezugsziffer 23 bezeichnet eine Rolle, und das Bezugsziffer 24 eine Rollenfeder. Die Rolle 23 ist in die Nockennut 22a zwischen dem inneren und dem äußeren Kupplungsteil 21 bzw. 22 eingeführt. Die Rolle 23 wird durch die Rollenfeder 24 in einer Richtung entgegengesetzt dem Pfeil R in Fig. 6 druckbeaufschlagt.

Das innere Kupplungsteil 21 ist an der Rotorwelle 8a angebracht und durch eine Mutter 25 (in Fig. 5 gezeigt) befestigt, so daß es in Axialrichtung nicht herausgezogen werden kann. Das äußere Kupplungsteil 22 ist an der Riemenscheibe 13 befestigt.

Nachstehend wird der Betriebsablauf erläutert.

Der Rotor 8 dieses Generators wird durch einen nicht dargestellten Motor über einen (nicht gezeigten) Riemen angetrieben, der zwischen dem Motor und der Riemenscheibe 13 vorgesehen ist, so daß der Rotor 8 in der Richtung des Pfeils R in Fig. 6 gedreht wird. Dreiphasen-Wechselstromenergie wird in der Ankerwicklung 6b infolge der Drehung des Rotors 8 erzeugt. Diese Wechselstromenergie wird durch den Gleichrichter 10 in einen Gleichstrom umgewandelt, so daß auf diese Weise dem Fahrzeug elektrische Energie zugeführt wird.

Wenn eine Relativdrehung zwischen dem Motor und dem Rotor 8 infolge pulsierender Schwingungen, einer Beschleunigung oder einer Verzögerung des Motors hervorgerufen wird, tritt die Kupplung 12 in Funktion. Im einzelnen überträgt, wenn der Motor beschleunigt wird, die Kupplung 12 ein Drehmoment, und der Rotor 8 wird durch den Motor angetrieben. Wenn im Gegensatz hierzu der Motor verzögert wird, läuft die Kupplung 12 frei, so daß der Rotor 8 nicht verzögert wird, sondern sich infolge der Trägheit weiter dreht. Daher wird der Energiewirkungsgrad erhöht, und ein Schlupf des Riemens verhindert, so daß die Riemenlebensdauer verlängert wird.

Nachstehend wird der Betrieb der Kupplung 12 mit weiteren Einzelheiten erläutert. Die Riemenscheibe 13 wird durch den Motor in der Richtung des Pfeils R in Fig. 6 angetrieben.

Wenn die Motordrehzahl höher ist als die Drehzahl des Rotors 8 des Generators, wird die Rolle 23, die durch die Rollenfeder 24 in der Richtung des Pfeils S druckbeaufschlagt wird, in der Nockennut 22a in Fig. 6 nach links bewegt. Dies führt dazu, daß die Rolle 23 zwischen dem inneren Kupplungsteil 21 und dem äußeren Kupplungsteil 22 in Eingriff gelangt, so daß die Antriebskraft der Riemenscheibe 13 auf die Rotorwelle 8a übertragen wird.

Anderenfalls wird, im Falle einer Verzögerung des Motors, insbesondere im Falle einer plötzlichen Verzögerung des Motors, die Drehzahl des inneren Kupplungsteils 21 höher als die Drehzahl des äußeren Kupplungsteils 22, infolge der Trägheit des Rotors 8. Infolge dieser Vorgänge wird auf die äußere Kupplung 22 eine Bremskraft (eine Kraft in Richtung S in Fig. 6) durch den Riemen aufgebracht. Daher wird die Rolle 23 in Fig. 6 nach rechts bewegt, gegen die Federkraft der Rollenfeder 24. Daher wird die Rolle 23, die zwischen dem inneren und dem äußeren Kupplungsteil in Eingriff gelangt ist, freigegeben, und der Rotor 8 läuft im Leerlauf mit einer höheren Drehzahl als das äußere Kupplungsteil 22. Daher wird die Drehzahl des Rotors 8 nicht durch die Verzögerung oder Abbremsung des Motors verringert, sondern wird verringert, während die Trägheitsenergie des Rotors 8 in elektrische Energie umgewandelt wird. In diesem Zusammenhang wird ein Leerlaufstartdrehmoment, bei welchem die Kupplung mit dem Leerlauf beginnt, nachstehend als Nachlaufdrehmoment bezeichnet.

In diesem Zusammenhang stellten sich bei den konventionellen, mit einer Kupplung versehenen Generatoren die nachstehend erwähnten Schwierigkeiten heraus.

• (a) Fig. 7 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Drehzahlen der Riemenscheibe 13 und des Motors zeigt, und darüber hinaus die Beziehung zwischen den Drehzahlen der Rotorwelle 8a und des Motors zeigt, wenn die Motordrehzahl schwankt.

In einem Motor mit einer Anzahl von n Zylindern wird der Zeitraum T der Drehschwankungen der Riemenscheibe 13 durch folgenden Ausdruck angegeben:

T = 60/g·N·n,

wobei N die Anzahl an Umdrehungen des Motors pro Minute ist, und g ein Riemenscheibenverhältnis. In diesem Fall folgt die Riemenscheibendrehzahl den Schwankungen der Motordrehzahl, und schwankt entsprechend dem Bezugszeichen A in der Zeichnung. Wenn die Kupplung 12 angetrieben wird, sollte die Drehzahl des Rotors 8a annähernd konstant sein, wie durch das Bezugszeichen B in der Figur angedeutet, infolge der Wirkung der Kupplung 12.

Es hat sich allerdings herausgestellt, daß die Drehzahl der Kupplung 12 den Schwankungen der Motordrehzahl nicht mit schneller Reaktion folgen kann. Wenn die Rotordrehzahl höher ist als die Motordrehzahl, dreht sich der Rotor 8 infolge seiner eigenen Trägheit. Zu diesem Zeitpunkt wird die Richtung der auf den Riemen ausgeübten Kraft umgekehrt. Infolge dieser Vorgänge löst sich der Riemen momentan, und wird dann in der Gegenrichtung gedehnt. Wenn der Riemen auf diese Weise lose wird, tritt infolge der Tatsache, daß die Oberfläche der konventionellen Riemenscheibenrille 13a exakt bearbeitet ist, und der Reibungswiderstand niedrig ist, das Phänomen eines Schlupfes des Riemens auf, wenn das Reibungsdrehmoment zwischen der Riemenscheibennut 13a und dem Riemen niedriger ist als das Nachlaufdrehmoment der Kupplung.

Da der Zeitraum für die Drehschwankungen eines Motors kurz ist, kann insbesondere in einem Bereich einer hohen Motordrehzahl die Einwegkupplung nicht den Schwankungen folgen, so daß der Riemen, welcher ein federelastisches Teil darstellt, die Drehschwankungen aufnimmt, und dann tritt ein Riemenschlupf auf.

• (b) Da das äußere Kupplungsteil 22 in der Radialrichtung durch das innere Kupplungsteil 21 über mehrere Rollen 23 gehaltert wird, ist es schwierig, die Genauigkeit der Abmessungen der keilförmigen Nockennut 22a (die in Fig. 6 gezeigt ist) sicherzustellen, und kann das übertragene Drehmoment der mehreren Rollen nicht gleichmäßig aufrechterhalten werden, und darüber hinaus schwankt das Nachlaufdrehmoment und wird instabil.
• (c) Wenn Lager zu dem Zweck vorgesehen sind, die Verläßlichkeit und die Lebensdauer der Einwegkupplung zu verbessern, so ist es erforderlich, die Lagerlebensdauer auf solche Weise zu stabilisieren, daß die auf die Riemenscheibe ausgeübte Axialbelastung aufgefangen wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der voranstehend geschilderten Schwierigkeiten entwickelt. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Fahrzeuggenerators, bei welchem ein Riemenschlupf verhindert wird, um die Lebensdauer des Riemens zu erhöhen, und weiterhin der Energieverbrauch dadurch verringert ist, daß die Trägheitsenergie des Rotors des Generators auf wirksame Weise zurückgewonnen wird; und schließlich die Verläßlichkeit und die Lebensdauer der Einwegkupplung verbessert werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrzeuggenerator auf: eine Einwegkupplung mit einem äußeren Kupplungsteil und einem inneren Kupplungsteil, wobei die Einwegkupplung leerläuft und kein Drehmoment in einer Richtung entgegengesetzt der vorbestimmten Richtung überträgt, wenn das Drehmoment höher ist als ein vorbestimmtes Leerlaufstartdrehmoment; eine Riemenscheibe mit einer Umschlingungsoberfläche, um welche ein Riemen herum geschlungen ist, wodurch die Riemenscheibe durch den Riemen angetrieben wird, und eine Reibungskraft zwischen der Riemenscheibe und dem Riemen so aufrechterhalten wird, daß ein Drehmoment, welches höher als das vorbestimmte Leerlaufstartdrehmoment ist, in einer Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung übertragen werden kann, ohne einen Riemenschlupf hervorzurufen; und einen Rotor, der durch eine Drehwelle drehbeweglich gehaltert ist, wobei die Drehwelle zusammen mit dem inneren Kupplungsteil gedreht wird.

Weiterhin sind bei einem Fahrzeuggenerator Unregelmäßigkeiten auf der Umschlingungsoberfläche der Riemenscheibe vorgesehen, so daß eine Reibungskraft, die höher als ein vorbestimmter Wert ist, zwischen der Riemenscheibe und dem Riemen sichergestellt werden kann.

Weiterhin ist bei einem Fahrzeuggenerator die Riemenscheibe mit einem zylindrischen Paßabschnitt im Zentrum versehen, ist das äußere Kupplungsteil mit einem zylindrischen Paßabschnitt auf dem Außenumfang versehen, ist das äußere Kupplungsteil anders als die Riemenscheibe ausgebildet, und ist der Paßabschnitt des äußeren Kupplungsteils in den Paßabschnitt der Riemenscheibe in enger Passung eingepaßt, so daß die Riemenscheibe und die Kupplung einstückig oder zusammen gedreht werden können.

Weiterhin ist bei einem Fahrzeuggenerator das innere Kupplungsteil mit einem zylindrischen Paßabschnitt im Zentrum versehen, das innere Kupplungsteil verschieden von der Drehwelle des Generators ausgebildet, und die Drehwelle an den Paßabschnitt des inneren Kupplungsteils in enger Passung befestigt, so daß die Drehwelle zusammen oder einstückig mit dem inneren Kupplungsteil gedreht werden kann.

Weiterhin ist bei einem Fahrzeuggenerator das äußere Kupplungsteil einstückig mit der Riemenscheibe ausgebildet.

Darüber hinaus ist bei einem Fahrzeuggenerator ein Paar von Lagern zwischen der Riemenscheibe und der Kupplung mit dazwischen angeordneten Rollen in Axialrichtung angeordnet, wobei die Belastung der Riemenscheibe durch das innere Kupplungsteil über diese Lager aufgefangen wird.

Weiterhin ist bei einem Fahrzeuggenerator ein Regulierungsteil zur Einstellung einer Bewegung des Lagers in der Axialrichtung zumindest entweder in der Riemenscheibe, dem inneren Kupplungsteil oder der Drehwelle vorgesehen.

Weiterhin ist bei einem Fahrzeuggenerator das Regulierungsteil, welches in der Riemenscheibe vorgesehen ist, als Paar von Stufenabschnitten ausgebildet, an welchen die auf beiden Seiten der Riemenscheibe in Axialrichtung angeordneten Lager befestigt sind, ist das in dem inneren Kupplungsteil vorgesehene Regulierungsteil ein Flansch, dessen Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Lagers, ist eines der beiden Lager zwischen dem Flansch und einem der beiden Stufenabschnitte vorgesehen, und ist das Regulierungsteil, welches auf der Drehwelle vorgesehen ist, als Beilagscheibe ausgebildet, wobei das andere der beiden Lager zwischen der Beilagscheibe und dem anderen Stufenabschnitt vorgesehen ist.

Wenn die Drehzahl der Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs verringert wird, versucht der Rotor des Generators für das Fahrzeug, durch seine Trägheitsenergie seine Drehzahl aufrechtzuerhalten, so daß diese Drehzahl höher sein kann als die Drehzahl der Riemenscheibe. Daher wird auf die Einwegkupplung ein Drehmoment in eine Richtung entgegengesetzt zur vorbestimmten Drehrichtung ausgeübt. Wenn dieses Drehmoment in der Gegenrichtung höher ist als das Leerlaufstartdrehmoment der Einwegkupplung, läuft die Einwegkupplung frei, und wird der Rotor mit höherer Drehzahl gedreht als die Riemenscheibe sich dreht. Daher setzt der Rotor infolge seiner Trägheit seine Drehung fort, ohne daß auf ihn durch die Riemenscheibe eine Bremskraft ausgeübt wird. Daher wird die Trägheitsenergie des Rotors wirksam in Form erzeugter elektrischer Energie zurückgewonnen, so daß der Energieverbrauch verringert werden kann.

Wenn jedoch ein Drehmoment in einer Richtung entgegengesetzt zur vorbestimmten Drehrichtung auf die Einwegkupplung ausgeübt wird, wird sofort der Riemen lose, und verringert sich die Reibungskraft zwischen dem Riemen und der Riemenscheibe. Selbst wenn die Reibungskraft auf die voranstehend geschilderte Weise verringert wird, wird vorzugsweise die Trägheitsenergie des Rotors wirksamer durch Übertragung eines Drehmoments zurückgewonnen, welches höher ist als das Leerlaufstartdrehmoment vom Riemen zur Einwegkupplung, ohne einen Schlupf hervorzurufen, so daß der Rotor wirksam freilaufen kann. Wenn ein Schlupf zwischen dem Riemen und der Einwegkupplung auftritt, verringert sich die Lebensdauer des Riemens. Es ist daher erforderlich, das Auftreten eines Schlupfes zu verhindern, um die Standzeit des Riemens zu erhöhen.

Bei dem Fahrzeuggenerator gemäß der vorliegenden Erfindung wird sichergestellt, daß die Reibungskraft zwischen der Umschlingungsfläche und dem Riemen höher ist als ein vorbestimmter Wert. Daher wird ein Drehmoment, welches höher als das Leerlaufstartdrehmoment ist, von dem Riemen auf die Einwegkupplung übertragen, ohne einen Schlupf hervorzurufen. Daher wird die Einwegkupplung wirksam betätigt. Aus diesem Grund kann die Trägheitsenergie des Rotors wirksam zurückgewonnen werden. Da kein Schlupf erzeugt wird, verbessert sich die Lebensdauer des Riemens.

Darüber hinaus werden Unregelmäßigkeiten auf der Umschlingungsfläche der Riemenscheibe, um welche der Riemen herumgeschlungen ist, erhöht, also die Oberflächenrauhigkeit und die Welligkeit auf der Umschlingungsfläche erhöht. Daher kann ein hoher Reibungskoeffizient zwischen dem Riemen und der Umschlingungsfläche zur Verfügung gestellt werden. Aus diesem Grund erhöht sich die übertragene Reibungskraft. Da es einfach ist, die Unregelmäßigkeiten auf der Umschlingungsfläche zu vergrößern, lassen sich darüber hinaus die voranstehend geschilderten Maßnahmen mit geringem Kostenaufwand verwirklichen.

Weiterhin ist die Riemenscheibe getrennt von dem äußeren Kupplungsteil ausgebildet, so daß sie getrennt hergestellt werden können. Daher ist eine einfache Bearbeitung möglich. Wenn beispielsweise das äußere Kupplungsteil durch Kaltumformung hergestellt wird, so hat man eine einfache Rohform, und darüber hinaus läßt sich die Riemenscheibe einfach bearbeiten. Wenn eines dieser beiden Teile, beispielsweise die Nockennut des äußeren Kupplungsteils, abgeschreckt wird, ist es möglich, eine Verformung der Riemenscheibe zu verhindern, die durch den Einfluß des Abschreckens der Nockennut hervorgerufen wird. Daher läßt sich die erforderliche Rundheit sicherstellen. Darüber hinaus sind diese beiden Teile aneinander durch eine enge Passung befestigt. Verglichen mit einem Fall, in welchem diese beiden Teile durch Schweißen verbunden sind, werden daher weniger Spannungen hervorgerufen. Angesichts dieser Tatsachen ist es einfach, die Exaktheit sicherzustellen, beispielsweise in Bezug auf die Rundheit.

Weiterhin werden das innere Kupplungsteil und die Drehwelle getrennt voneinander hergestellt. Sie lassen sich daher einfach bearbeiten. Da das innere Kupplungsteil entsprechend zur Drehwelle konstruiert werden kann, gibt es mehr Freiheitsgrade für die Kombination der Drehwelle und der Einwegkupplung.

Darüber hinaus sind das äußere Kupplungsteil und die Riemenscheibe einstückig ausgebildet, so daß sich die Anzahl an Teilen verringern läßt.

Da die auf die Riemenscheibe einwirkende Belastung hauptsächlich von den Lagern abgefangen wird, können die Abmessungen des äußeren und des inneren Kupplungsteils in Radialrichtung stabilisiert werden, und kann die Schwankung des übertragenen Drehmoments zwischen mehreren Rollen unterdrückt werden. Daher wird das Leerlaufstartdrehmoment stabilisiert, und darüber hinaus lassen sich die Verläßlichkeit und die Lebensdauer vergrößern.

Weiterhin nimmt das Regulierungsteil eine Kraft auf, die auf das Lager in Axialrichtung einwirkt, so daß die Bewegung in der Axialrichtung reguliert wird. Daher ergibt sich eine erhöhte Lagerlebensdauer.

Die Bewegung des Lagers in Axialrichtung wird durch die Beilagscheibe, den Flansch des inneren Kupplungsteils, oder den abgestuften Abschnitt der Riemenscheibe reguliert. Daher läßt sich die Bewegung des Lagers in Axialrichtung durch ein Regulierungsteil mit einfachem Aufbau regulieren. Aus diesem Grunde ist es möglich, den Generator kostengünstig herzustellen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht des Hauptabschnitts eines Generators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Hauptabschnitts, wobei eine obere Hälfte in Bezug auf die Zentrumslinie des Generators bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Hauptabschnitts eines Generators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht des Hauptabschnitts eines Generators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Ansicht der Ausbildung eines Generators nach dem Stand der Technik;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht der Einwegkupplung des Generators nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 5; und

Fig. 7 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des Betriebs der Einwegkupplung.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts des Generators gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 sind die Bezugszeichen 1 bis 11 die gleichen wie dem in Fig. 6 gezeigten, konventionellen Generator. Daher werden gleiche Teile durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und erfolgt insoweit keine erneute Beschreibung. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist allerdings die Rotorwelle 8a kürzer als die konventionelle Rotorwelle, und dies ist nicht der einzige Unterschied. Dies wird nachstehend noch genauer erläutert.

Die Bezugsziffer 30 bezeichnet eine Kupplung, die folgendermaßen aufgebaut ist. Mit der Bezugsziffer 31 ist ein inneres Kupplungsteil bezeichnet, welches hohlzylindrisch ausgebildet ist. Bin Flansch 31b, der ein Regulierungsteil darstellt, und dessen Außendurchmesser vergrößert ist, ist einstückig an dem rechten Ende des äußeren Umfangsabschnitts 31a des inneren Kupplungsteils 31 vorgesehen. Der Innendurchmesser des hohlen Abschnitts 31c und der Außendurchmesser der Rotorwelle 8a stehen in einer solchen Lagebeziehung, daß der Innendurchmesser des hohlen Abschnitts 31c einen kleinen Spalt gegenüber dem Außendurchmesser der Rotorwelle 8a aufweist, so daß sich zwischen diesen beiden Teilen eine Spielpassung ergibt. Ein Innengewinde 31d ist rechts vom hohlen Abschnitt 31c vorgesehen. Das Innengewinde 31d ist mit einem Außengewinde 8b verschraubt, welches auf der Rotorwelle 8a vorgesehen ist. Weiterhin ist ein hexagonales Loch 31e am rechten Ende des hohlen Abschnitts 31c ausgebildet. Dieses hexagonale Loch 31e wird dann verwendet, wenn das innere Kupplungsteil 31 mit einem Sechskantschlüssel gedreht wird, um so das innere Kupplungsteil 31 mit dem Außengewinde 8b der Rotorwelle zu verschrauben. Infolge des voranstehend geschilderten Aufbaus ist die Mutter 25 des in Fig. 5 dargestellten, konventionellen Generators nicht erforderlich, so daß die Länge der Rotorwelle 8a und die Gesamtlänge des Generators verringert werden können.

Das Bezugszeichen 32 bezeichnet ein äußeres Kupplungsteil, welches als hohlzylindrisches Teil ausgebildet ist, und aus Schmiedestahl besteht. Auf entsprechende Weise wie in Fig. 6 gezeigt sind mehrere keilförmige Nockennuten 32a und ein zylindrischer Außenumfangsabschnitt 32b, der einen Paßabschnitt darstellt, in dem hohlen Abschnitt des äußeren Kupplungsteils 32 vorgesehen. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet eine Rolle, die in der Nockennut 32a angeordnet ist. Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist in der Nockennut 32a ein Teil vorgesehen, welches ebenso ausgebildet ist wie die in Fig. 6 gezeigte Rollenfeder 24. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß dann, nachdem die Nockennut 33a des äußeren Kupplungsteils 32 mittels Gasaufkohlung behandelt wurde, sie abgeschreckt wird.

Die Bezugsziffern 34, 35 bezeichnen Beilagscheiben, die in Axialrichtung auf beiden Seiten der Rollen 33 vorgesehen sind. Infolge der Beilagscheiben wird eine Ortsveränderung der Rollen verhindert. Hierbei wird die Beilagscheibe 34 im Preßsitz in den linken Stufenabschnitt des inneren Kupplungsteils 31 eingepaßt, und die Beilagscheibe 35 wird im Preßsitz in den rechten Stufenabschnitt des inneren Kupplungsteils eingepaßt. Ein kleiner Spalt wird zwischen den Innenumfängen der Beilagscheiben 34, 35 und dem Außenumfang des inneren Kupplungsteils 31 ausgebildet, so daß die Beilagscheiben 34, 35 einfach in das innere Kupplungsteil eingeführt werden können.

Ein Schmiermittel wie beispielsweise Fett füllt den Umfang der Rollen 33, die von den Beilagscheiben 34, 35 umgeben sind, des äußeren Kupplungsteils 32, des inneren Kupplungsteils 31 und der Nockennut 32a (nicht in der Zeichnung dargestellt). Das auf diese Weise aufgebaute äußere Kupplungsteil 32 ist im Preßsitz in den hohlen Abschnitt 39a der nachstehend noch genauer erläuterten Riemenscheibe 39 eingefügt. Auf diese Weise kann ein vorbestimmter Preßsitzzustand zwischen dem äußeren Kupplungsteil 32 und der Riemenscheibe 39 erzielt werden.

Die Bezugsziffern 36, 37 bezeichnen Kugellager. Ein kreisringförmiges Dichtungsteil 36 ist zwischen der inneren und der äußeren Kugellauffläche links (auf der Seite des Generators 1) des Kugellagers 36 vorgesehen, und ebenso ist ein kreisringförmiges Dichtungsteil 38 zwischen der inneren und der äußeren Kugellauffläche auf der rechten Seite des Kugellagers 37 angeordnet. Hierbei ist zur Verringerung der Kosten kein Dichtungsteil auf der Innenseite jedes Kugellagers vorgesehen, also auf der Seite gegenüberliegend dem voranstehend beschriebenen kreisringförmigen Dichtungsteil 38. Selbstverständlich sind die Kugellager 36, 37 mit Fett zur Schmierung gefüllt, allerdings ist kein Dichtungsteil zur Staub- und Wasserabdichtung auf der Innenseite des Kugellagers vorgesehen, wie voranstehend angegeben. Der Grund hierfür besteht darin, daß insoweit keine Schwierigkeiten auftreten, selbst wenn sich das Schmiermittel für die Nockennut 32a und das Schmiermittel in den Kugellagern 36, 37 miteinander vermischen.

Die Bezugsziffer 39 bezeichnet eine Riemenscheibe, die eine Riemennut 39a aufweist, dessen Querschnitt V-förmig ist, wobei die Riemenscheibennut 39a eine Umschlingungsfläche aufweist, um welche der Riemen herumgeschlungen wird, und die Riemenscheibe 39 darüber hinaus einen zylindrischen, hohlen Abschnitt 39b aufweist, der einen Paßabschnitt darstellt. Ein nicht dargestellter Riemen ist um die Riemenscheibe 39 herum geschlungen und wird von einem Motor angetrieben, der eine Antriebsquelle darstellt. Die Oberfläche der Riemennut 39a ist mit ausreichend hohen Unregelmäßigkeiten versehen, so daß ein vorbestimmter Reibungskoeffizient erzielt werden kann. Selbstverständlich ist die Rundheit der Riemenscheibennut 39a auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, so daß die Berührungsfläche der Riemenscheibennut mit dem Riemen stabil aufrechterhalten werden kann. Darüber hinaus ist ein Bereich der Fläche der Riemenscheibennut 39a verlängert. Daher kann eine ausreichend hohe Reibungskraft zwischen der Riemenscheibennut und dem Riemen zur Verfügung gestellt werden. Die Riemenscheibe 39 wird aus Schmiedestahl so hergestellt, daß ein geschmiedetes Stahlstück so bearbeitet wird, daß die Oberfläche ausgebildet werden kann, welche vorbestimmte Unregelmäßigkeiten in der Riemenscheibennut 39a aufweist. Bei dem Herstellungsvorgang werden vorbestimmte Unregelmäßigkeiten ausgebildet.

Der Außenumfang 32b des äußeren Kupplungsteils 32 und der Kugellager 36, 37 wird in den hohlen Abschnitt 39b der Riemenscheibe 39 im Preßsitz eingefügt, so daß ein enger Preßsitz erzielt wird, und die innere Kugellauffläche des Kugellagers wird in festem Preßsitz in das innere Kupplungsteil 31 eingepaßt. Die Bezugsziffer 40 bezeichnet eine Beilagscheibe, welche ein Regulierungsteil darstellt. Die Beilagscheibe 40 ist zwischen einem linken Endabschnitt des inneren Kupplungsteils 31 und einem Gebläse 11 des Generatorgehäuses angeordnet.

Die auf die voranstehend geschilderte Weise aufgebaute Kupplung 30 und Riemenscheibe 39 werden auf folgende Weise zusammengebaut und an der Rotorwelle 8a befestigt. Zuerst wird die Beilagscheibe 34 im Preßsitz an der linken Seite des äußeren Kupplungsteils 32 in der Figur befestigt. Dann werden, auf dieselbe Weise wie in Fig. 7 gezeigt, die Rolle 33 und die Rollenfeder in der Nockennut 32a angebracht, und dann wird die rechte Beilagscheibe 35 an dem äußeren Kupplungsteil 32 in Anschlagpassung befestigt. Daraufhin wird das äußere Kupplungsteil 32 im Preßsitz in den hohlen Abschnitt 39b der Riemenscheibe 39 eingefügt. Dann werden die Kugellager 36, 37 im Preßsitz in den hohlen Abschnitt 39b der Riemenscheibe 39 so eingesetzt, daß das äußere Kupplungsteil 32 zwischen den Kugellagern angeordnet ist. Daraufhin wird das innere Kupplungsteil 31 im Preßsitz in die inneren Kugellaufflächen der Kugellager 36, 37 eingefügt, so daß eine Preßpassung erzielt wird. Hierbei wird der Außenumfang 31a des inneren Kupplungsteils 31 an den Beilagscheiben 34, 35 unter Spielpassung befestigt.

Die auf diese Weise zusammengebauten Teile werden an der Rotorwelle 8a angebracht, in welche vorher die Beilagscheibe 40 eingeführt wurde. Wenn ein Sechskantschlüssel in das hexagonale Loch (Sechskantloch) 31e eingesetzt und gedreht wird, schraubt sich das Innengewinde 31d in das auf der Rotorwelle 8a vorgesehene Außengewinde 8b ein, so daß die zusammengebauten Teile an der Rotorwelle 8a befestigt werden. Der Innendurchmesser des hohlen Abschnitts 31c des inneren Kupplungsteils 31 und der Außendurchmesser der Rotorwelle 8a werden so festgelegt, daß der Innendurchmesser des hohlen Abschnitts 31c einen kleinen Spalt in Bezug auf den Außendurchmesser der Rotorwelle 8a aufweist, so daß dazwischen eine Spielpassung besteht. Wenn das innere Kupplungsteil 31 an der Rotorwelle 8a angebracht ist, arbeitet daher die Rotorwelle 8a als Führung. Daher wird die Exzentrizität reguliert, die durch einen Spalt zwischen dem Außengewinde 8b und dem Innengewinde 31d hervorgerufen wird.

Der wesentliche Bewegungsablauf der auf die voranstehend geschilderte Weise aufgebauten Kupplung ist ebenso wie bei der in Fig. 5 gezeigten Kupplung nach dem Stand der Technik. Wie voranstehend geschildert wird, wenn die Unregelmäßigkeiten auf der Umschlingungsfläche der Riemenscheibennut 39a vergrößert werden, um welche der Riemen herumgeschlungen ist, der Reibungskoeffizient erhöht. Wenn die Genauigkeit der Riemenscheibennut, also die Abmessungen und die Rundheit der Riemenscheibennut so gewählt sind, daß sie nicht kleiner als vorbestimmte Werte sind, wird der Berührungszustand der Riemenscheibennut 39a mit dem Riemen stabilisiert, und werden bei der Drehung hervorgerufene Schwankungen verringert, so daß die erforderliche Berührungsfläche stabil aufrechterhalten werden kann. Daher läßt sich eine vorbestimmte Reibungskraft stabil aufrechterhalten, und läßt sich das Auftreten eines Schlupfes verhindern. Selbst bei einer hohen Motordrehzahl ist es daher möglich, ohne einen Schlupf des Riemens ein Reibungsdrehmoment auf die Kupplung 30 auszuüben, welches höher ist als das Nachlaufdrehmoment. Da ein Schlupf des Riemens verhindert wird, kann die Lebensdauer des Riemens verlängert werden.

Zur Sicherstellung der Oberflächenhärte der Nockennut 32a ist es in diesem Zusammenhang erforderlich, bei dem äußeren Kupplungsteil 32 eine Wärmebehandlung durchzuführen. Wenn die Riemenscheibe 39 getrennt von dem äußeren Kupplungsteil 32 hergestellt wird, wird die Riemenscheibe 39 nicht einer Abschreckung ausgesetzt. Daher werden keine Abschreckungsspannungen hervorgerufen, so daß sich eine ausreichende Rundheit aufrechterhalten läßt. Es besteht daher keine Gefahr, daß die Berührungsfläche der Riemenscheibe und des Riemens verringert wird. Da die Form der Riemenscheibesscheibe einfach ist, läßt sich darüber hinaus die Riemenscheibe einfach bearbeiten.

Weiterhin ist der Durchmesser des Außenumfangsabschnitts 31a des inneren Kupplungsteils 31, welchem die Rollen 33 gegenüberliegen, ebenso groß wie der Durchmesser des Außenumfangsabschnitts 31a, an welchem die Lager 36, 37 befestigt sind. Weiterhin ist kein abgestufter Abschnitt in dem hohlen Abschnitt 32a des äußeren Kupplungsteils 32 vorgesehen. Wie voranstehend geschildert lassen sich daher diese Teile einfach bearbeiten und zusammenbauen.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Kugellager 36, 37 auf beiden Seiten des äußeren Kupplungsteils 32 und der Rollen 33 angeordnet sind, und die von der Riemenscheibe 39 ausgeübte Belastung abfangen. Darüber hinaus wird die Dimensionsbeziehung in der Radialrichtung zwischen dem äußeren Kupplungsteil 32 und dem inneren Kupplungsteil 31 durch die Kugellager 36, 37 reguliert oder eingestellt. Daher läßt sich die Genauigkeit der Abmessungen zwischen der Nockennut 32a und dem Außenumfang 31a des inneren Kupplungsteils 31 sicherstellen. Infolge der voranstehend geschilderten Tatsachen haben das äußere Kupplungsteil 32 und die Rollen 33 hauptsächlich die Funktion, die Befestigung an dem inneren Kupplungsteil 31 durchzuführen, und die mehreren Rollen 33 übertragen das Drehmoment im wesentlichen gleichmäßig. Daher werden die Verläßlichkeit und die Lebensdauer der Kupplung 30 erhöht, so daß der Nachlaufdrehmomentwert stabilisiert wird.

Um die Eigenschaften in Bezug auf Umgebungseinflüsse, beispielsweise Staubdichtigkeits- und Wasserdichtigkeitseigenschaften, der Kugellager 36, 37 zu verbessern, so daß deren Lebensdauer verlängert werden kann, sind Abdichtungsteile 38 zumindest an der Außenseite der Kugellager 36, 37 vorgesehen, nämlich ein Dichtungsteil auf der linken Seite des Kugellagers 36, und ein Dichtungsteil auf der rechten Seite des Kugellagers 37. Bei der vorliegenden Ausführungsform treten keine Schwierigkeiten auf, selbst wenn sich das Schmiermittel für die Nockennut 32a und das Schmiermittel in den Kugellagern 36, 37 miteinander innerhalb der Kugellager mischen. Aus diesem Grund sind, um den Kostenaufwand zu verringern, keine Dichtungsteile innerhalb der Lager vorgesehen, und ist ein Dichtungsteil nur auf einer Seite des Lagers angeordnet.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines oberen, wesentlichen Abschnitts einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind abgestufte Abschnitte in der Riemenscheibe vorgesehen, und sind Kugellager an den abgestuften Abschnitten angebracht. Diese Ausführungsform wird nachstehend erläutert. In der Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen 1 bis 33 und 40 die gleichen Teile wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Daher werden gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und erfolgt insoweit keine erneute Beschreibung.

Das Bezugszeichen 59 bezeichnet eine Riemenscheibe, die eine Riemenscheibennut 39a aufweist, deren Querschnitt V-förmig ist, und weiterhin ist die Riemenscheibe 59 mit einem zylindrischen, hohlen Abschnitt 59b versehen, der einen Paßabschnitt darstellt, und mit einem abgestuften Abschnitt 59c auf beiden Seiten des hohlen Abschnitts, wobei der abgestufte Abschnitt als Regulierungs- oder Einstellteil dient. Die Oberfläche der Riemenscheibennut 59a, welche eine Umschlingungsfläche darstellt, um welche ein (nicht gezeigter) Riemen herumgeschlungen wird, ist mit ausreichend hohen Unregelmäßigkeiten versehen, so daß eine vorbestimmte Reibungskraft erzielt werden kann, die höher als das Nachlaufdrehmoment ist, und die Genauigkeit der Abmessungen der Riemenscheibennut ist auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, so daß daher die Genauigkeit der Abmessungen und die Rundheit auf vorbestimmte Werte eingestellt sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der Riemenscheibe 59a durch Kugel strahlen erzeugt. Wenn die Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der Riemenscheibennut 59a vergrößert werden, wird die Reibungskraft zwischen der Riemenscheibennut und dem Riemen erhöht. Wenn die Genauigkeit der Abmessungen, zum Beispiel in Bezug auf die Rundheit, einen vorbestimmten Wert aufweist, kann die Berührungsfläche der Riemenscheibennut sichergestellt werden, und können die Schwankungen der Reibungskraft verringert werden, die bei der Drehung hervorgerufen werden.

Der Zusammenbau wird wie nachstehend geschildert vorgenommen. Zuerst werden das äußere Kupplungsteil 32, die Rolle 33, die Rollenfeder und die Beilagscheiben 34, 35 zu einer Einheit zusammengebaut, ebenso wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Dann wird der Außenumfang 32b des äußeren Kupplungsteils 32 in den hohlen Abschnitt 39b der Riemenscheibe 39 eingeführt, der vorher erwärmt wurde. Auf diese Weise wird eine Schrumpfpassung erzielt, um so eine vorbestimmte, enge Passung zu erzielen. Die Kugellager 36, 37 werden in Preßpassung in den abgestuften Abschnitten 59c der Riemenscheibe 59 eingefügt, und die Seiten der äußeren Kugellaufflächen der Kugellager 36, 37 gelangen in Berührung mit den abgestuften Abschnitten 59c, und nehmen den Axialdruck der Riemenscheibe 59 auf. Um den Zusammenbau zu erleichtern wird ein kleiner Spalt zwischen den inneren Kugellaufflächen der Kugellager 36, 37 und dem inneren Kupplungsteil 31 in Form einer Spielpassung vorgesehen. Dies stellt einen Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform 1 dar.

Die auf diese Weise zusammengebaute Einheit wird an der Rotorwelle 8a angebracht, in welche vorher die Beilagscheibe 40 eingeführt wurde. Das Zusammenbauverfahren ist ebenso wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Hierbei ist das Einführen des inneren Kupplungsteils 31 einfach, da das innere Kupplungsteil 31 in die Beilagscheiben 34, 35 und die Kugellager 36, 37 im Zustand mit Spielpassung eingeführt wird. Selbst bei einer Spielpassung wird die Bewegung der Riemenscheibe 59 in Axialrichtung durch den Flansch 31b des inneren Kupplungsteils 31 und die Beilagscheibe 40 reguliert oder eingestellt.

Bei der voranstehend geschilderten Anordnung werden die Unregelmäßigkeiten auf der Riemenscheibennut und die Genauigkeit der Abmessungen, beispielsweise die Rundheit, auf vorbestimmte Werte gesetzt, so daß eine vorbestimmte Reibungskraft zwischen der Riemenscheibennut 59a und dem Riemen zur Verfügung gestellt werden kann. Daher kann die Reibungskraft zwischen der Riemenscheibennut und dem Riemen, und auch die erforderliche Berührungsfläche, wirksam sichergestellt werden. Daher ist es möglich, ohne einen Schlupf des Riemens ein Drehmoment von dem Riemen auf die Riemenscheibe 59 zu übertragen, welches höher als das Nachlaufdrehmoment ist.

Die inneren Kugellaufflächen der Kugellager 36, 37 werden von der Beilagscheibe 40 und dem Flansch 31b des inneren Kupplungsteils aufgenommen, und die Seiten der äußeren Kugellaufflächen werden durch die abgestuften Abschnitte 59c der Riemenscheibe 59 aufgenommen. Wenn daher die Riemenscheibe 59 in der Zeichnung nach rechts gedrückt wird, infolge eines Zentrierfehlers der Riemenscheibe 59, wird die Riemenscheibe 59 durch den Flansch 31b des inneren Kupplungsteils 31 über das Kugellager 37 eingestellt oder reguliert. Wenn die Riemenscheibe 59 in der Zeichnung nach links gedrückt wird, wird die Riemenscheibe 59 durch die Beilagscheibe 40 über das Lager 36 reguliert oder eingestellt. Daher läßt sich eine Verlängerung der Lebensdauer des Kugellagers erzielen.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des wesentlichen Abschnitts einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind das äußere Kupplungsteil und die Riemenscheibe zu einem Körper vereinigt.

Die Bezugsziffer 62 bezeichnet ein äußeres Kupplungsteil, und die Bezugsziffer 69 eine Riemenscheibe. Das äußere Kupplungsteil 62 ist in dem hohlen Abschnitt 69b der Riemenscheibe 69 einstückig mit der Riemenscheibe 69 ausgebildet. In dem äußeren Kupplungsteil 62 ist eine keilförmige Nockennut 62a vorgesehen, die ebenso wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ausgebildet ist. In der keilförmigen Nockennut 62a sind die Rolle 33 und die Rollenfeder, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, aufgenommen. Die Riemenscheibe 69 weist eine Riemenscheibennut 69a auf, dessen Querschnitt V-förmig ist, sowie einen hohlen Abschnitt 69b. Wie voranstehend geschildert springt das äußere Kupplungsteil 62 in den hohlen Abschnitt 69b vor, und durch diese äußere Kupplungsteil 62 wird der hohle Abschnitt 69b in eine rechte und eine linke Hälfte unterteilt. In dem so unterteilten, hohlen Abschnitt 69b sind die gleichen abgestuften Abschnitte 69c wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform vorgesehen.

Das äußere Kupplungsteil 62 und die Riemenscheibe 69 werden einstückig aus Schmiedestahl mittels Kaltumformung hergestellt. Das Ausmaß der Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der Riemenscheibennut 69a wird durch Kugel strahlen auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, so daß eine vorbestimmte Reibungskraft zwischen der Riemenscheibennut 69a und dem Riemen erzielt werden kann. Weiterhin wird die Genauigkeit der Abmessungen der Riemenscheibennut 69a auf einen vorbestimmten Wert eingestellt. Infolge dieser Tatsachen wird die Berührungsfläche der Riemenscheibennut 69a mit dem Riemen stabil aufrechterhalten, und darüber hinaus der Reibungskoeffizient erhöht, so daß ein Schlupf des Riemens verhindert werden kann.

Beilagscheiben 34, 35 sind an beiden Seiten des äußeren Kupplungsteils 62 befestigt, und die Kugellager 36, 37 werden in die Stufenabschnitte 69c der Riemenscheibe 69 im Preßsitz eingepaßt. Die auf diese Weise zusammengebaute Anordnung aus Riemenscheibe 69, Rolle 33 und Kugellagern 36, 37 wird in das innere Kupplungsteil 31 im Preßsitz eingeführt, und das innere Kupplungsteil 31 wird auf die Rotorwelle 8a aufgeschraubt, so daß das innere Kupplungsteil 31 nicht von der Rotorwelle 8a abgezogen werden kann.

Die übrigen Teile sind ebenso wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform.

AUSFÜHRUNGSFORM 4

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des wesentlichen Abschnitts einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird das innere Kupplungsteil auch als Rotorwelle verwendet, und sind das innere Kupplungsteil und die Riemenscheibe einstückig ausgebildet.

Die Bezugsziffer 70 bezeichnet eine Rotorwelle, und der rechte Endabschnitt der Rotorwelle 70 wird auch als das innere Kupplungsteil 71 verwendet. Ein Außengewinde 70a ist am Ende der Rotorwelle 70 vorgesehen. In diesem Fall wird Schmiedestahl verwendet, und mit einem Abschnitt des Außenumfangs des inneren Kupplungsteils 31, der in Berührung mit den Rollen 33 gelangt, wird eine Induktionshärtung durchgeführt.

Die Beilagscheiben 34, 35 werden in die abgestuften Abschnitte auf beiden Seiten des äußeren Kupplungsteils 62 eingepaßt, und die Kugellager 36, 37 werden im Preßsitz in die abgestuften Abschnitte 69c der Riemenscheibe 69 eingeführt. Die so einstückig zusammengebaute Anordnung aus Riemenscheibe 69, Rolle 33, und Kugellagern 36, 37 wird in das innere Kupplungsteil 71 der Rotorwelle 70 eingeführt. Hierbei werden die Kugellager 36, 37 an dem inneren Kupplungsteil 71 mittels Anschlagpassung befestigt. Die Kugellager 36, 37 lassen sich nicht herausziehen, infolge der Wirkung der Mutter 80, die ein Regulierungs- oder Einstellteil darstellt, und auf das Außengewinde 70a aufgeschraubt ist.

Die übrigen Teile sind ebenso ausgebildet wie bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform.

Wenn die Rotorwelle 70 auch als das innere Kupplungsteil 71 dient, und das äußere Kupplungsteil 62 einstückig mit der Riemenscheibe 69 ausgebildet ist, so kann die Anzahl an Teilen verringert werden, und darüber hinaus ist es nicht erforderlich, das äußere Kupplungsteil im Preßsitz in die Riemenscheibe einzuführen. Daher können die zum Zusammenbau erforderlichen Mannstunden verringert werden. Weiterhin kann die Exzentrizität der Riemenscheibe 69 in Bezug auf die Rotorwelle 70 verringert werden. Darüber hinaus wird ein Abmessungsfreiraum in Radialrichtung der Kupplung erzielt, so daß mehr konstruktive Freiheit besteht, wenn die Kugellager 36, 37 und die Rolle 33 beim Entwurf ausgewählt werden.

In diesem Zusammenhang können, beispielsweise bei der in Fig. 1 oder in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform, die Kugellager 36, 37 nicht nur zwischen dem inneren Kupplungsteil 31 und der Riemenscheibe 39 angeordnet werden, sondern auch zwischen dem inneren Kupplungsteil 31 und dem äußeren Kupplungsteil 32 vorgesehen werden. Selbstverständlich können die Ausführungsformen 1 bis 4 kombiniert oder geändert werden, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Es wird darauf hingewiesen, daß die Antriebseinheit nicht auf einen Benzin-Verbrennungsmotor beschränkt ist. Selbst wenn die vorliegende Erfindung bei einer Brennkraftmaschine wie etwa einem Dieselmotor eingesetzt wird, lassen sich die selben Wirkungen erzielen. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß der Generator nicht auf einen Dreiphasen-Synchrongenerator beschränkt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist daher, wie voranstehend geschildert, ein Fahrzeuggenerator auf: Eine Einwegkupplung mit einem äußeren Kupplungsteil und einem inneren Kupplungsteil, wobei die Einwegkupplung leerläuft und kein Drehmoment in eine Richtung entgegengesetzt der vorbestimmten Richtung überträgt, wenn das Drehmoment höher ist als ein vorbestimmtes Leerlaufstartdrehmoment; eine Riemenscheibe, die mit einer Umschlingungsfläche versehen ist, um welche ein Riemen herumgeschlungen ist, wobei die Riemenscheibe durch den Riemen angetrieben wird, und eine Reibungskraft zwischen der Riemenscheibe und dem Riemen so aufrechterhalten wird, daß ein Drehmoment, welches höher ist als das vorbestimmte Leerlaufstartdrehmoment, in einer Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung übertragen werden kann, ohne einen Schlupf des Riemens hervorzurufen; und einen Rotor, der durch eine Drehwelle drehbar gehaltert ist, wobei die Drehwelle zusammen mit dem inneren Kupplungsteil gedreht wird. Daher wird das Leerlaufstartdrehmoment von dem Riemen auf die Einwegkupplung übertragen, ohne einen Schlupf hervorzurufen, so daß die Einwegkupplung wirksam betätigt wird. Daher kann die Trägheitsenergie des Rotors wirksam zurückgewonnen werden, und der Energieverbrauch verringert werden, und darüber hinaus wird die Lebensdauer des Riemens vergrößert.

Weiterhin sind Unregelmäßigkeiten auf der Umschlingungsfläche der Riemenscheibe so vorgesehen, daß zwischen der Riemenscheibe und dem Riemen eine Reibungskraft sichergestellt werden kann, die höher ist als ein vorbestimmter Wert. Daher wird das Leerlaufstartdrehmoment von dem Riemen auf die Einwegkupplung übertragen, ohne einen Schlupf hervorzurufen, so daß die Einwegkupplung wirksam betrieben wird. Daher kann die Trägheitsenergie des Rotors wirksam zurückgewonnen und der Energieverbrauch verringert werden, und darüber hinaus ist die Lebensdauer des Riemens verlängert.

Weiterhin ist die Riemenscheibe im Zentrum mit einem zylindrischen Paßabschnitt versehen, ist das äußere Kupplungsteil mit einem zylindrischen Paßabschnitt auf dem Außenumfang versehen, und ist das äußere Kupplungsteil getrennt von der Riemenscheibe ausgebildet, wobei der Paßabschnitt auf dem äußeren Kupplungsteil an dem Paßabschnitt der Riemenscheibe im Zustand einer Preßpassung befestigt wird, so daß die Riemenscheibe und die Kupplung zusammen gedreht werden können. Daher lassen sich Riemenscheibe und Kupplung einfach bearbeiten, und entstehen geringere Kosten.

Weiterhin kann das innere Kupplungsteil mit einem zylindrischen Paßabschnitt im Zentrum versehen sein, das innere Kupplungsteil getrennt von der Drehwelle des Generators ausgebildet sein, und die Drehwelle in dem Paßabschnitt des inneren Kupplungsteils im Zustand einer Preßpassung befestigt werden, so daß die Drehwelle zusammen mit dem inneren Kupplungsteil gedreht werden kann. Wenn eines dieser beiden Teile bearbeitet wird, wird daher verhindert, daß das andere Teil hierdurch verformt wird, so daß die Genauigkeit sichergestellt wird. Darüber hinaus sind beide Teile aneinander im Zustand einer Preßpassung befestigt. Daher wird die Erzeugung mechanischer Spannungen verringert. Angesichts dieser Tatsachen ist es einfach, auf diese Weise die Genauigkeit sicherzustellen.

Weiterhin kann das äußere Kupplungsteil einstückig mit der Riemenscheibe ausgebildet sein. Dann läßt sich die Anzahl an Teilen verringern.

Weiterhin sind zwei Lager zwischen der Riemenscheibe und der Kupplung so angeordnet, daß sie Rollen in Axialrichtung einschließen, und wird die Belastung der Riemenscheibe durch das innere Kupplungsteil über diese Lager aufgefangen. Da die auf die Riemenscheibe einwirkende Belastung hauptsächlich durch die Lager abgefangen wird, können die Abmessungen des äußeren und des inneren Kupplungsteils in Radialrichtung stabilisiert werden, und können die Schwankungen des übertragenen Drehmoments durch mehrere Rollen unterdrückt werden. Daher wird der Leerlaufstart-Drehmomentwert stabilisiert, und darüber hinaus lassen sich die Verläßlichkeit und die Lebensdauer erhöhen.

Weiterhin ist ein Regulierungs- oder Einstellteil zum Regulieren einer Bewegung des Lagers in Axialrichtung zumindest entweder in der Riemenscheibe, dem inneren Kupplungsteil oder der Drehwelle vorgesehen. Das Regulierungs- oder Einstellteil nimmt daher eine Kraft auf, welche auf das Lager in Axialrichtung einwirkt, so daß die Bewegung in Axialrichtung reguliert oder eingestellt wird. Daher läßt sich die Lagerlebensdauer stabilisieren.

Weiterhin kann das in der Riemenscheibe vorgesehene Regulierungs- oder Einstellteil als Paar aus abgestuften Abschnitten ausgebildet sein, an welchen die Lager angebracht sind, die auf beiden Seiten der Riemenscheibe in Axialrichtung vorgesehen sind, wobei das in dem inneren Kupplungsteil vorgesehene Regulierungs- oder Einstellteil ein Flansch ist, dessen Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Lagers, eines der beiden Lager zwischen dem Flansch und einem der beiden abgestuften Abschnitte angeordnet ist, und das auf der Drehwelle vorgesehene Regulierungs- oder Einstellteil eine Beilagscheibe ist, und das andere der beiden Lager zwischen der Beilagscheibe und dem anderen der beiden abgestuften Abschnitte angeordnet ist.

Daher kann die Bewegung des Lagers in Axialrichtung durch ein derartiges Regulierungs- oder Einstellteil mit einfachem Aufbau reguliert oder eingestellt werden. Es ist daher möglich, den Generator einfach und kostengünstig herzustellen.

Claims (8)

1. Fahrzeuggenerator, gekennzeichnet durch:
eine Einwegkupplung mit einem zylindrischen, hohlen, äußeren Kupplungsteil, einem koaxial zum äußeren Kupplungsteil angeordneten inneren Kupplungsteil, und einer Rolle, die zwischen dem äußeren und dem inneren Kupplungsteil angeordnet ist, wobei die Einwegkupplung ein Drehmoment in einer vorbestimmten Richtung zwischen dem äußeren und dem inneren Kupplungsteil überträgt, und die Einwegkupplung leerläuft und kein Drehmoment in einer Richtung entgegengesetzt der vorbestimmten Richtung überträgt, wenn das Drehmoment höher ist als ein vorbestimmtes Leerlaufstartdrehmoment;
eine Riemenscheibe, welche eine Umschlingungsfläche aufweist, um welche ein Riemen herumgeschlungen ist, wobei die Riemenscheibe über den Riemen durch eine Kraftfahrzeug-Antriebseinheit angetrieben wird, und eine Reibungskraft zwischen der Riemenscheibe und dem Riemen so aufrechterhalten wird, daß ein Drehmoment, welches höher ist als das vorbestimmte Leerlaufstartdrehmoment, in einer Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung übertragen werden kann, ohne einen Schlupf des Riemens hervorzurufen; und
einen Rotor, der drehbar durch eine Drehwelle des Generatorgehäuses gehaltert wird, wobei die Drehwelle zusammen mit dem inneren Kupplungsteil drehbar ausgebildet ist, das äußere Kupplungsteil zusammen mit der Riemenscheibe drehbar ausgebildet ist, und ein Drehmoment von der Riemenscheibe auf die Drehwelle in der vorbestimmten Drehrichtung übertragen wird.

2. Fahrzeuggenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Unregelmäßigkeiten auf der Umschlingungsfläche der Riemenscheibe so vorgesehen sind, daß zwischen der Riemenscheibe und dem Riemen eine Reibungskraft sichergestellt werden kann, die höher ist als ein vorbestimmter Wert.

3. Fahrzeuggenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheibe im Zentrum mit einem zylindrischen Paßabschnitt versehen ist, das äußere Kupplungsteil mit einem zylindrischen Paßabschnitt auf dem Außenumfang versehen ist, das äußere Kupplungsteil getrennt von der Riemenscheibe ausgebildet ist, und daß der Paßabschnitt des äußeren Kupplungsteils an dem Paßabschnitt der Riemenscheibe im Zustand einer Preßpassung befestigt ist, so daß die Riemenscheibe und die Kupplung zusammen gedreht werden können.

4. Fahrzeuggenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Kupplungsteil im Zentrum mit einem zylindrischen Paßabschnitt versehen ist, das innere Kupplungsteil getrennt von der Drehwelle des Generators ausgebildet ist, und die Drehwelle an dem Paßabschnitt des inneren Kupplungsteils im Zustand einer Preßpassung befestigt ist, so daß die Drehwelle einstückig mit dem inneren Kupplungsteil gedreht werden kann.

5. Fahrzeuggenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Kupplungsteil einstückig mit der Riemenscheibe ausgebildet ist.

6. Fahrzeuggenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lager zwischen der Riemenscheibe und der Kupplung so angeordnet sind, daß sie zwischen sich Rollen in Axialrichtung einschließen, und daß eine Belastung der Riemenscheibe von dem inneren Kupplungsteil über diese Lager abgefangen wird.

7. Fahrzeuggenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regulierungs- oder Einstellteil zum Regulieren oder Einstellen einer Bewegung des Lagers in Axialrichtung zumindest entweder in der Riemenscheibe, dem inneren Kupplungsteil oder der Drehwelle vorgesehen ist.

8. Fahrzeuggenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Riemenscheibe vorgesehene Regulierungs- oder Einstellteil durch ein Paar abgestufter Abschnitte gebildet wird, an welchen die Lager befestigt sind, die auf beiden Seiten der Riemenscheibe in Axialrichtung vorgesehen sind, daß das in dem inneren Kupplungsteil vorgesehene Regulierungs- oder Einstellteil als Flansch ausgebildet ist, dessen Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Lagers, daß eines der beiden Lager zwischen dem Flansch und einem der beiden abgestuften Abschnitte angeordnet ist, daß das auf der Drehwelle vorgesehene Regulierungs- oder Einstellteil als Beilagscheibe ausgebildet ist, und daß das andere der beiden Lager zwischen der Beilagscheibe und dem anderen der beiden abgestuften Abschnitte angeordnet ist.