DE19609124C2

DE19609124C2 - Riemengetriebevorrichtung für Motornebenaggregate

Info

Publication number: DE19609124C2
Application number: DE19609124A
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Miyata
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2016-03-09
Also published as: DE19609124A1; JP2779331B2; JPH08246893A; US5676225A

Description

Die Erfindung betrifft eine Riemengetriebevorrichtung für Motornebenaggregate nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wie ein Generator als ein Nebenaggregat für einen Motor von einer Kurbelwell ei nes Kraftfahrzeugmotors über einen Treibriemen so angetrieben wird, daß er mit einer Drehbewegung beaufchlagt wird, treten aufgrund einer geringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle (auf die im folgenden als eine Schwankung der Winkelgeschwindigkeit Bezug genommen wird) die folgenden Probleme auf.

Bei dem oben genannten Generator weist ein Rotor, der in kraftübertragender Wi eise mit einer Generatorwelle als einer Nebenaggregatswelle verbunden ist, eine groß Rotationsträgheit (Trägheitsmoment) auf. Deshalb ist auch das Drehmoment, das dazu benötigt wird, den Rotor gegen die Rotationsträgheit rotierend an zutreiben (auf das im folgenden als trägheitsüberwindendes An triebsdrehmoment Bezug genommen wird), ebenfalls groß. Anderer seits ist das Drehmoment, das für die Stromerzeugung als eine Last benötigt wird (auf das im folgenden im Falle eines Genera tors als ein Antriebsdrehmoment zur Stromerzeugung Bezug genom men wird, bzw. auf das im Falle von Nebenaggregaten als Antriebs moment für die Last Bezug genommen wird), klein, da es nur dazu verwendet wird, zu erlauben, daß der Rotor das Magnetfeld eines Stators durchqueren kann. Folglich tritt dann, wenn der Rotor durch die Kurbelwelle rotierend angetrieben wird, in einem Rota tionsübertragungsweg von der Kurbelwelle zu dem Rotor über den Treibriemen zeitweise eine umgekehrte Kraftübertragung auf. Mit anderen Worten, zu dem Zeitpunkt einer Verringerung der Winkelge schwindigkeit im Falle einer geringfügigen Schwankung der Winkel geschwindigkeit der Kurbelwelle (auf den im folgenden als der Zeitpunkt der Verringerung der Winkelgeschwindigkeit Bezug genom men wird), wird die Drehgeschwindigkeit des Rotors zwangsweise herabgesetzt, so daß das Rotationsträgheitsdrehmoment des Rotors auf die Kurbelwelle übertragen wird. Zum Zeitpunkt des Anstei gens der Winkelgeschwindigkeit im Falle einer geringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle (auf den im folgenden als der Zeitpunkt des Anstiegs der Winkelgeschwindig keit Bezug genommen wird), wird der Rotor, dessen Drehzahl redu ziert worden ist, durch die rotierend antreibende Kraft der Kur belwelle um einen Betrag der Reduzierung seiner Drehgeschwindig keit beschleunigt.

Für die umgekehrte Kraftübertragung wird das trägheitswider standsfähige Antriebsdrehmoment zu dem Zeitpunkt des Anstiegs der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle zusätzlich zu dem Be trag der Reduzierung der Drehgeschwindigkeit benötigt. So muß der Treibriemen ein sehr großes Drehmoment aushalten, was dazu führt, daß aufgrund des Schlupfes des Riemens und des frühzeiti gen Zerreißens des Riemens Lärm produziert wird.

Um das oben genannte Problem zu bewältigen, hat den Anmelder in der DE 36 10 415 ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen, bei dem eine Freilaufkupplung in einem Rotationsübertragungsweg, der sich zwischen einer Kurbelwelle und einem Rotor über einen Treibriemen erstreckt, vorgesehen ist, eine Rotationsantriebskraft von der Kurbelwelle auf den Rotor dann übertragen wird, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle ansteigt, und die Übertragung des Rotationsträgheitsmoments von dem Rotor zu der Kurbelwelle dann unterbrochen wird, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwell abnimmt.

Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird zu der Zeit der Verringerung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwell die Verringerung der Drehzahl des Rotors entsprechend verhindert, da die umgekehrte Kraftübertragung von dem Rotor zu der Kurbelwell nicht hergestellt wird, so daß das trägheitswiderstandsfähige An triebsdrehmoment zu dem Zeitpunkt des Anstiegs der Winkelgeschwindigkeit ver ringert werden kann, wodurch das Drehmoment, das der Treibriemen aushalten muß, beträchtlich reduziert wird. Wenn man zum Beispiel annimmt, daß die Last für die Stromerzeugung 0 ist, dann ist das Antriebsdrehmoment für die Stromerzeu gung ebenfalls 0, do daß es nur wichtig ist, daß ein geringfügiges trägheitswider standsfähiges Antriebsdrehmoment, das einem Betrag einer natürlichen Reduzie rung der Drehgeschwindigkeit des Rotors aufgrund von mechanischen Verlusten oder dergleichen entspricht, zugeführt wird. Demgemäß nähert sich das gesamte Antriebsdrehmoment, das der Riemen bei dem Anstieg und dem Absinken der Drehgeschwindigkeit des Rotors aushalten muß, Null, was dazu führt, daß der Schlupf des Riemens verhindert und die Lebensdauer des Riemens verlängert wird.

Aber es können nicht unbedingt alle Arten von Freilaufkupplungen bei der Riemengetriebevorrichtung verwendet werden. Im einzelnen umfaßt die Freilaufkupplung ein treibendes Element, das kraft übertragend mit der Kurbelwellenseite verbunden ist, und ein an getriebenes Element, das kraftübertragend mit der Rotorseite ver bunden ist, und sie schaltet zwischen den gesperrten und freien Zuständen der treibenden und angetriebenen Elemente in Abhängig keit von dem Anstieg und der Verringerung der Winkelgeschwindig keit hin und her, die auf das Antriebselement im Falle einer ge ringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle übertragen wird. Der Schaltvorgang wird nicht sofort an dem Zeit punkt hergestellt, an dem das Antriebselement auf "Anstieg" der Winkelgeschwindigkeit übergeht, sondern er wird im allgemeinen um einen bestimmten Augenblick verzögert. Mit anderen Worten, wenn von dem freien Zustand zu dem gesperrten Zustand geschaltet wird, wird das Antriebselement relativ gesehen um einen Winkel verschoben, der einer bestimmten Betriebsverzögerung bezüglich des angetriebenen Elements entspricht, so daß der im wesentli chen gesperrte Zustand hergestellt wird.

Deshalb bewirkt eine Freilaufkupplung, deren Winkel β der Be triebsverzögerung übermäßig groß ist, ein falsches Sperren, wie in Fig. 3b gezeigt ist, so daß die Kupplung zu dem Zeitpunkt des Ansteigens der Winkelgeschwindigkeit um einen bestimmten Betrag nicht eingerückt ist, so daß die Rotationsantriebskraft der Kur belwelle nicht zu jedem Zeitpunkt des Ansteigens der Winkelge schwindigkeit sicher übertragen werden kann.

Wenn der Winkel der Betriebsverzögerung der Freilaufkupplung so gesetzt wird, daß er stattdessen übermäßig klein ist, dann tritt ein falsches Sperren aufgrund des Schlupfes der Freilaufkupplung auf, d. h. es ist schwierig, die Kupplung so festzusetzen, daß das Drehmoment nicht übertragen werden kann. Wie zum Beispiel in Fig. 2 gezeigt ist, wird der Winkel β der Betriebsverzögerung klein, wenn eine Freilaufkupplung mit Außenrollen verwendet wird, bei der eine Kupplungsrolle 10 drehbar zwischen einem äußeren Laufring 7 als einem treibenden Element und einem inneren Laufring 8 als einem angetriebenen Element angeordnet ist, wenn der Innenumfant 7a des äußeren Laufrings 7 so geformt ist, daß ein Neigungswinkel α davon groß wird. Aber wenn der Neigungswinkel α übermäßig froß ist, kann die Kupplungsrolle 10 leicht auf dem Innenumfang 7a des äußeren Laufrings 7 und auf dem äußeren Umfang 8a des inneren Laufrings 8 gleiten, so daß es schwierig wird, eine Fest klemmwirkung für die Rolle 10 zuverlässig herzustellen. Dies führt auch zu einem falschen Sperren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Lebensdauer des Treib riemens auch unter Berücksichtigung der hochfrequenten Drehzahlränderungen aufgrund der periodischen Schwankungen des Augenblickswertes der Winkelge schwindigkeit der rotierenden Anstriebswelle noch weiter zu verlängern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehen von einer gattungsgemäßen Rie mengetriebevorrichtung für Motornebenaggregaten nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 durch die Kombination mit dem kennzeichnenden Merkmalen des An spruchs 1 gelöst.

Genauer gesagt umfaßt die Erfindung nach Anspruch 1 eine Riemen getriebevorrichtung für Motornebenaggregate, die folgendes um faßt: einen Motor mit einer Kurbelwelle, ein Nebenaggregat mit einem Rotor mit einer gewissen Rotationsträgheit und einer Neben aggregatswelle, die kraftübertragend mit dem Rotor verbunden ist, einen Treibriemen, der um die Kurbelwelle des Motors und die Nebenaggregatswelle gewickelt ist, um eine rotierend antrei bende Kraft der Kurbelwelle, die mit einer geringfügigen Schwan kung der Winkelgeschwindigkeit verknüpft ist, auf die Nebenaggre gatswelle zu übertragen, um den Rotor des Nebenaggregats so anzu treiben, daß er sich dreht, und eine Freilaufkupplung, die in einem Rotationsübertragungsweg vorgesehen ist, der von der Kur belwelle zu dem Rotor des Nebenaggregats führt und ein Antriebs element, das kraftübertragend mit der Kurbelwellenseite verbun den ist, sowie ein angetriebenes Element aufweist, das kraftüber tragend mit der Rotorseite verbunden ist. Die Freilaufkupplung wird an dem Zeitpunkt des Anstiegs der geringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle in einen gesperrten Zustand der antreibenden und angetriebenen Elemente geschaltet, um die rotierend antreibende Kraft der Kurbelwelle auf den Rotor zu übertragen, und wird an dem Zeitpunkt der Verringerung der geringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwel le in einen gelösten Zustand der antreibenden und angetriebenen Elemente geschaltet, um die Übertragung des Rotationsträgheits drehmoments von dem Rotor auf die Kurbelwelle zu unterbrechen. Bis die Freilaufkupplung an dem Zeitpunkt des Anstiegs der ge ringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle von dem freien Zustand in den gesperrten Zustand der antreiben den und angetriebenen Elemente geschaltet wird, wird ein Winkel der Betriebsverzögerung der Freilaufkupplung so eingestellt, daß er kleiner als ein bestimmter Verschiebungswinkel der geringfügi gen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit ist, die an das An triebselement übertragen werden soll.

Wenn die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle des Motors an steigt, kommt die Freilaufkupplung bei dem oben genannten Aufbau in den festgesetzten Zustand, so daß der Rotationsübertragungs weg, der von der Kurbelwelle des Motors zu dem Rotor des Neben aggregats führt, hergestellt wird. Als eine Folge davon wird der Rotor von einer rotierend antreibenden Kraft der Kurbelwelle so angetrieben, daß er sich dreht. Aber wenn die Winkelgeschwindig keit der Kurbelwelle abnimmt, kommt die Freilaufkupplung in den freigegebenen Zustand, so daß der Rotationsübertragungsweg unter brochen wird. Als eine Folge davon kann verhindert werden, daß das Rotationsträgheitsdrehmoment des Rotors über den Treibriemen in entgegengesetzter Richtung auf die Kurbelwelle übertragen wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Rotors aufgrund einer Last, die an das Nebenaggregat angelegt wird, und von mechani schen Verlusten, wie z. B. einem Reibungswiderstand, allmählich abnimmt, und die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle wieder zunimmt, geht die Freilaufkupplung in den festgesetzten Zustand über, so daß eine Rotationsantriebskraft der Kurbelwelle durch die Freilaufkupplung auf den Rotor des Nebenaggregats übertragen wird.

Nachdem die Winkelgeschwindigkeit des Antriebselements der Frei laufkupplung ansteigt und dann um den Winkel der Betriebsverzöge rung erhöht wird, wird die Drehgeschwindigkeit des Rotors in die sem Fall dann auf die Winkelgeschwindigkeit des Antriebselements reduziert, d. h. die Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Ele ments wird herabgesetzt, so daß die Antriebselemente und die an getriebenen Elemente von dem freien Zustand in den gesperrten Zustand geschaltet werden.

Der Verschiebungswinkel (Bereich der Verschiebung) der geringfü gigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit neigt im allgemeinen dazu, in Richtung auf die untere Geschwindigkeitsseite des Dreh zahlbereichs größer zu werden. Mit anderen Worten, der niedrige Drehzahlbereich zeigt eine große Schwankung bei der Winkelge schwindigkeit, so daß der Winkel der Verschiebung ebenfalls groß wird. Folglich wird in dem Drehzahlbereich, der einen Verschie bungswinkel aufweist, der größer als der vorbestimmte Verschie bungswinkel ist, d. h. in dem Drehgeschwindigkeitsbereich, der eine niedrigere Drehzahl als der Drehzahlbereich aufzeigt, der den festgesetzten Verschiebungswinkel aufweist, während eine Zeitspanne der Schwankung der Winkelgeschwindigkeit größer wird, der Verschiebungswinkel ziemlich größer, so daß die Verringe rungsrate der Drehgeschwindigkeit des Rotors an dem Zeitpunkt des Absinkens der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle klein wird. Dadurch steigt die Winkelgeschwindigkeit des Antriebsele ments in einem relativ frühen Stadium um den Winkel der Betriebs verzögerung an, wodurch der festgesetzte Zustand der Freilauf kupplung zu einem Zeitpunkt des Anstiegs der Winkelgeschwindig keit der Kurbelwelle sicher hergestellt wird. Als eine Folge da von kann ein falsches Blockieren der Freilaufkupplung in dem nie drigen Drehzahlbereich, der große Schwankungen bei der Winkelge schwindigkeit zeigt, sicher vermieden werden, so daß die an den Riemen zusammen mit der Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle angelegte Kraft effektiv verringert werden kann. Die Verringerung der Last verhindert einen Riemenschlupf und bewirkt eine verlängerte Riemenlebensdauer.

Bei der Erfindung von Anspruch 2 gemäß dieser Erfindung nach An spruch 1 ist der vorbestimmte Verschiebungswinkel ein Winkel der Verschiebung (z. H. 1,6°) der geringfügigen Schwankung der Winkel geschwindigkeit in einem Bereich hoher Drehzahlen (z. B. 5000 U/min) des Motors.

Mit der oben genannten Struktur können die Wirkungen der Erfin dung nach Anspruch 1 in einem breiten, allgemein verwendeten Drehzahlbereich zwischen einer Leerlaufdrehung und einer Drehung bei mittlerer Geschwindigkeit sicher erzielt werden, da der vor bestimmte Verschiebungswinkel auf einen Verschiebungswinkel der geringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit in einem Be reich einer hohen Drehzahl des Motors eingestellt ist.

Bei der Erfindung nach Anspruch 3 gemäß der Erfindung von An spruch 2 wird in dem Fall, daß die Freilaufkupplung an einer Stelle positioniert ist, an der die Freilaufkupplung eine rotie rend antreibende Kraft auf die Nebenaggregatswelle überträgt, die von der Kurbelwelle durch den Treibriemen übertragen wird, und das Geschwindigkeitsänderungsverhältnis von der Nebenaggre gatswelle auf die Kurbelwelle den Wert 2 hat, der Winkel der Be triebsverzögerung der Freilaufkupplung auf einen Wert gesetzt, der kleiner als 1,6° ist.

Im allgemeinen nimmt ein Verschiebungswinkel der geringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle in Abhängig keit von dem Anstieg der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle stu fenweise ab. Das heißt genauer gesagt, während bei der Leerlauf rotation (z. B. 800 U/min) der Bereich der Verschiebung der Kur belwelle etwa ±3° ist und somit der Verschiebungswinkel 6° ist, liegt bei der Hochgeschwindigkeitsrotation (z. B. 5000 U/min) der Bereich der Verschiebung der Kurbelwelle bei etwa ±0,4° und so mit der Verschiebungswinkel bei 0,8°. Wenn bei der Hochgeschwin digkeitsrotation das Geschwindigkeitsänderungsverhältnis der an getriebenen Welle zu der Kurbelwelle den Wert 2 hat, wird der Winkel der Verschiebung der geringfügigen Schwankung der Winkel geschwindigkeit, die von der Antriebsseite der Freilaufkupplung übertragen werden soll, auf 1,6° verdoppelt. Folglich können die Wirkungen der Erfindung von Anspruch 1 auch in diesem Fall si cher erzielt werden.

Bei der Erfindung nach Fig. 4 gemäß der Erfindung des Anspruchs 1 ist das Nebenaggregat ein Generator, der mit einem Rotor verse hen ist, der eine Rotationsträgheit aufweist, die größer als eine Last zur Stromerzeugung ist.

Nach dem oben genannten Aufbau wird der Rotor des Generators durch eine rotierend antreibende Kraft der Kurbelwelle so ange trieben, daß er sich dreht. Da der Rotor des Generators eine Ro tationsträgheit aufweist, die größer als eine Last für die Strom erzeugung ist, und somit ein großes trägheitswiderstandsfähiges Antriebsdrehmoment aufweist, wie bereits in der obigen Beschrei bung des Standes der Technik erläutert worden ist, wird als An triebsdrehmoment für die Last nur ein kleines Antriebsdrehmoment zur Stromerzeugung benötigt, das es dem Rotor ermöglicht, sich in dem Magnetfeld zu drehen. Deshalb ist der Generator eines der Motornebenaggregate, die am leichtesten eine umgekehrte Kraft übertragung erzeugen. Demgemäß können die Wirkungen der Erfin dung nach Anspruch 1 in hervorragendem Maße bei der Erfindung von Anspruch 4 erzielt werden.

Da das Antriebsdrehmoment für die Stromerzeugung außerdem dazu neigt, umgekehrt zu der Anzahl der Umdrehungen des Rotors zuzu nehmen, kann das trägheitswiderstandsfähige Antriebsdrehmoment in dem niedrigen Drehzahlbereich zuverlässig verringert werden. Das heißt also, selbst wenn eine Last für die Stromerzeugung vor handen ist, kann das gesamte Antriebsdrehmoment über den breiten Drehzahlbereich auf ein niedriges Niveau beschränkt werden.

Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufrißansicht, die schematisch den Gesamtaufbau einer Riemengetriebevorrichtung nach einem Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht, die schematisch einen Teil einer Freilaufkupplung zeigt, die zwischen einer Generatorwelle eines Generators und einer angetriebenen Riemenscheibe angeordnet ist,

Fig. 3 die jeweiligen Wellenformen, die Betriebszustände der Freilaufkupplung in dem oben genannten Ausführungsbei spiel und ein herkömmliches Beispiel zum Vergleich ver anschaulichen,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht, die schematisch einen Teil einer anderen Art von Freilaufkupplung zeigt, die bei dieser Erfindung verwendet werden kann,

Die Fig. 5 bis 9 zeigen jeweils den Test 1, wobei:

Fig. 5 eine graphische Darstellung ist, die die Beziehung zwi schen dem Antriebsdrehmoment für die Stromerzeugung der Generatorwelle und ihrer Drehzahl zeigt, wenn eine Last für die Stromerzeugung 85 A beträgt,

Fig. 6 eine graphische Darstellung ist, die die Beziehung zwi schen dem trägheitswiderstandsfähigen Antriebsdrehmo ment der Generatorwelle und ihrer Drehzahl in einem Ver gleichsbeispiel zeigt,

Fig. 7 eine graphische Darstellung ist, die die Beziehungen zwischen dem jeweiligen Gesamtantriebsdrehmoment der Generatorwelle entsprechend den jeweiligen Lasten für die Stromerzeugung und ihrer Drehzahl in dem Vergleichs beispiel zeigt,

Fig. 8 die jeweiligen Wellenformen zeigt, die die Beträge der Rotationsreduktion der Generatorwelle in Abhängigkeit von den jeweiligen Lasten für die Stromerzeugung bei einem Beispiel dieser Erfindung veranschaulichen,

Fig. 9 ein Diagramm des Beispiels dieser Erfindung nach Fig. 8 ist, in dem das jeweilige Gesamtantriebsdrehmoment der Generatorwelle in Abhängigkeit von den jeweiligen La sten für die Stromerzeugung in Beziehung zu ihrer Dreh zahl gezeigt ist.

Die Fig. 10 bis 14 zeigen den Test 2, wobei:

Fig. 10 ein Diagramm ist, das einen Test zum Überprüfen der Cha rakteristiken der jeweiligen Riemengetriebevorrichtun gen nach einem Beispiel dieser Erfindung sowie ein Ver gleichsbeispiel erläutert,

Fig. 11 die jeweiligen Wellenformen zeigt, die die jeweilige Schwankung der Winkelgeschwindigkeit einer Kurbelwelle, einer angetriebenen Riemenscheibe und einer Generator welle in dem Beispiel dieser Erfindung veranschauli chen,

Fig. 12 eine graphische Darstellung nach Fig. 11 ist, in der die jeweilige Schwankung der Winkelgeschwindigkeit einer Kurbelwelle und einer Generatorwelle in dem Ver gleichsbeispiel veranschaulicht ist,

Fig. 13 die jeweiligen Wellenformen zeigt, die die jeweilige Spannungsschwankung auf der gespannten Seite und der ungespannten Seite des Riemens bei dem Beispiel dieser Erfindung zeigen,

Fig. 14 eine der Fig. 13 entsprechende graphische Darstellung ist, in der die jeweilige Spannungsschwankung auf der gespannten Seite und der ungespannten Seite des Riemens in dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt schema tisch den gesamten Aufbau einer Riemengetriebevorrichtung eines Generators 1 als einem Nebenaggregat für einen Motor gemäß die sem Ausführungsbeispiel.

Die Riemengetriebevorrichtung befindet sich auf der Vorderseite eines Vierzylinder-Dieselmotors D, der in einem Kraftfahrzeug angebracht ist, und ist so zusammengesetzt, daß ein Keilrippen riemen 5 als ein Treibriemen zwischen einer Antriebsriemenschei be 3, die mit dem Vorderseitenende einer Kurbelwelle 2 des Mo tors D so verbunden ist, daß sie rotierend zusammenwirken, und einer angetriebenen Riemenscheibe 4 gewickelt ist, die kraftüber tragend mit einer Generatorwelle 1a als einer Nebenaggretatswel le des Generators 1 verbunden ist. Die Generatorwelle 1a des Ge nerators 1 ist mit einem nicht gezeigten Rotor versehen, der dann, wenn er rotierend mit dieser zusammenarbeitet, eine Rota tionsträgheit aufweist, die größer als eine Last für die Stromer zeugung ist. Die Antriebsriemenscheibe 3 und die angetriebene Riemenscheibe 4 sind so eingestellt, daß das Geschwindigkeitsän derungsverhältnis der Generatorwelle 1a zu der Kurbelwelle 2 den Betrag 2 aufweist. Eine Freilaufkupplung 6 ist in die angetriebe ne Riemenscheibe 4 eingebaut. Die Freilaufkupplung 6 überträgt eine rotierend antreibende Kraft der Kurbelwelle 2 auf die Gene ratorwelle 1a zu dem Zeitpunkt des Anstiegs der Winkelgeschwin digkeit der Kurbelwelle 2 und unterbricht die Übertragung des Rotationsträgheitsdrehmoments von dem Rotor des Generators 1 zu der Kurbelwelle 2.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die oben genannte Freilaufkupp lung 6 von der Art mit Außenrollen, bei der rollenartige Klemm körper verwendet werden, und sie umfaßt einen äußeren Laufring 7 als ein antreibendes Element, einen inneren Laufring 8 als ein angetriebenes Element sowie eine Vielzahl von Kupplungsrollen 10, 10, . . . (von denen in der Figur eine gezeigt ist). Der äuße re Laufring 7 ist mit der angetriebenen Riemenscheibe 4 so ver bunden, daß sie rotierend zusammenwirken, und weist eine Viel zahl von Rundhöhlungen 9 (von denen eine in der Figur gezeigt ist) an dem Innenumfang davon in einer umfangsseitigen Richtung auf. Der innere Laufring 8 befindet sich innenliegend von dem äußeren Laufring 7 und ist mit der Generatorwelle 1a so verbun den, daß sie rotationsmäßig zusammenwirken. Die Vielzahl der Kupplungsrollen 10, 10, . . . befinden sich in den jeweiligen Rund höhlungen 9 des äußeren Laufrings 7. Der innere Umfang 7a des äußeren Laufrings 7 in jeder Rundhöhlung 9 ist so geformt, daß er in der radialen Entfernung von dem Außenumfang 8a des inneren Laufrings 8 allmählich abnimmt. Mit anderen Worten, die Tangen te, die durch einen Kontaktpunkt zwischen dem äußeren Laufring 7 und der Rolle 10 wandert, ist um einen bestimmten Winkel α zu der Tangente geneigt, die durch einen Kontaktpunkt zwischen dem inneren Laufring 8 und der Rolle 10 wandert. Dadurch steht zu dem Zeitpunkt einer Relativrotation des äußeren Laufrings 7 in einer Sperr-Richtung (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn) jede Rolle 10 mit einem Raum zwischen dem Innenumfang 7a des äußeren Laufrings 7 und dem Außenumfang 8a des inneren Laufrings 8 in Eingriff, so daß die Relativrotation des äußeren Laufrings 7 blockiert ist (ein eingerückter Zustand der Kupplung), und ande rerseits ist an dem Zeitpunkt der Relativrotation des äußeren Laufrings 7 in einer freien Richtung (in der Zeichnung im Gegen uhrzeigersinn) jede Rolle 10 außer Eingriff gebracht, so daß sich der äußere Laufring 7 relativ zu dem inneren Laufring 8 frei drehen kann (ein gelöster Zustand der Kupplung). Jede Rolle 10 wird von einer nicht gezeigten Kupplungsfeder zu jeder Zeit im Gegenuhrzeigersinn gedrückt.

Außerdem wird der Winkel β der Betriebsverzögerung, wie in Fig. 3a gezeigt ist, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Freilaufkupp lung 6 von dem freien Zustand zu dem festgesetzten Zustand zwi schen dem äußeren Laufring 7 und dem inneren Laufring 8 zu dem Zeitpunkt des Anstiegs der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 geschaltet wird, auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der vorbestimmte Winkel s der Verschiebung der geringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit ist, die in dem hohen Dreh zahlbereich des Motors D auf den äußeren Laufring 7 übertragen werden soll (s < β).

Das heißt, da der Bereich der Verschiebung der geringfügigen Schwankung bei der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 zu dem Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsrotation des Kraftfahrzeug motors (z. B. 5000 U/min) im allgemeinen ±0,4° ist, wird der Be reich der Verschiebung der Generatorwelle 1a auf ±0,8° verdop pelt (s = 1,6°), wenn das Änderungsverhältnis der Generatorwelle 1a zu der Kurbelwelle 2 den Wert 2 aufweist. Folglich wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Winkel β der Betriebsverzögerung der Freilaufkupplung 6 auf 0,45° gesetzt, was kleiner als der Winkel s = 1,6° ist. Der Grund dafür, daß er auf so einen klei nen Wert eingestellt wird, liegt darin, daß der Rotor des Genera tors 1 im wesentlichen einen großen Rotationsreduktionsbetrag aufweist, wenn die Last für die Stromerzeugung groß ist. Da der Betrag des Winkels β der Betriebsverzögerung ungefähr umgekehrt proportional zu dem Neigungswinkel α des Innenumfangs 7a des äußeren Laufrings 7 in jeder Rundhöhlung 9 der Freilaufkupplung 8 ist, bedeutet ein Ansteigen des Neigungswinkels α eine Verrin gerung des Winkels β der Betriebsverzögerung.

Nun wird die Wirkungsweise der Riemengetriebevorrichtung be schrieben. Wenn die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 des Dieselmotors D ansteigt, kommt die Freilaufkupplung 6 in einen eingerückten Zustand, um den Rotationsübertragungsweg von der Kurbelwelle 2 zu dem Rotor des Generators 1 über den Keilrippen riemen 5 herzustellen, so daß der Rotor von einer rotierend an treibenden Kraft der Kurbelwelle 2 derart angetrieben wird, daß er sich dreht. Andererseits geht die Freilaufkupplung 6 dann, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 abnimmt, in einen gelösten Zustand über, um den Rotationsübertragungsweg zu unterbrechen, so daß das Rotationsträgheitsdrehmoment des Rotors daran gehindert wird, in entgegengesetzter Richtung durch den Keilrippenriemen 5 auf die Kurbelwelle 2 übertragen zu werden.

Wenn dann die Drehgeschwindigkeit des Rotors aufgrund einer Last für die Stromerzeugung oder aufgrund von mechanischen Verlusten abnimmt und die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 wieder zunimmt, geht die Freilaufkupplung 6 in den eingerückten Zustand über, so daß eine rotierend antreibende Kraft der Kurbelwelle 2 durch die Freilaufkupplung 6 auf den Rotor des Generators 1 über tragen wird. In diesem Fall wird der Winkel β der Betriebsverzö gerung der Freilaufkupplung 6 auf einen Wert von 0,45° gesetzt, der kleiner als der Verschiebungswinkel von 1,6° der geringen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit ist, die an den äußeren Laufring 7 der Freilaufkupplung 6 in dem hohen Drehzahlbereich der Kurbelwelle 2 übertragen werden soll. Deshalb wird in dem hohen Drehzahlbereich der Kurbelwelle 2 die Drehgeschwindigkeit des Rotors auf die Winkelgeschwindigkeit des äußeren Laufrings 7 verringert, d. h. die Winkelgeschwindigkeit des inneren Laufrings 8 wird auf den Wert des äußeren Laufrings 7 herabgesetzt, nachdem die Winkelgeschwindigkeit des äußeren Laufrings 7 der Freilauf kupplung 6 auf "Anstieg" übergeht und dann um einen Betrag des Winkels β der Betriebsverzögerung ansteigt. Zu diesem Zeitpunkt werden der äußere Laufring 7 und der innere Laufring 8 im wesent lichen von ihrem gelösten Zustand in ihren gesperrten Zustand geschaltet.

Somit wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel in dem Drehzahlbe reich, in dem der Bereich der Verschiebung der geringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 größer als der (±0,4°) in dem hohen Drehzahlbereich des Dieselmotors D ist, d. h. in dem normalerweise verwendeten Drehzahlbereich, der von der Leerlaufdrehzahl, die den Bereich der Verschiebung von etwa ±3° aufweist, zu dem mittleren Drehzahlbereich führt, wäh rend eine Zeitspanne der geringfügigen Schwankung der Winkelge schwindigkeit länger wird, der Winkel der Verschiebung ziemlich größer, so daß die Rate der Drehzahlreduktion des Rotors an dem Zeitpunkt der Verringerung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbel welle 2 klein wird. Dadurch wird die Winkelgeschwindigkeit des äußeren Laufrings 7 in einem relativ frühen Stadium um den Win kel β der Betriebsverzögerung vergrößert, wodurch der eingerück te Zustand der Freilaufkupplung 6 jedesmal dann sicher herge stellt wird, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 ansteigt. Folglich kann ein fehlerhaftes Blockieren der Freilauf kupplung 6 in dem niedrigen Drehzahlbereich sicher verhindert werden, der große Schwankungen bei der Winkelgeschwindigkeit zeigt, so daß die Belastung des Keilrippenriemens 5, die mit der Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 verknüpft ist, in dem niedrigen Drehzahlbereich effektiv verhindert werden kann. Die Verringerung der Last verhindert einen Schlupf des Keilrippenriemens 5 und sieht eine verlängerte Lebensdauer für den Riemen vor.

Bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel wird der Keilrippen riemen 5 als ein Treibriemen verwendet. Hei dieser Erfindung kön nen anstelle des Keilrippenriemens aber auch verschiedene andere Arten von Riemen verwendet werden.

Obwohl das oben genannte Ausführungsbeispiel auf den Dieselmotor D angewendet wird, ist der Treibriemen dieser Erfindung auch auch Motoren anwendbar, die mit Benzin betrieben werden.

Außerdem wird bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel eine Freilaufkupplung 6 der Außenrollenart verwendet, bei der rollen artige Klemmkörper verwendet werden. Aber wenn nur der Winkel 8 der Betriebsverzögerung auf einen Wert gesetzt werden kann, der kleiner als ein bestimmter Verschiebungswinkel ist, ist die Art der Freilaufkupplung, die verwendet werden kann, nicht einge schränkt. Zum Beispiel kann, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die Frei laufkupplung 6 von der Art sein, bei der eine Vielzahl von Ko kon-förmigen Klemmkörpern 10, 10, . . . (von denen einer in der Zeichnung gezeigt ist) verwendet werden. Bei dieser Freilaufkupp lung 6 wird jeder Klemmkörper 10 von einer Haltevorrichtung 17 gehalten, damit er in einer Ebene, die orthogonal zu der Achse der Freilaufkupplung 6 verläuft, neigbar ist. Dadurch wird zum Zeitpunkt der Relativrotation des äußeren Laufrings 7 in einer Sperrichtung (in der Figur im Uhrzeigersinn) jeder Klemmkörper 10 an einem radial äußeren Ende davon gegen den Innenumfang 7a des äußeren Laufrings 7 und an einem radial inneren Ende davon gegen den Außenumfang 8a des inneren Laufrings 8 gedrückt, so daß die Relativrotation des äußeren Laufrings 7 blockiert wird. In diesem Fall wird jeder Klemmkörper 10 in eine Richtung ge drückt, in der der gesperrte Zustand der Kupplung zu jeder Zeit hergestellt wird. Die Bezugszeichen 18, 18 zeigen jeweils eine Kugel zum Lagern, die zwischen den Laufrädern 7, 8 angeordnet ist und die Laufräder 7, 8 derart hält, daß sie zu ihrer Relativ rotation in der Lage sind.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel ist der Winkel β der Betriebs verzögerung auf 0,45° gesetzt. Aber der Winkel der Betriebsver zögerung kann praktischerweise in Abhängigkeit von den Charakte ristiken der Winkelgeschwindigkeitsschwankung der Motoren, des normalerweise verwendeten Drehzahlbereichs oder dergleichen ein gestellt werden.

Außerdem ist bei dem obigen Ausführungsbeispiel die Freilaufkupp lung 6 zwischen der Generatorwelle 1a und der angetriebenen Rie menscheibe 4 angeordnet, die auf der Generatorwelle 1a ange bracht ist. Aber die Position, in der die Freilaufkupplung 6 an geordnet werden soll, kann frei ausgelegt werden.

Außerdem wird bei dem obigen Ausführungsbeispiel der Generator 1 als ein Nebenaggregat für den Motor verwendet. Die vorliegende Erfindung kann aber auch für andere Nebenaggregate für den Mo tor, wie z. B. für einen Kompressor für die Klimaanlage des Fahr zeugs, eine Pumpe für die Servolenkung und eine Wasserpumpe ver wendet werden.

Test 1

Im folgenden wird der Test 1 beschrieben, der in bezug auf das Drehmoment ausgeführt worden ist, das notwendig ist, um den Gene rator der oben genannten Riemengetriebevorrichtung anzutreiben.

Zuerst wird eine Beschreibung eines Vergleichsbeispiels für den Fall gegeben, daß die angetriebenen Riemenscheibe, die auf dem Generator an gebracht ist, eine feststehende Rimenscheibe ist, die keine Freilaufkupplung ent hält, wie sie bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel genannt ist. Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem Antriebsdrehmoment für die Stromerzeugung (ALT- Drehmoment) und der Drehgeschwindigkeit des Generators (ALT-Drehzahl), wobei der Generator Stromerzeugungscharakteristiken aufweist, die in Tabelle 1 gezeigt sind, und die Last für die Stromerzeugung 85 A ist.

Tabelle 1

Dann wird der Test bezüglich des trägheitswiderstandsfähigen Antriebsdrehmo ments durchgeführt, das benötigt wird, um den Rotor des Generators gegen das Torationsträgheitsmoment des Rotors um einen Betrag der Rotationsreduktion auf grund der Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwell anzutreiben. Bei diesem Test wurden die Charakteristiken des trägheitswiderstandsfähigen An triebsdrehmoments (ALT-Drehmoment) auf der Grundlage von gemessenen Daten erhalten, wobei das Rotationsverhältnis r des Nebenaggregats 2 ist und das Rotati onsträgheitsdrehmoment I_PA 0.352 kg.m² (0.24 kgf.m.sec²) ist. Die Ergebnisse sind in Fig. 6 gezeigt.

Da der Wert des Trägheitswiderstandsfähigen Antriebsdrehmoments aus den unten genannten Formeln (1) und 2) auch theoretisch erhalten werden kann, sind diese aus Hinweisgründen im folgenden dargestellt:

Am = (t_n/100) × (m . W_n ²)/2 (1)

Wobei Am die Amplitude der Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbel welle 2 ist und ihre Einheit (rad/sec)² ist, t_n ein Rotationsschwankungsverhältnis (±%) bei n U/min der Kurbelwell ist, m die Anzahl der Motorzylinder ist, und W_n eine Winkelgeschwindigkeit (rad/sec) bei n U/min der Kurbelwell ist;

T_RA = (1/2^1/2) × Am × r × I_PA (2)

wobei T_RA ein Trägheitswiderstandsfähiges Antriebsdrehmoment ist und seine Ein heit N.m ist, r ein Rotationsverhältnis (DR/DN) des Nebenaggregats ist, und I_PA ein Rotationsrägheitsmoment (kg.m²) des Nebenaggregats ist.

Folglich wird, wie in Figu 7 gezeigt ist, das Gesamtantriebsdrehmoment (ALT- Drehmoment) des Vergleichsbeispiels erhalten, bei dem das Antriebsdrehmoment für die Stromerzeugung, das in Fig. 5 gezeigt ist, zu dem Zeitpunkt einer Last für die Stromerzeugung von 85 A zu dem trägheitswiderstandsfähigen Drehmoment hin zugefügt wird, das in Fig. 6 gezeigt ist. In der gleichen Art und Weise ist das jewei lige Gesamtdrehmoment für die Fälle, bei denen die Last für die Stromerzeugung bei 41, 8 A, 20, 6 A, 10, 15 A und 5 A liegt, in der gleichen Figur gezeigt. Aus Fig. 7 wird deutlich, daß ungeachtet der Größe der Last für die Stromerzeugung bei 4000 oder weniger U/min ein großes Gesamtantriebsdrehmoment benötigt wird.

Nun wird ein Beispiel dieser Erfindung beschrieben. Das Antriebsdrehmoment für die Stromerzeugung ist identische zu dem bei dem Vergleichsbeispiel. Zum Bei spiel ist bei dem Fall einer Last für die Stromerzeugung von 85 A das ALT- Drehmoment gleich dem von Fig. 5.

Da bei dem Beispiel dieser Erfindung aufgrund der Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle keine Rotationsreduktion auftritt, ist das trägheitswiderstandsfähige Antriebsdrehmoment nur ein Betrag der Rotationsreduktion, die mit mechanischen Ver lusten wie z. B. Reibungswiderstand verbunden sind. Folglich ist das Gesamtantriebsdrehmoment in dem Falle einer Last für die Stromerzeugung von 0 A nur ein geringfügiger Betrag T der Rota tionsreduktion, wie in Fig. 8a gezeigt ist. Da die Last für die Stromerzeugung allmählich auf 10 A, 20 A und 30 A gesteigert wird, wird der Betrag T der Rotationsreduktion des Rotors entsprechend erhöht, wie in den Fig. 8b bis 8d gezeigt ist, wodurch auch das Gesamtantriebsdrehmoment erhöht wird. Angesichts eines Absorp tionsgrades der Winkelgeschwindigkeitsschwankung von (((Verschie bungswinkel) - (Rotationsreduktionsbetrag))/(Verschiebungswin kel) × 100), liegt das Verhältnis in dem Fall einer Last für die Stromerzeugung von 5 A bei 92,9%, während es in dem Fall einer Last für die Stromerzeugung von 20,6 A auf 60,3% verringert wird.

Fig. 9 zeigt Charakteristiken des jeweiligen Gesamtantriebsdreh moments in den Fällen einer Last für die Stromerzeugung von 85 A bis 5 A bei dem Beispiel dieser Erfindung. Wie aus der Figur im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel von Fig. 7 deutlich wird, wird das Gesamtantriebsdrehmoment ungeachtet der Lasten für die Stromerzeugung als Ganzes reduziert. Vor allem wenn die Last für die Stromerzeugung verringert wird, wird das Gesamtantriebsdreh moment beträchtlich verringert.

Test 2

Um die Riemengetriebecharakteristiken eines Beispiels dieser Er findung zu überprüfen, bei dem eine Riemenscheibe mit einer ein gebauten Freilaufkupplung als eine angetriebene Riemenscheibe an dem Generator angebracht ist, wird der Test durchgeführt, um die jeweilige Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle und der Generatorwelle des 4-Zylinder-Dieselmotors zu messen, und um die jeweilige Schwankung der Spannung auf der gespannten Seite und der ungespannten Seite des Keilrippenriemens zu mes sen. Zum Vergleich wird die gleiche Messung bei einem Vergleichs beispiel vorgenommen, bei dem anstelle der Riemenscheibe mit einer eingebauten Freilaufkupplung eine feststehende Riemenschei be, die mit der Generatorwelle so verbunden ist, daß sie rotie rend zusammenwirken, als eine angetriebene Riemenscheibe an dem Generator angebracht ist.

Um den obigen Test durchführen zu können, wie er in Fig. 10 ge zeigt ist, wird ein Keilrippenriemen 5 zwischen einer Antriebs riemenscheibe 3, die an der Kurbelwelle 2 angebracht ist, und einer angetriebenen Riemenscheibe 4, die auf einer Generatorwel le 1a angebracht ist, aufgewickelt, und die Riemenscheiben 3, 4 sind jeweils mit elektromagnetischen Abtastvorrichtungen 11, 12 versehen, um so die jeweiligen Winkelgeschwindigkeiten der Rie menscheiben 3, 4 erfassen zu können. Auf entsprechende Riemenbe reiche zwischen den beiden Riemenscheiben 3, 4 werden jeweils Spannriemenscheiben 15, 16, die von entsprechenden Meßdosen 13, 14 gehalten werden, derart gedrückt, daß die jeweiligen Spannun gen dieser Bereiche von den Meßdosen 13, 14 erfaßt werden kön nen. Die Kurbelwelle 2 wurde mit einer Anfangsriemenspannung von 588 N (60 kgf) bei einer vorbestimmten Drehzahl (720 U/min bei dem Beispiel dieser Erfindung und 880 U/min bei dem Vergleichsbei spiel) gedreht. Als der Keilrippenriemen 5 wird ein Riemen mit vier Rippen und einer Teillänge von 785 mm verwendet. Der Grund dafür, daß bei dem Vergleichsbeispiel eine Drehzahl von 880 U/min verwendet wird, ist der, daß die Drehzahl von weniger als 880 U/min eine übermäßig große Schwankung bei der Winkelgeschwin digkeit erzeugen würde, was dazu führen würde, daß der Keilrip penriemen 5 in einem frühen Stadium zerreißen würde.

Fig. 11 zeigt jeweils eine Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2, der angetriebenen Riemenscheibe 4 und der Ge neratorwelle 1a bei dem Beispiel dieser Erfindung. Fig. 12 zeigt die jeweilige Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwel le 2 und der Generatorwelle 1a bei dem Vergleichsbeispiel. In Falle des Vierzylinder-Motors werden zwei Explosionen pro Rota tion der Kurbelwelle 2 ausgeführt. Da die Drehzahl der Kurbelwel le 2 bei dem Beispiel dieser Erfindung 720 U/min ist, beträgt folglich eine Zeitspanne der Schwankung der Winkelgeschwindig keit der Kurbelwelle 2 etwa 41,7 msec. Andererseits liegt die Zeitspanne bei dem Vergleichsbeispiel bei 34,1 msec. Da die Kur belwelle 2 nicht mit einem Schwungrad versehen ist, erscheint die Schwankung der Winkelgeschwindigkeit betragsmäßig größer als unter tatsächlichen Arbeitsbedingungen. Fig. 13 zeigt die jewei lige Schwankung der Spannung der Bereiche auf der gespannten Sei te und auf der ungespannten Seite des Keilrippenriemens 5 bei dem Beispiel dieser Erfindung. Fig. 14 zeigt die jeweilige Schwankung der Spannung der Bereiche auf der gespannten Seite und auf der ungespannten Seite des Keilrippenriemens 5 bei dem Vergleichsbeispiel.

Wenn die Fig. 11 und 12 miteinander verglichen werden, ist der Betrag T der Rotationsreduktion der Generatorwelle 1a bei dem Beispiel dieser Erfindung kleiner als der bei dem Vergleichs beispiel. Wie daraus ersichtlich wird, wird das Gesamtantriebs drehmoment bei dem Beispiel dieser Erfindung verringert. Mit an deren Worten, die Belastung des Keilrippenriemens 5 wird um einen Betrag der Reduzierung des Gesamtantriebsdrehmoments ver ringert. Wenn dies im Hinblick auf die Kurbelwelle 2 betrachtet wird, ist der Bereich der Verschiebung der geringfügigen Schwan kung der Winkelgeschwindigkeit bei dem Beispiel dieser Erfindung 430 bis 860 U/min größer als der Bereich der Verschiebung (680 bis 980 U/min) bei dem Vergleichsbeispiel. Das heißt, bei dem Vergleichbeispiel wird zu dem Zeitpunkt des Verringerns der Win kelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 das Rotationsträgheitsdreh moment des Rotors in entgegengesetzter Richtung über den Keilrip penriemen 5 auf die Kurbelwelle 2 übertragen, wodurch der Betrag der Verringerung der Winkelgeschwindigkeit eingeschränkt wird, und zu dem Zeitpunkt des Ansteigens der Winkelgeschwindigkeit begrenzt das große Gesamtantriebsdrehmoment den Betrag des An stiegs der Winkelgeschwindigkeit. Mit anderen Worten, bei dem Vergleichsbeispiel dient der Rotor als ein Schwungrad, so daß die Schwankung bei der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 eingeschränkt wird.

Andererseits wird bei dem Beispiel dieser Erfindung an dem Zeit punkt der Verringerung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 die Übertragung des Rotationsträgheitsmoments des Rotors auf die Kurbelwelle 2 unterbrochen, so daß die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 2 stark verringert wird, ohne daß das Rotations trägheitsdrehmoment aufgenommen wird, und zu dem Zeitpunkt des Anstiegs der Winkelgeschwindigkeit ist der Betrag des Anstiegs der Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem geringeren Be trag des Gesamtantriebsdrehmoments größer. Mit anderen Worten, bei dem Beispiel dieser Erfindung wird das Schwungrad um den Be trag des Rotationsträgheitsdrehmoments des Rotors entlastet, das nicht auf die Kurbelwelle 2 übertragen wird.

Nun werden die Fig. 13 und 14 miteinander verglichen. Bei dem Vergleichsbeispiel werden der Bereich auf der gespannten Seite und der Bereich auf der ungespannten Seite abwechselnd ausge tauscht und diese Wechsel werden in einem Zeitraum, der halb so lang ist wie der Zeitraum der Schwankung der Winkelgeschwindig keit der Kurbelwelle 2 und der Generatorwelle 1a, häufig durchge führt. Der Betrag der Schwankung der Spannung des Bereichs auf der gespannten Seite ist etwa 110 kgf und die Spannung des Be reichs auf der ungespannten Seite variiert in dem Bereich von etwa 60 kgf. Es wird aus dem oben Gesagten offensichtlich, daß eine beträchtlich große Last an dem Keilrippenriemen 5 angelegt wird.

Im Gegensatz dazu findet bei dem Beispiel dieser Erfindung zwi schen dem Bereich auf der gespannten Seite und dem Bereich auf der ungespannten Seite kein Austausch statt. Außerdem ist der Betrag der Schwankung der Spannung auf etwa 40 kgf für beide Be reiche beschränkt. Wie aus dem Obigen deutlich wird, wird die Belastung für den Keilrippenriemen 5 im Vergleich zu dem Ver gleichsbeispiel beträchtlich reduziert.

Claims

1. Riemengetriebevorrichtung für Motornebenaggregate, die folgendes umfaßt:
einen Motor mit einer Kurbelwelle,
ein Nebenaggregat mit einem Rotor mit einer gewissen Rotationsträgheit und einer Nebenaggregatswelle, die kraftübertragend mit dem Rotor verbunden ist,
einen Treibriemen, der um die Kurbelwelle und die Nebenaggregatswelle ge wickelt ist, um eine rotierend antreibende Kraft der Kurbelwelle, die geringfü gigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit unterworfen ist, auf die Neben aggregatswelle zu übertragen, um den Rotor des Nebenaggregats so anzu treiben, daß er sich dreht, und
eine Freilaufkupplung, die in einem Rotationsübertragungsweg vorgesehen ist, der von der Kurbelwelle zu dem Rotor des Nebenaggregats führt, und ein Antriebselement, das kraftübertragend mit der Kurbelwellenseite verbunden ist, sowie ein angetriebenes Element aufweist, das kraftübertragend mit der Rotorseite verbunden ist - wobei die Freilaufkupplung an dem Zeitpunkt des Anstiegs der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle, die leicht schwankt, in einen gesperrten Zustand der antreibenden und angetriebenen Elemente ge schaltet wird, um die rotierend antreibende Kraft der Kurbelwelle auf den Ro tor zu übertragen - wogegen die Freilaufkupplung an dem Zeitpunkt der Ver ringerung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle, die leicht schwankt, in einen gelösten Zustand der antreibenden und angetriebenen Elemente ge schaltet wird, um die Übertragung des Rotationsträgheitsdrehmoments von dem Rotor auf die Kurbelwelle zu unterbrechen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Freilaufkupplung so ausgelegt ist, daß in einem Bereich, in dem die Winkelgeschwindigkeit des Antriebselements beginnt anzusteigen, der Relativwinkel, der während der Relativbewegung der antreibenden und ange triebenen Elemente zwischen dem freien und dem gesperrten Zustand der antreibenden und angetriebenen Elemente durchwandert wird, so eingestellt wird, daß er kleiner als der Winkel ist, der von dem antreibenden Element während einer geringfügigen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit des an treibenden Elements durchwandert wird.

2. Riemengetriebevorrichtung für Motornebenaggregate nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel der Verschiebung ein Winkel der Verschiebung der geringfügigen Schwankung der Winkelge schwindigkeit in einem Bereich der hohen Drehzahlen des Motors ist.

3. Riemengetriebevorrichtung für Motornebenaggregate nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplung in einer Lage angeordnet ist, in der die Freilaufkupplung eine rotierend antreibende Kraft, die von der Kur belwelle über den Treibriemen übertragen wird, auf die Nebenaggregatswelle überträgt, daß das Geschwindigkeitsveränderungsverhältnis von der Nebenaggregatswelle zu der Kurbelwelle den Wert 2 aufweist, und daß der Winkel de Betriebsverzögerung der Freilaufkupplung auf einen Wert einge stellt ist, der kleiner als 1,6° ist.

4. Riemenübertragungsvorrichtung für Motornebenaggregate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenaggregat ein Generator ist.