DE19955068A1

DE19955068A1 - Drive for a generator

Info

Publication number: DE19955068A1
Application number: DE1999155068
Authority: DE
Inventors: Helmut Suelzle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2001-05-23
Also published as: EP1101918A3; EP1101918A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Generator eines Kraftfahrzeugs, mit einem Antriebselement für den Generator. Der Antrieb zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Antriebselement (3) und dem Generator (2) eine stufenlos verstellbare Drehzahlübersetzungseinheit (6) angeordnet ist.The invention relates to a drive for a generator of a motor vehicle, with a drive element for the generator. The drive is characterized in that an infinitely variable speed transmission unit (6) is arranged between the drive element (3) and the generator (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Generator eines Kraft fahrzeugs gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a generator of a force Vehicle according to the preamble of claim 1.

State of the art

Antriebe für einen Generator eines Kraftfahrzeugs sind bekannt. Üblicherweise ist das Antriebselement für den Generator die Kurbelwelle der Brennkraftma schine des Kraftfahrzeugs, auf der eine Riemen scheibe angeordnet ist. An dem anzutreibenden Teil des Generators ist ebenfalls eine Riemenscheibe be festigt. Beide Riemenscheiben werden von einem Rie men umschlungen, so dass der Antrieb des Generators direkt über die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine möglich ist. Es ist jedoch auch schon vorgeschlagen worden, zwischen der Kurbelwelle und dem Generator ein umschaltbares Stufengetriebe anzuordnen. Derar tige Stufengetriebe, beispielsweise Planetenge triebe, werden insbesondere bei sogenannten Star ter-Generatoren eingesetzt.Drives for a generator of a motor vehicle are known. Usually the drive element for the generator the crankshaft of the internal combustion engine machine of the motor vehicle on which a belt disc is arranged. On the part to be driven the generator is also a pulley consolidates. Both pulleys are from one belt men entwined so that the drive of the generator directly via the crankshaft of the internal combustion engine is possible. However, it is already suggested between the crankshaft and the generator to arrange a switchable gearbox. Derar term gearbox, for example planetary gear drives, especially in so-called star ter generators used.

Nachteilig hierbei ist, dass der Generator auf ein breites Drehzahlband ausgelegt werden muss. Eine Optimierung der Generatorauslegung wird somit sehr stark eingeschränkt. The disadvantage here is that the generator on wide speed range must be designed. A Optimization of the generator design is therefore very much highly limited.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße Antrieb für einen Generator mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen zeichnet sich dadurch aus, dass der Generator auf einen engen Drehzahlbereich ausgelegt werden kann, da es mit der stufenlos verstellbaren Drehzahlüberset zungseinheit möglich ist, unabhängig von der Dreh zahl des Antriebselements für den Generator, eine nahezu konstante Drehzahl für den Aktivteil, insbe sondere den Rotor des Generators, bereitzustellen. Es ist also vorteilhaft erreicht, dass der Genera tor über große Drehzahlbereiche des Antriebsele ments mit konstanter Drehzahl angetrieben werden kann. Insbesondere ist es dadurch möglich, die be weglichen Komponenten des Generators auf eine ge ringere Maximaldrehzahl auszulegen. Es ist also vorteilhaft möglich, die Nenndrehzahl des Genera tors sowohl bei Leerlaufdrehzahl als auch bei maxi maler Drehzahl des Antriebselements bereitzustel len.The drive according to the invention for a generator with the features mentioned in claim 1 is characterized in that the generator on one narrow speed range can be designed as it with the infinitely variable speed ratio unit is possible, regardless of the rotation number of drive elements for the generator, one almost constant speed for the active part, esp special to provide the rotor of the generator. It is therefore advantageously achieved that the genera gate over large speed ranges of the drive element elements are driven at a constant speed can. In particular, it is possible to be movable components of the generator on a ge to design a lower maximum speed. So it is advantageously possible, the nominal speed of the genera tors both at idling speed and at maxi to provide painter speed of the drive element len.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der stufenlos verstellbaren Drehzahlübersetzungs einheit, die ein Antriebsglied und ein Abtriebs glied aufweist, zwischen denen der Schlupf ein stellbar ist. Somit lässt sich auf einfache Art und Weise die stufenlose Verstellbarkeit der Drehzahl übersetzungseinheit realisieren.An embodiment is particularly preferred the infinitely variable speed ratio unit, which is a drive link and an output has link between which the slip is adjustable. So you can easily and Way the infinitely variable speed realize translation unit.

Das Antriebsglied und das Abtriebsglied sind in be vorzugter Ausführungsform Bestandteil einer Visko sitätskupplung, bei der sich in an sich bekannter Weise das Antriebs- und das Abtriebsglied in einem flüssigen Medium drehen, wobei zur Einstellung des Schlupfs vorgesehen sein kann, dass der Abstand zwischen dem Antriebsglied und dem Abtriebsglied und/oder die Mediummenge beziehungsweise der Medi umdruck veränderbar ist, um unterschiedliche Dreh zahlübersetzungen realisieren zu können.The drive member and the output member are in be preferred embodiment part of a visco sitätskupplung, in which is known per se Way the drive and the output member in one turn the liquid medium, adjusting the Slip can be provided that the distance between the drive member and the driven member and / or the amount of medium or the medi Umdruck is changeable to different rotation to be able to realize number translations.

Anstelle der Viskositätskupplung kann auch eine Drehzahlübersetzungseinheit vorgesehen sein, die nach Art eines Drehzahlwandlers arbeitet. Derartige Drehzahlwandler sind beispielsweise aus Automatik getrieben bekannt und weisen zumindest ein Turbi nenrad und ein Pumpenrad auf. Je nach Mediumfüll grad des Wandlers kann somit das Drehzahlüberset zungsverhältnis eingestellt werden.Instead of the viscosity coupling, a Speed translation unit can be provided works like a speed converter. Such Speed converters are automatic, for example driven known and have at least one turbo inner wheel and an impeller. Depending on the medium filling degree of the converter can thus translate the speed ratio can be set.

Besonders bevorzugt ist die Abtriebsdrehzahl der Drehzahlübersetzungseinheit konstant gewählt, so dass der Generator mit seiner Nenndrehzahl konstant angetrieben werden kann.The output speed is particularly preferred Speed translation unit selected constant, see above that the generator is constant at its rated speed can be driven.

Um die Abtriebsdrehzahl konstant zu halten, ist in bevorzugter Ausführungsform eine Regelung vorgese hen, die mechanisch und/oder elektrisch und/oder hydraulisch arbeiten kann. Eine mechanische Rege lung kann beispielsweise durch einen Fliehkraftreg ler oder dergleichen gebildet sein. Eine elek trische Regelung arbeitet in bevorzugter Ausfüh rungsform mit einem elektrischen Drehzahlsensor.To keep the output speed constant, in In a preferred embodiment, a control is provided hen that mechanically and / or electrically and / or can work hydraulically. A mechanical rain lung can, for example, by a centrifugal force ler or the like. An elec tric control works in preferred execution form with an electrical speed sensor.

Bevorzugt ist das Antriebsglied der Drehzahlüber setzungseinheit über einen Riemenantrieb mit dem Antriebselement verbunden. Mithin können die im Stand der Technik bekannten Riemenantriebe verwen det werden. Es wird also lediglich die erfindungs gemäße Drehzahlübersetzungseinheit zwischen Genera tor und Riemenantrieb geschaltet.The drive member is preferably above the speed setting unit via a belt drive with the Drive element connected. Therefore, the in Belt drives known in the art use be det. So it will only be the invention appropriate speed transmission unit between genera gate and belt drive switched.

Es kann deswegen auch in besonders bevorzugter Aus führungsform vorgesehen sein, dass das Antriebsele ment die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs ist. Je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine weist die Kurbelwelle unter schiedliche Drehzahlen auf. Mit dem erfindungsge mäßen stufenlosen Drehzahlübersetzungsmittel ist es jedoch möglich, den Generator mit konstanter Dreh zahl anzutreiben.It can therefore also be used in a particularly preferred manner be provided that the drive element ment the crankshaft of the internal combustion engine Motor vehicle is. Depending on the operating state of the Internal combustion engine instructs the crankshaft different speeds. With the fiction it is a stepless speed transmission means however possible the generator with constant rotation number to drive.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter ansprüchen.Further refinements result from the sub claims.

drawing

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfüh rungsbeispiels mit Bezug auf die einzige Figur nä her erläutert. Die Figur zeigt eine Drehzahlüber setzungseinheit, an der abtriebsseitig ein Genera tor angekuppelt ist.The invention is based on an Ausfüh Example with reference to the only figure nä ago explained. The figure shows a speed over unit, on the output side a genera gate is coupled.

Description of the embodiment

Aus der Figur ist ein Antrieb 1 für einen Generator 2 ersichtlich. Dem Antrieb 1 ist ein Antriebsele ment 3 zuordenbar, das beispielsweise die Kurbel welle 4 einer Brennkraftmaschine 5 ist. Der Antrieb 1 weist eine stufenlos verstellbare Drehzahlüber setzungseinheit 6 auf, die antriebsseitig mit dem Antriebselement 3 verbunden und daher mit der An triebsdrehzahl n_an beaufschlagbar ist. Abtriebssei tig ist das Drehzahlübersetzungsmittel 6 mit dem Generator 2 verbunden, der somit mit der Abtriebs drehzahl n_ab angetrieben wird.A drive 1 for a generator 2 can be seen from the figure. The drive 1 is a Antriebssele element 3 assignable, for example, the crankshaft 4 of an internal combustion engine 5 . The drive 1 has a continuously variable rotational speed reduction unit 6 which n is drivingly connected to the drive member 3 and therefore the operating speed to be acted _on. Abtriebssei tig, the speed translation means 6 is connected to the generator 2 , which is thus driven with the output speed n _from .

Um den Generator 2 mit konstanter Drehzahl anzu treiben, ist eine Regelungseinrichtung 7 vorgese hen, die die Abtriebsdrehzahl n_ab der Drehzahlüber setzungseinheit 6 über das Drehzahlübersetzungsver hältnis der Drehzahlübersetzungseinheit 6 entspre chend einstellt, um die vorstehend erwähnte kon stante Antriebsdrehzahl für den Generator 2 bereit stellen zu können. Für die Erfassung der Abtriebs drehzahl n_ab weist die Regelungseinrichtung 7 einen Drehzahlsensor 8 auf.In order to drive the generator 2 at a constant speed, a control device 7 is provided, which adjusts the output speed n _from the speed transmission unit 6 via the speed translation ratio of the speed translation unit 6 accordingly, in order to provide the aforementioned constant drive speed for the generator 2 to be able to. For the detection of the output speed n _from , the control device 7 has a speed sensor 8 .

Je nachdem, nach welchem Prinzip die Drehzahlüber setzungseinheit 6 arbeitet, erfolgt die Einstellung des Drehzahlübersetzungsverhältnisses mechanisch und/oder elektrisch und/oder hydraulisch.Depending on the principle on which the speed transmission unit 6 operates, the speed transmission ratio is set mechanically and / or electrically and / or hydraulically.

Im Ausführungsbeispiel ist die Drehzahlüberset zungseinheit 6 mit einem Antriebsglied 9 und einem Abtriebsglied 10 ausgestattet, zwischen denen der Schlupf mittels der Regelungseinrichtung 7 ein stellbar ist, um bei unterschiedlichen Antriebs drehzahlen n_an eine konstante Abtriebsdrehzahl n_ab bereitstellen zu können. Insbesondere ist die Dreh zahlübersetzungseinheit 6 als Viskositätskupplung 11 ausgebildet, bei der das Antriebsglied 9 durch eine Antriebsscheibe 12 und das Abtriebsglied 10 durch eine Abtriebsscheibe 13 realisiert ist. Die Antriebs- und Abtriebsscheibe 12 und 13 sind in einem Mediumbehälter 14 angeordnet, der zur Ver stellung des Drehzahlübersetzungsverhältnisses mit unterschiedlichen Mengen eines flüssigen Mediums befüllbar ist. Es kann außerdem vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der Antriebsscheibe 12 und der Abtriebsscheibe 13 verstellt wird, um das Drehzahlübersetzungsverhältnis einstellen zu kön nen. Im Ausführungsbeispiel übernimmt also die Re gelungseinrichtung 7 die Regelung des Scheibenab standes und/oder der Füllmenge des Mediumbehälters 14.In the embodiment the Drehzahlüberset wetting unit 6 with a driving member 9 and a driven member 10 is provided, between which the slip a is adjustable by means of the control means 7 in order n rotational speeds at different drive _at a constant output speed n _from be able to provide. In particular, the rotational speed ratio unit 6 is designed as a viscosity clutch 11 , in which the drive member 9 is realized by a drive disk 12 and the output member 10 by an output disk 13 . The drive and driven pulleys 12 and 13 are arranged in a medium container 14 which can be filled with different amounts of a liquid medium for adjusting the speed ratio. It can also be provided that the distance between the drive pulley 12 and the driven pulley 13 is adjusted in order to be able to set the speed transmission ratio. In the exemplary embodiment, the re regulating device 7 takes over the regulation of the disc position and / or the filling quantity of the medium container 14 .

Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen dem An triebselement 3, also der Kurbelwelle 4, und dem Antriebsglied 9 ein Riemenantrieb vorgesehen ist, der das Antriebselement 9 antreibt. Denkbar wäre allerdings auch, das Antriebsglied 9 direkt mit der Kurbelwelle 4 zu verbinden.According to an embodiment, not shown, it is preferably provided that between the drive element 3 , that is, the crankshaft 4 , and the drive member 9, a belt drive is provided which drives the drive element 9 . However, it would also be conceivable to connect the drive member 9 directly to the crankshaft 4 .

Ist die Drehzahlübersetzungseinheit 6 wie gezeigt als Viskositätskupplung 11 oder als Drehzahlwandler (nicht dargestellt) ausgebildet, ergeben sich noch folgende Vorteile: Die Geräuschentwicklung beim er findungsgemäßen Antrieb 1 ist gegenüber einem Stufengetriebe gering. Außerdem arbeitet die Dreh zahlübersetzungseinheit 6 verschleißfrei, da sowohl bei einer Viskositätskupplung als auch bei einem Drehzahlwandler keine direkte mechanische Verbin dung zwischen Antriebsglied 9 und Abtriebsglied 10 vorliegt.Is the rotational speed transmission unit 6 as shown (not shown) as a viscous coupling 11, or as a speed transducer formed, nor the following advantages: The noise when he inventive drive 1 is low compared to a stepped transmission. In addition, the speed ratio unit 6 works wear-free, since there is no direct mechanical connection between the drive member 9 and output member 10 in both a viscosity clutch and a speed converter.

Mit der Regelungseinrichtung 7 ist es außerdem mög lich, die Drehungleichförmigkeit insbesondere bei wechselnden Lastverhältnissen beziehungsweise Dreh zahlverhältnissen des Antriebselements 3 zu dämp fen. Außerdem kann in einer besonders bevorzugten Betriebsstellung der Generator 2 vom Antriebsele ment 3 abgekoppelt werden, so dass beim Start der Brennkraftmaschine 5 für den Generator keine Schleppmomente aufgebracht werden müssen. Bei der Viskositätskupplung 11 kann dies beispielsweise da durch realisiert werden, dass der Mediumbehälter 14 nahezu vollständig entleert wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen dem Antriebsglied 9 und dem Abtriebsglied 10 so groß gewählt wird, dass keine Drehmomentübertragung er folgt.With the control device 7 , it is also pos sible to damp the rotational irregularity, in particular with changing load conditions or speed ratios of the drive element 3 . In addition, in a particularly preferred operating position, the generator 2 can be uncoupled from the drive element 3 , so that no drag torques have to be applied to the generator when the internal combustion engine 5 starts. With the viscosity coupling 11 , this can be achieved, for example, by the medium container 14 being almost completely emptied. However, it can also be provided that the distance between the drive member 9 and the driven member 10 is chosen so large that no torque transmission takes place.

Es zeigt sich also, dass mit der erfindungsgemäßen Drehzahlübersetzungseinheit eine Optimierung der Auslegung des Generators 2 hinsichtlich Leistung, Geräusch, Gewicht und Kosten erfolgen kann, da er auf einen relativ engen Drehzahlbereich ausgelegt werden kann. Außerdem ist vorteilhaft, dass von dem Antriebselement 3 lediglich die Leistung abverlangt wird, die der Generator 2 zur Deckung des momenta nen elektrischen Leistungsbedarfs auch benötigt. Insgesamt könnte somit der Wirkungsgrad der Brenn kraftmaschine 5 verbessert werden.It is thus shown that the speed translation unit according to the invention can optimize the design of the generator 2 with regard to power, noise, weight and costs, since it can be designed for a relatively narrow speed range. It is also advantageous that only the power is required from the drive element 3 , which the generator 2 also needs to cover the current electrical power requirement. Overall, the efficiency of the internal combustion engine 5 could thus be improved.

Claims

1. Drive for a generator of a motor vehicle, with a drive element for the generator, characterized in that between the drive element ( 3 ) and the generator ( 2 ) an infinitely variable speed translation unit ( 6 ) is arranged.

2. Drive according to claim 1, characterized in that the speed transmission unit ( 6 ) has an on drive member ( 9 ) and an output member ( 10 ), between which the slip is adjustable.

3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the speed transmission unit ( 6 ) is designed as a viscosity clutch ( 11 ).

4. Drive according to one of claims 1 and 2, characterized in that the speed transmission unit ( 6 ) operates in the manner of a speed converter.

5. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the output number (n _ab ) of the speed translation unit ( 6 ) is constant.

6. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the regulation of the drive speed (n _ab ) of the speed transmission unit ( 6 ) works mechanically and / or electrically and / or hydraulically.

7. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the drive member ( 9 ) and the driven member ( 10 ) as a disc ( 12 , 13 ) are formed, which run in a medium.

8. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that for regulating the drive speed (n _ab ) the disc distance and / or the amount of medium is varied.

9. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the generator ( 2 ) or the speed transmission unit ( 6 ) comprises a speed sensor ( 8 ).

10. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the drive member ( 9 ) is connected to the drive element ( 3 ) via a belt drive.

11. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the drive element ( 9 ) is the crankshaft ( 4 ) of the internal combustion engine ( 5 ) of the motor vehicle.