DE3326686C1

DE3326686C1 - Elektromagnetische Kupplung fuer ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3326686C1
Application number: DE3326686A
Authority: DE
Inventors: Selcuk Dipl.-Ing. 7129 Talheim Geldec
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1983-07-23
Filing date: 1983-07-23
Publication date: 1984-09-06
Also published as: FR2549555A1; US4627525A; GB2143912A; GB2143912B; IT8448583A0; GB8417839D0; JPS6037424A; IT1179410B

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche gattungsgemäße elektromagnetische Kupplung (DE-OS 30 00 358) dient zur Zuschaltung eines Antriebsaggregates im Fahrzeug, beispielsweise eines Klimakompressors. Bei Aktivierung der Erregungsvorrichtung der Kupplung wird hierbei über einen vom Motor angetriebenen Riemen, die Riemenscheibe und die Ankerplatte — welche einerseits mit der Riemenscheibe gekuppelt wird und andererseits mit der Welle des Aggregates drehfest verbunden ist — eine RoIationsverbindung zum zu betreibenden Aggregat hergestellt. In der Regel wird jedoch über den Riemen nicht nur ein Aggregat angetrieben, sondern es sind über diesen mehrere Aggregate miteinander gekoppelt, so z. B.

die Luftpumpe für die Abgasreinigung, der Lüfter, die Lichtmaschine, das Hochtriebsaggregat oder der Retarder, wobei jedes Aggregat durch eine eigene elektromagnetische Kupplung zuschaltbar ist. Bei einem solchen Antriebssystem, bei welchem also die einzelnen Antriebsaggregate beispielsweise über einen gemeinsamen Riemen miteinander gekoppelt sind, besteht jedoch die Gefahr, daß beim Blockieren eines einzelnen Antriebsaggregates aufgrund des weiterantreibenden Riemens das gesamte Antriebssystem ausfällt. Um dies zu verhindem, wird die Drehzahl eines jeden Antriebsaggregates überwacht, so daß bei einer Drehzahlabweichung das betroffene Aggregat durch rechtzeitiges Auskuppeln seiner elektromagnetischen Kupplung stillgelegt wird. Zur Drehzahlüberwachung ist es bekannt (z. B. DE-OS 28 14 606, DE-OS 31 37 177), auf der Welle des Aggregates ein sogenanntes Geberrad — meist als Zahnrad ausgebildet — anzuordnen, dem ein Impulssensor gegenübersteht, dessen Impulse zur Erfassung der Drehzahl in einer Auswerte- und Steuerschaltung ausgewertet werden. Somit gehört zur elektronischen Drehzahlmessung neben einer zentralen Auswerte- und Steuerschaltung — bei Fahrzeugen mit beispielsweise elektronischer Zündsteuerung oder Bordcomputer durch Erweiterung deren Steuerschaltung verwirklicht — jedoch zu jedem Aggregat ein eigener Impulsgeber, was eine recht kostenintensive Maßnahme darstellt. Auch die weiters bekannte Maßnahme (DE-PS 17 55 260), die Drehzahl einer Welle mit einem separaten, aus einem die Spule tragenden Stator und Rotor bestehenden Frequenzgenerator zu überwachen, schafft sowohl bezüglich der Kosten als auch des Platzbedarfs keine Abhilfe. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße elektromagnetische Kupplung so auszubilden, daß mit ohnehin vorhandenen Bauteilen Mittel zur Drehzahlmessung zur Verfügung gestellt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen elektromagnetischen Kupplung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch diese Ausbildung der Kupplungsbauteile, nämlieh der Erregungsvorrichtung und des zu kuppelnden Antriebsdrehelementes, wird die elektromagnetische Kupplung noch zu einem Impulsgenerator weitergebildet und zwar auf einfachste und kostengünstigste Weise, da ohnehin vorhandene Bauteile hierfür Verwendung

so finden und die Ausbildung der Erhebungen bzw. Vertiefungen in einfachsten Herstellungsverfahren erreicht werden, z. B. durch Tiefziehen, Fräsen, Stoßen, Gießen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die mit der Welle eines Antriebsaggregates verbundene und als Impulsgenerator ausgebildete elektromagnetische Kupplung,
F i g. 2 in schematischer Darstellung die Erregungsvorrichtung und das Antriebsdrehelement der elektromagnetischen Kupplung.

Die in F i g. 1 dargestellte elektromagnetische Kupplung 1 besteht im wesentlichen aus einer Erregungsvorrichtung 2, einer Ankerplatte 3 und einem Antriebsdrehelement 4. Die stationäre Erregungsvorrichtung 2 wiederum wird gebildet durch ein ringscheibenförmiges Joch 5 mit zwei sich zu diesem lotrecht — in axialer Richtung — erstreckenden, konzentrisch angeordneten

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Ringflanschen 6 und 7, welche in radialer Richtung mit wandern. Hierbei tritt eine Veränderung des Luftspaltes

Abstand zueinander angeordnet sind. In dem Raum zwi- 14 ein, je nachdem, ob sich Erhebung und Erhebung

sehen diesen beiden Ringflanschen 6 und 7 ist eine Spule oder Erhebung und Vertiefung gegenüberstehen, was

8 eingelegt und mit einer Isoliermasse vergossen. Über eine pulsierende Änderung der Induktivität und somit

Zuleitungen 9 ist die Spule 8 mit der Bordenergieversor- 5 auch der an der Spule 8 anstehenden Spannung und des

gung und Schalteinrichtungen verbunden. Mittels eines durch die Spule 8 fließenden Stromes zur Folge hat.

Trägers 10 ist die Erregungsvorrichtung 2 am Gehäuse Diese Stromimpulse ergeben sich aus dem Produkt der

11 eines Aggregates starr befestigt. Des weiteren ist auf Anzahl der Erhebungen und der Drehzahl des Antriebsden Träger 10 ein Lager 12 aufgebracht, welches das drehelementes und sie können unmittelbar in der Zulei-Antriebsdrehelement 4 drehbar lagert. Das Antriebs- io tung 9 zur Spule gemessen und einer Auswerteschaldrehelement 4 besteht aus einer ringförmigen Scheibe tung zugeführt werden, in welcher sie als Drehzahlim-13 mit zwei die Ringflansche 6 und 7 der Erregungsvor- pulse ausgewertet werden. Wie bereits ausgeführt, ist richtung 2 mit geringem Luftspalt 14 konzentrisch um- die Größe der Vertiefungen 22 so gewählt, daß sich die gebenden Wandungsringen 15 und 16, wobei der Wan- Breite des Luftspaltes 14 merklich ändert, da hieraus die dungsring 16 gleichzeitig die Lagernabe für das Lager 15 Amplitudenhöhe der Impulse resultiert. Entsprechen

12 bilden kann. An seinem Umfang ist das Antriebsdreh- nun die ausgewerteten Drehzahlimpulse der Soll-Drehelement 4 mit einer umlaufenden Trapeznut 17 zur Auf- zahl des Aggregates, so erfolgt kein Eingriff seitens der nähme eines Treibriemens 18 versehen, welcher wieder- Auswerteschaltung in die Steuerschaltung. Fällt jedoch um vom Motor des Fahrzeuges bewegt wird. Wie aus die Drehzahl des Aggregates ab bzw. blockiert das Agder Zeichnung ersichtlich, erstreckt sich die ringförmige 20 gregat, so wird über die Ankerplatte 3 auch das AnScheibe 13 des Antriebsdrehelementes 4 parallel zu den triebsdrehelement 4 verzögert bzw. zum Stillstand geStirnseiten der Ringflansche 6 und 7 der Erregungsvor- bracht. Dadurch ändert sich die Impulsfolge bzw. werrichtung 2 und zwischen denselben und der Ankerplatte den die Impulse verschwinden, so daß die Auswerte-3 der Kupplung 1, wobei zwischen der Scheibe 13 und schaltung ein Abweichen der IST-Drehzahl von der der Ankerplatte 3 ein sehr kleiner Luftspalt besteht. Die 25 SOLL-Drehzahl feststellt und durch ein Signal an die Ankerplatte 3 wiederum ist über einen Flansch 20 dreh- Steuerschaltung dieselbe zur Abschaltung der Spulenfest mit der Welle 19 des Aggregates verbunden, wobei erregung aktiviert und somit auch zum Abkuppeln des die Befestigung der Ankerplatte 3 auf dem Flansch 20 defekten Aggregates von dem Antriebsdrehelement, derart ist — beispielsweise federnd abgestützt —, daß Dadurch wird erreicht, daß die über den Riemen 18 auch sie sich zur Scheibe 13 hin mindestens um die Größe des 30 weiterhin angetriebenen Aggregate nicht in Mitleiden-Luftspaltes bewegen kann. schaft gezogen werden.

Erfindungsgemäß weisen nun der Ringflansch 6 der In Abwandlung des gezeigten Ausführungsbeispieles

Erregungsvorrichtung 2 an seinem Außenumfang und ist es auch möglich, die Erhebungen 21 und Vertiefunder Wandungsring 15 des Antriebsdrehelementes 4 an gen 22 am Ringflansch 7 und Wandungsring 16 anzuseinem Innenumfang in axialer Richtung verlaufende 35 bringen.

zahnartige Erhebungen 21 und Vertiefungen 22 auf und

zwar über den Umfang gleichmäßig verteilt und auf Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

beiden Teilen 6 und 15 in gleicher Anzahl. Die Größe

der Vertiefungen 22 ist hierbei so gewählt, daß sich die
Breite des Luftspaltes 14 merklich ändert. Da es sich in 40
der Regel sowohl beim Joch 5 mit seinen Ringflanschen
5 und 6 als auch beim Antriebsdrehelement 4 mit seinen
Wandungsringen 15 und 16 um Formteile handelt, können die Vertiefungen 22 beim Herstellen auf einfachste
Weise mit eingebracht werden, beispielsweise beim 45
Gießen, Tiefziehen oder durch Stoßen oder Fräsen.

Die Funktion der elektromagnetischen Kupplung ist
nun folgende:

Durch den von einem Motor angetriebenen Keiloder Zahnriemen 18 wird das Antriebsdrehelement 4 in 50
Drehbewegung versetzt. Soll oder muß nun bei Bedarf
das entsprechende Antriebsaggregat zugeschaltet werden, so wird in bekannter Weise über eine Steuerschaltung die Spule 8 erregt und somit die Erregungsvorrichtung aktiviert. Hierbei wird die Ankerplatte 3 angezo- 55
gen und kuppelt sich an die rotierende ringförmige
Scheibe 13 des Antriebsdrehelementes 4 an. Da die Ankerplatte 3 über den Flansch 20 mit der Welle 19 des
anzutreibenden Aggregates drehfest verbunden ist, ist
der Kraftfluß zur Übertragung des Drehmomentes vom 60
Motor — Riemen 18 — Antriebsdrehelement 4 — Ankerplatte 3 und Flansch 20 — zur Welle 19 des Aggregates hergestellt. Das Antriebsdrehelement 4 führt aber
auch gegenüber der stationären aktivierten Erregungsvorrichtung 2 eine Drehbewegung aus, wobei bei dieser 65
Bewegung die rotierenden Erhebungen 21 und Vertiefungen 22 im Wandungsring 15 an den stationären Erhebungen 21 und Vertiefungen 22 im Ringflansch 6 vorbei

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Kupplungiür ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges zur Herstellung einer Rotationsverbindung zwischen einem Antriebsdrehelement — vorzugsweise einer Riemenscheibe — und der Welle des Aggregates, mit einer stationären Erregungsvorrichtung und einer mit der Welle drehfest verbundenen Ankerplatte, welche bei aktivierter Erregungsvorrichtung mit dem Antriebsdrehelement gekuppelt wird, wobei die Erregungsvorrichtung aus einem ringscheibenförmigen Joch mit zwei sich zu diesem lotrecht erstreckenden, konzentrisch angeordneten und eine Spule aufnehmenden Ringflanschen und das Antriebsdrehelement aus einer ringförmigen Scheibe mit mindestens einem die Erregungsvorrichtung mit geringem Luftspalt konzentrisch umgebenden Wandungsring besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungsvorrichtung (2) und das Antriebsdrehelement (4) der elektromagnetischen Kupplung (1) zugleich als Impulsgenerator ausgebildet sind, wobei sowohl ein Ringflansch (6; 7) an seinem Außenumfang als auch ein Wandungsring (15; 16) an seinem dem Ringflansch (6; 7) gegenüberliegenden Innenumfang in axialer Richtung verlaufende zahnartige Erhebungen (21) und Vertiefungen (22) gleicher Anzahl und Aufteilung aufweisen.

2. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (21) und Vertiefungen (22) am außenliegenden Ringflansch (6) und Wandungsring (15) angeordnet sind.

3. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (21) und Vertiefungen (22) am innenliegenden Ringflansch (7) und Wandungsring (16) angeordnet sind.

4. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (21) bzw. Vertiefungen (22) bei der Formherstellung der Teile (6,7; 15,16) oder durch mechanische Bearbeitung hergestellt werden.

5. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Erhebungen (21) bzw. Vertiefungen (22) über die gesamte axiale Länge der Ringflansche (6,7) und Wandungsringe (15; 16) erstrecken.

6. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Impulsgenerator erzeugten Impulse in der Zuleitung (9) der Spule (S) gemessen werden.