DE3800346C2

DE3800346C2 -

Info

Publication number: DE3800346C2
Application number: DE3800346A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Higashimatsuyama Saitama Jp Kitami; Hidenori Asaka Saitama Jp Tezuka; Syuji Urawa Saitama Jp Watanabe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-01-09
Filing date: 1988-01-08
Publication date: 1993-09-09
Also published as: JPS63172053A; DE3800346A1; GB2201203A; US4846768A; GB2201203B; GB8800356D0; JP2566766B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb einer Eingangswelle eines Wechselstromgenerators eines Kraft fahrzeugmotors.

Aus der DE-OS 29 52 249 ist eine Vorrichtung zum Antrieb einer Eingangswelle eines Wechselstromgenerators bekannt, bei der eine mit einer Kurbelwelle des Kraftfahrzeugs über einen Riementrieb angetriebene Riemenscheibe über eine Fliehkraftkupplung mit einer Eingangswelle des Wechselstromgenerators zu kuppeln ist. Auf der Eingangs welle des Wechselstromgenerators ist über einen Freilauf eine zweite Riemenscheibe gelagert, die über einen Riemen trieb ebenfalls von der Kurbelwelle anzutreiben ist. Je nach der Drehzahl der Kurbelwelle wird entweder die eine Riemenscheibe oder die andere Riemenscheibe angetrieben, um die Antriebsdrehzahl der Eingangswelle des Wechsel stromgenerators zu vergleichmäßigen.

Aus der FR 24 86 610 ist eine Vorrichtung zum Antrieb einer Eingangswelle eines Wechselstromgenerators durch eine Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der ein erster Riementrieb eine Riemenscheibe auf der Kurbelwelle, eine Riemenscheibe auf der Eingangswelle des Generators und eine Riemen scheibe auf einer Wasserpumpe umschlingt und ein zweiter Riementrieb eine Riemenscheibe auf der Eingangswelle des Wechselstromgenerators und auf der Eingangswelle der Wasserpumpe umschlingt. Die Riemenscheibe des ersten Riementriebs auf der Kurbelwelle sitzt dort fest. Die Riemenscheibe des ersten Riementriebs auf der Eingangs welle des Wechselstromgenerators ist dort unter Zwischen schaltung eines Freilaufs gelagert. Die Riemenscheibe des ersten Riementriebs auf der Eingangswelle der Wasser pumpe sitzt auf dieser Eingangswelle fest. Die Riemen scheibe des zweiten Riementriebs auf der Eingangswelle des Wechselstromgenerators sitzt auf dieser Welle fest. Die Riemenscheibe des zweiten Riementriebs ist auf der Eingangswelle der Wasserpumpe drehbar gelagert und trägt auf der der Wasserpumpe zugewandten Seite einen an ihr federnd gehalterten Kupplungsring aus magneti sierbarem Material, der einem ringförmigen, auf der Eingangswelle der Wasserpumpe befestigten Anker aus mag netisierbarem Material zugewandt ist. Dieser Anker hat auf seiner der Wasserpumpe zugewandten Seite eine ring förmige Nut, in die ein an der Wasserpumpe befestigter Elektromagnet eintaucht. Die Betätigung des Elektromag neten erfolgt derart, daß die Drehzahl der Eingangswelle des Wechselstromgenerators vergleichmäßigt wird. Je nach der Drehzahl der Kurbelwelle wird der Elektro magnet betätigt oder nicht betätigt, um die Drehzahl der Eingangswelle des Wechselstromgenerators zu ver gleichmäßigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung eingangs genannter Art anzugeben, die kompakt in einfacher Weise aufgebaut ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch an gegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß bei ihr der gesamte Umschaltmechanismus mit der elektromagnetischen Kupplung auf der Eingangs welle des Wechselstromgenerators angeordnet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs beispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel in Vorder ansicht.

Fig. 2 zeigt teils in Ansicht, teils im Querschnitt den Wechselstromgenerator in der Vorrichtung nach Fig. 1 mit seiner Eingangswelle und dem Umschaltmechanismus.

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die Drehzahl der Eingangs welle des Wechselstromgenerators in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle.

Fig. 4 zeigt in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors, eine Welle 2 zum Antrieb eines Gebläses einer Klimaanlage, eine Welle 3 zum Antrieb einer Öldruckpumpe eines Servo lenkmechanismus und eine Eingangswelle 4 eines Wechsel stromgenerators 11 (Fig. 2). Auf der Kurbelwelle 1 sitzen fest Antriebsriemenscheiben 5 und 6 unterschied lichen Durchmessers. Auf der Welle 2 ist drehbar eine Riemenscheibe 7 gelagert, die durch eine elektromagnetische Kupplung mit der Welle 2 verbindbar oder von dieser lösbar ist. Auf der Welle 3 sitzt fest eine Riemenscheibe 8. Auf der Welle 4 sind Riemenscheiben 9 und 10 drehbar gelagert.

Wie Fig. 2 zeigt, weist der Wechselstromgenerator 11 ein Gehäuse 12, einen Stator 13 und einen Rotor 14 auf. Seine Eingangswelle 4 ist mit einem Riemenscheibenträger 15 verbunden. Der Riemenscheibenträger 15 weist eine Laufbuchse 16 und einen Flansche 17 auf. Die Riemenscheibe 9 ist auf der Laufbuchse 16 über Kugellager 18 und eine Einwegkupplung 19 gelagert. Die Riemenscheibe 10 ist auf der Laufbuchse 16 über Kugellager 20 gelagert.

Mit einem Flansch am inneren Ende der Riemenscheibe 10 ist mittels einer Federscheibe 22 und Nieten 23, 24 eine Kupplungsscheibe 21 verbunden. Die Kupplungsscheibe 21 steht der äußeren Oberfläche des Flansches 17 des Riemenscheibenträgers 15 mit einem kleinen Luftspalt gegenüber. In der inneren Oberfläche des Flansches 17 befindet sich eine ringförmige Nut 27 zwischen Rippen 25, 26, die von der inneren Oberfläche des Flansches 17 vorstehen. An dem Gehäuse 12 des Wechselstromgenerators 11 ist mittels Schrauben 28 und einer Anbringungsscheibe 29 ein in der ringförmigen Nut 27 angeordneter Elektromagnet 30 befestigt. Der Elektromagnet 30 und die Kupplungsscheibe 21 bilden eine schaltbare elektromagnetische Kupplung 31.

Das Drehzahlverhältnis zwischen den Riemenscheiben 5 und 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel gleich 2.51 gewählt, das Drehzahlverhältnis zwischen den Riemenscheiben 6 und 9 gleich 1.27. Die Riemenscheiben 5, 7 und 10 sind in einer Ebene angeordnet und von einem Riemen 32 umschlungen. Im Antriebsfall wird also die Riemenscheibe 10 "schnell" mit dem 2.51-fachen der Drehzahl der Kurbelwelle 1 gedreht. Die Riemenscheiben 6, 8 und 9 sind in einer Ebene angeordnet und von einem Riemen 33 umschlungen. Im Antriebsfall wird also die Riemenscheibe 9 "langsam" mit dem 1.27-fachen der Drehzahl der Kurbelwelle gedreht. Die Riemen 32, 33 sind durch Spannrollen 34 gespannt.

Die Wellen 2 und 3 sind also mit konstanten Drehzahl verhältnissen und die Eingangswelle 4 des Wechselstrom generators 11 mit veränderbarem Drehzahlverhältnis durch die Kurbelwelle 1 drehbar.

Wenn die Drehzahl N_E der Kurbelwelle 1 erhöht wird, wird die Drehzahl N_A der Riemenscheiben 9 und 10, wie in Fig. 3 gezeigt, verändert. Die Kurve 1 ₁ zeigt Änderungen der Drehzahl der Riemenscheibe 10 und die Kurve 1 ₂ Änderungen der Drehzahl der Riemenscheibe 9. Da die Riemenscheibe 10 durch die den größeren Durchmesser aufweisende Riemen scheibe 5 angetrieben wird, läuft sie stets mit einer höheren Drehzahl als die Riemenscheibe 9.

Wenn die Drehzahl N_E der Kurbelwelle 1 niedrig ist, wird die elektromagnetische Kupplung 31 betätigt, um die Kupplungs scheibe 21 an den Flansch 17 heranzuziehen. Die Riemen scheibe 10 wird auf diese Weise mit der Welle 4 über den Riemenscheibenträger 15 verbunden und treibt den Wechselstromgenerator 11 mit einer Drehzahl an, die der Kurve 1 ₁ in Fig. 3 entspricht. Die Einwegkupplung 19 ist dabei unwirksam, da der Riemenscheibenträger 15 eine höhere Drehzahl als die Riemenscheibe 9 hat. Die elektro magnetische Kupplung 31 kommt außer Eingriff, wenn die Drehzahl des Wechselstromgenerators 11 den Wert N_A1 erreicht und die Drehzahl N_E der Kurbelwelle 1 den Wert N_E1 erreicht. Anschließend wird der Wechselstromgenerator 11 von der Riemenscheibe 9 über die Einwegkupplung 19 angetrieben.

Durch das Umschalten wird die Drehzahl des Wechselstrom generators 11 auf den Wert N_A2 herabgesetzt und dann längs der Kurve 1 ₂ erhöht, wenn die Drehzahl N_E der Kurbelwelle 1 ansteigt. Daher kann die maximale Drehzahl N_A3 des Wechsel stromgenerators 11 auf etwa 10 000 U/min begrenzt und die von ihm erzeugte Leistung unterhalb eines vorgeschriebenen Pegels gehalten werden. Da die Drehzahlverhältnisse, die den Kurven 1 ₁ und 1 ₂ entsprechen, etwa ein Verhältnis von 2:1 haben, kann die Drehzahl des Wechselstromgenerators 11 durch das Umschalten auf ungefähr die Hälfte herabgesetzt werden. Die Differenz zwischen den elektrischen Leistungen des Wechselstromgenerators 11, wenn der Wechselstromgenerator 11 bei N_A=15 000 U/min ohne Umschalten und bei N_A=7500 U/min mit Umschalten angetrieben wird, beträgt ungefähr 0.5 PS = 368 W.

Der Punkt, an dem die Drehzahl N_A des Wechselstromgenerators 11 geändert wird, kann durch die Drehzahl N_E der Kurbelwelle 1 gesteuert werden, wie dies zuvor beschrieben ist, aber auch durch die Höhe der elektrischen Last des Wechselstromgenera tors 11. Um die Lebensdauer des Steuermechanismus zu ver längern, ist es zweckmäßig, die Steuerung mit einer Hysterese vorzunehmen.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem auf einer Welle 40 zum Antrieb eines Gebläses fest Riemenscheiben 44, 45 sitzen, auf einer Kurbelwelle 41 fest eine Riemenscheibe 46 sitzt, auf einer Welle 42 zum Antrieb einer Ölpumpe fest eine Riemenscheibe 47 sitzt und auf einer Eingangswelle 43 eines Wechselstromgenerators drehbar Riemenscheiben 48, 49 gelagert sind. Die Riemenscheiben 44, 46, 47, 48 sind von einem Riemen 50 umschlungen. Die Riemenscheiben 45, 49 sind von einem Riemen 51 umschlungen. Zwischen der Eingangswelle 43 des Wechselstromgenerators und den Riemenscheiben 48, 49 ist ein Umschaltmechanismus, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, angeordnet.

Der Wechselstromgenerator mit der Eingangswelle 43 wird in gleicher Weise wie der Wechselstromgenerator 11 gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel angetrieben. Da sich der Riemen 50 lediglich um das äußere Profil der Riemen scheiben 44, 46, 47, 48 erstreckt, steht ein großer Raum A zum Anordnen von Zusatzeinrichtungen zur Verfügung.

Die Riemenscheiben 9, 10 in dem ersten Ausführungsbeispiel bzw. 48, 49 in dem zweiten Ausführungsbeispiel konnen unter schiedliche Durchmesser haben.

Der Umschaltmechanismus wirkt auf die kurze Eingangswelle 4 bzw. 43 des Wechselstromgenerators 11 und verlängert daher die axiale Abmessung der Vorrichtung kaum. Überdies hat der Umschaltmechanismus einen einfachen Aufbau.

Claims

Vorrichtung zum Antrieb einer Eingangswelle (4; 43) eines Wechselstromgenerators (11) mit variablem Drehzahlverhältnis durch eine Kurbelwelle (1) eines Kraftfahrzeugmotors oder durch eine von der Kurbel welle (41) getriebene, treibende Welle (40), auf der zwei Antriebsriemenscheiben (5, 6; 44, 45) unterschied lichen Durchmessers fest sitzen, wobei zusätzlich eine mit konstantem Drehzahlverhältnis angetriebene Welle (2; 42) vorgesehen ist, auf der eine einzige, mit konstantem Drehzahlverhältnis angetriebene Riemen scheibe (7; 47) angeordnet ist, wobei ein erster Riementrieb (32; 50) zwischen der größeren Antriebs riemenscheibe (5; 44), der mit konstantem Drehzahl verhältnis angetriebenen Riemenscheibe (7; 47) und einer ersten, mit der Eingangswelle (4; 43) des Wechselstromgenerators (11) verbindbaren Riemen scheibe (10; 48) und ein zweiter Riementrieb (33; 51) zwischen der kleineren Antriebsriemenscheibe (6; 45) und einer zweiten mit der Eingangswelle (4; 43) des Wechselstromgenerators (11) verbindbaren Riemen scheibe (9; 49) vorgesehen ist, wobei die erste Riemen scheibe (10; 48) und die zweite Riemenscheibe (9; 49) gleiche Durchmesser aufweisen und die Eingangswelle (4; 43) des Wechselstromgenerators (11) mit einem Riemen scheibenträger (15) fest verbunden ist, der einen sich radial zur Eingangswelle (4; 43) des Wechselstromgenerators (11) erstreckenden Flansch (17) sowie eine sich koaxial zur Eingangswelle (4; 43) des Wechselstromgenerators (11) und von dieser weg erstreckende Laufbuchse (16) aufweist, auf der die erste Riemenscheibe (10; 48) durch Kugellager (20) gelagert und daneben auf der dem Wechselstromgenerator (11) abgewandten Seite die zweite Riemenscheibe (9; 49) durch Kugellager (18) und eine Einwegkupplung (19) gelagert ist, wobei der Flansch (17) eine ringförmige, von Rippen (25, 26) begrenzte Nut (27) aufweist, die einen an dem Gehäuse (12) des Wechselstromgenerators (11) mittels Schrauben (28) und einer Anbringungsscheibe (29) befestigten Elektro magneten (30) umgreift, und wobei die erste Riemenscheibe (10; 48) auf der dem Wechselstromgenerator (11) zugewandten Seite einen radialen Flansch aufweist, der mittels einer Federscheibe (22) und Nieten (23, 24) mit einer Kupplungs scheibe (21) verbunden ist, die von dem Elektromagneten (30) zur kuppelnden Anlage an den Flansch (17) des Riemen scheibenträgers (15) zu ziehen ist, so daß bei Kupplung der ersten Riemenscheibe (10; 48) bei niedriger Motordrehzahl ein hohes Untersetzungsverhältnis und nach Entkupplung der ersten Riemenscheibe (10; 48) durch Sperren der Einwegkupplung (19) der zweiten Riemenscheibe (9; 49) bei hoher Motordrehzahl ein niedriges Untersetzungsverhält nis entsteht.