DE4007770C2

DE4007770C2 - Holding device for electrical machines

Info

Publication number: DE4007770C2
Application number: DE4007770A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Ing Pfitzenmaier; Heinz Schmidt; Martin Dipl Ing Schilbach; Johannes Dipl Ing Bohrer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1990-03-12
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2010-03-13
Also published as: IT1247270B; FR2659406B3; FR2659406A3; ITMI910540A0; DE4007770A1; ITMI910540A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Haltevorrichtung für elektrische Maschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a holding device for electrical Machines according to the preamble of the claim.

Bei Verkehrsmitteln, wie Zugwaggons, Lastkraftwagen und dgl. ist es bekannt, Radaufhängungen mit mehreren geschichteten Blattfedern zu versehen, die bei Laständerungen oder Unebenheiten des Untergrundes sich mehr oder weniger stark verbiegen oder schwingen und dabei auf einander reiben, so daß sich dadurch eine von der Achslast des ge federten Rades abhängige Reibungsdämpfung der Schwingungen ergibt. Ferner ist es bei Signalhörnern in Kraftfahrzeugen bekannt (DE 17 91 198 U), diese mit einer aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Blechen gebildete Strebe an den Fahrzeugaufbauten zu befestigen, wobei zur Verbesserung der Klangqualität die akustische Schwingung des Signalhorns durch die Anbringung nicht beeinflußt werden soll. Schließlich ist es bei der Vorderradaufhängung von Zweirädern bekannt, Reibungsdämpfer vorzusehen, wobei sich Reibringe gegeneinander verdrehen. It is for means of transport, such as train wagons, trucks and the like known to suspension with multiple layered leaf springs provided in the event of load changes or uneven surfaces bend or swing more or less strongly and open up rub each other, so that one of the axle load of the ge suspension wheel dependent friction damping of the vibrations results. It is also known for signal horns in motor vehicles (DE 17 91 198 U), these with one of several parallel to each other running struts formed strut on the vehicle bodies attach, the acoustic to improve the sound quality Vibration of the horn is not affected by the attachment shall be. After all, it is with the front suspension from Two-wheelers are known to provide friction dampers, with friction rings twist against each other.

Aus der DE-PS 6 12 406 ist eine Haltevorrichtung für eine elektrische Maschine bekannt, welche mit einem Hebelarm über Gummibuchsen schwingungsdämpfend am Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges befestigt ist. Dabei werden zwar die Schwin gungen der Brennkraftmaschine über die Gummielemente ge dämpft auf die als Generator ausgebildete elektrische Ma schine übertragen. Diese altern jedoch durch die hohe Bean spruchung im Kraftfahrzeug relativ schnell und werden sprö de, so daß sie in regelmäßigen Zeitabständen auszuwechseln sind.From DE-PS 6 12 406 is a holding device for one known electrical machine, which with a lever arm over Rubber bushings to dampen vibrations on the drive unit Motor vehicle is attached. The Schwin the internal combustion engine via the rubber elements dampens to the electrical Ma designed as a generator transmitted. However, these age due to the high bean stress in the motor vehicle relatively quickly and become brittle de so that they can be replaced at regular intervals are.

Aus der DE-PS 5 89 938 ist schließlich eine nachgiebige Mo torlagerung für Kraftfahrzeuge bekannt, wobei die Brenn kraftmaschine mittels Blattfedern am Fahrzeugchassis befe stigt ist. Dabei sind mehrere Blattfedern über Querbalken miteinander verbunden, auf denen der Motor festsitzt. Zwi schen den aufgeschichteten Blattfedern sind Bremsbeläge ein gesetzt, welche Verschiebungen der Blattfedern gegeneinander dämpfen und somit zwischen Chassis und Motor auftretende Schwingungen abdämpfen. Das Gewicht des Motors beansprucht dabei die Blattfedern über die Querbalken auf Biegung, so daß bereits ohne Schwingungen die Blattfedern dauernd auf Biegung beansprucht werden. Außerdem erfolgt auch dort das Zusammenpreßen der Blattfedern an der Aufhängung der Quer balken über Gummipuffer mit ihren vorerwähnten alterungsbe dingten Nachteilen. From DE-PS 5 89 938 is finally a compliant Mo Torlagerung for motor vehicles known, the Brenn engine by means of leaf springs on the vehicle chassis is increasing. There are several leaf springs above crossbeams connected to each other, on which the motor is stuck. Two Brake layers are interposed between the stacked leaf springs set which displacements of the leaf springs against each other dampen and thus occurring between chassis and engine Dampen vibrations. The weight of the engine is stressed the leaf springs over the crossbeams on bend, see above that the leaf springs open continuously even without vibrations Bending can be claimed. It also happens there Press the leaf springs together on the suspension of the cross beams over rubber buffers with their aforementioned aging due disadvantages.

Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, eine Schwin gungsdämpfung an einer Haltevorrichtung für elektrische Ma schinen an Antriebsaggregaten in Kraftfahrzeugen zu reali sieren, bei denen die Verwendung von Gummielementen mit vis koseelastischer Dämpfung vermieden wird. The present invention strives to be a swine attenuation on a holding device for electrical Ma to reali on drive units in motor vehicles sieren, where the use of rubber elements with vis coseelastic damping is avoided.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung mit den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruchs hat den Vorteil, daß durch elastisches Biegen der ggf. mit Zwischenlagen aufeinandergeschichteten Feder bleche auf einfache und wirksame Art eine Reibungsdämpfung erzielt wird, so daß damit die Schwingbeanspruchung der an schwingungserzeu genden Aggregaten von Kraftfahrzeugen, angebrachten, schwingungsempfindlichen elektrischen Maschinen wesentlich verringert werden kann. Eine derartige Reibungsdämpfung ist im Gegensatz zur Materialdämp fung und zur viskoseelastischen Dämpfung (Gummielemente) nicht ge schwindigkeitsproportional sondern annähernd konstant. Sie ist daher schon bei geringen Schwinggeschwindigkeiten wirksam. Außerdem lassen sich durch Variation von Anzahl, Dicke, Material und Oberfläche der Federbleche bzw. Zwischenlamellen und durch Variation der Federvor spannkraft, mit der die Federbleche zusammengedrückt werden, Dämp fungswirkung und Steifigkeit der Befestigungselemente leicht an die Erfordernisse des jeweiligen Anwendungsfalles anpassen. Die Verwen dung vorgespannter Federelemente, wie beispielsweise Tellerfedern, zur Erzeugung der für die Reibung erforderlichen Normalkraft zwi schen den Blechen bzw. Lamellen gewährleistet die Aufrechterhaltung der Reibkraft auch nach einem Verschleiß bei längerem Einsatz. Die Größe der Normalkraft kann dabei durch Versuch ermittelt werden.The holding device according to the invention with the characteristic note Painting the claim has the advantage that by elastic Bend the spring, which may be layered with intermediate layers sheet metal achieves friction damping in a simple and effective manner is, so that the vibration stress of the vibration generator aggregates of motor vehicles, attached, vibration-sensitive electrical machines can be significantly reduced. Such friction damping is in contrast to material damping and viscose-elastic damping (rubber elements) not ge speed proportional but almost constant. It is therefore effective even at low vibration speeds. Let also by varying the number, thickness, material and surface of the Spring plates or intermediate plates and by varying the spring clamping force with which the spring plates are pressed together, damper effect and stiffness of the fasteners easily to the Adapt the requirements of the respective application. The use pre-stressed spring elements, such as disc springs, to generate the normal force required for friction between The sheets or lamellas ensure maintenance the friction force even after wear and tear after prolonged use. The The magnitude of the normal force can be determined by experiment.

Zur Verhinderung von Korrosion können unter anderem verwendet wer den verzinkte Bleche (auch aus niedrig legiertem Stahl, wie z. B. für Blechlüfter von Generatoren verwendet) und Zwischenlagen aus temperaturbeständigem Kunststoff, durch die ggf. der Reibbewert er höht bzw. bestimmt werden kann. Anstelle von Kunststoff ist auch ein temperaturbeständiger Schichtpreßstoff mit Hartgewebe verwendbar. To prevent corrosion, you can use who the galvanized sheet (also made of low-alloy steel, such as used for sheet metal fans of generators) and intermediate layers temperature-resistant plastic, through which the friction rating if necessary height or can be determined. Instead of plastic there is also a Temperature-resistant laminate can be used with hard tissue.

Bei entsprechender Auslegung der Lamellensteifigkeit können die bei starren Bügeln oft zum Toleranzausgleich erforderlichen Schiebebuch sen im Generator entfallen. Entsprechende Maßnahmen sind auch für andere Erzeugnisse anwendbar, die gegen zu starke Schwingbeschleu nigungen geschützt werden müssen, was insbesondere für die Kraft fahrzeug-Ausrüstung zutrifft.With an appropriate design of the slat stiffness, the at rigid brackets often necessary for tolerance compensation sliding book in the generator. Appropriate measures are also for other products applicable against excessive vibration acceleration attitudes must be protected, especially for the force vehicle equipment applies.

Häufig, und vermehrt in jüngster Zeit, gibt es bei Kfz-Generatoren Probleme mit zu hoher Schwingbeanspruchung. Ursache ist meist das Zusammentreffen von hohen anregenden Beschleunigungen durch unaus geglichene Massenkräfte und ungleichförmigem Drehmomentenverlauf der Brennkraftmaschine mit den Eigenfrequenzen des am Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs angebauten Generators. Die Lage dieser Eigen frequenzen ist nicht nur bestimmt durch die konstruktive Gestaltung des Generators, d. h. durch die Masse, die Massenverteilung und die Steifigkeiten der Generatorteile und der für seinen Anbau verwen deten Teile wie Befestigungsbügel, Verstellstrebe, sondern - in manchmal entscheidendem Maße - auch von der Steifigkeit der Gehäuse wand der Brennkraftmaschine. Deshalb war es bisher manchmal nicht oder nur unter ganz erheblichem Aufwand möglich, für einen vorgege benen Kfz-Antrieb die Schwingungen des Generators auf ein für Gene ratoren, Anbauteile und Brennkraftmaschine unkritisches Niveau abzu senken. Jüngste Beispiele sind Kompaktgeneratoren für VW- und Honda-Fahrzeuge. Der früher gelegentlich beschrittene Ausweg einer vollelastischen Befestigung, d. h. der Verlegung der Eigenfrequenz zu niedrigen Schwingungsanregung bei Antrieb mit sogenannten Poly-V-Riemen ist mit Rücksicht auf die maximal zulässigen Riemen fluchtfehler meist nicht mehr möglich.Frequently, and more recently, there are motor vehicle generators Problems with excessive vibration stress. This is usually the cause Coincidence of high stimulating accelerations due to equal mass forces and non-uniform torque curve of the Internal combustion engine with the natural frequencies of the on the drive unit of the motor vehicle mounted generator. The location of this own frequencies is not only determined by the constructive design the generator, d. H. through the mass, the mass distribution and the Rigidity of the generator parts and that used for its attachment parts such as mounting brackets, adjustment struts, but - in sometimes crucial - also from the rigidity of the housing wall of the internal combustion engine. So sometimes it wasn't or only possible with considerable effort, for a given The motor vehicle drives the vibrations of the generator to genes rators, attachments and internal combustion engine uncritical level reduce. The most recent examples are compact generators for VW and Honda vehicles. The formerly occasional way out one fully elastic fastening, d. H. the transfer of the natural frequency low vibration excitation when driving with so-called Poly-V belt is with regard to the maximum permissible belt Escape errors are usually no longer possible.

Als Abhilfemaßnahme wird nunmehr eine Coulombsche-Reibungsdämpfung vorgeschlagen. Als Reibungselemente können die Befestigungsteile, d. h. Befestigungsstreben, Verstellstrebe und Befestigungsbügel aus gebildet werden, aber auch die entsprechende Auslegung von Teilen des Generators ist denkbar - z. B. Schwenk- - und Haltearme und/oder Stege der Lagerschilde aus geschichteten Federblechlamellen. Diese sind so gestaltet, daß mit ihnen der Generator ohne weitere Änderun gen im Motorraum des jeweiligen Fahrzeugs angebaut werden kann. Außerdem werden hierbei auf einfache Weise Reibungskraft und Stei figkeit der Aufhängung durch Ändern von Federvorspannkraft, Mate rialstärke und Zahl der Federblechlamellen auf optimale Werte varia bel eingestellt.As a remedial measure, a Coulomb friction damping is now used suggested. The fastening parts, d. H. Fastening struts, adjustment strut and fastening bracket be formed, but also the appropriate design of parts the generator is conceivable - e.g. B. swivel - and holding arms and / or Bars of the end shields made of layered spring steel plates. This are designed so that the generator can be used with them without any further changes conditions in the engine compartment of the respective vehicle. In addition, friction and stiffness are easily generated ability of the suspension by changing the spring preload, mate rial thickness and number of spring steel plates to optimal values varia set.

Merkmale für die Aufhängung des Drehstromgenerators sind
Features for the suspension of the three-phase generator are

- Layered metal and / or plastic slats
- Relative movements and thus friction work between the fins Deflection of the plate pack
- Application of the Nor required to achieve the frictional force painting power via pre-stressed spring elements - here by plates springs - thereby maintaining a sufficiently high re Power is guaranteed even with wear.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Generator für die elektrische Versorgung von Kraftfahrzeugen und seine Aufhängung bzw. Haltevorrichtung am An triebsaggregat eines Kraftfahrzeugs in raumbildlicher, verkleinerter Darstellung, Fig. 2 einen Querschnitt durch den unteren Teil der Haltevorrichtung des Generators nach Fig. 1, Fig. 3 einen Blech schnitt für die vordere reibungsdämpfende Befestigungsstrebe, Fig. 4 einen Blechschnitt für die hintere reibungsdämpfende Befestigungs strebe, Fig. 5 einen Querschnitt durch die reibungsgedämpfte Ver stellstrebe der Generatoraufhängung und Fig. 6 zeigt einen Blech schnitt dieser Verstellstrebe.An embodiment of the invention is shown in the drawing and Darge explained in more detail in the following description. In the drawings Fig. 1 is a generator for the electrical supply of a motor vehicle and its suspension or holding device on to drive unit of a motor vehicle in space visual, reduced scale, Fig. 2 a cross section through the lower part of the holding device of the generator of Fig. 1, Fig. 3 a sheet metal section for the front friction-damping fastening strut, FIG. 4 a sheet metal section for the rear friction-damping fastening strut, FIG. 5 a cross section through the friction-damped adjusting strut of the generator suspension and FIG. 6 showing a sheet metal section of this adjusting strut.

Description of the embodiment

Fig. 1 und 2 zeigt einen Drehstromgenerator 10, der mit einer er findungsgemäßen Haltevorrichtung am Motorblock 11 eines Kraftfahr zeugs angebracht ist. Der Generator 10 wird über einen nicht darge stellten Keilriemen mittels Keilriemenscheibe 12 vom Motor angetrie ben. Der Generator 10 hat eine sogenannte Schwenkarmbefestigung, in dem ein Befestigungsflansch 13 des Generators 10 unten beidseitig durch je eine Strebe 14 und 15 aufgenommen ist, die gemäß Fig. 2 mit einem aus Leichtmetall gegossenen Befestigungsbügel 16 am Motor block 11 durch Schrauben 17 befestigt ist. Der Befestigungsbügel 16 ist im oberen Teil mit einem Befestigungsauge an einer Verstellstre be 18 festgeschraubt, die ihrerseits mit ihrem hinteren Ende am Mo torblock 11 befestigt ist. Fig. 1 and 2 shows a three-phase generator 10, which is mounted with a he inventive holding device on the engine block 11 of a motor vehicle toy. The generator 10 is driven by a V not shown Darge belts by means of V-belt pulley 12 from the engine. The generator 10 has a so-called swivel arm attachment, in which a mounting flange 13 of the generator 10 is received on both sides below by a strut 14 and 15 , which is fastened to the engine block 11 by screws 17 with a cast light-alloy bracket 16 cast according to FIG. 2. The mounting bracket 16 is in the upper part with a mounting eye on a Verstellstre be screwed 18 , which in turn is attached with its rear end to Mo torblock 11 .

Um die Schwingbeanspruchungen des Generators 10 zu begrenzen, die vom Antriebsaggregat über die Haltevorrichtung auf den Generator 10 übertragen werden können, sind die Befestigungsstreben 14 und 15 sowie die Verstellstrebe 18 so aufgebaut, daß sie für Schwingungen, die bei Betrieb vorzugsweise senkrecht zur Ebene der Streben 14, 15 und 18 auftreten, reibungsdämpfend wirken. Zu diesem Zweck besteht die Strebe 14 aus mehreren Federstahlblechschnitten 19 und gleichen Kunststofflamellen 20, die abwechselnd geschichtet die Strebe 14 bilden. Fig. 3 zeigt den Blechschnitt eines solchen Federstahl blechs 19 bzw. einer Kunststofflamelle 20. In gleicher Weise ist auch die Strebe 15 aus Federstahlblechen 21 und Kunststofflamellen 22 abwechselnd geschichtet aufgebaut, deren Kontur in Fig. 4 dargestellt ist. Beide Streben 14 und 15 sind am Befestigungsbügel 16 durch jeweils zwei Schrauben 23 starr befestigt. In ihrer oberen Bohrung 24 bzw. 25 ist jeweils eine Metallhülse 26 bzw. 27 mit Spiel eingesetzt, die nach vorn aus der Bohrung 24 bzw. 25 der Strebe 14 bzw. 15 vorsteht. Auf dieses vordere Ende der Metallhülse 26 bzw. 27 werden je zwei Tellerfedern 28 aufgesetzt. Die Tellerfedern 28 wer den dann jeweils nach außen durch eine Metallscheibe 29 abgedeckt. Eine Schraube 30 wird nun durch die hintere Strebe 15, das Lagerauge 30 am unteren Teil des Befestigungsflansches 13 und durch die vor dere Strebe 14 durchgeschoben und mit einer selbstsichernden Mutter 31 werden nun die Tellerfedern 28 soweit verspannt, daß sie die Bleche 19 bzw. 21 und die dazwischenliegenden Kunststofflamellen 20 bzw. 22 so stark zusammendrücken, daß sie bei Betrieb senkrecht zur Ebene der Federbleche 19 bzw. 21 und Lamellen 20, 22 auftretende Schwingungen aufeinander reiben. Durch diese Reibung werden vom Motorblock 11 ausgehende Schwingungen gedämpft und damit in ihrer Wirksamkeit am Generator 10 begrenzt.In order to limit the vibration stresses of the generator 10, which may be transferred from the drive unit via the holding device to the generator 10, the mounting struts 18 are constructed 14 and 15 and the Verstellstrebe so as to vibrations during operation preferably perpendicular to the plane of the struts 14 , 15 and 18 occur, have a friction-dampening effect. For this purpose, the strut 14 consists of several spring steel sheet sections 19 and the same plastic lamellae 20 , which alternately form the strut 14 in layers. Fig. 3 shows the sheet metal section of such a spring steel sheet 19 or a plastic lamella 20th In the same way, the strut 15 made of spring steel sheets 21 and plastic slats 22 is alternately layered, the contour of which is shown in FIG. 4. Both struts 14 and 15 are rigidly attached to the mounting bracket 16 by two screws 23 each. In their upper bore 24 or 25 , a metal sleeve 26 or 27 is inserted with play, which projects forward from the bore 24 or 25 of the strut 14 or 15 . On this front end of the metal sleeve 26 and 27 , two plate springs 28 are placed. The plate springs 28 who then covered the outside by a metal disc 29 . A screw 30 is now pushed through the rear strut 15 , the bearing eye 30 at the lower part of the mounting flange 13 and through the front strut 14 and with a self-locking nut 31 , the plate springs 28 are now tensioned so far that they the sheets 19 and 21 and compress the intermediate plastic lamellae 20 and 22 so strongly that they rub against each other during operation perpendicular to the plane of the spring plates 19 and 21 and lamellae 20 , 22 . This friction dampens vibrations emanating from the engine block 11 and thus limits their effectiveness on the generator 10 .

Auch die Verstellstrebe 18 der Haltevorrichtung ist im Beispielsfall als Dämpfungselement ausgebildet. Wie Fig. 5 zeigt, besteht auch die Verstellstrebe 18 aus abwechselnd übereinander geschichteten Federstahlblech- und Kunststofflamellen 31 bzw. 32, deren Kontur in Fig. 6 dargestellt ist. Auch hier wird in die Bohrung 33 zur Befe stigung der Verstellstrebe 18 am Motorblock 11 eine Metallhülse 34 eingesetzt, die nach vorn aus der Verstellstrebe 18 vorsteht und die in diesem vorstehenden Bereich zwei Tellerfedern 28 trägt, welche durch eine weitere Metallscheibe 29 nach außen abgedeckt sind. Mit einer weiteren Befestigungsschraube 35, die durch die Metallhülse 14 der Verstellstrebe 18 hindurchgesteckt und dann am Motorblock 11 festgeschraubt wird, werden nun über die Tellerfedern 28 die Feder stahlbleche 31 und Kunststofflamellen 32 der Verstellstrebe 18 mit der erforderlichen Normalkraft aufeinandergedrückt.The adjusting strut 18 of the holding device is also designed as a damping element in the example. As FIG. 5 shows, the adjustment strut 18 also consists of spring steel sheet and plastic lamellae 31 and 32 , the contour of which is shown in FIG . Here, too, a metal sleeve 34 is inserted into the bore 33 for fastening the adjusting strut 18 on the engine block 11 , which protrudes forward from the adjusting strut 18 and carries two disc springs 28 in this projecting area, which are covered by a further metal disk 29 to the outside . With a further fastening screw 35 , which is inserted through the metal sleeve 14 of the adjusting strut 18 and then screwed onto the engine block 11 , the spring steel plates 31 and plastic slats 32 of the adjusting strut 18 are now pressed together with the required normal force via the plate springs 28 .

Nach dem Auflegen und Spannen des nicht dargestellten Keilriemens wird dann der Generator 10 am Lochschlitz 36 der Verstellstrebe 18 und dem oberen Auge des Befestigungsflansches 13 starr festge schraubt. Damit werden auch bei dieser Verstellstrebe 18 Schwingun gen, die bei Betrieb senkrecht zur Ebene der Federbleche 31 und Lamellen 32 auftreten durch die aufeinander reibenden Federbleche und Lamellen 31, 32 gedämpft.After placing and tensioning the V-belt, not shown, the generator 10 is then rigidly screwed to the slot 36 of the adjusting strut 18 and the upper eye of the mounting flange 13 . 18 are thus also vibrations in this adjustment strut, which occur during operation perpendicular to the plane of the spring plates 31 and lamellae 32 , damped by the spring plates and lamellae 31 , 32 rubbing against one another.

Claims

1. Holding device for motor vehicle generators on vibration-generating drive units with at least one suspension, characterized in that at least one suspension ( 14 , 15 , 18 ) consists of several layered spring plates ( 19 , 21 , 31 ), each by a metal Spring element ( 28 ) are compressed so strongly that vibrations occurring perpendicular to the plane of the spring plates are damped by friction occurring between the spring plates during operation.