KR102627586B1 - 스타터-얼터네이터를 위한 풀리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 종축(AX)을 구비한 풀리(100)에 있어서, 상기 풀리는 외측 및 외측을 축 방향으로 대향하는 내측을 포함하고,
- 림을 제1 동력 전달 요소에 연결하는 벨트를 수용하기 위한 영역(11)을 포함하는 림(1);
- 제2 동력 전달 요소에 고정된 허브(2),
동력 전달 요소들 중 하나는 구동하고(driving) 동력 전달 요소들 중 다른 하나는 구동되거나(driven), 그 반대임(vice versa);
- 허브(2)에 대해 고정 장착된 적어도 2개의 인덱서(30, 30'), 각각의 인덱서는 적어도 2 개의 러그를 구비함;
- 적어도 2개의 링(40, 400; 40'), 각각의 링(40, 40')은 상기 종축(AX)을 중심으로 회전 구동될 수 있도록 림(1)의 러그(13, 14, 15, 16) 및/또는 인덱서(30,30')의 러그(32, 33, 32', 33')와 맞물릴 수 있는 2개씩(42, 44; 41, 43; 42', 44'; 41', 43') 직경방향으로 대향하는 적어도 4개의 어버트먼트(41, 42, 43, 44)를 포함함;
- 링(40, 40') 사이 및 위에 장착된 탄성 변형 가능한 요소(5);
를 포함하는 풀리(100)에 관련한다.
- 림을 제1 동력 전달 요소에 연결하는 벨트를 수용하기 위한 영역(11)을 포함하는 림(1);
- 제2 동력 전달 요소에 고정된 허브(2),
동력 전달 요소들 중 하나는 구동하고(driving) 동력 전달 요소들 중 다른 하나는 구동되거나(driven), 그 반대임(vice versa);
- 허브(2)에 대해 고정 장착된 적어도 2개의 인덱서(30, 30'), 각각의 인덱서는 적어도 2 개의 러그를 구비함;
- 적어도 2개의 링(40, 400; 40'), 각각의 링(40, 40')은 상기 종축(AX)을 중심으로 회전 구동될 수 있도록 림(1)의 러그(13, 14, 15, 16) 및/또는 인덱서(30,30')의 러그(32, 33, 32', 33')와 맞물릴 수 있는 2개씩(42, 44; 41, 43; 42', 44'; 41', 43') 직경방향으로 대향하는 적어도 4개의 어버트먼트(41, 42, 43, 44)를 포함함;
- 링(40, 40') 사이 및 위에 장착된 탄성 변형 가능한 요소(5);
를 포함하는 풀리(100)에 관련한다.
Description
본 발명은 벨트 동력 전달 분야에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 스타터(starter)-얼터네이터(alternator)를 위한 풀리에 관한 것이다.
이 유형의 풀리는 하이브리드(연소/전기) 자동차에 특히 적합하다. 이 응용 분야에서, 풀리는 여러 기능을 수행해야 한다:
- 변속기 벨트를 통해 연소 엔진의 시동을 보장하는 것(연소 엔진을 시동 속도로 정지시키고, 공회전에 가깝게 전환);
- 연소 엔진이 시동될 때 차량을 가속할 수 있도록 연소 엔진에 토크 입력을 보장하는 것(이 모드를 "부스트"라고 함);
위에서 설명한 작동 모드에서 풀리는 모터/구동(토크 공급)이다.
이 응용 분야에서, 항상 이러한 유형의 풀리는 다음 기능을 수행하도록 발전기를 구동해야 한다:
-연소 엔진이 감속할 때 에너지 회수를 보장하는 것(이 모드를 "재생"이라고 함).
- 차량에 전류를 공급하는 것.
후자의 두 가지 작동 모드에서, 풀리는 수용기/얼터네이터(토크 소비자)로 작동한다.
또한, 연소 엔진은 특히 저속에서, 즉 전형적으로 1500 rpm 미만의 속도에서 작동 불규칙성을 나타낸다는 점에 유의해야 한다. 이로 인해 벨트에 상당한 장력 변화가 발생하여 이러한 유형의 풀리를 다루기가 매우 어렵다.
이러한 모든 제약 조건을 충족시키기 위해 특정 솔루션이 이미 제안되었다.
예를 들어, WO 2016/090487 및 WO 2016/149816의 문서가 참조될 수있다.
본 발명의 목적은 스타터-얼터네이터를 위한 개선된 풀리를 제안하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 길이 방향 축이 장착된 풀리를 제안하며, 상기 풀리는 외측 및 외측을 축 방향으로 대향하는 내측을 포함하고,
또한,
- 림을 제1 동력 전달 요소에 연결하는 벨트를 수용하기 위한 영역, 복수의 러그가 장착된 내부 둘레를 포함하는 림, 직경방향으로 대향된 적어도 2 개의 러그는 풀리의 외측에 배치되고, 또한 직경방향으로 대향된, 적어도 2 개의 다른 러그는 풀리의 내측에 배치되어 있음;
- 제2 동력 전달 요소에 고정된 허브,
동력 전달 요소들 중 하나는 구동하고(driving) 동력 전달 요소들 중 다른 하나는 구동되거나(driven), 그 반대임(vice versa);
- 허브에 대해 고정 장착된 적어도 2개의 인덱서, 제1 인덱서는 풀리의 외측에 배치되고, 적어도 2 개의 러그가 직경 방향으로 대향하여 외부 둘레에 장착되고 제2 인덱서는 풀리의 내측에 배치되고 적어도 2 개의 러그를 직경방향으로 대향하여 외부 둘레에 장착됨;
- 적어도 2개의 링, 하나의 링은 림의 내부 둘레 및 제1 인덱서의 외부 둘레 사이에 장착되고 다른 하나의 링은 림의 내부 둘레 및 제2 인덱서의 외부 둘레 사이에 장착되고, 각각의 링은 종축을 중심으로 회전 구동될 수 있도록, 림의 러그 및/또는 인덱서의 러그와 맞물릴 수 있는 2개씩(two-by-two) 직경방향으로 대향하는 적어도 4개의 어버트먼트(abutment)를 포함함;
- 제 1 단부가 제 1 링과 접촉하여 장착되고 제 2 단부가 제 2 링과 접촉하여 장착되는 탄성 변형 가능한 요소;
를 포함한다.
본 발명에 따른 풀리는 또한 개별적으로 또는 조합하여 취해진 다음 특징 중 적어도 하나를 제공할 수 있다 :
- 각각의 링은 상기 러그를 포함하는 제1 부분 및 제1 부분으로부터 림을 제1 동력 전달 요소에 연결하는 벨트를 수용하도록 의도된 상기 영역 아래에서 축 방향으로 연장되는 제 2 부분을 포함하고, 각각의 제2 부분은 두 제2 부분에 대한 탄성 변형 가능 요소와 림 사이에, 또는 두 제2 부분에 대한 탄성 변형 가능 요소와 허브 사이에, 반경방향으로, 위치된 적어도 하나의 원통형 스커트의 형태로 제공된다;
- 각각의 제2 부분은 제1 스커트와 동심인 제2 원통형 스커트를 포함하고, 탄성 변형 가능한 요소는 상기 원통형 스커트 사이에 수용된다;
- 원통형 스커트 중 적어도 하나는 유리하게는 길이 방향인 적어도 하나의 슬롯을 포함한다;
- 상기 또는 각각의 링은 폴리 아미드(PA), 폴리 에스테르, 폴리 옥시 메틸렌(POM), 폴리 에테르 에테르 케톤(PEEK), 페닐 렌 폴리 설파이드(PPS) 또는 이들의 혼합물 또는 엘라스토머 열가소성 수지(TPE)와 같은 플라스틱 중에서 선택된 물질로 제조된다;
- 적어도 하나의 제1 추가 스프링이 탄성 변형 가능한 요소와 평행하게 장착된 링 중 하나에 제공된다;
- 제2 추가 스프링이, 상기 링 상에 제공되며, 또한 탄성 변형 가능한 요소와 평행하게 장착되며, 제1 및 제2 추가 스프링은 동일한 강성을 나타내고, 상기 링 상에 직경방향으로 대향이다;
- 탄성 변형 가능 요소는 비틀림 스프링이다;
- 인덱서 중 하나와 림 사이에 반경방향으로 배치된 롤러와 같은, 하중 지지부가 제공된다.
본문 내에 포함되어 있음.
본 발명은 더 잘 이해될 것이며, 본 발명의 다른 목적, 장점 및 특징은 다음의 첨부 도면에 관한 다음의 설명을 읽으면 보다 명확하게 나타날 것이다:
- 도 1 내지 도 3은 단면도 및 분해도에 따른, 본 발명에 따른 풀리의 제 1 실시 예를 나타낸다;
- 도 4(a)는 제 1 실시 예에 따른 풀리에 의해 공급되는 토크의 진화와, 동시에 풀리가 장착된 엔진의 속도의 진화를 나타내는 기능도이고 도 4(b)는 풀리의 주어진 각도에 따른 이 토크의 다른 기능도이다;
- 도 5 내지 9는 도 4에 도시된 시간에 따른 상이한 진화에 따라, 제1 실시예에 따른 풀리의 상이한 가능한 구성을 나타낸다;
- 도 10은 또한 제 1 실시 예에 관한 것으로서, 풀리의 링에 탄성 변형 가능한 요소의 장착을 시각화할 수 있게 하는 부분 단면도이다;
- 도 11 내지 13은 본 발명에 따른 풀리의 제 2 실시 예를 나타낸다;
- 도 14는 풀리의 주어진 각도에 따른 제 2 실시 예에 따른 풀리에 의해 공급된 토크의 진화의 기능도이다.
- 도 15(a) 및 15(b)를 포함하는, 도 15는, 종단면도 및 사시도에 따른, 제 1 실시 예의 변형 예를 각각 나타낸다;
- 도 16(a) 및 16(b)를 포함하는, 도 16는, 도 16(a)의 사시도 및 도 16(b)의 단면과 동일한 사시도에 따른 다른 실시 예의 변형 예를 나타낸다.
- 도 1 내지 도 3은 단면도 및 분해도에 따른, 본 발명에 따른 풀리의 제 1 실시 예를 나타낸다;
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- 도 5 내지 9는 도 4에 도시된 시간에 따른 상이한 진화에 따라, 제1 실시예에 따른 풀리의 상이한 가능한 구성을 나타낸다;
- 도 10은 또한 제 1 실시 예에 관한 것으로서, 풀리의 링에 탄성 변형 가능한 요소의 장착을 시각화할 수 있게 하는 부분 단면도이다;
- 도 11 내지 13은 본 발명에 따른 풀리의 제 2 실시 예를 나타낸다;
- 도 14는 풀리의 주어진 각도에 따른 제 2 실시 예에 따른 풀리에 의해 공급된 토크의 진화의 기능도이다.
- 도 15(a) 및 15(b)를 포함하는, 도 15는, 종단면도 및 사시도에 따른, 제 1 실시 예의 변형 예를 각각 나타낸다;
- 도 16(a) 및 16(b)를 포함하는, 도 16는, 도 16(a)의 사시도 및 도 16(b)의 단면과 동일한 사시도에 따른 다른 실시 예의 변형 예를 나타낸다.
본 발명의 제 1 실시 예는 도 1 내지 10을 지지하여 설명된다.
본 발명에 따른 풀리(100)는 제 1 동력 전달 요소(예를 들어, 도시되지 않은 차량 엔진의 샤프트에 연결된 벨트)에 고정된 림(1)을 포함한다. 림(1)에는 반경방향 외부의 제1 영역(11)이 장착되며, 이 경우에 폴리 V® 타입의 벨트를 수용하여 제 1 동력 전달 요소와의 링크를 가능하게 한다. 림(1)에는 또한 제 1 영역(11)의 외부 축 방향 연장 부에 위치한 제 2 영역(18)과, 제 1 영역(11)의 내부 축 방향 연장에 위치한 제 3 영역(19)이 장착되어 있다.
림(1)에는 또한 림(1)의 내부 둘레(12)에 위치한 여러 러그(13, 14, 15, 16)가 장착되어 있다. 보다 구체적으로, 림(1)은 내부 둘레(12) 및 외부 축 방향 단부 레벨에서 2 개의 직경방향으로 대향하는 러그(13, 14)를 포함하고, 림(1)은 그 내부 둘레(12)와 그 내축 단부의 레벨에서 외축 단부와 축 방향으로 대향하는 2 개의 다른 러그(15, 16)를 포함하며, 이들은 또한 직경방향으로 대향한다..
더욱이, 축 방향으로 림(1)의 양측에 위치하는 러그, 즉 한편으로는 러그(13, 14) 및 다른 한편으로는 러그(15, 16)는 여기에서 설명된 예에서 각도 오프셋된다. 그러나,이 오프셋은 탄성 변형 가능한 요소(5)의 기하학적 구조, 특히 이 요소가 비틀림 스프링인 경우, 이 스프링의 회전 수에 의존하기 때문에 반드시 존재하는 것은 아니다. 탄성 변형 가능한 요소는 후술될 것이다. 예를 들어, 도 5(a) 및 5(b)에서, 러그(15)(내측)는 러그(13)(외측)로부터 각도로 오프셋되어 있음을 알 수 있다.
풀리(100)는 또한 제 2 동력 전달 요소(예를 들어, 얼터네이터의 샤프트)에 고정된 허브(2)를 포함한다.
후술하는 바와 같이, 풀리(100)의 작동 모드에 따라, 동력 전달 요소 중 하나가 구동하고 다른 하나가 구동되거나 그 반대로 구동될 수 있다.
풀리(100)는 또한 2 개의 인덱서(30, 30')를 포함한다.
풀리(100)의 외측에 위치한 제 1 인덱서(30)는 2 개의 러그(32, 33)가 장착된 외부 둘레(31)를 포함한다. 이 러그(32, 33)는 정반대이다.
제 2 인덱서(30') 자체는 제 1 인덱서(30)의 풀리(100)의 종축(AX)을 따라 풀리(100)의 내측에, 즉 반대쪽에 위치된다. 제 2 인덱서(30')는 또한 2 개의 러그(32', 33')가 장착된 외부 둘레(31')를 포함한다. 2개의 러그(32',33')는 직경방향으로 대향한다. 풀리(100)의 내측은 이 풀리(100)의 외측과 축 방향 반대편에 있다.
각각의 인덱서(30, 30')는 예를 들어 핀(P1, P2, P3, P4)을 고정함으로써 허브(2)에 고정되어 장착된다.
또한, 인덱서(30,30')는 허브(2)에 장착되어 한편으로는 제 1 인덱서(30)의 러그(32, 33) 및 다른 한편으로 제 2 인덱서(30')의 러그(32', 33')도 각도 오프셋된다. 예를 들어, 도 5(a) 및 5(b)에서, 러그(32')(내측)는 러그(32)(외측)로부터 각도로 오프셋되어 있음을 알 수 있다.
풀리(100)는 또한 2 개의 링(40, 40')을 포함한다.
각 링(40, 40')은 림(1) 및 허브(2)에 대해 종축(AX)을 중심으로 회전할 수 있도록 장착된다.
제 1 링(40)은 풀리(100)의 외측에 위치된다. 제 1 링(40)은 제 1 인덱서(30)와 림(1) 사이에 반경방향으로 위치된다.
제 1 링(40)은 림(1)의 제 2 영역(18) 아래에 위치한 제 1 부분(45)을 포함한다. 제 1 링(40)은 또한 제 1 원통형 스커트(460)의 형태로 제공되는 제 2 부분(46) 및 제 1 부분(45)으로부터 종축(AX) 주위로 연장되는 제 2 원통형 스커트(461)를 포함한다. 원통형 스커트(460, 461)는 동심이다. 각각의 원통형 스커트(460, 461)는 림(1)의 제 1 영역(11) 아래에 위치된다.
제 1 링(40)은 또한 4 개의 어버트먼트(41, 42, 43, 44)를 포함한다. 어버트먼트(41, 42, 43, 44)는 2개씩(two-by-two) 직경방향으로 대향한다. 보다 구체적으로, 어버트먼트(42,44)는 직경방향으로 대향하고 어버트먼트(41,43)는 또한 직경방향으로 대향한다. 각각의 어버트먼트(41, 42, 43, 44)는 림(1)의 러그(13, 14)와 맞물릴 수 있는 반경 방향 외부 면 및 제 1 인덱서(30)의 러그(32, 33)와 맞물릴 수 있는 반경 방향 내부 면을 제공한다.
제 2 링(40')은 풀리(100)의 내측에 위치된다. 제 2 링(40')은 제 1 인덱서(30')와 림(1) 사이에 반경방향으로 위치된다.
제 2 링(40)은 림(1)의 제 3 영역(19) 아래에 위치한 제 1 부분(45')을 포함한다. 제 2 링(40')은 또한 제 1 원통형 스커트(460')의 형태로 제공되는 제 2 부분(46') 및 제 1 부분(45')으로부터 종축(AX) 주위로 연장되는 제 2 원통형 스커트(461')를 포함한다. 원통형 스커트(460', 461')는 동심이다. 각각의 원통형 스커트(460', 461')는 림(1)의 제1 영역(11) 아래에 위치되어 있다.
제 2 링(40')은 또한 4 개의 어버트먼트(41', 42', 43', 44')를 포함한다. 어버트먼트(41', 42', 43', 44')는 2개씩(two-by-two) 직경방향으로 대향한다. 보다 구체적으로, 어버트먼트(42', 44')는 직경방향으로 대향하고 어버트먼트(41', 43')는 또한 직경방향으로 대향한다. 각각의 어버트먼트(41', 42', 43', 44')는 림(1)의 러그(15, 16)와 맞물릴 수 있는 반경방향 외부 면, 및 제 2 인덱서(30')의 러그(32', 33')와 맞물릴 수 잇는 반경방향 내부 면을 나타낸다.
또한, 링(40, 40')은 한편으로는 제 1 링(40)의 어버트먼트(41 내지 44)가 장착되고 다른 한편으로는 이 경우 어버트먼트(41' 내지 44')가 각도 오프셋되도록 장착된다. 이 각도 오프셋은 전술한 바와 같이 체계적이지 않다. 예를 들어, 도 5(a) 및 5(b)에서, 어버트먼트(41')(내측)는 어버트먼트(41)(외측)에 대해 각도 오프셋됨을 유의한다.
풀리(100)는 또한 탄성 변형 가능한 요소(5), 이 경우 예로서 비틀림 스프링 또는 엘라스토머 기반 요소를 구비한다.
위에서 언급한 각도 오프셋을 통해 도 4의 서포트 내에 아래에 설명된 대로 작동 범위를 정의할 수 있다. 그러나, 이들 작동 범위는 고려된 응용, 즉 본 발명에 따른 풀리(100)가 장착되도록 의도된 차량의 유형에 따라 달라질 수 있음에 유의해야 한다.
아래에서 제 1 실시 예에 관한 설명에서, 탄성 변형 가능 요소(5)는 비틀림 스프링에 동화될 것이다.
비틀림 스프링(5)은 허브(2) 주위에 배치된다.
비틀림 스프링(5)은 제 1 링(40)과 접촉(어버트먼트)되는 제 1 단부(51) 및 제 2 링(40')과 접촉(어버트먼트)되는 제 2 단부(52)를 포함한다. 다시 말하면, 비틀림 스프링(5)은, 도 10의 부분 단면도, 투시도에서 볼 수 있는 바와 같이, 2 개의 링(40, 40') 사이에 장착된다. 또한, 인덱서(30, 30')는 프리스트레스(prestress)를 생성함으로써 비접촉 스프링없이 비틀림 스프링(5)을 유리하게 설치할 수 있게 한다. 따라서, 이 프리스트레스 덕분에 비틀림 스프링(5)의 단부(51, 52)는 링(40, 40')에 영구적으로 접촉하여 완벽하게 유지된다.
비틀림 스프링(5)은 원통형 스커트(460, 461, 460', 461') 사이에 위치된다.
첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 비틀림 스프링(5)은 이 경우 개방 상태에서 작동한다. 따라서, 응력을 받을 때, 비틀림 스프링(5)은 개방되고 2 개의 링(40, 40') 각각의 상부 스커트(460, 460'); 즉, 상기 비틀림 스프링(5)과 림(1) 사이에 반경방향으로 위치된 원통형 스커트(460, 460')와 접촉하는 경향이 있다. 이러한 이유로, 그리고 변형 예에서, 상부 스커트(460, 460')가 하부 스커트(461, 461')가 아니라면 매우 양호할 수 있다. 반대로, 비틀림 스프링(5)이 폐쇄로 작동하도록 장착되면, 상부 스커트(460, 460')가 아닌 하부 스커트(461, 461')가 제공될 수 있다. 하부 스커트(461, 461')는 비틀림 스프링(5)과 허브(2) 사이에 반경방향으로 배치된 것이다.
유리하게, 그리고 도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 원통형 스커트(460, 460')는 유리하게는 길이 방향으로 하나 이상의 슬롯(F, F')을 제공한다. 하부 원통형 스커트(461, 461')에 대해서도 마찬가지이다. 이 슬롯(F, F')를 사용하면 그리스와 같은 윤활유를 순환시킬 수 있다.
또한, 이들 슬롯(F, F')는 탄성을 제공할 수 있게 한다. 이는 변형으로 인해 비틀림 스프링(5)이 원통형 스커트(460, 460')와 접촉할 때 토크의 점진적인 증가를 가능하게 하므로 유리하다. 따라서 너무 갑작스러운 어버트먼트가 방지된다. 따라서 풀리의 수명을 오직 향상시킬 수 있다.
이러한 슬롯(F, F')는 필수는 아니다.
풀리(100)는 캡(8)을 포함한다. 캡(8)은 외측에서 림(1)을 덮도록 의도된다. 캡(8)은 밀봉 플러그(10)와 관련된다. 유사하게, 풀리는 다른 캡(8')을 포함한다. 캡(8')은 내측에서 림(1)을 덮도록 의도된다. 캡(8')은 밀봉 플러그(10)의 반대쪽에 있는이 캡(8')의 측면 개구로 들어오는 밀봉 부(10')와 연관된다.
풀리(100)는 최종적으로 얼터네이터의 샤프트 상에 고정되는 클램핑 수단(9), 예를 들어 너트를 포함할 수 있다. 또한, 제 2 실시 예(도 11 내지 13)에서 고려되는 바와 같이 얼터네이터의 샤프트 상에 허브(2)를 직접 장착하도록 제공될 수 있다.
상기 제시된 설계에서, 각각의 링(40, 40')은 림(1) 및 허브(2)에 대한 하중 지지 베어링으로서 작용한다.
그러므로 각각의 링(40, 40')은 허브(2)에 대한 림(1)의 상대 회전을 보장할 수 있게 한다.
그러나, 도 15에 도시된 바와 같은 롤러(R)와 같은 변형 예에서 상보적인 하중 지지 부가 제공될 수 있다. 도 15(a)는 도 15(b)의 제 1 실시 예에 대한 이러한 변형에 따른 풀리의 종단면도이며, 이러한 변형은 분해도에 따른 것이다. 이 도 15에서, 롤러(R)의 존재는 풀리(100)의 외측에 주목된다. 롤러(R)는 림(1) 사이에 반경 방향으로 장착되며, 이 경우에, 보다 구체적으로 림(1)의 부분(18)의 내부 둘레와 인덱서(30) 사이이며, 이 경우, 풀리(100)의 외측에 위치하는 것이 바람직하다.
따라서,이 변형 예에서, 링(40)은 도 1과 관련하여 롤러(R)의 하우징을 가능하게 하는 변형된 형태를 제공하는 것으로 이해된다. 보다 구체적으로, 부분(18)은 롤러(R)를 수용할 수 있도록(축 방향으로) 연장된다. 더욱이, 인덱서(30)는 또한 롤러(R)에 지지면을 제공하기 위해 변형되어, 즉 도 1의 것과 관련하여 연장된 축 방향 치수를 제공한다.
도 15에서 알 수 있는 바와 같이, 클램핑 수단이 제공된다. 이 클램핑 수단(9)은 콘(21)을 허브(2)에 밀고 차단한다. 이 디바이스를 사용하면 도 1의 언클램핑 토크를 향상시킬 수 있다.
각각의 링(40, 40')은 예로서, 다음 재료들 중에서 선택된 재료로 제조될 수 있다:
- 폴리 아미드(PA), 폴리 에스테르, 폴리 옥시 메틸렌(POM), 폴리 에테르 에테르 케톤(PEEK), 페닐 렌 폴리 설파이드(PPS)와 같은 플라스틱 또는 이들의 혼합물(적재될 수 있거나 없는 플라스틱 물질);
- 탄성 열가소성 수지(TPE);
- 알루미늄, 청동, 황동, 강철 및 그 합금과 같은 금속
풀리(100)의 작동이 이제 도 1 내지 도 3에 설명된 바와 같이 설명될 것이다.
이를 위해, 도 4 내지 9가 참조된다.
도 4(a)에서, x-축(초)에 시간을, y-축에는, 엔진 속도(한편으로는 곡선 C1)와 다른 한편으로는 풀리(100)(곡선 C2)에 의해 공급된 토크를 나타낸다. 곡선 C2는 정적 토크를 제공하지만, 비주기성(acyclism) 레벨에 따라, 동적 토크를 추가해야 하며, 점선의 다른 곡선은 총 토크(정적 + 동적)의 서로 다른 가능한 레벨을 제공한다. 도 4의 곡선은 테스트 벤치에 획득됐고, 이를 위해 poly V® 타입의 벨트는 림(1)의 제 1 단부 및 연소 엔진의 크랭크 샤프트의 제 2 단부에 장착되어 있다. 허브(2)에 대해서는, 스타터-얼터네이터에 장착되었다.
이 도 4(a)에서, 7단계가 구별되었다.
매번, 정적 토크 이하만 언급된다.
제1 단계(단계 1)는 연소 엔진을 시동하는 단계에 해당한다. 초기에(곡선 C1), 따라서 엔진 속도는 0이고 풀리(100)에 의해 공급된 토크도 0이다.
통상적으로, 이것은 도 5에 도시된 바와 같이 풀리(100)의 상이한 구성 요소의 위치에 대응한다. 도 5는 풀리의 내부 측면에 대한 단면도를 도시한 도 5(a) 및 풀리의 외부에 대한 단면도를 도시한 도 5(b)를 포함한다. 또한, 통상적으로, 모든 구동 동작은 풀리(100)의 외측에서 엔진 구성 요소의 시계 방향으로의 이동에 의해 전달된다.
따라서, 도 5(b)의 위치에서, 인덱서(30)의 러그(32)는 링(40)의 어버트먼트(42)와 접촉한다. 마찬가지로, 인덱서(30)의 러그(33)는 링(40)의 어버트먼트(44)와 접촉한다. 도 5(a)에서, 인덱서(30')의 러그(32')는 링(40')의 어버트먼트(42')와 접촉하고 있다.
도 4(b)에서, 풀리에 의해 공급되는 토크의 진화는 각도에 따라 표현되었음을 유의할 것이다(이 각도로 고려되는 부품의 특성은 아래 설명된 대로 작동 모드에 따라 다르다).
시동 동작 동안, 본 발명에 따른 풀리(100)가 허브(2)에 의해 연결된 스타터-얼터네이터를 통해, 후자는 도 5(b)에서 시계 방향으로, 따라서 도 5(a)에서 반 시계 방향으로 회전된다.
이 운동은 링(40)을 시계 방향으로 구동하고(도 5(b)), 이는 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 링(40)의 어버트먼트(42)(각기 어버트먼트(44))는 림(1)의 러그(14)(각기 러그(13))에 도달할 때까지 각도(α4 + α2) 위로 이동될 수 있다. 러그(14)에 대한 어버트먼트(42)의 접촉은 러그(13)와 어버트먼트(44)의 접촉과 일치한다.
이 시간 동안, 링(40')은 어버트먼트(41')가 러그(15)(각도 α4-비틀림 스프링(5)이 관여하지 않는 각도)와 접촉할 때까지 도 5(a)에서 반 시계 방향으로 이동된다. 링(40')의 어버트먼트(41')를 접촉시키는 것은 림(1)의 러그(16)와 어버트먼트(43')를 접촉시키는 것과 일치한다. 그 후, 인덱서(30')는 러그(33')가 링(40')의 어버트먼트(41')와 접촉할 때까지 각도(α2)의 도 5(a)에서 항상 반 시계 방향으로 링(40')에서 회전하기 시작하고, 이는 림(1)의 러그(15)와 이미 접촉되었다. 마찬가지로, 러그(32')는 러그(32')가 어버트먼트(43')와 접촉할 때까지 동일한 각도(α2)만큼 이동한다. 어버트먼트(41')와 러그(33')의 접촉은 어버트먼트(43')와 러그(32')의 접촉과 일치한다.
도 5의 구성에서 도 6의 구성으로의 통과 동안, 탄성 변형 가능 요소(5)는 도 4(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 각도(α4)에서 작동하지 않지만 각도(α2)에서 작동한다. 도 1에서, 각도(α2)의 경로는 토크의 급격한 증가에 의해 전달된다. 최대 토크는 도 6의 구성에 해당하며, 여기서 도 6(a)는 풀리(100)의 내부를 나타내고 도 6(b)는 풀리(100)의 외부를 나타낸다.
이 경우 각도 α2는 약 70 °이고 각도 α4는 약 30 °이다.
따라서 허브(2)에서 림(1)으로 전달되는 토크로 인해 연소 엔진이 시동되는데, 이는 벨트를 통해 엔진에 연결된다.
연소 엔진의 시동은 벨트를 통해 림(1)에 대한 구동 작용을 포함한다. 따라서 토크는 빠르게 0으로 돌아간다. 결과적으로, 풀리(100)는 도 6의 구성에서 도 5의 구성으로 되돌아 가고, 이 제 1 단계(단계 1)의 끝에 도달한다. 따라서, 도 6(b)와 도 5(b)를 비교함으로써, 따라서 인덱서(30) 및 링(40)은 다른 방향으로 각도(α2 + α4)를 커버하고, 인덱서(30')는 링(40')에서 반대 방향으로 각도(α2)를 커버하고, 이 링(40') 자체는 반대 방향으로 각도(α4)를 커버한다.
이 제1 단계가 끝나면, 연소 엔진이 공전한다.
제 2 단계(단계 2)는 연소 엔진의 공전 상태 유지에 해당한다. 엔진 속도가 느리면 비주기성(acyclism) 현상이 발생한다. 비주기성은 시계 방향과 반 시계 방향으로 앞뒤로 움직이는 경향이 있는 림에 작용하는 가속 변화에 의해 전달된다. 결과적으로 전압 변동이 줄어든다. 따라서 풀리는 탄성 강성에 대한 작업 덕분에 이러한 현상을 걸러낸다.
실제로, 그리고 이 단계 2 동안 평균적으로, 풀리(100)는 도 7의 구성에서 발견되며, 도 7(b)는 도 7 및 외측으로부터의 풀리의 단면도를 나타낸다. 이 단계 동안, 탄성 변형 가능 요소(5)는 비주기성 기능의 영향을 보정하기 위해 필터링 기능을 수행한다.
제3 단계(단계 3)은 "부스트" 모드에 대응한다.
이 단계 동안, 가속(엔진 속도의 증가 - 곡선 C1) 동안 연소 엔진에 토크를 제공하는 것이 초기에 추구된다.
따라서 허브(2)는 탄성 변형 가능한 요소(5)를 허브(2)와 림(1) 사이의 속도 차이의 영향 하에서 작동시킬 수 있는 구동 요소이다. 따라서, 도 7의 구성에 따른 구성은 도 6의 구성으로 전달되고, 또한 도 5의 구성을 통과한다. 토크가 최대일 때, 풀리(100)는 도 6의 구성에 있다. 따라서, "부스트"모드와 연관된 토크의 증가는 풀리의 작동에서 제 1 단계의 토크 증가 동안 설명된 바와 같이 동화될 수 있다. 그러므로, 이러한 토크 증가 동안, 새로운 각도(α2)가 커버된다는 것이 우연히 이해된다. 이 "부스트" 모드에서 토크의 최대 값은이 각도의 값을 관리함으로써 증가 또는 감소될 수 있음에 유의해야 한다. 따라서, 이 각도(α2)(알파 2)의 값을 증가시킴으로써, 이 3 단계에서 도달할 수 있는 최대 토크를 증가시킬 수 있다. 반대로, 이 각도(α2)(알파 2)의 값을 감소시킴으로써, 이 제 3 단계 동안 도달될 수 있는 최대 토크를 감소시킬 수 있다.
엔진 속도가 증가하면 얼터네이터에 의해 공급되는 토크는 이 단계의 끝에서 0이 될 때까지 감소한다. 따라서, 풀리(100)는 제 1 단계 동안 발생하는 토크 감소와 유사하게 도 6의 구성으로부터 도 5의 구성으로 통과한다. 최대 토크(도 6)와 제로 토크(도 5) 사이의 풀리(100)의 중간 구성이 도 8(도 8(a): 풀리(100)의 내부면 및 도 8(b): 풀리(100)의 외부면)에 도시되어 있다. 도 8의 구성에서, 예를 들어, 도 8(b)에서, 인덱서(30)는 러그(32, 33) 및 어버트먼트(42, 44)를 통해 링(40)과 접촉된 상태를 유지하고, 그러나 링(40)의 어버트먼트(42, 44)는 도 6에서 관찰될 수 있는 것과 반대로 더 이상 림(1)의 러그(13, 14)와 더 이상 접촉하지 않는다는 것이 유의된다.
제 4 단계(단계 4)는 증가된 엔진 속도에서 엔진 속도가 일정하게 유지되는 단계에 해당한다.
이 제4 단계는 제2 단계로 동화될 수 있다. 또한, 풀리(100)는 도 7의 구성에서 발견될 수 있지만, 속도가 증가할 때, 비주기성 현상은 감속 엔진(단계 2)보다 명확하지 않다는 사실과 다른 점이 있다.
제5단계는 "재생"이라고 불리는 단계이다. 여기서, 차량의 감속(엔진 속도의 저하 - 곡선 C1) 동안 차량의 상이한 구성 요소, 특히 "배터리" 저장을 위해 전기 에너지를 공급하고자 한다.
이 제 5 단계의 시작에서, 풀리(100)는 도 7의 구성에 따른 구성으로 위치된다. 림(1)은 구동 요소이며, 도 7(b)에서 시계 방향으로, 따라서 도 7(a)에서 반 시계 방향으로 이동된다.
림(1)은 림(1)의 러그(13)와 링(40)의 어버트먼트(41) 사이의 접촉에 의해 링(40)과 함께 구동되며, 뿐만 아니라 림(1)의 러그(14)와 링(40)의 어버트먼트(43) 사이의 접촉에 의해 이루어진다. 이 구동은 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 어버트먼트(41)가 인덱서(30)의 러그(32)와 접촉할 때까지 그리고 어버트먼트(43)가 인덱서(30)의 러그(33)와 접촉할 때까지 각각 계속된다. 도 9(b)에서, 각도(α1)는 도 4(a)에 위치된다. 이와 동일한 위치에서, 도 9(a)에서, 림(1)의 러그(15)는 링(40')의 어버트먼트(42')와 접촉하고, 림(1)의 러그(16)는 링(40')의 어버트먼트(44')와 접촉하고 있다. 도 9의 구성은 이 5단계의 최대 토크(절대값)에 해당한다. 토크의 이러한 전체 증가(절대 값) 동안, 두 개의 링(40, 40') 사이에 장착된 탄성 변형 가능한 요소(5)는 변형되어 최대 토크(절대 값)에 도달하는 어버트먼트까지 원하는 토크를 공급한다.
토크가 최대일 때(절대 값), 풀리(100)는 제 1 단계 또는 제 3 단계의 최대 토크에 대응하는, 도 6의 것에 대하여 대칭 적으로 반대인 것으로 한정될 수 있는 구성에 위치한다는 것을 알 수 있다. 실제로, 예를 들어, 도 9(b)에서, 림(1)의 러그(13)(보다 구체적으로는 우측면)는 링(40)의 어버트먼트(41)(보다 구체적으로는 좌측면)와 접촉하고, 이 어버트먼트(41) 그 자체는 어버트먼트(32)(보다 구체적으로, 인덱터(30)의 좌측면)과 접촉(보다 구체적으로 그 우측면)하고 있다. 반대로, 도 6(b)에서, 러그(13)(보다 구체적으로는 좌측면)는 링(40)의 어버트먼트(44)(보다 구체적으로는 우측면)와 접촉하고, 이 어버트먼트(44) 자체는 인덱서(30)의 어버트먼트(33)와 접촉하고(보다 구체적으로, 좌측면에 의해) 있다. 도 9(a) 및 도 6(a)를 비교하여 동일한 규형의 코멘트를 작성할 수 있다.
더욱이, 이 최대 토크(절대 값), 엔진의 공회전 속도에 실제로 도달한다는 점에 유의해야 한다.
마지막으로, 제4 단계(도 5의 구성)의 시작 및 제6 단계("재생"; 도 9의 구성) 내 토크의 최대(절대값 내) 사이에, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 전체 각도α1(알파 1) 가 이 경우에 약 60 ° 인 것으로 커버된다.
따라서, 각도 α1, α2 및 α4의 합은, 이 예에서, 약 160° 이며, 어버트먼크 및 러그의 두께로부터 오는 180°를 획득하기 위해 이를 보완한다.
제 6단계(단계 6)는 공전 유지에 해당한다. 풀리(100)는 도 7의 구성에서 발견된다. 제 6단계는 제2 단계와 유사하다. 따라서 이 제2 단계에 제공된 의견을 참조할 수 있다.
마지막으로, 제7단계는 연소 엔진을 정지시키는 단계이다. 실제적인 관점에서, 이것은 제1 단계의 서포트 내 설명된 것과 정확히 반대이다. 그러나, 엔진의 운동 에너지는 특히 차량의 배터리를 충전 할 수 있는 전류를 발생시키기 위해 정지하는 동안 유리하다. 이 제7 단계는 또한 연소 엔진을 보다 빠르게 정지시킬 수 있게 한다.
본 발명에 따른 스타터-얼터네이터의 제 2 실시 예는 도 11 내지 13을지지하여 설명된다.
구조적으로, 도 1 내지 도 3의 풀리(10)의 축 방향 외측에 제공된 링(40)이 변형된다.
이 수정된 링은 400으로 부호를 단다.
링(400)은 링(40)보다 큰 외부 반경을 제공하여 유리하게는 스프링에 2 개의 탄성 요소(R1, R2)를 수용할 수 있다. 스프링 R1, R2가 제공될 때, 이는 도 12 및 13에 도시된 바와 같이 압축 스프링 또는 다른 유형의 스프링일 수 있다. 이 변형에서, 엘라스토머는 또한 탄성 요소 R1, R2로 간주될 수 있다.
탄성 요소(R1, R2)는 탄성 변형 가능한 요소(5)에 대해 평행하게 장착된다. 따라서, 이들 탄성 요소(R1, R2)는 탄성 변형 가능한 요소(5)의 강도에 추가적인 강성을 제공할 수 있게 한다. 탄성 요소(R1, R2)는 유리하게는 정반대이다. 탄성 요소(R1, R2)는 또한 유리하게는 하나의 동일한 강성을 나타낸다.
여전히, 구조적으로 그리고 링(400)을 림(1')에 수용하기 위해, 후자는 풀리(100')의 외측에, 제 1 실시 예의 림(1)보다 큰 직경을 제시한다.
또한, 이 실시 예에서, 허브(2)는 얼터네이터의 샤프트에 직접 장착되도록 배치된다.
이것들은 유일한 구조적 수정이다.
이 제 2 실시 예에 따른 풀리(100)의 작동은 제 1 실시 예에 대해 설명된 것과 유사하다.
그러나, 탄성 요소(R1, R2)의 관심은 탄성 변형 가능한 요소(5)에 대한 추가적인 강성의 제공에 있으며, 이는 도 6(제3 단계의 토크 피크)의 어버트먼트 이전에, 제3 단계(도 4, "부스트" 단계)가 시작될 때 비주기성에 연결된 현상을 추가로 필터링할 수 있다.
실제로, 토크의 현저한 증가 동안, 탄성 변형 가능 요소(5)에 의해 보장된 필터링은 그것의 어버트먼트로 인해 충분하지 않다.
도 14에서, 풀리(100')에 의해 공급된 토크의 진화는 제 2 실시 예에 대한 각도에 따라 제 1 실시 예에 대해 도 4(b)에 도시된 것과 유사하게 표현되었다.
이 도 14에서, 스프링(R1, R2)이 응력을 받는 각 작동 점(P1)의 존재가 주목되었다. 이 응력은 토크의 기울기의 파열에 의해 자체적으로 해석된다.
2 개의 탄성 요소(R1, R2)의 존재는 필수가 아님을 알아야 한다. 탄성적으로 변형 가능한 요소(5)에 대해 항상 평행하게 장착된 하나, 예를 들어 탄성 요소(R1)만이 제공될 수 있다.
또한 탄성 요소 R1, R2의 존재는 필수가 아님을 알아야 한다. 실제로, 제3 단계에서 비주기성 현상을 관리하는 또 다른 방법은 도 4보다 큰 엔진 속도로 토크를 증가시키는 것이다. 실제적인 관점에서, 이 제 2 실시 예를 구현하는 것에 대한 관심은, 기본적으로, 차량의 유형에 상관없이, 차량을 구현하는 것이 유용할 수 있지만, 해당 차량에 의존할 것이다.
또한,이 제 2 실시 예의 변형에서, 도 15에 제안된 바와 같은 롤러(R)와 같은 하중 지지부의 추가를 제공할 수 있다.
마지막으로, 도 16에 제안된 다른 실시 예 변형을 제공하는 것도 가능하다.
도 1 내지 도 10을 지지하여 도시된 제 1 실시 예와 관련하여, 림(1)이 변형된다.
실제로, 이 실시 예에서 제 1 실시 예에 대한 변형은, 3 개의 영역(11, 18 및 19)은 서로 장착된 여러 개의 개별 부분으로 구성되는 반면, 이들 영역은 제 1 실시 예에서 하나의 단일 유지부이다.
나머지는 동일하다.
기능적으로 아무것도 변경되지 않는다. 이 실시 예는 풀리의 장착을 용이하게 하는 이점을 제공한다. 실제로, 링(40, 40') 및 인덱서(30, 30')의 장착 후에 림(1)의 2 개의 영역(18, 19)을 장착함으로써, 후자의 장착이 용이해진다.
제 1 실시 예에서, 러그를 포함하는 림(1)의 내부 둘레(12)는 영역(18, 19)에 대응한다.
도 16은 제 1 실시 예에 대한 실시 예 변형 예이며, 여러 개의 개별 영역을 제공하는 동작은 제 2 실시 예에 대한 변형 예로서 모두 더 적용 가능하다는 것을 주목할 것이다.
실시 예가 고려되더라도, 각도의 값은 본 발명에 따른 풀리(100, 100')가 장착되도록 의도된 차량의 유형에 의해 부과되는 응력에 따라 적응될 수 있다. 예로서, 풀리는 "부스트" 모드에서 최대 토크를 증가시키기 위해 각도 α2 를 증가 시키도록 설계될 수 있다. 이것은 특히 각도 α4 = 0이 되도록 풀리를 설계함으로써 수행될 수 있으며, 이는 각도 α1의 값에 영향을 미치지 않고 따라서 "재생" 단계에서 최대 토크(절대 값)에 영향을 줄 수 없다. 실제적인 관점에서, 특히, 한편으로는 러그(32, 32')와 다른 한편으로는 33, 33'사이의 각도 오프셋, 인덱서(30, 30') 및/또는 한편으로는 림의 러그(13, 14) 와 다른 한편으로는 15, 16 사이의 각도 오프셋은 상이한 각도 작동 범위의 이러한 조정을 가능하게 할 것이다.
Claims (10)
- 종축(AX)을 구비한 풀리(100, 100')에 있어서, 상기 풀리는 외측 및 외측을 축 방향으로 대향하는 내측을 포함하고,
- 림을 제1 동력 전달 요소에 연결하는 벨트를 수용하기 위한 영역(11), 복수의 러그(13, 14, 15, 16)가 장착된 내부 둘레(12)를 포함하는 림(1), 직경방향으로 대향된 적어도 2 개의 러그(13, 14)는 풀리(100, 100')의 외측에 배치되고, 또한 직경방향으로 대향된, 적어도 2 개의 다른 러그(15, 16)는 풀리(100, 100')의 내측에 배치되어 있음;
- 제2 동력 전달 요소에 고정된 허브(2),
동력 전달 요소들 중 하나는 구동하고(driving) 동력 전달 요소들 중 다른 하나는 구동되거나(driven), 그 반대임(vice versa);
- 허브(2)에 대해 고정 장착된 적어도 2개의 인덱서(30, 30'), 제1 인덱서(30)는 풀리(100)의 외측에 배치되고, 적어도 2 개의 러그(32, 33)가 직경 방향으로 대향하여 외부 둘레(31)에 장착되고 제2 인덱서(30')는 풀리(100, 100')의 내측에 배치되고 적어도 2 개의 러그(32', 33')를 직경방향으로 대향하여 외부 둘레(31')에 장착됨;
- 적어도 2개의 링(40, 400; 40'), 하나의 링(40, 400)은 림(1)의 내부 둘레(12) 및 제1 인덱서(30)의 외부 둘레(31) 사이에 장착되고 다른 하나의 링(40')은 림(1)의 내부 둘레(12) 및 제2 인덱서(30')의 외부 둘레(31') 사이에 장착되고, 각각의 링(40, 400, 40')은 상기 종축(AX)을 중심으로 회전 구동될 수 있도록, 림(1)의 러그(13, 14, 15, 16) 또는 인덱서(30,30')의 러그(32, 33, 32', 33')와 맞물릴 수 있는 2개씩(two-by-two)(42, 44; 41, 43; 42', 44'; 41', 43') 직경방향으로 대향하는 적어도 4개의 어버트먼트(41, 42, 43, 44; 41', 42', 43', 44')를 포함함;
- 제 1 단부(51)가 제 1 링(40, 400)과 접촉하여 장착되고 제 2 단부(52)가 제 2 링(40')과 접촉하여 장착되는 탄성 변형 가능한 요소(5);
를 포함하는,
풀리(100,100').
- 제1항에 있어서,
각각의 링(40, 400; 40')은 상기 러그(13, 14; 15, 16)를 포함하는 제1 부분(45, 45') 및 제1 부분(45, 45')으로부터 림(1)을 제1 동력 전달 요소에 연결하는 벨트를 수용하도록 의도된 상기 영역(11) 아래에서 축 방향으로 연장되는 제 2 부분(46, 46')을 포함하고, 각각의 제2 부분(46, 46')은 두 제2 부분(46, 46')에 대한 탄성 변형 가능 요소(5)와 림(1) 사이에, 또는 두 제2 부분(46, 46')에 대한 탄성 변형 가능 요소(5)와 허브(2) 사이에, 반경방향으로, 위치된 적어도 하나의 원통형 스커트(460, 460', 461, 461')의 형태로 제공되는,
풀리(100,100').
- 제2항에 있어서,
각각의 제2 부분(46, 46')은 제1 스커트와 동심인 제2 원통형 스커트를 포함하고, 탄성 변형 가능한 요소(5)는 상기 원통형 스커트(460, 461, 460', 461') 사이에 수용되는,
풀리(100,100').
- 제2항에 있어서,
원통형 스커트(460, 460', 461, 461') 중 적어도 하나는 적어도 하나의 슬롯(F, F')을 포함하는,
풀리(100,100').
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 또는 각각의 링(40, 40', 400)은 폴리 아미드(PA), 폴리 에스테르, 폴리 옥시 메틸렌(POM), 폴리 에테르 에테르 케톤(PEEK), 페닐 렌 폴리 설파이드(PPS) 또는 이들의 혼합물 또는 엘라스토머 열가소성 수지(TPE)와 같은 플라스틱 중에서 선택된 물질로 제조되는,
풀리(100,100').
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
적어도 하나의 제1 추가 스프링(R1)이 탄성 변형 가능한 요소(5)와 평행하게 장착된 링(400, 40') 중 하나(400)에 제공되는,
풀리(100,100').
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
제2 추가 스프링(R2)이, 상기 링(400) 상에 제공되며, 또한 탄성 변형 가능한 요소(5)와 평행하게 장착되며, 제1 및 제2 추가 스프링(R1, R2)은 동일한 강성을 나타내고, 상기 링(400) 상에 직경방향으로 대향인,
풀리(100,100').
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
탄성 변형 가능 요소(5)는 비틀림 스프링인,
풀리(100,100').
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
인덱서(30, 30') 중 하나(30)와 림(1) 사이에 반경방향으로 배치된 롤러와 같은, 하중 지지부(R)가 제공되는,
풀리(100,100').
- 제4항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯(F, F')은 길이 방향인,
풀리(100,100').
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