NL1022458C2

NL1022458C2 - Riemschijfinrichting en startmotor/generator welke een dergelijke riemschijf omvat.

Info

Publication number: NL1022458C2
Application number: NL1022458A
Authority: NL
Inventors: Bernardus Gerardus Van Leeuwen; Carole Girardin; Graig James Mcfarland
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2004-07-26
Also published as: WO2004065811A1

Description

Riemschiifinrichtine en startmotor/generator welke een dereeliike riemschiif omvat,

[0001] De uitvinding heeft betrekking op een riemschijfinrichting, omvattend een 5 as, een riemschijf welke roteerbaar is bevestigd op de as, en een één-richtingskoppeling voor het verschaffen van een vrij roteerbare conditie wanneer de as en de riemschijf ten opzichte van elkaar worden geroteerd in een eerste relatieve richting van rotatie, en voor het verschaffen van een fixatie tussen de as en de riemschijf wanneer zij geroteerd worden ten opzichte van elkaar in de tegengestelde relatieve richting van rotatie.

10 [0002] Een dergelijke riemschijf is bekend. Hij wordt aangewend op diverse ge bieden, bijvoorbeeld in samenhang met een generator voor een inwendige verbrandingsmotor. In het geval dat de generator met de motor is gekoppeld door middel van een riemaandrijving, leiden variaties van het motorkoppel tot trillingen en derhalve tot een vermindering van de levensduur van de riem. Als gevolg van de één-15 richtingskoppeling in de riemschijfinrichting wordt echter de overdracht van trillingen vanuit de motor, bijvoorbeeld die welke het gevolg zijn van acyclische werking van de motor, gereduceerd. Het omgekeerde koppel dat als gevolg van deze verschijnselen ontstaat is begrensd, hetgeen een gunstig effect heeft op het gedrag van de riem.

[0003] De inrichting volgens de stand van de techniek heeft echter het nadeel dat 20 hij niet kan worden aangewend in combinatie met een gecombineerde startmotor en generator. De één-richtingskoppeling verhindert in feite dat het koppel van de startmotor wordt overgedragen op de motor, aangezien hij een vrije relatieve rotatie toestaat in de aandrijfrichting van de startmotor. Het doel van de uitvinding is derhalve het verschaffen van een riemschijfinrichting welke ook kan worden aangewend in samenhang 25 met een gecombineerde startmotor en generator.

[0004] Het doel wordt gerealiseerd door middel van een vergrendelende koppeling voor het verschaffen van een fixatie tussen de as en de riemschijf, waarbij de vergrendelende koppeling wederzijdse rotaties tussen de as en de riemschijf in de beide relatieve richtingen van rotatie verhindert. Voor het starten van de motor wordt de vergren- 30 delende koppeling in staat van aangrijping gebracht, waarbij de één-richtingskoppeling effectief wordt gedeactiveerd, waardoor koppel kan worden overgedragen vanuit de startmotor/generator-inrichting welke werkzaam is als een startmotor ten opzichte van de motor. Nadat de motor is gestart, kan de vergrendelende koppeling worden ontkop- 10224581» peld, waarna het bedrijf van de één-richtingskoppeling wordt vrijgegeven, waardoor koppel kan worden overgedragen vanuit de motor naar de startmotor/generator-inrichting welke thans werkzaam is als generator, maar waarbij de overdracht van kop-pel vanuit de startmotor/generator-inrichting naar de motor wordt verhinderd, waardoor H 5 trilling van de riem als gevolg van acyclische werking van de motor wordt verhinderd.

H [0005] De vergrendelende koppeling is bij voorkeur van een elektromagnetisch H type. De vergrendelende koppeling kan een eerste armatuur omvatten dat axiaal schuif- H baar is en rotationeel is vastgezet aan de as of de riemschijf, en een tweede armatuur H dat vast is verbonden met de andere van de as in de riemschijf. De koppelingsmiddelen 10 van deze armaturen kunnen zijn verschaft door middel van frictieplaten of in elkaar grijpende tanden.

[0006] De uitvinding heeft verder betrekking op een door middel van een riem aangedreven startmotor/generator-inrichting, omvattend een startmotor/generator welke is voorzien van een huis, een stator welke is verbonden met het huis, en een rotor welke 15 een rotoras heeft die roteerbaar wordt gedragen ten opzichte van het huis, en ook een riemschijfïnrichting zoals hierboven is beschreven, waarbij de riemschijfinrichting een riemschijf omvat welke roteerbaar is bevestigd op de rotoras, en een één- richtingskoppeling voor het verschaffen van een vrij roteerbare conditie wanneer de rotoras en de riemschijf ten opzichte van elkaar worden geroteerd in een eerste relatieve 20 richting van rotatie, en voor het verschaffen van een fixatie tussen de rotoras en de riemschijf wanneer zij ten opzichte van elkaar worden geroteerd in de tegengestelde relatieve richting van rotatie, en ook een vergrendelende koppeling voor het verschaf- fen van een fixatie tussen de rotoras en de riemschijf, waarbij de vergrendelende kop- peling wederzijdse rotaties tussen de rotoras en de riemschijf in de beide relatieve rich- 25 tingen van rotatie verhindert.

I [0007] De vergrendelende koppeling omvat een eerste armatuur dat axiaal schuif- baar is en rotationeel is vastgezet aan de as of de riemschijf, een tweede armatuur dat I vast is bevestigd aan de andere van de as en de riemschijf, een elektromagnetische I spoel welke is verbonden met het huis voor het opwekken van een elektromagnetische I 30 flux onder de invloed waarvan de armaturen ten opzichte van elkaar worden aangetrok- ken en ook koppelingsmiddelen welke geassocieerd zijn met de armaturen, waarbij de I koppelingsmiddelen op elkaar aangrijpen wanneer de elektromagnetische spoel wordt I bekrachtigd.

I 1fl??4Rfi· 3

[0008] De riemschijf draagt aan de zijde daarvan die naar het huis gericht is het tweede armatuur, en de elektromagnetische spoel welke zich daarnaast uitstrekt naar het tweede armatuur. De elektromagnetische spoel omvat een flux-voerende stator welke U-vormig kan zijn in radiale dwarsdoorsnede, en een radiaal gewikkelde elektro- 5 magnetische spoel welke zich uitstrekt in de verdieping welke is gedefinieerd door de U-vormige stator.

[0009] Bovendien hebben het eerste armatuur en de veibindingsbrug van het tweede armatuur naar elkaar toe gerichte oppervlakken welke kunnen zijn voorzien van frictieplaten of in elkaar grijpende tanden.

10 [0010] De uitvinding zal thans verder worden beschreven onder verwijzing naar een voorbeeld van een riemschijfinrichting volgens de uitvinding.

[0011] De figuur toont een riemschijfinrichting 1 in combinatie met een startmo-tor/generator-inrichting 2 waarvan alleen de voorkap 3 is getoond. De riemschijfinrichting omvat een as 4 en een riemschijf 5 welke roteerbaar is ten opzichte van de as 4 in 15 slechts één richting. Deze rotatie tussen de as 4 en de riemschijf 5 wordt verkregen door middel van de één-richtingskoppeling 6 welke in de onderhavige uitvoeringsvorm is uitgevoerd als een gewikkelde veer. Andere één-richtingskoppelingen, zoals met pallen, zijn ook mogelijk. Een lager 19 wordt gebruikt om de riemschijf op de as te ondersteunen en rotatie mogelijk te maken zoals gedicteerd door de werking van de 20 één-richtingskoppeling.

[0012] De as van de startmotor/generator-inrichting, welke niet is getoond, dient te worden verbonden met de as 4 van de riemschijfinrichting 1. Voor het starten van de motor moet koppel worden overgedragen vanuit de startmotor/generator-inrichting naar de motor. Aangezien de één-richtingskoppeling 6 geen koppel doorgeeft vanuit de 25 startmotor/generator-inrichting naar de motor, moet hij tijdelijk worden buitengesloten om het starten van de motor mogelijk te maken. Dit tijdelijk buitensluiten wordt gerealiseerd door het vrijgeven van de elektromagnetische vergrendelende koppeling 7 zodat as 4 en riemschijf 5 worden vergrendeld zonder dat daartussen relatieve beweging bestaat. Startkoppel kan dan vanuit de riemschijf 5 via de riem (niet getoond) worden 30 overgedragen naar de desbetreffende inwendige- verbrandingsmotor. Dit betekent dat gedurende de korte startperiode er omkeringen van de riemspanning kunnen plaatsvinden.

1022458· Η [0013] De vergrendelende koppeling 7 omvat een eerste armatuur 8 dat is beves- H tigd op een manchet 9. De manchet 9 is axiaal schuifbaar maar niet-roteerbaar beves- tigd op de as 4 door middel van de spiegroef-verbinding 10. Een tweede armatuur 12 is vast bevestigd aan de riemschijf 1. Bovendien omvat de vergrendelende koppeling een H 5 elektromagnetische actuator welke eenU-vormige stator 13 heeft die via een beugel 18 H is bevestigd aan de voorkap 3, evenals een spoel 15 welke binnen de verdieping van de stator 13 past. Wanneer de elektromagnetische spoel wordt bekrachtigd wordt een flux- H pad 14 gevormd waardoor het eerste armatuur 8 met de manchet 9 in de richting van H het tweede armatuur 12 wordt getrokken. De naar elkaar toe gerichte oppervlakken 16 H 10 respectievelijk 17 van het eerste armatuur en het tweede armatuur 12 zijn voorzien van koppelingsmiddelen, bijvoorbeeld, frictieplaten of op elkaar aangrijpende tanden en hierdoor wordt de riemschijf 5 star vastgezet aan de as 4.

[0014] Nadat de inwendige verbrandingsmotor is gestart wordt de bekrachtiging van de spoel opgeheven en wordt het eerste armatuur 8 uit de staat van contact met 15 tweede armatuur 12 geduwd door middel van een veer 11. De één-richtingskoppeling wordt hierdoor vrijgegeven en de startmotor/generator-inrichting is thans werkzaam als een generator. In deze modus roteert de as de riemschijf 5 door middel van de één- richtingskoppeling 6. De riemschijf 5 is verbonden met de desbetreffende inwendige- verbrandingsmotor via een riem (niet getoond). De één-richtingskoppeling maakt het 20 mogelijk dat koppel vanuit de motor wordt doorgegeven naar de startmotor/generator- inrichting, maar zorgt dat geen koppel vanuit de startmotor/generator-inrichting wordt I doorgegeven naar de motor. Op deze manier is de één-richtingskoppeling werkzaam in I generatormodus ten einde omkeringen van de riemspanning te elimineren en de levens- I duur van de riem te verbeteren.

I 1022458·

Claims

1. Riemschijfinrichting, omvattend een as (4), een riemschijf (1) welke roteerbaar I is bevestigd op de as (4), en een één-richtingskoppeling (6) voor het verschaffen I 5 van een vrij roteerbare conditie wanneer de as (4) en de riemschijf (1) ten op- I zichte van elkaar worden geroteerd in een eerste richting van relatieve rotatie, I en voor het verschaffen van een fixatie tussen de as (4) en de riemschijf (1) I wanneer zij ten opzichte van elkaar worden geroteerd in de tegengestelde rela- I tieve richting van rotatie, gekenmerkt door een vergrendelende koppeling (7) I 10 voor het verschaffen van een fixatie tussen de as (4) en de riemschijf (1), waar- I bij de vergrendelende koppeling (7) wederzijdse rotaties tussen de as (4) en de I riemschijf (1) verhindert in de beide relatieve richtingen van rotatie.

2. Riemschijfinrichting volgens conclusie 1, waarbij de één-richtingskoppeling (6) I 15 een gewikkelde veer omvat.

3. Riemschijfinrichting volgens conclusie 1, waarbij de één-richtingskoppeling (6) I een reeks van palen omvat. I 20

4. Riemschijfinrichting volgens conclusie I, waarbij één-richtingskoppeling (6) I een één-richtingskoppeling-lager omvat dat vergrendelende rollen omvat.

5. Riemschijfinrichting volgens willekeurig welke van de voorgaande conclusies, I waarbij de vergrendelende koppeling (7) van een elektromagnetisch type is. I 25

6. Riemschijfinrichting volgens conclusie 5, waarbij de vergrendelende koppeling (7) een eerste armatuur (8) omvat dat axiaal schuifbaar is en rotationeel is vast- I gezet aan de as (4) of aan de riemschijf (1), en een tweede armatuur (12) dat vast is verbonden met de andere van de as (4) en de riemschijf (1), en ook fric- I 30 tiemiddelen welke geassocieerd zijn met de armaturen (8, 12), waarbij de fric- I tiemiddelen met frictie op elkaar aangrijpen wanneer de vergrendelende kop- peling (7) wordt bekrachtigd. I 110224 5 8w

7. Door middel van een riem aangedreven startmotor/generator-inrichting, omvat-tend een startmotor/generator (2) welke is voorzien van een huis (3), een stator (13) met spoel (15) welke is verbonden met het huis (3), en een rotor welke een rotoras heeft die roteerbaar wordt gedragen ten opzichte van het huis (3), en ook H 5 een riemschijfinrichting volgens willekeurig welke van de voorgaande conclu- H sies, waarbij de riemschijfinrichting een riemschijf (1) omvat welke roteerbaar H is bevestigd op de rotoras (4), en een één-richtingskoppeling (6) voor het ver- schaffen van een vrij roteerbare conditie wanneer de rotoras (4) en de riemschijf Η (1) ten opzichte van elkaar worden geroteerd in een eerste relatieve richting H 10 voor rotatie, en voor het verschaffen van een fixatie tussen de rotoras (4) en de riemschijf (1) wanneer zij ten opzichte van elkaar worden geroteerd in de te- gengestelde relatieve richting van rotatie, en ook een vergrendelende koppeling (7) voor het verschaffen van een fixatie tussen de rotoras (4) en de riemschijf (1), waarbij de vergrendelende koppeling (7) wederzijdse rotaties tussen de ro- 15 toras (4) en de riemschijf (1) in de beide relatieve richtingen van rotatie verhin- dert.

8. Startmotor/generator volgens conclusie 7, waarbij de vergrendelende koppeling (7) een eerste armatuur (8) omvat dat axiaal schuifbaar is en rotationeel is be- 20 vestigd aan de as (4), een tweede armatuur (12) dat vast is bevestigd aan de an- dere van de as (4) en de riemschijf (1), een elektromagnetische spoel (18) welke I is verbonden met het huis (3) voor het opwekken van een elektromagnetische flux onder de invloed waarvan de armaturen (8, 12) naar elkaar toe worden ge- trokken en ook koppelingsmiddelen (16, 17) die geassocieerd zijn met de ar- 25 maturen (8, 12), waarbij de koppelingsmiddelen op elkaar aangrijpen wanneer de elektromagnetische spoel (18) wordt bekrachtigd.

9. Startmotor/generator volgens conclusie 8, waarbij de riemschijf (1) aan de zijde I daarvan welke naar het huis (3) gericht is, het tweede armatuur (12) draagt, en I 30 de magnetische spoel (18) zich uitstrekt naast het tweede armatuur (12).

10. Startmotor/generator volgens conclusie 9, waarbij het tweede armatuur (12) een I elektromagnetische stator is welke U-vormig is in een radiale dwarsdoorsnede, I 1022458· 1 · ^viTO’^Wt^r-^ihF^'^'lhi.v* *.^·ψφΆϊ^ΐφΗΐ£ΐ*.^/ι ι j, j__»» • % waarbij de elektromagnetische spoel (18) zich uitstrekt in de verdieping (20) die gedefinieerd is door het U-vormige tweede armatuur (12).

11. Startmotor/generator volgens willekeurig welke van conclusies 7-10, waarbij de as (4) een axiaal verplaatsbaar manchet (9) draagt waarop het eerste armatuur (8) is bevestigd. 10

12· Startmotor/generator volgens conclusie 11 en 12, waarbij het eerste armatuur (8) ringvormig is en zich radiaal buitenwaarts uitstrekt ten opzichte van de manchet (9).

13. Startmotor/generator volgens willekeurig welke van conclusies 8-12, waarbij 15 het eerste armatuur (8) en het tweede armatuur (12) naar elkaar toe gerichte op pervlakken (16, 17) hebben, waarbij de naar elkaar toe gerichte oppervlakken (16,17) zijn voorzien van frictiemiddelen of van tanden.

14. Startmotor/generator-inrichting volgens willekeuring welke van conclusies 8- 20 13, waarbij voorspanmiddelen (11) zijn verschaft voor het constant met dwang vrij van elkaar houden van de armaturen (8,12). 1022458·