專利名稱：皮帶傳動(dòng)裝置、汽車和運(yùn)行汽車輔助機(jī)組的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車輔助機(jī)組(例如冷卻劑泵或空調(diào)壓縮機(jī))的皮帶傳動(dòng)裝置。此外，本發(fā)明涉及一種具有這種皮帶傳動(dòng)裝置的汽車和一種用于運(yùn)行汽車輔助機(jī)組的方法。
背景技術(shù)：
由DE 699 17 228 T2已知一種帶有電磁離合器的皮帶輪，該皮帶輪具有彈性的彈簧元件，該彈簧元件在軸向上作用使離合器朝向嚙合分離位置被預(yù)加載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題一方面在于，提供一種用于汽車輔助機(jī)組的皮帶傳動(dòng)裝置，其能夠使輔助機(jī)組脫耦，也就是說中斷在輔助機(jī)組上的扭矩傳遞，但是同時(shí)該皮帶傳動(dòng)裝置非常堅(jiān)固和耐磨。此外，應(yīng)提供一種用于運(yùn)行汽車輔助機(jī)組的方法，其能夠降低二氧化碳的排放。按照本發(fā)明，所述技術(shù)問題通過一種用于汽車輔助機(jī)組的皮帶傳動(dòng)裝置、一種汽車和一種用于運(yùn)行汽車輔助機(jī)組的方法解決。按照本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種用于汽車輔助機(jī)組的皮帶傳動(dòng)裝置，其包含用于接受傳動(dòng)皮帶的皮帶輪、輔助機(jī)組的可借助皮帶輪的扭矩驅(qū)動(dòng)的軸和用于可斷開地在皮帶輪和輔助機(jī)組的軸之間傳遞扭矩的離合器。離合器具有電磁鐵和彈簧元件，其中彈簧元件預(yù)緊以使得離合器在電磁鐵未通電的狀態(tài)下閉合。在一種實(shí)施形式中，皮帶傳動(dòng)裝置具有與輔助機(jī)組抗扭連接的固定塊，其中皮帶輪借助第一軸承并且彈簧元件借助第二軸承可旋轉(zhuǎn)地支承在固定塊上。在一種實(shí)施形式中，彈簧元件設(shè)計(jì)成同心地圍繞軸布置的彈簧片。在一種實(shí)施形式中，離合器具有同心地圍繞軸布置的離合器被動(dòng)盤。在一種實(shí)施形式中，離合器被動(dòng)盤在軸向上布置在電磁鐵和與皮帶輪連接的摩擦面之間。其中，軸向方向可理解為平行于皮帶輪和其它部件的旋轉(zhuǎn)軸線或者對(duì)稱軸線以及平行于軸的縱軸線的方向。在一種實(shí)施形式中規(guī)定，在電磁鐵未通電的狀態(tài)中，在電磁鐵和離合器被動(dòng)盤之間存在可閉合縫隙(Schaltspalt)。尤其可規(guī)定，在電磁鐵未通電的狀態(tài)中，離合器被動(dòng)盤以其遠(yuǎn)離電磁鐵的離合器工作表面通過彈簧元件的預(yù)緊力壓靠在與皮帶輪相連的摩擦片上。在一種實(shí)施形式中，離合器被動(dòng)盤與軸形狀配合地連接。在此，這種形狀配合的連接例如可借助軸的削平或扁平的區(qū)域和軸襯的與之相配合的削平或扁平區(qū)域?qū)崿F(xiàn)，該軸襯與離合器被動(dòng)盤連接并且包圍軸。這種雙扁平面連接實(shí)現(xiàn)形狀配合的彼此嚙合并且因此實(shí)現(xiàn)軸襯和軸之間的扭矩傳遞。按照一種實(shí)施形式，皮帶傳動(dòng)裝置具有將離合器固定在軸的端部的中心螺栓。其、中，優(yōu)選地僅防止離合器從軸上脫落。備選地也能通過其它方式實(shí)現(xiàn)離合器的固定。在這種皮帶傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中，不用考慮輔助機(jī)組與皮帶輪的總裝配的所有公差。為了確保借助彈簧單元預(yù)緊的離合器在其工作狀態(tài)中可靠地閉合并且在非工作狀態(tài)中可靠地?cái)嚅_，在計(jì)算彈簧力和需要由電磁鐵施加的力時(shí)通常必須將輔助機(jī)組與皮帶輪的總裝配的所有公差計(jì)算在內(nèi)。結(jié)果出于安全因素，彈簧力大多設(shè)計(jì)有冗余，因此經(jīng)常在軸承上作用有有害的軸向力并且增大了磨損效應(yīng)。 但是通過所述的彈簧元件的可使離合器在電磁鐵未通電狀態(tài)中保持閉合的預(yù)緊力，可獲得非常精確定義的可閉合縫隙。由此也可使彈簧的預(yù)緊力非常精確地與需求相適配并且避免力過大。由此還可簡化皮帶傳動(dòng)裝置的裝配。對(duì)可閉合縫隙的精確控制和測(cè)量不再是必須的，可閉合縫隙不必再附加地借助一些間隔墊圈來調(diào)整。按照本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種具有所述皮帶傳動(dòng)裝置的汽車，其中皮帶輪通過傳動(dòng)皮帶與汽車驅(qū)動(dòng)裝置的曲軸相連。在此，該驅(qū)動(dòng)裝置可例如是內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)或混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。在一種實(shí)施形式中，輔助機(jī)組可設(shè)計(jì)為冷卻劑泵、空調(diào)壓縮機(jī)和/或發(fā)電機(jī)。也可以給多個(gè)輔助機(jī)組配備皮帶傳動(dòng)裝置。通過只按需為輔助機(jī)組提供扭矩，可在汽車中節(jié)省燃料。因此例如通過使冷卻劑泵脫離耦連，可例如省去汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)的冷卻劑循環(huán)。按照本發(fā)明的另一方面，提出一種用于運(yùn)行汽車輔助機(jī)組的方法，其中，汽車驅(qū)動(dòng)裝置的扭矩通過帶有用于可中斷地傳遞扭矩的離合器的皮帶傳動(dòng)裝置傳遞給輔助機(jī)組。其中，該方法包括獲知用于輔助機(jī)組的扭矩的需求，當(dāng)沒有用于輔助機(jī)組的扭矩需求時(shí)，輔助機(jī)組脫離耦連，當(dāng)存在用于輔助機(jī)組的扭矩需求時(shí)，輔助機(jī)組建立耦連。其中，所述脫離耦連通過電磁鐵的通電實(shí)現(xiàn)，該電磁鐵使離合器克服彈簧元件的預(yù)緊力而斷開，并且所述建立耦連通過電磁鐵的斷電和借助彈簧元件的預(yù)緊力閉合離合器而實(shí)現(xiàn)。其中，輔助機(jī)組例如設(shè)計(jì)為冷卻劑泵、空調(diào)壓縮機(jī)和/或發(fā)電機(jī)。在所述方法的一種實(shí)施形式中，在汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)輔助機(jī)組脫離耦連。


以下參照附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中圖I顯示的是用于借助皮帶傳動(dòng)裝置將扭矩從內(nèi)燃機(jī)傳遞給輔助機(jī)組的設(shè)備的示意圖；圖2顯示的是按照本發(fā)明一種實(shí)施形式的皮帶傳動(dòng)裝置的剖面示意圖和圖3顯示的是參照?qǐng)D2的皮帶傳動(dòng)裝置的分解示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I顯示的是汽車帶有曲軸2的內(nèi)燃機(jī)I。此外顯示的是在所示實(shí)施形式中設(shè)計(jì)為水泵的輔助機(jī)組7，借助皮帶傳動(dòng)裝置8可將內(nèi)燃機(jī)I的扭矩傳遞到輔助機(jī)組上。為此，在曲軸2上安裝有驅(qū)動(dòng)輪3，該驅(qū)動(dòng)輪通過傳動(dòng)皮帶4與安裝在輔助機(jī)組7的軸6上的從動(dòng)輪5連接。
圖2顯示的是剖切按照本發(fā)明一種實(shí)施形式的皮帶傳動(dòng)裝置8的剖面圖，該皮帶傳動(dòng)裝置8具有離合器9，借助該離合器可中斷或再次建立從動(dòng)輪5與輔助機(jī)組7的軸6之間的扭矩傳遞。皮帶傳動(dòng)裝置8在“皮帶輪組件或總成”中具有皮帶輪14，該皮帶輪在所示實(shí)施形式中設(shè)計(jì)用于接受多楔帶或多溝帶。此外，該皮帶傳動(dòng)裝置8具有蓋板10、環(huán)蓋12和貼靠在環(huán)蓋12內(nèi)側(cè)的摩擦片13,蓋板、環(huán)蓋與摩擦片通過若干固定夾Il(Befestigungsclips)彼此連接。環(huán)蓋12在所示實(shí)施形式中被壓裝， 但也能以其它方式固定。皮帶輪14基本上設(shè)計(jì)成中空?qǐng)A柱體，其縱軸線15在圖2中水平延伸并且與軸6的縱軸線重合。此外，縱軸線15是軸6和皮帶輪14的旋轉(zhuǎn)軸線。蓋板10和環(huán)蓋12包圍軸6的一個(gè)端部。蓋板10能夠卡固在環(huán)蓋12上或套在環(huán)蓋12上。環(huán)蓋12在其外部區(qū)域16內(nèi)與皮帶輪14固定連接。皮帶輪14借助緊挨安全環(huán)34布置的滾珠軸承17支承在固定塊18上，因此皮帶輪14能夠自由地圍繞縱軸線15旋轉(zhuǎn)。“固定塊組件或總成”除了固定塊18還包含容納安裝在固定塊18相應(yīng)的殼式結(jié)構(gòu)中的電磁鐵19。固定塊18總共具有三個(gè)均勻分布在其周向上的通孔20用以容納螺栓21。固定塊18借助螺栓21與冷卻劑泵的外殼22相連。離合器9由皮帶輪14、蓋板10和環(huán)蓋12包圍起來。離合器9包含環(huán)蓋12的摩擦片13、帶有基本上為圓環(huán)形的離合器被動(dòng)盤23的“離合器被動(dòng)盤組件或總成”和與離合器被動(dòng)盤23相連的軸襯24、以及彈簧片25。軸襯24包圍軸6的一個(gè)末端部段26并且與其抗扭地連接，例如借助雙扁平面連接。因此，軸襯24帶動(dòng)軸6并且將扭矩傳遞到軸6上面。在末端部段26的區(qū)域內(nèi)，軸襯24只借助中心螺栓27確保不會(huì)脫落，此外該軸襯沿軸向在有限的程度內(nèi)可移動(dòng)地支承在軸6上。彈簧片25借助滾珠軸承33支承在固定塊18上。取代滾珠軸承33還能夠例如使用滑動(dòng)軸承。因此，彈簧片25在離合器9閉合的工作狀態(tài)中能夠與離合器被動(dòng)盤23以及皮帶輪14 一起圍繞縱軸線15旋轉(zhuǎn)。軸6借助滾珠軸承28可旋轉(zhuǎn)地支承在外殼22中并且支承冷卻劑泵的轉(zhuǎn)子29。在圖2中顯示的是離合器9在閉合時(shí)的工作狀態(tài)，其中扭矩從皮帶輪14傳遞到軸6上。在該工作狀態(tài)中，電磁鐵19中沒有電流，離合器被動(dòng)盤23的離合器工作表面31壓靠在摩擦片13上，從而形成摩擦連接。為此需要的按壓力由彈簧片25提供，該彈簧片25預(yù)緊以便將離合器被動(dòng)盤23按壓在摩擦片13上。在離合器9的這種工作狀態(tài)中，在電磁鐵19和離合器被動(dòng)盤23之間隔開例如0. 3至0. 8毫米寬的可閉合縫隙30。在工作狀態(tài)中，離合器9可以根據(jù)冷卻劑泵的扭矩需求斷開或閉合。尤其可以規(guī)定，在內(nèi)燃機(jī)I冷啟動(dòng)時(shí)離合器9是斷開的，用以通過不使冷卻劑在汽車的冷卻劑回路中循環(huán)而節(jié)省燃料并且因此降低二氧化碳的排放。為此，通過向電磁鐵19通電，用作銜鐵的離合器被動(dòng)盤23被吸到電磁鐵19上，從而使可閉合縫隙30閉合。由此，離合器被動(dòng)盤23從摩擦片13上脫開并且摩擦連接斷開。由此，離合器9被斷開并且從皮帶輪14到軸6的扭矩傳遞中斷。
圖3顯示的是參照?qǐng)D2的皮帶傳動(dòng)裝置8的分解視圖。在此圖中，尤其可看出各個(gè)單獨(dú)的元件同心地圍繞縱軸線15布置。此外在圖3中部分地顯示了雙扁平面連接32，在此軸襯24與軸6嚙合。所述皮帶傳動(dòng)裝置8構(gòu)造成，使得在計(jì)算可閉合縫隙30時(shí)能夠不考慮總裝配的裝配公差。以此能夠在裝配之前盡可能精確地確定可閉合縫隙的值，并且根據(jù)該可閉合縫隙確定彈簧片25的預(yù)緊力。 附圖標(biāo)記清單I.內(nèi)燃機(jī)2.曲軸3.驅(qū)動(dòng)輪4.傳動(dòng)皮帶5.從動(dòng)輪6.軸7.輔助機(jī)組8.皮帶傳動(dòng)裝置9.離合器10.蓋板11.固定夾12.環(huán)蓋13.摩擦片14.皮帶輪15.縱軸線16.外部區(qū)域17.滾珠軸承18.固定塊19.電磁鐵20.通孔21.螺栓22.外殼23.離合器被動(dòng)盤24.軸襯25.彈簧片26.末端部段27.中心螺栓28.滾珠軸承29.轉(zhuǎn)子30.可閉合縫隙31.離合器工作表面32.雙扁平面連接
33.滾 珠軸承34.安全環(huán)
權(quán)利要求
1.一種用于汽車輔助機(jī)組(7)的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其包括 -用于接受傳動(dòng)皮帶(4)的皮帶輪(14)； -可借助所述皮帶輪(14)的扭矩驅(qū)動(dòng)的、所述輔助機(jī)組(7)的軸(6)； -用于能夠中斷地在所述皮帶輪(14)和輔助機(jī)組(7)的軸(6)之間進(jìn)行扭矩傳遞的離合器(9)； 其中，所述離合器(9)具有電磁鐵(19)和彈簧元件，其中，所述彈簧元件被預(yù)緊，使得所述離合器在電磁鐵(19)未通電的狀態(tài)下閉合。
2.按照權(quán)利要求I所述的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其中，所述皮帶傳動(dòng)裝置(8)具有與輔助機(jī)組(7)抗扭地連接的固定塊(18)，其中，所述皮帶輪(14)借助第一軸承(17)并且所述彈簧元件借助第二軸承(33)可旋轉(zhuǎn)地支承在所述固定塊(18)上。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其中，所述彈簧元件設(shè)計(jì)成同心地圍繞所述軸(6)布置的彈簧片(25)。
4.按照權(quán)利要求I至3之一所述的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其中，所述離合器(9)具有同心地圍繞所述軸(6)布置的離合器被動(dòng)盤(23)。
5.按照權(quán)利要求4所述的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其中，所述離合器被動(dòng)盤(23)在軸向上布置在所述電磁鐵(19)和與所述皮帶輪(14)連接的摩擦面之間。
6.按照權(quán)利要求I至5之一所述的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其中，在所述電磁鐵(19)未通電的狀態(tài)下，在所述電磁鐵(19)和離合器被動(dòng)盤(23)之間存在可閉合縫隙(30)。
7.按照權(quán)利要求4至6之一所述的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其中，在所述電磁鐵(19)未通電的狀態(tài)中，所述離合器被動(dòng)盤(23)以其遠(yuǎn)離電磁鐵(19)的離合器工作表面(31)通過所述彈簧元件的預(yù)緊力壓靠在與所述皮帶輪(14)相連的摩擦片(13)上。
8.按照權(quán)利要求4至7之一所述的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其中，所述離合器被動(dòng)盤(23)與軸(6)形狀配合地連接。
9.按照權(quán)利要求8所述的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其中，所述形狀配合的連接借助所述軸(6)的扁平區(qū)域和一個(gè)與所述離合器被動(dòng)盤(23)連接的軸襯(24)的相對(duì)應(yīng)配合的扁平區(qū)域?qū)崿F(xiàn)，該軸襯(24)包圍所述軸(6)。
10.按照權(quán)利要求I至9之一所述的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其中，所述皮帶傳動(dòng)裝置(8)具有將所述離合器(9)固定在所述軸￠)的端部的中心螺栓(27)。
11.一種具有按照權(quán)利要求I至10之一所述的皮帶傳動(dòng)裝置(8)的汽車，其中，皮帶輪(14)通過傳動(dòng)皮帶(4)與汽車驅(qū)動(dòng)裝置的曲軸連接。
12.按照權(quán)利要求11所述的汽車，其中，所述輔助機(jī)組(7)可設(shè)計(jì)為冷卻劑泵、空調(diào)壓縮機(jī)和/或發(fā)電機(jī)。
13.一種用于運(yùn)行汽車輔助機(jī)組(7)的方法，其中，汽車驅(qū)動(dòng)裝置的扭矩通過帶有用于可中斷地傳遞扭矩的離合器(9)的皮帶傳動(dòng)裝置(8)傳遞到輔助機(jī)組(7)上，其中，該方法具有以下步驟 -獲知用于輔助機(jī)組(7)的扭矩的需求， -當(dāng)沒有用于輔助機(jī)組(7)的扭矩需求時(shí)，使輔助機(jī)組(7)脫離耦連，并且當(dāng)存在用于輔助機(jī)組(7)的扭矩需求時(shí)，使輔助機(jī)組(7)建立耦連， 其中，所述脫離耦連通過電磁鐵(19)的通電實(shí)現(xiàn)，該電磁鐵(19)使離合器(9)克服彈簧元件的預(yù)緊力而斷開，并且所述建立耦連通過電磁鐵(19)的斷電和借助彈簧元件的預(yù)緊力閉合離合器(9)而實(shí)現(xiàn)。
14.按照權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述輔助機(jī)組(7)可設(shè)計(jì)為冷卻劑泵、空調(diào)壓縮機(jī)和/或發(fā)電機(jī)。
15.按照權(quán)利要求13或14所述的方法，其中，在汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)所述輔助機(jī)組(7)脫離 耦合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于汽車輔助機(jī)組(7)的皮帶傳動(dòng)裝置(8)，其包括用于接受傳動(dòng)皮帶的皮帶輪(14)；可借助皮帶輪(14)的扭矩驅(qū)動(dòng)的、輔助機(jī)組(7)的軸(6)；用于可中斷地在皮帶輪(14)和輔助機(jī)組(7)的軸(6)之間進(jìn)行扭矩傳遞的離合器(9)；其中，離合器(9)具有電磁鐵(19)和彈簧元件，其中，彈簧元件預(yù)緊以使離合器在電磁鐵(19)未通電的狀態(tài)下閉合。
文檔編號(hào)F16D27/02GK102628496SQ20121002305
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月3日
發(fā)明者G.茲維克勒, H.施米茲 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司