用于驅(qū)動機動車輛的輔助設(shè)備的皮帶傳動裝置的皮帶輪裝置和用于驅(qū)動機動車輛的經(jīng)由 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動機動車輛的輔助設(shè)備的皮帶傳動裝置的皮帶輪裝置和一種用于驅(qū)動機動車輛的經(jīng)由皮帶輪裝置連接的輔助設(shè)備的方法，借助于其，機動車輛的輔助設(shè)備、例如冷卻水泵能夠經(jīng)由牽引機構(gòu)借助于由機動車發(fā)動機提供的轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動。
【背景技術(shù)】
[0002]從DE 101 48 961 Al中已知一種用于驅(qū)動輔助設(shè)備的具有輸入皮帶輪的皮帶傳動裝置，所述皮帶傳動裝置經(jīng)由行星傳動裝置與內(nèi)燃機的曲軸連接，其中經(jīng)由通過皮帶輪驅(qū)動的牽引機構(gòu)經(jīng)由輸出皮帶輪能夠驅(qū)動不同的輔助設(shè)備。附加地，電機也經(jīng)由另一個輸出皮帶輪連接到牽引機構(gòu)上，以便能夠在發(fā)電機運行時從牽引機構(gòu)的機械能中產(chǎn)生電能或者在發(fā)動機運行時將附加的轉(zhuǎn)矩導入到牽引機構(gòu)中。
[0003]存在減小機動車輛部件的結(jié)構(gòu)空間的持續(xù)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是闡明如下措施，所述措施實現(xiàn)了機動車輛部件的結(jié)構(gòu)空間的減小、尤其是機動車輛的可經(jīng)由皮帶傳動裝置驅(qū)動的輔助設(shè)備的結(jié)構(gòu)空間的減小。
[0005]所述目的的解決方案根據(jù)本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1的特征的皮帶輪裝置以及具有權(quán)利要求10的特征的用于驅(qū)動機動車輛的經(jīng)由皮帶輪裝置連接的輔助設(shè)備的方法。本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，提出一種用于驅(qū)動機動車輛的輔助設(shè)備的皮帶傳動裝置的皮帶輪裝置，所述皮帶輪裝置具有用于導入可經(jīng)由牽引機構(gòu)提供的轉(zhuǎn)矩的皮帶輪；用于驅(qū)動輔助設(shè)備、尤其冷卻水泵的從動軸；和用于在皮帶輪和從動軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩的電機，其中電機具有與皮帶輪連接的轉(zhuǎn)子和與從動軸連接的定子。
[0007]借助于通過轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成的電機，從動軸能夠以電磁的方式與皮帶輪耦聯(lián)，使得通過影響在轉(zhuǎn)子和定子之間構(gòu)成的電場和/或磁場能夠改變皮帶輪和從動軸之間的功率流。由此尤其可能的是，從動軸能夠即使在皮帶輪轉(zhuǎn)速高的情況下在所允許的最大轉(zhuǎn)速之下和/或即使在皮帶輪轉(zhuǎn)速低的情況下在預設(shè)的最小轉(zhuǎn)速之上運行。通過在皮帶輪和從動軸之間的可由電機影響的功率流，對于最不利的運行點不需要設(shè)置經(jīng)由從動軸連接的輔助設(shè)備，使得輔助設(shè)備能夠更小地確定尺寸并且實現(xiàn)了機動車輛部件的結(jié)構(gòu)空間的減小、尤其機動車輛的可經(jīng)由皮帶傳動裝置驅(qū)動的輔助設(shè)備的結(jié)構(gòu)空間的減小。
[0008]電機尤其是僅作為機電換能器來運行。電機例如設(shè)計為直流驅(qū)動器或者交流驅(qū)動器。電機尤其能夠是永久激勵的或者是他勵的。尤其可能的是，電機設(shè)計為同步機或者異步機。在轉(zhuǎn)子和定子之間構(gòu)成的電場和/或磁場例如能夠通過如下方式改變:轉(zhuǎn)子相對于定子能夠軸向移動，使得軸向的延伸能夠改變，經(jīng)由所述軸向的延伸，轉(zhuǎn)子和定子的對于功率流的傳遞重要的構(gòu)件、尤其永磁體和/或繞組沿著徑向方向相繼重疊地設(shè)置。尤其可能的是，將轉(zhuǎn)子相對于定子軸向移動這樣遠，使得在轉(zhuǎn)子和定子之間的功率傳遞能夠被中斷，例如以便將經(jīng)由從動軸連接的輔助設(shè)備與皮帶傳動裝置脫耦。
[0009]電機的轉(zhuǎn)子能夠以皮帶輪的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。對轉(zhuǎn)子的驅(qū)動尤其經(jīng)由皮帶輪通過作用在皮帶輪上的牽引機構(gòu)來實現(xiàn)。牽引機構(gòu)尤其設(shè)計為皮帶、平皮帶、楔形皮帶、齒形皮帶、多V帶、繩、鏈等。借助于一個或多個導向輥，牽引機構(gòu)在皮帶輪上的包容角能夠提高和/或能夠調(diào)節(jié)牽引機構(gòu)的預應(yīng)力。電機的定子能夠以從動軸的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。這就是說在正常運行時轉(zhuǎn)子還有定子能夠旋轉(zhuǎn)，其中通過轉(zhuǎn)子和定子之間的電磁場的影響、尤其通過對定子和/或轉(zhuǎn)子的繞組單獨可調(diào)節(jié)的通電，能夠提高或者降低轉(zhuǎn)子和定子之間的轉(zhuǎn)速差，尤其以便能夠調(diào)控從動軸上的所期望的額定轉(zhuǎn)速。從動軸的所期望的額定轉(zhuǎn)速尤其能夠是可變的并且在連續(xù)的運行中改變。設(shè)計為冷卻水泵的輔助設(shè)備的所期望的體積流量例如能夠根據(jù)待由該冷卻水泵來冷卻的機動車輛部件的溫度來調(diào)控，使得與該冷卻水泵連接的從動軸的額定轉(zhuǎn)速為了調(diào)節(jié)所期望的體積流量能夠改變。如果輔助設(shè)備在此期間不應(yīng)運行，那么例如能夠提出:以機械的方式或者以電的方式鎖止從動軸并且中斷到輔助設(shè)備中的功率輸入。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子能夠經(jīng)由尤其可切換的自由輪與皮帶輪連接和/或定子能夠經(jīng)由尤其可切換的自由輪與從動軸連接。這對于特定的運行情況實現(xiàn)了中斷從皮帶輪到從動軸的功率流，而不經(jīng)由電機產(chǎn)生所不必要的無功功率，或者實現(xiàn)了輔助設(shè)備尤其在起動-停止情況中、在改變主意(change-of-mind)情況中或者在機動車輛發(fā)動機起動情況下為了驅(qū)動機動車輛至少短期地以純電的方式運行。輔助設(shè)備例如是冷卻水泵、油泵、空調(diào)設(shè)備的空氣壓縮機、燃油泵、發(fā)電機、機油泵、用于可增壓的機動車輛發(fā)動機中的增壓空氣壓縮裝置的機械的增壓器/壓縮機。
[0010]特別地，電機與用于使從動軸加速的電能源連接和/或與用于制動從動軸的電能量收集器連接。能源和/或能量收集器能夠與電機的轉(zhuǎn)子和/或定子的繞組連接。能源和能量收集器尤其能夠是同一構(gòu)件、優(yōu)選可充電的電池(蓄電池)、例如機動車輛電池。優(yōu)選之前存儲在能量收集器中的電能能夠用作為用于使從動軸加速的能源。通過從能源中給電機供給電能和/或從電機中將電能輸出給能量收集器能夠有針對性地改變在皮帶輪的轉(zhuǎn)速和從動軸的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速差的量和/或符號。在供給電能時除了由皮帶輪導入的轉(zhuǎn)速夕卜，從動軸被加速，由此從動軸超過皮帶輪(“超越運行”)。在導出電能時從動軸相對于由皮帶輪導入的轉(zhuǎn)速能夠被制動，由此從動軸與皮帶輪相比更緩慢地旋轉(zhuǎn)(“制動運行”)。在制動運行中優(yōu)選電消耗器和/或電存儲器能夠連接到電機上。特別地，所連接的消耗器的電阻能夠是無窮大的，由此基本上不再產(chǎn)生拖曳力矩。特別地，從動軸的額定轉(zhuǎn)速能夠與皮帶輪的轉(zhuǎn)速脫耦。尤其可能的是，通過使電機與能量收集器連接產(chǎn)生電能用于機動車輛的車輛電網(wǎng)或者為了存儲電能(“發(fā)電機運行”)，或者在機動車輛的制動過程中回收制動功率的一部分作為電能(“再生”)。
[0011]優(yōu)選地，在電機中在取消電流的情況下設(shè)有用于建立皮帶輪與從動軸的基本上抗轉(zhuǎn)動的耦聯(lián)的切換元件。由此獲得用于輔助設(shè)備的故障安全功能，所述輔助設(shè)備例如在車輛電網(wǎng)電壓失效的情況下根據(jù)皮帶輪的轉(zhuǎn)速至少實現(xiàn)了輔助設(shè)備的不受調(diào)控的運行。在這種“故障安全運行狀態(tài)”中能夠存在皮帶輪與從動軸的純機械耦聯(lián)。切換元件例如設(shè)計為通過電流的電磁體，所述電磁體在通過電流的狀態(tài)中預緊用于引起皮帶輪與從動軸機械耦聯(lián)的彈簧。在電流供給失效的情況下，電磁體不再能夠預緊彈簧，使得彈簧放松并且尤其引起皮帶輪與從動軸的摩擦配合的和/或形狀配合的耦聯(lián)。
[0012]尤其優(yōu)選地，電機具有繞組，其中繞組在電機中取消電流的情況下是可短路的。在電機中取消電流的情況下用于建立皮帶輪與從動軸的基本上抗轉(zhuǎn)動的耦聯(lián)的切換元件例如能夠由此設(shè)計為節(jié)省結(jié)構(gòu)空間的電路，當例如經(jīng)由機動車輛的車輛電網(wǎng)的電流供給失效時，所述電路使繞組短路。電流尤其能夠從相對于繞組可運動的永磁體和/或其它通電的繞組感應(yīng)到繞組中，使得能夠在轉(zhuǎn)子和定子之間出現(xiàn)電磁耦聯(lián)。優(yōu)選地，能夠設(shè)置轉(zhuǎn)子與定子的附加的機械耦聯(lián)。
[0013]特別地，定子具有永磁體并且轉(zhuǎn)子具有繞組，或者定子具有繞組并且轉(zhuǎn)子具有永磁體，其中繞組經(jīng)由無接觸的或者能接觸的電接觸部、尤其是滑動接觸連接件與電線連接用于導入和/或?qū)С鲭娔堋８鶕?jù)設(shè)計方案和/或使用目的能夠調(diào)換永磁體和繞組。原則上可能的是，不僅對于定子而且對于轉(zhuǎn)子設(shè)置可通過電流的、優(yōu)選單獨地并