JP2008202790A - 振動減衰手段を備えた駆動プーリ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動プーリであって、プーリリム１１およびハブ１２が設けられており、プーリリムおよびハブが、相対回動可能に互いに入り込むように支承されており、複数のばね手段が設けられており、ばね手段が、プーリリムとハブとの間に取り付けられていて、一方の端部で、プーリリムに回動方向で固定されていて、かつ他方の端部で、ハブに回動方向で固定されている形式のものを改良して、ベルトドライブの内側において振動分離を満足できる程度に保証するものを提供する。
【解決手段】ばね手段が、対抗する２つの渦巻きばねまたはコイルばね１７，２１；２３，２５から成っており、これらの渦巻きばねまたはコイルばねが、それぞれ一方の端部で、プーリリム１１に相対回動不能に連結されていて、かつ他方の端部で、ハブ１２に相対回動不能に連結されている。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、駆動プーリであって、プーリリムおよびハブが設けられており、プーリリムおよびハブが、相対回動可能に互いに入り込むように支承されており、複数のばね手段が設けられており、ばね手段が、プーリリムとハブとの間に取り付けられていて、一方の端部で、プーリリムに回動方向で固定されていて、かつ他方の端部で、ハブに回動方向で固定されている形式のものに関する。

このような形式の駆動プーリは、同一出願人のドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０５５０３４号明細書に記載されている。このような形式の駆動プーリは、たとえば内燃機関の補助装置を駆動するための、ベルトドライブにおけるトルク伝達のためのプーリとして役立つ。

内燃機関における燃焼圧力の上昇によって、クランクシャフトの不均等な回転も増加する。これによってクランクシャフトによって駆動される補助駆動装置のためのベルトドライブの負荷が高まる。負荷の大きさは、主にジェネレータの慣性質量によって特定される。

現在の内燃機関では、クランクシャフトの不均等な駆動と、補助装置の常時変化する負荷状態と、ベルトの弾性とによって、補助駆動装置、つまりクランクシャフトによって補助装置を駆動するためのベルトドライブにおいて、高い動的振動系が形成される。補助装置の定格出力は漸増している。

ジェネレータ駆動プーリは、クランクシャフト出力プーリに対して極めて小さいので、伝達比ひいてはジェネレータの回転数は極めて高くなる。ジェネレータを１８０００／分を超える最大回転数に設定するのは一般的ではない。なぜならば要求出力は、単にジェネレータの高い巻線数および／または高い回転数によって達成することができるからである。そのようなジェネレータは、既に低いエンジン回転数で、極めて高い回転数で回転させる必要があり、それゆえ少なくとも６：１のジェネレータ回転数とエンジン回転数との間の伝達が必要になる。

高速回転するジェネレータの高い慣性質量によって、各燃焼サイクルにおけるクランクシャフトの不均等な回転の減速段階の間に、ベルトドライブにおいて突発的な強い力が生じ、スリップが生じやすくなるので、総じてベルトの極めて高い摩耗リスクが生じる。高い慣性質量によって、ジェネレータは、部分的に高周波の回転数変化で運転できなくなり、その結果ベルトドライブにおける伸長および／またはスリップの結果として不都合な負荷が生じる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０５５０３４号明細書

したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の駆動プーリを改良して、ベルトドライブの内側において振動分離を満足できる程度に保証するものを提供することである。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、ばね手段が、対抗する２つの渦巻きばねまたはコイルばねから成っており、これらの渦巻きばねまたはコイルばねが、それぞれ一方の端部で、プーリリムに相対回動不能に連結されていて、かつ他方の端部で、ハブに相対回動不能に連結されているばね手段が、対抗する２つの渦巻きばねまたはコイルばねから成っており、これらの渦巻きばねまたはコイルばねが、一方の端部でプーリリムに相対回動不能に連結されていて、かつ他方の端部でハブに相対回動不能に連結されている。

この場合主に減速段階でも加速段階でも、クランクシャフトとジェネレータとの間で単なる弾性的な回転分離が行われ、しかもモーメント伝達の完全な分離は生じない。しかしながら過負荷に際して、場合によってはそのような完全な分離を可能にすることもできる。

有利な実施形態によれば、ばねが、平型渦巻きばねであり、平型渦巻きばねは、特に軸方向で並んで配置されていて、互いにプレロードを掛けられているか、またはばねが、コイルばねであり、コイルばねは、特に軸方向で並んで配置されていて、互いにプレロードを掛けられている。

前述の解決手段によれば、デカップラが形成され、この場合両方のトルク伝達方向で、クランクシャフトとジェネレータとの間の、両方の回動方向で弾性的なカップリングが維持され、カップリングは、本発明によるプーリリムとハブとの間の結合によって、ベルトドライブによってジェネレータシャフトに伝達される不均等な回転の大きさを大幅に低減する。

有利な第１実施形態では、ばねが、専ら力結合式かつ／または摩擦結合式にプーリリムの内面と結合されている。この場合外側のばね端部は、半径方向のプレロードによって、プーリリムの円筒形の内面に接触する。プーリリムとハブとの相対回動が生じると、一方のばねが伸長されるので、この一方のばねにおける接触力が高められ、その結果少なくともこのばねの力結合または摩擦結合の解除が、通常の運転状況では回避されている。

有利な第２実施形態では、ばねが、専ら力結合式かつ／または摩擦結合式にハブの外面と結合されている。この場合内側のばね端部は、半径方向のプレロードによって、ハブの円筒形の外面に接触する。プーリリムとハブとの相対回動が生じると、一方のばねが収縮されるので、この一方のばねにおける接触力が高められ、その結果少なくともこのばねの力結合または摩擦結合の解除は、通常の運転状況では回避されている。

別の有利な実施形態では、ばねが、第１の端部で、プーリリムのねじりストッパに形状結合式に接触し、かつ／またはばねが、第２の端部で、ハブのねじりストッパに形状結合式に接触する。ここで提案される形状結合は、プーリリムおよびハブにおけるばねの確実な固定を高め、しかも追加的な構造上の手間はごく僅かである。

記載の解決手段は、簡単な構造ならびに高い運転確実性を成す。記載の解決手段は、主に大きな慣性質量モーメントを有するデュアルマスフライホイール（Zweimassenschwungsrad）および／またはオートマチックトランスミッションを備えたディーゼルエンジンを備えた自動車にみられる。高い燃焼圧力および高い出力の補助駆動装置を有するガソリンエンジンに使用する要求が増えている。本発明による駆動プーリの利点として、特に、
ベルト振動の抑制、
ベルトドライブのためのベルト緊締距離の減少、
ベルト寿命の延長、
ベルトドライブにおける力レベルの減少および
ベルトドライブにおける騒音特性の改善
が挙げられる。

総じてこのような利点によって、現行の内燃機関にさらに高出力のジェネレータを使用することが可能になる。

次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。

図１に個別的に示した図面について、以下にまとめて説明する。図１には、本発明による、ねじり振動ダンパ配置構造を備えた駆動プーリを示しており、ねじり振動ダンパ配置構造は、ポリＶベルト（Poly-V-Riemen）のためのプーリリム１１と、ジェネレータシャフトと締結可能なハブ１２とを備えており、この場合プーリリム１１とハブ１２との間の相対回動（ねじり）可能な支承は、滑りスリーブ１３によって得られる。プーリ１４は、配置構造を軸方向で組み付けるのに役立つ。プーリリム１１とハブ１２との間のリング空間に、逆向きに巻成された２つの平型渦巻きばね１７、２１が、軸方向で並んで配置されており、これらの平型渦巻きばねは、それぞれ半径方向内側端部で、摩擦結合式（kraftschluessig；摩擦による束縛）または形状結合式（formschluessig；形状による束縛）にハブ１２に固定されていて、かつそれぞれ外側端部で、同様に摩擦結合式または形状結合式にプーリリム１１に支持されている。両方のばね１７，２１は、組付状態で、互いに逆向きにプレロード（予備荷重）を掛けることができる。逆向きの巻成方向に基づいて、プーリリム１１とハブ１２とが半径方向で相対回動されると、一方のばねに追加的な荷重が掛けられ、これに対して他方のばねでは荷重が軽減される。この場合プーリリムおよびハブである両方の構成部材に対する両方の平型渦巻きばねの分離が生じることはあり得ない。むしろ純粋な弾性的なばね運動が行われ、ばね運動は、内側のばねダンパによって減衰される。

図２に個別的に示した図面について、以下にまとめて説明する。図２には、本発明によるねじり振動ダンパ配置構造を示しており、ねじり振動ダンパ配置構造は、ポリＶベルトのためのプーリリム１１と、ジェネレータシャフトと締結可能なハブ１２とを備えており、ここでもプーリリム１１とハブ１２との間の相対回動可能な支承は、滑りスリーブ１３によって得られる。プーリ１４は、一体的に滑りスリーブ１３に接続されていて、かつ配置構造を軸方向で組み付けるのに役立つ。プーリリム１１とハブ１２との間のリング空間に、逆向きに巻成された２つのコイルばね２３，２５が、軸方向で並んで配置されており、これらのコイルばねは、それぞれ軸方向外側端部で、形状結合式にハブ１２もしくはプーリ１４に支持されていて、かつそれぞれ軸方向内側端部で、同様に形状結合式にプーリリム１１の内面に支持されている。ハブ１２およびプーリ１４で、それぞれねじりストッパ２７，２９が看取される。プーリリム１１でねじりストッパ２８の１つが看取される（図２ｂ）。ばねの間にスペーサ２６が嵌め込まれている。両方のコイルばねは、組付状態で、逆向きにプレロードを掛けることができる。逆向きの巻成に基づいて、プーリリム１１とハブ１２とが半径方向で相対回動されると、一方のばねに追加的な荷重が掛けられ、これに対して他方のばねでは荷重が軽減される。相対回動が逆向きである場合、この過程は逆になる。この場合プーリリムおよびハブである両方の構成部材に対する両方のコイルばねの分離が生じることはあり得ない。むしろ純粋な弾性的なばね運動が行われ、ばね運動は、内側のばねダンパによって減衰される。

以下に本発明の有利な実施例について再度記載する。

有利には、ばねが、平型渦巻きばね（１７，２１）であり、これらの平型渦巻きばねは、特に軸方向で並んで配置されていて、互いにプレロードを掛けられている。

有利には、ばねが、コイルばね（２３，２５）であり、これらのコイルばねは、特に軸方向で並んで配置されていて、互いにプレロードを掛けられている。

有利には、ばね（１７，２１；２３，２５）が、専ら力結合式かつ／または摩擦結合式にプーリリム（１１）の内面と結合されている。

有利には、ばね（１７，２１；２３，２５）が、専ら力結合式かつ／または摩擦結合式にハブ（１２）の外面と結合されている。

有利には、ばね（１７，２１；２３，２５）が、第１の端部で、プーリリム（１１）のねじりストッパ（２８）に形状結合式に接触している。

有利には、ばね（１７，２１；２３，２５）が、第２の端部で、ハブ（１２）のねじりストッパ（２７，２９）に形状結合式に当接している。

デカップラとして構成された本発明によるねじり振動ダンパの第１実施例を示す展開斜視図である。 デカップラとして構成された本発明によるねじり振動ダンパの第１実施例を示す縦断面図である。 デカップラとして構成された本発明によるねじり振動ダンパの第２実施例を示す第１の展開斜視図である。 デカップラとして構成された本発明によるねじり振動ダンパの第２実施例を示す第２の展開斜視図である。

符号の説明

１１ プーリリム、 １２ ハブ、 １３ 滑りスリーブ、 １４ プーリ、 １７ 平型渦巻きばね、 ２１ 平型渦巻きばね、 ２３ コイルばね、 ２５ コイルばね、 ２６ スペーサ、 ２７ ねじりストッパ、 ２８ ねじりストッパ、 ２９ ねじりストッパ

Claims (1)

1. 駆動プーリであって、
   プーリリム（１１）およびハブ（１２）が設けられており、該プーリリム（１１）およびハブ（１２）が、相対回動可能に互いに入り込むように支承されており、複数のばね手段が設けられており、これらのばね手段が、プーリリム（１１）とハブ（１２）との間に取り付けられていて、一方の端部で、プーリリム（１１）に回動方向で固定されていて、かつ他方の端部で、ハブ（１２）に回動方向で固定されている形式のものにおいて、
   ばね手段が、対抗する２つの渦巻きばねまたはコイルばね（１７，２１；２３，２５）から成っており、これらの渦巻きばねまたはコイルばねが、それぞれ一方の端部で、プーリリム（１１）に相対回動不能に連結されていて、かつ他方の端部で、ハブ（１２）に相対回動不能に連結されていることを特徴とする、駆動プーリ。

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