DE112006001811T5

DE112006001811T5 - Freilauf-Trennkupplung mit Sperrmechanismus

Info

Publication number: DE112006001811T5
Application number: DE112006001811T
Authority: DE
Inventors: James W. Dell; Hubertus G. Mevissen; John R. Antchak
Original assignee: Litens Automotive Partnership; Litens Automotive Inc
Current assignee: Litens Automotive Partnership; Litens Automotive Inc
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2008-06-12
Also published as: CN101208534A; JP2009500571A; US20100101909A1; CA2612586A1; US8006819B2; WO2007003052A1; CA2612586C

Abstract

Freilauf-Trennkupplung, insbesondere Nebenaggregat, die umfasst:
eine Nabe (28), die konfiguriert ist, um an einer Welle montiert zu werden,
eine Riemenscheibe (24), die drehbar an der Nabe (28) montiert ist,
eine Isolationsfeder (40), die zwischen der Riemenscheibe (24) und der Nabe (28) wirkt, um Torsionsvibrationen zwischen denselben zu dämpfen,
eine Einwegkupplung (20), die zwischen der Riemenscheibe (24) und der Nabe (28) wirkt, um die Übertragung eines Drehmoments zwischen denselben in einer ersten Drehrichtung zu gestatten und die Übertragung eines Drehmoments zwischen denselben in einer zweiten Drehrichtung, die der ersten Drehrichtung entgegen gesetzt ist, zu verhindern, und einen Sperrmechanismus (60, 64, 68, 72; 108, 112), der zwischen einer Sperrposition und einer Entsperrposition bewegt werden kann, um die Riemenscheibe (24) an der Nabe (28) zu koppeln und zu entkoppeln, um wahlweise die Übertragung des Drehmoments in der zweiten Drehrichtung zu gestatten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Freilauf-Trennkupplung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Freilauf-Trennkupplung für eine angetriebene Riemenscheibe an einem Riemenantrieb oder ähnlichem, die weiterhin einen Sperrmechanismus umfasst, damit die Riemenscheibe den Riemen antreiben kann.
Es sind Freilauf-Trennkupplungen für Riemenantriebe und ähnliches an einem Verbrennungsmotor bekannt, die betrieben werden, um Torsionsvibrationen in dem Riemenantrieb zu reduzieren, die durch Verbrennungshübe des Motors und intermittierende Lasten des Riemens erzeugt werden.
Derartige Trennkupplungen umfassen gewöhnlich eine Einwegkupplung, die derart betrieben wird, dass die Trennkupplung das Drehmoment nur in einer Drehrichtung überträgt, und eine Isolationsfeder, die zwischen der Trennkupplungs-Riemenscheibe und der durch die Riemenscheibe angetriebenen Zubehörvorrichtung betrieben wird, um die Torsionsvibrationen zu dämpfen.
Gewöhnlich werden derartige Freilauf-Trennkupplungen für Zubehörvorrichtungen (auch als OAD (Overrunning Accessory Decoupler) bezeichnet) an der Lichtmaschine eines Verbrennungsmotors installiert, weil die Lichtmaschine die höchste Trägheitslast der durch den Riemenantrieb angetriebenen Zubehörvorrichtungen aufweist.
Indem eine OAD an einem Riemenantrieb verwendet wird, können zahlreiche Vorteile erzielt werden, wie etwa eine Verlängerung der Lebensdauer des Riemens, eine Verminderung der Anforderungen an die Federkraft des Riemenspanners für das Riemensystem usw.
Beispiele für OADs sind unter anderem in der veröffentlichten PCT-Anmeldung WO 2004/011848 , in der veröffentlichten PCT-Anmeldung WO 98/50709 , in dem US-Patent 5,156,573 und in dem US-Patent 6,044,943 beschrieben.
Es besteht ein Bedarf für die Verwendung einer Lichtmaschine oder eines Generators als Starter anstelle eines herkömmlichen Startermotors oder für die Verwendung der Lichtmaschine/des Generators als Startunterstützungseinrichtung, sodass ein Startermotor mit einer kleineren Ausgabekapazität verwendet werden kann, wobei der kleinere Starter und die Lichtmaschine/Generator-Startunterstützungseinrichtung in Kombination verwendet werden können.
Die bekannten OADs verbessern Riemenantriebe, weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie das Drehmoment nur in einer Richtung, nämlich von dem Antriebsriemen auf die Zubehörvorrichtung übertragen, sodass sie nicht in Verbindung mit Lichtmaschine/Generator-Startern oder Startunterstützungsvorrichtungen verwendet werden können.
Es besteht also Bedarf für eine OAD, die in Verbindung mit einem Lichtmaschine/Generator-Starter oder einer Startunterstützungsvorrichtung verwendet werden kann.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Freilauf-Trennkupplung für eine Zubehörvorrichtung anzugeben, mit der die Nachteile aus dem Stand der Technik überwunden oder abgeschwächt werden können.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Freilauf-Trennkupplung für eine Zubehörvorrichtung angegeben, die umfasst: eine Riemenscheibe, die mit dem Antrieb eines Motors verbunden ist; eine Nabe, die mit dem Antrieb einer Motorzubehörvorrichtung verbunden ist; eine Isolationsfeder, die zwischen der Riemenscheibe und der Nabe wirkt, um Torsionsvibrationen zwischen denselben zu dämpfen; eine Einwegkupplung, die zwischen der Riemenscheibe und der Nabe wirkt, um die Übertragung eines Drehmoments zwischen denselben in einer ersten Richtung zu gestatten und die Übertragung eines Drehmoments zwischen denselben in einer zweiten Drehrichtung, die der ersten Drehrichtung entgegen gesetzt ist, zu verhindern; und einen Sperrmechanismus, der betrieben werden kann, um in einer Sperrposition die Riemenscheibe mit der Nabe zu sperren bzw. zu koppeln, um die Übertragung eines Drehmoments in der zweiten Richtung zu gestatten, wenn sich die Trennkupplung in einer ersten Bedingung befindet, und weiterhin betrieben werden kann, um die Riemenscheibe zu entsperren bzw. zu entkoppeln, um über die Einwegkupplung die Übertragung des Drehmoments in der zweiten Richtung zu unterbinden, wenn sich die Trennkupplung in der zweiten Bedingung befindet.
Die vorliegende Erfindung gibt eine Freilauf-Trennkupplung für eine Zubehörvorrichtung an, die eine gewünschte Freilaufentkopplungsfunktion vorsieht, aber weiterhin auch gestattet, dass ein Drehmoment von der Zubehörvorrichtung, an welcher die Trennkupplung installiert ist, auf den Antrieb des Motors überträgt, wenn dies gewünscht wird. In einer Ausführungsform umfasst die Trennkupplung einen Sperrmechanismus, der durch in der Trennkupplung entwickelte Zentrifugalkräfte gesteuert wird, um die Trennkupplung zu sperren, damit die Zubehörvorrichtung ein Drehmoment auf den Antrieb übertragen kann, um den Motor zu starten. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Trennkupplung einen Sperrmechanismus mit einem Elektromagneten, der mit Strom versorgt werden kann, um die Trennkupplung zu sperren, und nicht mit Strom versorgt bzw. mit Strom in einer umgekehrten Polarität versorgt werden kann, um den Sperrmechanismus zu öffnen.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
1 ist eine Querschnittansicht einer Freilauf-Trennkupplung für eine Zubehörvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Explosionsansicht der Freilauf-Trennkupplung für eine Zubehörvorrichtung von 1.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von 1.
4 ist eine Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Freilauf-Trennkupplung für eine Zubehörvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Schnittansicht, die die Klinken des Sperrmechanismus in der Ausführungsform von 4 zeigt.
Eine Freilauf-Trennkupplung für eine Zubehörvorrichtung (OAD) gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 und 3 allgemein durch das Bezugszeichen 20 angegeben. Die OAD 20 umfasst eine äußere Riemenscheibe 24, die konfiguriert ist, um mit einem Riemen oder einer anderen Antriebseinrichtung verbunden zu werden, und eine Nabe 28, die konfiguriert ist, um an einer Welle einer Zubehörvorrichtung montiert zu werden. Die Riemenscheibe 24 ist drehbar an der Nabe 28 montiert.
Die Riemenscheibe 24 umfasst weiterhin eine Sperrmechanismusvertiefung 26, die weiter unten erläutert wird. Die Riemenscheibe 24 ist in der gezeigten Ausführungsform ausgebildet, um mit einem Riemenantrieb verbunden zu werden. wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist, sondern auch in Verbindung mit einem Kettenantrieb oder einem Zahnradantrieb verwendet werden kann, wobei in diesem Fall die Außenfläche der Riemenscheibe 24 entsprechende Zapfen oder Zähne aufweist.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Nabe 28 ein Innengewinde (nicht gezeigt), das dem Gewinde an der Antriebsnabe der Zubehörvorrichtung komplementär ist und verwendet werden kann, um die OAD 20 an der Antriebsnabe der Zubehörvorrichtung zu montieren. Die Nabe 28 umfasst vorzugsweise auch einen inneren Satz von Keilen 32, die während der Installation der OAD 20 verwendet werden können, um die Nabe 28 zu halten und eine Drehmomentübertragung des Innengewindes auf die Antriebsnabe der Zubehörvorrichtung zu gestatten. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, wobei die Nabe 28 auf beliebige geeignete Weise in den Antrieb der Zubehörvorrichtung eingreifen kann, etwa über eine Keilnabe, eine sich verjüngende Fläche, einen quadratischen Innenquerschnitt, der dem Außenquerschnitt der Antriebswelle der Zubehörvorrichtung komplementär ist, usw.
Unter einer „Zubehörvorrichtung" ist hier eine beliebige Vorrichtung zu verstehen, die durch einen Riemen oder eine Kette angetrieben werden kann oder diese antreibt, wobei es sich etwa um Lichtmaschinen, Generatoren, Kompressoren, Vakuumpumpen, Servomechanismen, Kurbelwellen, Ölpumpen und Wasserpumpen handeln kann.
Die Riemenscheibe 24 dreht sich an der Nabe über ein Lager 36, das vorzugsweise ein gedichtetes Rolllager ist. Um eine Dämpfung zwischen der Riemenscheibe 24 und der Nabe 28 vorzusehen, ist eine Isolationsfeder 40 vorgesehen, wobei weiterhin eine Einwegkupplung in der Form einer Kupplungsfeder 44 vorgesehen ist, um die Übertragung eines Drehmoments zwischen der Riemenscheibe 24 und der Nabe 28 auf nur eine Richtung zu beschränken. Die Isolationsfeder 40 ist zwischen der Riemenscheibe 24 und der Nabe 28 über einen Federträger 48 und eine Federhalterung 52 montiert. Die Kupplungsfeder 44 ist zwischen der Riemenscheibe 24 und der Nabe 28 über den Träger 48 montiert. Eine Hülse 56 hält das Ende der Nabe 28.
Der Betrieb der beschriebenen OAD-Komponenten und Mechanismen ist im wesentlichen herkömmlich, wobei sich die vorliegende Erfindung jedoch dadurch von herkömmlichen OADs unterscheidet, dass sie den weiter unten beschriebenen Sperrmechanismus umfasst.
Die Hersteller von Motoren sind daran interessiert, den Startermotor eines Verbrennungsmotors durch eine Lichtmaschine oder einen Generator zu ersetzen, der nicht nur Strom erzeugen kann, wenn er durch ein über einen Riemen oder ähnliches übertragenes Drehmoment angetrieben wird, sondern auch verwendet werden kann, um ein Drehmoment zum Antreiben des Riemens vorzusehen, wenn die Lichtmaschine/der Generator mit Strom versorgt wird. Je nach der Kapazität der Lichtmaschine/des Generators kann vollständig auf einen eigenen Startermotor verzichtet werden (wodurch Gewicht, Raum und/oder Kosten gespart werden können) oder kann dieser mit einer kleineren Kapazität vorgesehen werden als in dem Fall, wenn die Lichtmaschine/der Generator nicht zu dem Startdrehmoment beitragen.
Bis jetzt konnten derartige Lichtmaschine/Generator-Startsysteme jedoch nicht die OAD verwenden, weil die Einwegkupplung der OAD verhindert, dass die Lichtmaschine/der Generator ein Drehmoment auf den Riemen überträgt.
Deshalb sieht die vorliegende Erfindung eine Sperrfunktion vor, die die Riemenscheibe 24 wahlweise in Bezug auf die Nabe 28 sperren kann. Wenn die OAD 20 gesperrt ist, ist die Nabe 28 mit der Riemenscheibe 24 gekoppelt, sodass ein Drehmoment in beiden Richtungen zwischen der Zubehörvorrichtung, an der die OAD 20 installiert ist, und dem Riemen übertragen werden kann. Wenn die OAD 20 durch den Sperrmechanismus freigegeben wird, sind alle Isolations- und Freilaufoperationen der OAD 20 verfügbar.
In der Ausführungsform von 1 bis 3 umfasst die OAD 20 einen zentrifugalen Sperrmechanismus. Insbesondere umfasst die Nabe 28 wie in 3 gezeigt einen Satz von Zähnen 60, die in der Sperrvertiefung 26 der Riemenscheibe 24 angeordnet sind, wenn die OAD 20 montiert ist. Wenigstens eine Klinke 64 (in der gezeigten Ausführungsform werden zwei Klinken 64 verwendet) ist neben Zähnen 60 in der ringförmigen Vertiefung 26 über einen Schwenkzapfen 68 montiert, der an einer Fläche der Riemenscheibe 24 angebracht ist. Vorzugsweise sind die Klinken 64 entlang des Umfangs in einer hinsichtlich der Drehung ausgeglichenen Konfiguration beabstandet.
Jede Klinke 64 kann um einen entsprechenden Zapfen 68 schwenken, der ein Drehzentrum definiert. Jede Klinke 64 weist allgemein eine L-förmige Konfiguration auf, wobei das Massenzentrum von dem Drehzentrum beabstandet ist. Jede Klinke schwenkt zwischen einer Sperrposition, in der die Klinke in einen der Zähne 60 eingreift, um die Bewegung der Nabe 28 in Bezug auf die Riemenscheibe 24 zu sperren und zu koppeln, und einer Freigabeposition, in der die Klinke 64 von den Zähnen 60 gelöst ist und die Riemenscheibe 24 von der Nabe 28 entkoppelt ist, um einen herkömmlichen OAD-Betrieb der OAD 20 zu gestatten.
Jede Klinke 64 weist eine daran montierte Klinkenfeder 72 auf, die gegen die Riemenscheibe 24 wirkt, um die Klinke 64 zu der Sperrposition vorzuspannen. Jede Klinke 64 umfasst weiterhin ein spezifisches Profil 76, das vorzugsweise einstückig mit der Klinke 64 ausgebildet ist, wobei das Profil 76 wie in 3 gezeigt gegen den Innenumfang der Vertiefung 26 stößt, wenn sich die Klinke 64 in der geöffneten Position befindet, um eine weitere Öffnung der Klinke 64 zu verhindern.
Die Zähne 60 und die Klinken 64 sind konfiguriert, um eine Antriebsverbindung zwischen der Riemenscheibe 24 und der Nabe 28 in nur einer ersten Drehrichtung vorzusehen, die durch den Pfeil 80 angegeben wird. Die Klinken 64 können nicht in die Zähne 60 eingreifen, um eine Drehung in einer zweiten Richtung zu verhindern, die der ersten Drehrichtung entgegen gesetzt ist.
Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass wenn die OAD 20 ruht, weil etwa der Motor, an dem sie installiert ist, angehalten ist, Klinkenfedern 72 die Klinken 64 in eine Verbindung mit den Zähnen 60 vorspannen, wodurch die Riemenscheibe 24 effektiv an der Nabe 28 gesperrt wird, um die Übertragung eines Drehmoments von der Zubehörvorrichtung, an der die OAD 20 installiert ist, in einer Richtung auf den Riemen, die Kette oder das Zahnrad zu gestatten, der bzw. die bzw. das durch die Riemenscheibe 24 angetrieben wird. Auf diese Weise kann die Zubehörvorrichtung, an der die OAD 20 installiert ist, verwendet werden, um ein Startdrehmoment über den Riemen, die Kette oder das Zahnrad auf den Motor übertragen.
Sobald der Motor gestartet wurde, sollte die OAD 20 wieder die herkömmlichen Isolations- und Freilauffunktionen einer OAD vorsehen. Dementsprechend werden die Federkraft der Klinkenfedern 72, das Massenzentrum der Klinke 64 in Bezug auf das Drehzentrum an dem Stift 68 und die Radialposition des Stifts 68 in Bezug auf die Zentrumslinie des Riemens 24 derart gewählt, dass die Klinken 64 sich unter der entwickelten Zentrifugalkraft zu der Position von 3 drehen, nachdem sie die Vorspannung der Klinkenfedern 72 überwunden haben. Der Punkt, an dem die Klinken 64 die Vorspannung überwinden, kann entsprechend vorbestimmt werden.
Zum Beispiel können die Klinken 64 und die Federn 72 derart ausgebildet und/oder gewählt werden, dass sich die Klinken 64 in der Sperrposition befinden, um die Riemenscheibe 24 an der Nabe 28 zu sperren, wenn die Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 24 zwischen 0 und 900 U/min liegt, und sich die Klinken 64 zu der geöffneten Position bewegen, wenn die Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 24 bei über 900 U/min liegt.
Wenn man annimmt, dass das Übersetzungsverhältnis (die Riemenscheibenverhältnisse) zwischen der Riemenscheibe 24 und der Kurbelnabe des Motors 3:1 beträgt, bedeutet dies, dass die OAD 20 bei einer Motorbetriebsgeschwindigkeit von mehr als 300 U/min (d.h. weit unterhalb der erwarteten Motorbetriebsgeschwindigkeit des laufenden Motors) herkömmlich betrieben wird, während bei Geschwindigkeiten unter 300 U/min, d.h. während des Startens, der Sperrmechanismus der OAD 20 aktiviert wird, damit die Lichtmaschine/der Generator oder eine andere Zubehörvorrichtung, an der die OAD installiert ist, als Motorstarter wirken kann bzw. das Starten des Motors unterstützt.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 4 und 5 gezeigt, wobei eine OAD gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein durch das Bezugszeichen 100 angegeben ist. Die OAD 100 ist an einer Zubehörvorrichtung 104 installiert, die in diesem Beispiel ein Generator/Starter ist. In der gezeigten Ausführungsform, in der ähnliche Komponenten wie in der OAD 20 durch gleiche Bezugszeichen angegeben werden, umfasst die OAD 100 weiterhin einen Elektromagneten 108, der eine an der Zubehörvorrichtung 104 montierte Komponente sein kann oder einstückig mit derselben ausgebildet ist. Der Elektromagnet 108 ist neben und um die Sperrvertiefung 26 herum vorgesehen.
In dieser Ausführungsform sind die Klinken 112 L-förmig, wobei der längere Abschnitt mit den Zähnen 60 verbunden wird und der kürzere Abschnitt einen Permanentmagneten 114 umfasst. Wenn die Riemenscheibe 24 aus einem magnetischen Material ausgebildet ist, umfasst die Riemenscheibe 24 vorzugsweise Öffnungen 116, die direkt über den Permanentmagneten 114 in den Klinken 112 vorgesehen sind, um zu verhindern, dass eine Magnetkraft aufgrund der magnetischen Anziehung zwischen den Permanentmagneten 114 und dem Außenumfang der Sperrvertiefung 26 auf die Klinken 112 wirkt und diese um die Stifte 68 dreht, und um zu gestatten, dass eine Magnetkraft aus dem Elektromagneten 108, wenn dieser mit Strom versorgt wird, auf die Permanentmagneten 114 wirkt, um die Klinken 112 zu drehen. Wenn die Riemenscheibe 24 aus einem nicht-magnetischen Material wie etwa Aluminium oder Kunststoff ausgebildet ist, müssen die Öffnungen 116 nicht vorgesehen werden.
Wenn der Elektromagnet 108 durch die Motorsteuereinheit (ECU) oder ein anderes Steuersystem des Fahrzeugs mit Strom versorgt wird, zieht das erzeugte Magnetfeld die Permanentmagneten 114 der Klinken 112 an und veranlasst, dass sich die Stifte 68 in eine Verbindung mit den Zähnen 60 drehen. Dadurch wird die Riemenscheibe 24 an der Nabe 28 gesperrt und gestattet, dass ein Drehmoment von dem Generator/Starter auf die Riemenscheibe 24 übertragen wird, um den Antriebsriemen der Zubehörvorrichtung anzutreiben.
Wenn die Riemenscheibe 24 von der Nabe 28 entsperrt werden soll, weil etwa der Motor gestartet wird, wird die Polarität des zu dem Elektromagneten 108 geführten Stroms umgekehrt, sodass die auf die Permanentmagneten 114 ausgeübten Magnetkräfte umgekehrt werden, um die Klinken 112 zu drehen und von den Zähnen 60 zu lösen, sodass die Riemenscheibe 24 von der Nabe 28 gelöst bzw. entkoppelt wird. Alternativ hierzu können die Klinken 112 derart ausgebildet sein, dass die durch die Drehung der Riemenscheibe 24 entwickelten Zentrifugalkräfte die Klinken 112 zu der entsperrten Position bewegen, wenn der Elektromagnet 108 nicht mit Strom versorgt wird, wobei auch Federn, die den Klinkenfedern 72 ähnlich sind, aber betrieben werden, um die Klinken 112 zu einer geöffneten Position vorzuspannen, verwendet werden können, um die Klinken 12 zu einer Position zurückzuversetzen, an der sie von den Zähnen 60 gelöst sind.
Der Aufbau von 4 und 5 entspricht einer bevorzugten, magnetisch gesteuerten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von Klinken beschränkt ist, die magnetisch zwischen einer gesperrten und einer entsperrten Position bewegt werden. Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass verschiedene elektrische und/oder elektromagnetische Mechanismen verwendet werden können, um die Riemenscheibe 24 an der Nabe 28 zu sperren und zu entsperren. Beispiele für andere geeignete Mechanismen sind etwa elektromagnetische Kopplungen, die in Verdichtern von Kraftfahrzeug-Klimaanlagen oder in Kraftfahrzeug-Turboladern verwendet werden und von Herstellern wie etwa Warner Electric, Denso, Ogura Industrial Corporation, Delphi Electronics, Bosch, Sanden und Aisin Seiki hergestellt werden.
Ein Vorteil der OAD 100 gegenüber der OAD 20 liegt darin, dass die OAD 100 wahlweise in eine gesperrte Bedingung versetzt werden kann, wenn der Motor betrieben wird, indem der Elektromagnet 108 mit Strom versorgt wird. Es ist zu beachten, dass die Zubehörvorrichtung 104 intermittierend ein „Boost"-Drehmoment über die gesperrte OAD 100 vorsehen kann, wenn sich der Motor unter einer hohen Lastbedingung befindet.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind beispielhaft für die vorliegende Erfindung, wobei durch den Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der durch die beigefügten Ansprüche definierte Erfindungsumfang verlassen wird.
Zusammenfassung
Es wird eine Freilauf-Trennkupplung mit einem Sperrmechanismus angegeben, der die gewünschte Freilauf-Entkopplung einer Zubehörvorrichtung vorsieht, aber auch gestattet, dass ein Drehmoment von der Zubehörvorrichtung, an der die Trennkupplung installiert ist, auf den antreibenden Motor übertragen wird, wenn dies gewünscht wird. In einer Ausführungsform umfasst die Trennkupplung einen Sperrmechanismus, der durch die in der Trennkupplung entwickelten Zentrifugalkräfte gesteuert wird, um die Trennkupplung zu sperren, sodass die Zubehörvorrichtung ein Drehmoment auf den Motor übertragen kann, um diesen zu starten oder zu unterstützen. In einer anderen Ausführungsform umfasst der Sperrmechanismus der Trennkupplung einen Elektromagneten, der mit Strom versorgt werden kann, um die Trennkupplung zu sperren und/oder zu entsperren.

Claims

Freilauf-Trennkupplung, insbesondere Nebenaggregat, die umfasst: eine Nabe (28), die konfiguriert ist, um an einer Welle montiert zu werden, eine Riemenscheibe (24), die drehbar an der Nabe (28) montiert ist, eine Isolationsfeder (40), die zwischen der Riemenscheibe (24) und der Nabe (28) wirkt, um Torsionsvibrationen zwischen denselben zu dämpfen, eine Einwegkupplung (20), die zwischen der Riemenscheibe (24) und der Nabe (28) wirkt, um die Übertragung eines Drehmoments zwischen denselben in einer ersten Drehrichtung zu gestatten und die Übertragung eines Drehmoments zwischen denselben in einer zweiten Drehrichtung, die der ersten Drehrichtung entgegen gesetzt ist, zu verhindern, und einen Sperrmechanismus (60, 64, 68, 72; 108, 112), der zwischen einer Sperrposition und einer Entsperrposition bewegt werden kann, um die Riemenscheibe (24) an der Nabe (28) zu koppeln und zu entkoppeln, um wahlweise die Übertragung des Drehmoments in der zweiten Drehrichtung zu gestatten.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrmechanismus (60, 64, 68, 72; 108, 112) zu der Sperrposition vorgespannt ist und durch eine die Vorspannung überwindende Zentrifugalkraft zu der geöffneten Position bewegt wird, wobei die Zentrifugalkraft durch die Drehung der Riemenscheibe entwickelt wird.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrmechanismus (60, 64, 68, 72; 108, 112) eine Reihe von Zähnen an der Nabe und wenigstens eine Klinke (64; 112) umfasst, die schwenkbar an der Riemenscheibe (24) montiert ist und konfiguriert ist, um in die Reihe von Zähnen (60) in der zweiten Drehrichtung einzugreifen.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrmechanismus (60, 64, 68, 72; 108, 112) betrieben werden kann, um sich bei einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit zwischen der Sperrposition und der Entsperrposition zu bewegen.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Klinke (64; 112) L-förmig ausgebildet ist und ein Massenzentrum aufweist, das von dem Drehzentrum beabstandet ist, sodass die wenigstens eine Klinke (64; 112) in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe (24) aus der Verbindung mit der Reihe von Zähnen (60) schwenken kann.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (24) eine ringförmige Vertiefung (26) aufweist, in der die wenigstens eine Klinke (64; 112) aufgenommen ist.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrmechanismus (60, 64, 68, 72; 108, 112) durch eine Feder (72) zu der Sperrposition vorgespannt ist.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrmechanismus (60, 64, 68, 72; 108, 112) zu der Sperrposition vorgespannt wird, indem ein Elektromagnet (108) mit Strom versorgt wird, und durch die Zentrifugalkraft, die durch die Drehung der Riemenscheibe (24) entwickelt wird, zu der Entsperrposition bewegt wird, wenn der Elektromagnet (108) nicht mit Strom versorgt wird.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Klinke (64; 112) einen Permanentmagneten (114) umfasst.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrmechanismus (60, 64, 68, 72; 108, 112) zu der Sperrposition vorgespannt wird, indem ein Elektromagnet (108) mit einem Strom in einer ersten Polarität versorgt wird, und zu der geöffneten Position bewegt wird, indem der Elektromagnet (108) mit einem Strom in einer zweiten Polarität versorgt wird, die der ersten Polarität entgegen gesetzt ist.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Klinke (64; 112) einen Permanentmagneten (114) umfasst.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit niedriger als eine Leerlaufgeschwindigkeit ist.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit niedriger als 900 U/min ist.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit niedriger als 300 U/min ist.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (24) konfiguriert ist, um mit einem Riemenantrieb verbunden zu werden.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (24) konfiguriert ist, um mit einem Kettenantrieb verbunden zu werden.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (24) konfiguriert ist, um mit einem Zahnradantrieb verbunden zu werden.
Freilauf-Trennkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (28) konfiguriert ist, um an einem Generator montiert zu werden.