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Patent Searching and Data


Title:
BELT PULLEY ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/008757
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a belt pulley assembly comprising an internal combustion engine auxiliary assembly, in particular an air-conditioning compressor (mKK) and a belt pulley generator (RSG) with a generator shaft (1), which is equipped with a belt pulley (9) that can be shifted via a clutch device and with a rotationally fixed belt pulley (11). The shiftable belt pulley (9) can be drivingly connected to an internal combustion engine shaft (5) via an internal combustion engine belt drive (RBKM), and the rotationally fixed belt pulley (11) can be drivingly connected to an assembly shaft (3) of the auxiliary assembly (mKK) via an assembly belt drive (RmKK). The belt pulley generator (RSG) outputs to the internal combustion engine (BKM) via the generator shaft (1) and the internal combustion engine belt drive (RBKM) in a first drive rotational direction (A1) in a first engine operating mode (MB1), the internal combustion engine (BKM) outputs to the belt pulley generator (RSG) via the internal combustion engine shaft (5) and the internal combustion engine belt drive (RBKM) in the first drive rotational direction (A1) in a generator operating mode (GB), and the belt pulley generator (RSG) outputs to the auxiliary assembly (mKK) via the generator shaft (1) and the assembly belt drive (R2) in a second motor operating mode (MB2). According to the invention, the clutch device of the shiftable belt pulley (9) has a freewheel clutch (K1) and a centrifugal clutch (K2).

Inventors:
REHR ALFRED (DE)
GLÜCK CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/063968
Publication Date:
January 21, 2021
Filing Date:
May 19, 2020
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
F02B67/06; B60K6/48; B60K25/00; F16D41/00; F16D43/04; F16H9/04
Foreign References:
DE102014223349A12015-06-18
US9017202B22015-04-28
DE102012208274A12012-12-20
DE102007021195A12008-11-06
EP1454043B12005-09-14
DE19754872A11998-06-18
DE102013108839A12014-02-20
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE:

Riemenscheibenanordnung mit einem Brennkraftmaschinen-Neben- aggregat, insbesondere Klimakompressor (mKK) und einem Riemen scheibengenerator (RSG) mit einer Generator-Welle (1 ), auf der eine über eine Kupplungseinrichtung schaltbare Riemenscheibe (9) und eine drehfeste Riemenscheibe (11 ) angeordnet sind, wobei die schaltbare Riemenscheibe (9) über einen Brennkraftmaschinen-Riementrieb (RBKM) mit einer Brennkraftmaschinen-Welle (5) trieblich verbindbar ist und die drehfeste Riemenscheibe (11 ) über einen Aggregate- Riementrieb (RmKK) mit einer Aggregate-Welle (3) des Nebenaggrega tes (mKK) trieblich verbindbar ist, wobei in einer ersten Motorbetriebsart (MB1 ) der Riemenscheibengenerator (RSG) über seine Generator- Welle (1 ) und den Brennkraftmaschinen-Riementrieb (RBKM) in einer ersten Antriebsdrehrichtung (A1 ) auf die Brennkraftmaschine (BKM) ab treibt, wobei in einer Generatorbetriebsart (GB) die Brennkraftmaschine (BKM) über ihre Brennkraftmaschinen-Welle (5) und den Brennkraftma- schinen-Riementrieb (RBKM) in der ersten Antriebsdrehrichtung (A1 ) auf den Riemenscheibengenerator (RSG) abtreibt, und wobei in einer zwei ten Motorbetriebsart (MB2) der Riemenscheibengenerator (RSG) über seine Generator-Welle (1 ) und den Aggregate-Riementrieb (R2) auf das Nebenaggregat (mKK) abtreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung der schaltbaren Riemenscheibe (9) eine Freilauf kupplung (K1 ) und eine Fliehkraftkupplung (K2) aufweist, die in den beiden Motorbetriebsarten (MB1 , MB2) sowie der Generatorbetriebsart (GB) selbsttätig öffnen oder sperren.

Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Motorbetriebsart (MB1 ) die Freilaufkupplung (K1 ) drehmomentenübertragend sperrt und die Fliehkraftkupplung (K2) übertragungsfrei ist, dass in der Generatorbetriebsart (GB) die Freilauf kupplung (K1 ) übertragungsfrei ist und die Fliehkraftkupplung (K2) drehmomentenübertragend sperrt, und dass in der in der zweiten Mo torbetriebsart (MB2) sowohl die Freilaufkupplung (K1 ) als auch die Fliehkraftkupplung (K2) übertragungsfrei sind, und/oder dass insbeson dere die drehmomentenübertragende Sperrfunktion der Freilaufkupp lung (K1 ) in der ersten Motorbetriebsart (MB1 ) aktiviert ist, und deren übertragungsfreie Freilauffunktion beim Betrieb des Riemenscheiben generators (RSG) in einer zur ersten Antriebsdrehrichtung (A1 ) gegen sinnigen zweiten Antriebsdrehrichtung (A2) aktiviert ist, und/oder dass die drehmomentübertragende Sperrfunktion der Fliehkraftkupplung (K2) in der Generatorbetriebsart (GB) aktiviert ist, und deren übertragungs freie Freilauffunktion beim Betrieb des Riemenscheibengenerators (RSG) in der gegensinnigen zweiten Antriebsdrehrichtung (A2) aktiviert ist, und dass insbesondere in der zweiten Motorbetriebsart (MB2) der Riemenscheibengenerator (RSG) in der zweiten Antriebsdrehrichtung (A2) dreht, in der sowohl in der Freilaufkupplung (K1 ) als auch in der Fliehkraftkupplung (K2) die Freilauffunktion aktiviert ist, so dass bei stillgelegter Brennkraftmaschine (BKM) der Riemenscheibengenerator (RSG) das Nebenaggregat (mKK) unabhängig von der Brennkraftma schine (BKM) antreibt.

Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Riemenscheibe (9) unter radialer Zwischenlage der Freilaufkupplung (K2) auf der Generator-Welle (1 ) angeordnet ist.

Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftkupplung (K1 ) zumindest ein flieh- kraftbeaufschlagbares Fliehkraftelement (15) aufweist, das zwischen einer Ruheposition und einer Sperrposition verstellbar ist, und dass das Fliehkraftelement (15) in der Sperrposition in Eingriff mit einer Gegen kontur (29) der Generator-Welle (1 ) ist, und in der Ruheposition außer Eingriff damit ist.

Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfeste Riemenscheibe (11 ) und die schaltbare Rie menscheibe (9) axial zueinander benachbart auf der Generator-Welle (1 ) angeordnet sind, und dass insbesondere die drehfeste Riemen scheibe (1 1 ) einen Bauraum (19) bereitstellt, in dem das Fliehkraftele ment (15) der Fliehkraftkupplung (K2) angeordnet ist.

6. Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauraum (19) auf der, der schaltbaren Riemenscheibe (9) zugewandten Seite der drehfesten Riemenscheibe (1 1 ) ausgebildet ist, und/oder dass der Bauraum (19) zwischen einem radial äußeren Rillen kranz (21 ), einem radial inneren Nabenabschnitt (23) und einem Ver bindungsflansch (25) der drehfesten Riemenscheibe (1 1 ) angeordnet ist, der den Nabenabschnitt (23) und den Rillenkranz (21 ) miteinander verbindet.

7. Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkontur (29) am Innenumfang des Rillenkranzes (21 ) der drehfesten Riemenscheibe (1 1 ) ausgebildet ist.

8. Riemenscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftkupplung (K2) eine Line arführung aufweist, mittels der das Fliehkraftelement (15) zwischen sei ner Ruheposition und seiner Sperrposition verstellbar ist.

9. Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung der Linearführung die schaltbare Riemen scheibe (9) mit einem Tragring (17) axial verlängert ist, der in der Zu sammenbaulage in den Bauraum (19) der axial benachbarten drehfes ten Riemenscheibe (1 1 ) einragt, und dass im Tragring (17) der schalt baren Riemenscheibe (9) zumindest ein Führungskanal (27) ausgebil det ist, in dem das Fliehkraftelement (15) radial verstellbar geführt ist.

10. Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der im Tragring (17) der schaltbaren Riemenscheibe (9) aus gebildete Führungskanal (27) axial stirnseitig offen ist, und dass im Zu sammenbauzustand die axial offene Stirnseite des Führungskanals (27) vom Verbindungsflansch (25) der drehfesten Riemenscheibe (11 ) ge schlossen ist.

11. Riemenscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring (17) der schaltbaren Riemenscheibe (9) in Gleitanlage mit dem Außenumfang des Naben abschnitts (23) und mit dem Verbindungsflansch (25) der drehfesten Riemenscheibe (11 ) ist oder davon geringfügig beabstandet ist.

12. Riemenscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fliehkraftelement (15) mit einer Feder (33) in seine radial innere Ruheposition federvorgespannt ist, und/oder dass das Fliehkraftelement (15) in seiner radial inneren Ruhe position mit einem Radialanschlag der schaltbaren Riemenscheibe (9) in Anlage ist, das heißt insbesondere außer Gleitkontakt mit dem Na benabschnitt (23) der drehfesten Riemenscheibe (11 ) ist.

13. Riemenscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Radialrichtung zwischen dem Trag ring (17) der schaltbaren Riemenscheibe (9) und dem Innenumfang des Rillenkranzes (21 ) der drehfesten Riemenscheibe (11 ) ein radialer Frei raum (31 ) ausgebildet ist, und dass bei einer Fliehkraftbeaufschlagung das Fliehkraftelement (15) unter Aufbrauch des radialen Freiraums (31 ) in Eingriff mit der am Innenumfang des Rillenkranzes (21 ) der drehfes ten Riemenscheibe (11 ) ausgebildeten Gegenkontur (29) kommt.

14. Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (33) in dem radialen Freiraum (31 ) angeord net ist, und dass insbesondere die Feder (33) eine Ringfeder ist, die auf den Außenumfang des Tragrings (17) der schaltbaren Riemenscheibe (9) aufgespannt ist und/oder den Außenumfang des Tragrings (17) um zieht.

15. Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang des Tragrings (17) der schaltbaren Riemenscheibe (9) sowie am Außenumfang des Fliehkraftelementes (15) eine umlaufende Federrille (35) ausgebildet ist, in der die Ringfe- der (33) verläuft.

16. Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei sehr großer Fliehkraftbeaufschlagung die Ring feder (33) vom Tragring-Außenumfang nach radial außen abhebt, und dass am Innenumfang des Rillenkranzes (21 ) der drehfesten Riemen scheibe (11 ) eine umlaufende Federrille (37) ausgebildet ist, in die die vom Tragring-Innenumfang abhebende Ringfeder (33) einfahrbar ist.

Description:
Riemenscheibenanordnung

BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibenanordnung für ein Brennkraftma- schinen-Nebenaggregat, insbesondere ein mechanischer Klimakompressor, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Konventionelle Fahrzeuge verfügen über einen Antrieb für Nebenaggregate. Angetrieben von der Brennkraftmaschine werden unter anderem ein Rie menscheibengenerator und ein mechanischer Klimakompressor mit Leistung versorgt. Durch die Einführung von Start-Stopp- oder Hybrid-Systemen sowie durch einen„Segel“-Betrieb und dergleichen wird die Brennkraftmaschinen- Laufzeit und damit die Verfügbarkeit vom mechanischen Klimakompressor stark reduziert. Bei einem Klimatisierungsbedarf kommt es daher zu einem sogenannten„Start-Stopp-Veto“. In diesem Fall muss die Brennkraftmaschi ne laufen oder gestartet werden, obwohl keine Anforderung zum Fahrzeug- Vortrieb vorliegt. Ein Motorstart alleine aufgrund eines Klimatisierungsbedar fes beeinträchtigt die Energiebilanz im Gesamtfahrzeug. Eine Alternative be- steht darin, anstelle eines mechanischen Klimakompressors einen elektrisch angetriebenen Klimakompressor bereitzustellen. Dieser hat jedoch gegen über dem mechanisch angetriebenen Klimakompressor deutliche Nachteile im Hinblick auf Beschaffungskosten, Bauteilgewicht sowie Bauraumbedarf. Eine gattungsgemäße Riemenscheibenanordnung weist einen Riemenschei bengenerator mit einer Generator-Welle auf, auf der eine über eine Kupp lungseinrichtung schaltbare Riemenscheibe und eine drehfeste Riemen scheibe angeordnet sind. Die schaltbare Riemenscheibe ist über einen Brennkraftmaschinen-Riementrieb mit einer Brennkraftmaschinen-Welle trieblich verbindbar. Zudem ist die drehfeste Riemenscheibe über einen Ag- gregate-Riementrieb mit einer Aggregate-Welle trieblich verbindbar. In einer erste Motorbetriebsart treibt der Riemenscheibengenerator über seine Gene rator-Welle und über den Brennkraftmaschinen-Riementrieb in einer ersten Antriebsdrehrichtung auf die Brennkraftmaschine ab. In diesem Fall kann beispielhaft ein Motorstart der Brennkraftmaschine erfolgen oder ein Boost- betrieb erfolgen, bei dem die laufende Brennkraftmaschine mit einem zusätz lichen elektromotorischen Drehmoment unterstützt wird. Alternativ dazu kann in einer Generatorbetriebsart die Brennkraftmaschine über ihre Brennkraft maschinenwelle und den Brennkraftmaschinen-Riemenabtrieb in der ersten Antriebsdrehrichtung auf dem Riemenscheibengenerator abtreiben. In die sem Fall kann die an den Riemenscheibengenerator angeschlossene Fahr zeugbatterie geladen werden und zusätzlich auch der Klimakompressor an getrieben werden.

Der Riemenscheibengenerator kann zusätzlich in einer zweiten Motorbe triebsart arbeiten. In der zweiten Motorbetriebsart kann der Riemenschei bengenerator über seine Generator-Welle und den Aggregate-Riementrieb auf das Nebenaggregat abtreiben, und zwar bei stillgelegter Brennkraftma schine, das heißt unabhängig von der Brennkraftmaschine auf das Neben aggregat abtreiben.

Die Realisierung des obigen ersten Motorbetriebes, des zweiten Motorbe triebes und des Generatorbetriebes im Riemenscheibengenerator ist im Stand der Technik lediglich mit zusätzlichen Aktuatoren ermöglicht, die von einer externen Steuereinheit angesteuert werden müssen. Die Bereitstellung solcher Aktuatoren ist daher steuerungstechnisch aufwändig sowie mit einem Bauteil- sowie Bauraumbedarf verbunden.

Aus der EP 1 454 043 B1 ist ein variabler Riemenhochtrieb für Nebenaggre gate bekannt. Aus der DE 197 54 872 A1 ist eine Riemenscheibe für Frei laufkupplungen mit zwei Riemen bekannt. Aus der DE 10 2013 108 839 A1 ist eine Riemenscheibenanordnung bekannt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Riemenscheibenanordnung für ein Brennkraftmaschinen-Nebenaggregat, insbesondere mechanischer Klimakompressor, bereitzustellen, bei dem im Vergleich zum Stand der Technik der steuerungstechnische Aufwand sowie der Bauraum- und Bau teilbedarf reduziert ist.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Erfindungsgemäß werden auf extern mittels elektronischer Steuergeräte an steuerbarer Aktuatoren verzichtet. Anstelle dessen weist gemäß dem kenn zeichnenden Teil des Anspruches 1 die Kupplungseinrichtung für die schalt bare Riemenscheibe eine Freilaufkupplung und eine Fliehkraftkupplung auf. Die Freilaufkupplung und die Fliehkraftkupplung öffnen oder sperren in den beiden Motorbetriebsarten sowie in der Generatorbetriebsart des Riemen scheibengenerators selbsttätig, das heißt ohne Einwirkung von zum Beispiel elektrischer oder hydraulischer Fremdenergie. Auf diese Weise kann insbe sondere bei stillstehender Brennkraftmaschine (das heißt bei stillstehender Brennkraftmaschinen-Welle) der Riemenscheibengenerator das Nebenag gregat, insbesondere ein mechanischer Klimakompressor, unabhängig von der Brennkraftmaschine antreiben.

In der ersten Motorbetriebsart kann die Freilaufkupplung drehmomenten- übertragend sperren und die Fliehkraftkupplung übertragungsfrei sein. In der Generatorbetriebsart kann die Freilaufkupplung übertragungsfrei sein und die Fliehkraftkupplung drehmomentenübertragend sperren. In der in der zweiten Motorbetriebsart kann sowohl die Freilaufkupplung (K1 ) als auch die Flieh kraftkupplung (K2) übertragungsfrei sind.

Vor diesem Flintergrund kann in einer technischen Umsetzung die drehmo- mentenübertragende Sperrfunktion der Freilaufkupplung in der ersten Motor betriebsart bei einer ersten Antriebsdrehrichtung der Generator-Welle akti viert sein. In der ersten Motorbetriebsart kann mit Hilfe des Riemenschei bengenerators entweder ein Motorstart erfolgen oder eine Boostfunktion bei laufender Brennkraftmaschine erfolgen. Die übertragungsfreie Freilauffunkti on der Freilaufkupplung kann dagegen beim Betrieb des Riemenscheiben generators in einer zur ersten Anriebsdrehrichtung gegensinnigen zweiten Antriebsdrehrichtung aktiviert sein.

Die drehmomentenübertragende Sperrfunktion der Fliehkraftkupplung kann in der Generatorbetriebsart des Riemenscheibengenerators aktiviert sein. Im Gegensatz dazu kann deren übertragungsfreie Freilauffunktion beim Betrieb des Riemenscheibengenerators in der gegensinnigen zweiten Antriebsrich tung aktiviert sein.

Mit der obigen Ausführungsvariante kann der Riemenscheibengenerator in der zweiten Motorbetriebsart (das heißt Antrieb des Nebenaggregats bei stillgelegter Brennkraftmaschinen-Welle) in der zweiten Antriebsdrehrichtung drehen. In der zweiten Antriebsdrehrichtung sind sowohl in der Freilaufkupp lung als auch in der Fliehkraftkupplung die Freilauffunktionen aktiviert, das heißt beide Kupplungen übertragungsfrei. Der Riemenscheibengenerator kann daher das Nebenaggregat auch bei stillgelegter Brennkraftmaschine antreiben.

In einer konkreten Ausführungsvariante kann die schaltbare Riemenscheibe unter radialer Zwischenlage der Freilaufkupplung auf der Generator-Welle angeordnet sein. Die Freilaufkupplung kann in gängiger Praxis eine Freilauf kupplung-Außenseite und eine Freilaufkupplung-Innenseite aufweisen. Zwi schen der Freilaufkupplung-Innenseite und der Freilaufkupplung-Außenseite sind verstellbare Klemmkörper angeordnet. Je nach Drehrichtung der Innen seite und der Außenseite können aufgrund einer Relativbewegung die Klemmkörper in eine Klemmposition oder in eine Freigabeposition verstellt werden.

Die Fliehkraftkupplung kann zumindest ein fliehkraftbeaufschlagbares Flieh kraftelement aufweisen. Das Fliehkraftelement kann bei Fliehkrafteinwirkung zwischen einer Ruheposition und einer Sperrposition verlagert werden. In der fliehkraftbeaufschlagten Sperrposition kann das Fliehkraftelement in Eingriff mit einer Gegenkontur der Generator-Welle sein. Demgegenüber kann das Fliehkraftelement in seiner Ruheposition außer Eingriff mit der Gegenkontur der Generator-Welle sein.

In einer bauraumgünstigen Ausführungsvariante können die drehfeste Rie menscheibe und die schaltbare Riemenscheibe axial zueinander unmittelbar benachbart auf der Generator-Welle angeordnet sein. Im Hinblick auf eine bauraumgünstige Realisierung ist es bevorzugt, wenn die drehfeste Riemen scheibe einen radial inneren Bauraum bereitstellt. In dem Bauraum der dreh festen Riemenscheibe ist das Fliehkraftelement der Fliehkraftkupplung posi tionierbar. Der radial innere Bauraum der drehfesten Riemenscheibe kann auf der, der schaltbaren Riemenscheibe zugewandten Seite der drehfesten Riemenscheibe ausgebildet sein. Im Hinblick auf einen möglichst großen Bauraum kann dieser zwischen einem radial äußeren Rillenkranz, einem ra dial inneren Nabenabschnitt und einem Verbindungsflansch der drehfesten Riemenscheibe ausgebildet sein. Der Verbindungsflansch verbindet den ra dial inneren Nabenabschnitt mit dem radial äußeren Rillenkranz. Bei dieser Geometrie der drehfesten Riemenscheibe kann die Gegenkontur, die mit dem Fliehkraftelement zusammenwirkt, bauraumgünstig unmittelbar am In nenumfang des Rillenkranzes der drehfesten Riemenscheibe ausgebildet sein.

In einer konstruktiv einfachen Ausführungsvariante kann die Fliehkraftkupp lung eine Linearführung aufweisen, mittels der das Fliehkraftelement zwi schen seiner Ruheposition und seiner Sperrposition linear verstellbar ist. Zur Realisierung der Linearführung kann die schaltbare Riemenscheibe mit ei nem Tragring materialeinheitlich und einstückig axial verlängert sein. Der Tragring kann gegenüber der schaltbaren Rillenscheibe durchmesserredu ziert sein und in der Zusammenbaulage verschachtelt in den Bauraum der axial benachbarten drehfesten Riemenscheibe einragen. Im Tragring der schaltbaren Riemenscheibe kann zumindest ein radial ausgerichteter Füh rungskanal ausgebildet sein, in dem das Fliehkraftelement radial verstellbar geführt ist. In einer konstruktiv einfachen Weiterbildung kann der im Tragring der schalt baren Riemenscheibe ausgebildete Führungskanal axial stirnseitig offen sein. Im Zusammenbauzustand kann die axial offene Stirnseite des Füh rungskanals unmittelbar vom Verbindungsflansch der drehfesten Riemen scheibe geschlossen sein.

In der zweiten Motorbetriebsart treibt der Riemenscheibengenerator das Ne benaggregat unabhängig von der (stillgelegten) Brennkraftmaschine an. In diesem Fall dreht somit die Generator-Welle zusammen mit der darauf an geordneten drehfesten Riemenscheibe. Demgegenüber bleibt der Brenn- kraftmaschinen-Riementrieb mitsamt schaltbarer Riemenscheibe stillgelegt, so dass zwischen der schaltbaren (stillgelegten) Riemenscheibe und der mitdrehenden, drehfesten Riemenscheibe sowie Generator-Welle eine Rela- tiv-Drehbewegung erfolgt. In diesem Fall kann der Tragring der schaltbaren Riemenscheibe bevorzugt in Gleitanlage mit dem Außenumfang des Naben abschnittes sowie mit dem Verbindungsflansch der drehfesten Riemenschei be sein oder davon geringfügig beabstandet sein.

Im Hinblick auf eine einwandfreie Funktionsfähigkeit ist es bevorzugt, wenn das Fliehkraftelement mit einer Feder in seine radial innere Ruheposition federvorgespannt ist. In diesem Fall kann das Fliehkraftelement in seiner radial inneren (federvorgespannten) Ruheposition in Anlage mit einem, an der schaltbaren Riemenscheibe ausgebildeten Radialanschlag sein. Von da her kann das Fliehkraftelement in seiner radial inneren Ruheposition außer Gleitkontakt mit dem Nabenabschnitt der drehfesten Riemenscheibe sein.

Zwischen dem Tragring der schaltbaren Riemenscheibe und dem Innenum fang des Rillenkranzes der drehfesten Riemenscheibe kann ein radialer Frei raum bereitgestellt sein. Bei einer Fliehkraftbeaufschlagung kann das Flieh kraftelement unter Aufbrauch dieses radialen Freiraums bis in Eingriff mit der am Innenumfang des Rillenkranzes der drehfesten Riemenscheibe ausgebil deten Gegenkontur kommen. Bauraumgünstig ist es, wenn die Feder in dem radialen Freiraum zwischen dem Tragring der schaltbaren Riemenscheibe und dem Innenumfang des Rillenkranzes der drehfesten Riemenscheibe angeordnet ist. Der radiale Freiraum kann umlaufend durchgängig (das heißt unterbrechungsfrei) offen sein. In diesem Fall kann die Feder bevorzugt eine Ringfeder sein, die auf den Außenumfang des Tragringes der schaltbaren Riemenscheibe aufge spannt ist und/oder den Tragring-Außenumfang unterbrechungsfrei umzieht.

Im H inblick auf eine lagerichtige Positionierung der Ringfeder kann am Trag- ring-Außenumfang der schaltbaren Riemenscheibe eine umlaufende Feder rille ausgebildet sein, in der die Ringfeder angeordnet ist. Bei sehr großer Fliehkraftbelastung kann die Gefahr bestehen, dass die Ringfeder vom Trag- ring-Außenumfang nach radial außen abhebt. Vor diesem Flintergrund kann zusätzlich auch am Innenumfang des Rillenkranzes der drehfesten Riemen scheibe eine umlaufende (nach radial innen offene) Federrille ausgebildet sein, in der die vom Tragring-Innenumfang abhebende Ringfeder einfahrbar ist.

Unabhängig von dem oben dargelegten konkreten Aufbau der Riemenschei benanordnung ist ein allgemeiner Erfindungsaspekt allgemein auf eine schaltbaren Riemenscheibe gerichtet, die auf einer Antriebswelle (das heißt insbesondere der Generator-Welle) angeordnet ist und über eine Kupp lungseinrichtung momentenübertragend mit der Antriebswelle koppelbar ist oder davon entkoppelbar ist, und zwar in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsarten der Riemenscheibenanordnung. In einer ersten Betriebsart (insbesondere die oben erwähnte erste Motorbetriebsart) koppelt die Kupp lungseinrichtung die Antriebswelle mit der schaltbaren Riemenscheibe der art, dass sich bei einer Antriebswellendrehung in einer ersten Antriebsdreh richtung ein Lastpfad L1 von der Antriebswelle in Richtung auf die schaltbare Riemenscheibe bildet. In einer zweiten Betriebsart (das heißt insbesondere die Generatorbetriebsart) koppelt die Kupplungseinrichtung die Antriebswelle mit der schaltbaren Riemenscheibe derart, dass sich bei einer Antriebswel lendrehung in der ersten Antriebsdrehrichtung ein gegenläufiger Lastpfad L3 von der schaltbaren Riemenscheibe in die Antriebswelle bildet. In einer drit- ten Betriebsart (das heißt insbesondere die zweite Motorbetriebsart) entkop pelt die Kupplungseinrichtung die Antriebswelle von der schaltbaren Rie menscheibe, so dass sich bei einer Antriebswellendrehung in einer gegen sinnigen zweiten Antriebsdrehrichtung ein Lastpfad L5 ohne Leistungsver- zweigung entlang der Antriebswelle bildet, und zwar unter kräftemäßiger Ent lastung bzw. Entkopplung der schaltbaren Riemenscheibe von der Antriebs welle.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefüg- ten Figuren beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 jeweils Ansichten einer als Blockschaltdiagramm angedeuteten

Riemenscheibenanordnung in unterschiedlichen Betriebszu ständen;

Fig. 4 bis 7 in Schnittdarstellungen die Kupplungseinrichtung mit deaktivier ter Fliehkraftkupplung (Figuren 4 und 5) sowie mit aktivierter Fliehkraftkupplung (Figuren 6 und 7); und

Fig. 8 ein Federkraft-Drehzahl-Diagramm.

In der Fig. 1 weist eine Riemenscheibenanordnung einen Riemenscheiben- generator RSG auf, der über eine elektrische Versorgungsleitung mit einer Fahrzeugbatterie 14 verbunden ist. Der Riemenscheibengenerator RSG ist mit einer Brennkraftmaschine BKM eines Fahrzeugs sowie mit einem das Nebenaggregat bildenden mechanischen Klimakompressor mKK trieblich verbunden. Eine Generator-Welle 1 des Riemenscheibengenerators RSG, eine Aggregate-Welle 3 des Klimakompressors mKK sowie eine Brennkraft- maschinen-Welle 5 sind zueinander achsparallel angeordnet sowie über ei nen Brennkraftmaschinen-Riementrieb RBKM und über einen Aggregate- Riementrieb RmKK miteinander trieblich verbunden. Der Brennkraftmaschi- nen-Riementrieb RBKM weist in der Fig. 1 eine drehfest auf der Brennkraftma- schinen-Welle 5 sitzende Riemenscheibe 7 sowie eine schaltbare Riemen scheibe 9 auf, die auf der Generator-Welle 1 angeordnet ist. Die schaltbare Riemenscheibe 9 ist mittels einer später beschriebenen Kupplungseinrich tung in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsarten MB1 , MB2, GB mit der Generator-Welle 1 momentenübertragend koppelbar oder davon entkop pelbar. Der Aggregate-Riementrieb RmKK weist eine auf der Generator-Welle 1 angeordnete, drehfeste Riemenscheibe 1 1 sowie eine aggregateseitige Riemenscheibe 13 auf.

In der Fig. 1 ist die Kupplungseinrichtung aus einer Freilaufkupplung K1 und einer Fliehkraftkupplung K2 aufgebaut. Diese können bei den anhand der Figuren 1 bis 3 veranschaulichten Betriebsarten MB1 , GB, MB2 selbsttätig koppeln oder entkoppeln, so dass die Schaltvorgänge ohne externe Hydrau- lik- oder Elektro-Aktuatoren durchführbar sind. Nachfolgend sind anhand der Figuren 1 bis 3 die Betriebsarten MB1 , GB, MB2 beschrieben, in denen die Riemenscheibenanordnung betreibbar ist.

In der Figur 1 arbeitet die Riemenscheibenanordnung in der ersten Motorbe triebsart MB1 , in der der Riemenscheibengenerator RSG einen Motorstart oder eine Boostfunktion ausführt. In der ersten Motorbetriebsart MB1 wird im Riemenscheibengenerator RSG ein Antriebsmoment generiert. An der Kupp lungseinrichtung der schaltbaren Riemenscheibe 9 erfolgt eine Leistungsver zweigung, bei der das vom Riemenscheibengenerator RSG generierte An triebsmoment in einen Lastpfad L1 von der Generator-Welle 1 in Richtung Brennkraftmaschinen-Riementrieb RBKM und in einen Lastpfad L2 von der Generator-Welle 1 in Richtung auf den Aggregate-Riementrieb RmKK aufge teilt wird. Die Generator-Welle 1 des Riemenscheibengenerators RSG treibt dabei mit einer ersten Antriebsdrehrichtung A1 (das heißt Rechtsdrehung) auf die Brennkraftmaschinen-Welle 5 und auf die Aggregate-Welle 3 ab, die ebenfalls in der ersten Antriebsdrehrichtung A1 drehen.

In der Figur 2 arbeitet die Riemenscheibenanordnung in einer Generatorbe triebsart GB, in der ein von der Brennkraftmaschine BKM generiertes An triebsmoment in einem Lastpfad L3 von der Brennkraftmaschinen-Welle 5 über den Brennkraftmaschinen-Riementrieb RBKM zur Generator-Welle 1 und weiter zum Riemenscheibengenerator RSG übertragen wird. Zudem erfolgt eine Leistungsverzweigung, bei der vom Lastpfad L3 ein Lastpfad L4 ab zweigt, der von der Generator-Welle 1 über den Aggregate-Riementrieb RmKK zum Klimakompressor mKK geführt ist. Die Brennkraftmaschinen-Welle 5 des Riemenscheibengenerators RSG treibt mit der ersten Antriebsdrehrich tung A1 (das heißt Rechtsdrehung) auf die Generator-Welle 1 und auf die Aggregate-Welle 3 ab, die ebenfalls in der ersten Antriebsdrehrichtung A1 drehen. In der Generatorbetriebsart GB erfolgt ein Aufladen der an den Rie menscheibengenerator RSG angeschlossenen Fahrzeugbatterie 14 sowie gleichzeitig ein Antrieb des Klimakompressors mKK.

In der Figur 3 arbeitet die Riemenscheibenanordnung in einer in einer zwei ten Motorbetriebsart MB2. In der zweiten Motorbetriebsart MB2 wird ein vom Riemenscheibengenerator RSG generiertes Antriebsmoment in einem Last pfad L5 ohne Leistungsverzweigung von der Generator-Welle 1 in Richtung auf den Aggregate-Riementrieb RmKK übertragen. Die schaltbare Riemen scheibe 9 ist in der zweiten Motorbetriebsart MB2 von der Kupplungseinrich tung lastfrei geschaltet. Im Unterschied zur ersten Motorbetriebsart MB1 und zur Generatorbetriebsart GB treibt der Riemenscheibengenerator RSG mit der gegensinnigen zweiten Antriebsdrehrichtung A2 (das heißt Linksdre hung) auf den Aggregate-Riementrieb RmKK ab. Die zweite Motorbetriebsart MB2 erfolgt bei stillgelegter Brennkraftmaschine BKM. In diesem Fall kann der Klimakompressor mKK, unabhängig von der Brennkraftmaschine BKM, vom Riemenscheibengenerator RSG mit Antriebsleistung versorgt werden.

Zur Realisierung der obigen drei Betriebsarten MB1 , MB2, GB ist in der Frei laufkupplung K1 die drehmomentenübertragende Sperrfunktion in der ersten Motorbetriebsart MB1 aktiviert. In diesem Fall verläuft der Lastpfad L1 (Figur 1 ) vom Riemenscheibengenerator RSG über die gesperrte Freilaufkupplung K1 sowie bei der ersten Antriebsdrehrichtung A1 bis zur Brennkraftmaschine BKM. Die übertragungsfreie Freilauffunktion der Freilaufkupplung K1 ist da gegen in der zweiten Motorbetriebsart MB2 (Figur 3) aktiviert, das heißt bei einem Betrieb des Riemenscheibengenerators RSG in der zur ersten An triebsdrehrichtung A1 gegensinnigen zweiten Antriebsdrehrichtung A2.

Zudem ist zur Realisierung der drei Betriebsarten MB1 , MB2, GB in der Fliehkraftkupplung K2 die drehmomentenübertragende Sperrfunktion in der Generatorbetriebsart GB (Figur 2) aktiviert. In diesem Fall verläuft der Last pfad L2 (Figur 2) von der Brennkraftmaschine BKM über den Brennkraftma- schinen-Riementrieb RBKM sowie über die gesperrte Fliehkraftkupplung K2 zum Riemenscheibengenerator RSG, während gleichzeitig in der Freilauf kupplung K1 die Freilauffunktion aktiviert ist.

Die übertragungsfreie Freilauffunktion der Fliehkraftkupplung K2 ist dagegen in der zweiten Motorbetriebsart MB2 (Figur 3) aktiviert, das heißt beim Be trieb des Riemenscheibengenerators RSG in der gegensinnigen zweiten An triebsdrehrichtung A2 (Figur 3). In der zweiten Motorbetriebsart MB2 ergibt sich der Lastpfad L5, bei dem sich der Riemenscheibengenerator RSG in der zweiten Antriebsdrehrichtung A2 dreht, so dass sowohl in der Freilaufkupp lung K1 als auch in der Fliehkraftkupplung K1 jeweils die Freilauffunktion ak tiviert ist. Auf diese Weise kann in einer Motor-aus-Phase (das heißt bei vo rübergehend stillgelegter Brennkraftmaschine BKM) oder bei dauerhaft still gelegter Brennkraftmaschine BKM der Riemenscheibengenerator RSG den mechanischen Klimakompressor mKK unabhängig von der Brennkraftma schine BKM antreiben.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 4 bis 7 ein konkret Aufbau der schaltbaren Riemenscheibe 9 sowie der drehfesten Riemenscheibe 11 mit den beiden Freilauf- und Fliehkraftkupplungen K1 und K2 beschrieben: Demzufolge sind die beiden schaltbaren und drehfesten Riemenscheiben 9, 11 axial unmittel bar zueinander benachbart auf der Generator-Welle 1 angeordnet. Ein Grundkörper 12 der schaltbaren Riemenscheibe 9 ist unter radialer Zwi schenlage der Freilaufkupplung K2 auf der Generator-Welle 1 angeordnet. Wie aus der Fig. 4 und 5 hervorgeht, weist die Fliehkraftkupplung K2 insge samt drei gleichmäßig umfangsverteilt angeordnete fliehkraftbeaufschlagbare Fliehkraftelemente 15 auf, die zwischen einer in der Fig. 4 und 5 dargestell- ten Ruheposition und einer in der Fig. 6 und 7 dargestellten Sperrposition verstellbar sind. Der Grundkörper 12 der schaltbaren Riemenscheibe 9 ist in der Fig. 4 mit einem durchmesserreduzierten Tragring 17 materialeinheitlich und einstückig verlängert. Der Tragring 17 der schaltbaren Riemenscheibe 9 ragt in einen Bauraum 19 der drehfesten Riemenscheibe 11 ein. In der Fig. 1 ist der Bauraum 19 zwischen einem radial äußeren Rillenkranz 21 , einem radial inneren Nabenabschnitt 23 und einem Verbindungsflansch 25 der drehfesten Riemenscheibe 11 angeordnet, der den Nabenabschnitt 23 mit dem radial äußeren Rillenkranz 21 verbindet.

In der Fig. 5 ist jedes der Fliehkraftelemente 15 in einem radial ausgerichte ten Führungskanal 27 radial verstellbar geführt. Der jeweilige Führungskanal 27 ist im Tragring 17 der schaltbaren Riemenscheibe 9 axial stirnseitig offen ausgebildet. In dem, in der Fig. 4 gezeigten Zusammenbauzustand ist die axial offene Stirnseite des jeweiligen Führungskanals 27 vom Verbindungs flansch 25 der drehfesten Riemenscheibe 11 geschlossen, so dass eine be triebssichere Linearführung der Fliehkraftelemente 15 gewährleistet ist.

Gemäß der Fig. 5 ist am Innenumfang des Rillenkranzes 21 der drehfesten Riemenscheibe 11 eine Gegenkontur 29 ausgebildet. Diese wirkt bei einer Fliehkraftbeaufschlagung mit dem jeweils zugeordneten Fliehkraftelement 15 zusammen. In der in der Figur 5 gezeigten Ruheposition ist zwischen dem Tragring 17 der schaltbaren Riemenscheibe 9 und dem Innenumfang des Rillenkranzes 21 der drehfesten Riemenscheibe 11 ein radialer Freiraum 31 ausgebildet. Bei einer Fliehkraftbeaufschlagung (Figur 6 und 7) kann das jeweilige Fliehkraftelement 15 unter Aufbrauch des radialen Freiraums 31 bis in Eingriff mit der am Innenumfang des Rillenkranzes 21 der drehfesten Rie menscheibe 11 ausgebildeten Gegenkontur 29 kommen. In dem radialen Freiraum 31 ist eine Ringfeder 33 angeordnet, die gemäß der Figur 8 mit einer vordefinierten Federkraft F1 auf den Tragring-Außenumfang aufge spannt ist und in einer Ruhelage (Figur 5) die Fliehkraftelemente 15 in ihrer Ruheposition hält. Sowohl am Tragring-Außenumfang als auch an der radial äußeren Seite der Fliehkraftelemente 15 sind Federrillen 35 ausgebildet, in der die Ringfeder 33 angeordnet ist.

Bei einer sehr großen Fliehkraftbelastung kann die Ringfeder 33 vom Trag- ring-Außenumfang nach radial außen abheben. Um in diesem Fall eine ein wandfreie Ringfeder-Positionierung aufrechtzuerhalten, ist in der Fig. 4 oder 6 am Innenumfang des Rillenkranzes 21 eine umlaufende Federrille 37 aus gebildet. Die bei sehr starker Fliehkrafteinwirkung vom Tragring- Innenumfang abhebende Ringfeder 33 kann daher nach radial außen bis in die am Innenumfang des Rillenkranzes 21 gebildete Federrille 37 einfahren.

Wie aus dem Federkraft-Drehzahl-Diagramm der Fig. 8 hervorgeht, ist die Ringfeder 33 mit der vordefinierten Federkraft F1 auf dem Tragring- Außenumfang aufgespannt, deren Wert beispielhaft bei ca. 750 N liegt. Bei einer Fliehkrafteinwirkung (das heißt im Generatorbetrieb GB) drücken die Fliehkraftelemente 15 nach radial außen bis Erreichen der Sperrposition (Fi gur 6 oder 7). Dies führt zu einer Dehnung der Ringfeder 33, und zwar unter Aufbau der Federkraft bis auf einen Wert von F2, der in der Figur 8 bei bei spielhaft ca. 1200 N liegt. In der Fig. 8 setzt die Fliehkraftwirkung auf die Fliehkraftelemente 15 bei einer Drehzahl m der schaltbaren Riemenscheibe 9 von beispielhaft ca. 270 min 1 ein. Mit dem Erreichen einer Drehzahl r2 von beispielhaft ca. 330 min -1 sind die Fliehkraftelemente 15 bis in ihrer Sperrpo sition verlagert. Aufgrund der Drehzahldifferenz zwischen den beiden Dreh zahlen m und r2 können Klackergeräusche sowie ein Verschleiß vermieden werden. BEZUGSZEICHENLISTE

I Generator-Welle

3 Aggregate-Welle

5 Brennkraftmaschinen-Welle

7 brennkraftmaschinenseitige Riemenscheibe

9 schaltbare Riemenscheibe der Generator-Welle

I I drehfeste Riemenscheibe der Generator-Welle

12 Grundkörper der schaltbaren Riemenscheibe 13 aggregateseitige Riemenscheibe

15 Fliehkraftelemente

17 Tragring

19 Bauraum

21 Rillenkranz

23 Nabenabschnitt

25 Verbindungsflansch

27 Führungskanal

29 Gegenkontur

31 radialer Freiraum

33 Ringfeder

35, 37 Federrillen

39 Freilauf-Außenseite

40 Drehlager

41 Klemmkörper

42 Drehlager

43 Freilauf-Innenseite

BKM Brennkraftmaschine

RSG Riemenscheibengenerator

mKK mechanischer Klimakompressor

RBKM Brennkraftmaschinen-Riementrieb

RmKK Aggregate-Riementrieb

A1 erste Antriebsdrehrichtung

A2 zweite Antriebsdrehrichtung

L1 , L2, L3, L4, L5 Lastpfade