DE2507939A1

DE2507939A1 - Drehzahlregler, insbesondere fuer hilfsmaschinen in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2507939A1
Application number: DE19752507939
Authority: DE
Inventors: Frederick John Adams
Original assignee: TRW Steering Systems Ltd
Current assignee: TRW Steering Systems Ltd
Priority date: 1974-03-05
Filing date: 1975-02-24
Publication date: 1975-09-11
Also published as: FR2263382A1; JPS5754665B2; GB1469776A; US3996807A; AU7882975A; FR2263382B1; CA1010682A; IT1033384B; JPS50121932A

Description

München 20.02.1975

CAM GEARS LIMITED

45 Wilbury Way, Hitchin,

Hertfordshire, England,

Großbritannien

Drehzahlregler, insbesondere für Hilfsmaschinen in Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft einen Drehzahlregler, insbesondere für Hilfsraaschinen eines Kraftfahrzeuges, wie eine Lichtmaschine, ein Kühlgebläse, eine Wasserpumpe, zum Aufrechterhalten einer in etwa gleichen Drehfrequenz, unabhängig von Drehfrequenzschwankungen des Fahrzeugantriebraotors.

Drehzahlregler zum Aufrechterhalten einer vorbestimmten Drehfrequenz oder eines vorbestimmten Drehfrequenzbereiches auf der Abtriebseite, ungeachtet einer veränderlichen Drehfrequenz auf der Antriebseite sind bekannt, beispielsweise nach der GB-PS 1.297.574. und der britischen Patentanmeldung 6.238/73. Die vorbestimmte Drehfrequenz des Abtriebs kann konstant oder variabel sein, wobei dieser Bereich meist unterhalb der antriebseitigen Drehfrequenz liegt. Die antreibende Scheibe und die angetriebene Scheibe sind bei

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Drehzahlreglern nach den oben bezeichneten Patent und Patentanmeldung durch einen Keilriemen-miteinander ver-■ bunden. Die Keilriemenscheiben bestehen je aus zwei Scheibenhälften, von denen mindestens eine in Richtung auf die andere in axialer Richtung mit Druck beaufschlagt werden kann. Die Druckmittel an mindestens einer der Scheibenhälften sind fliehkraftbetätigte Elemente, die direkt oder über eine Druckmittelanordnung auf die jeweils axial bewegliche Scheibenhälf'te einwirken.

Die bekannten, oben behandelten, Drehzahlregler sind für ihre Zwecke gut geeignet. Ihr Mangel ist darin zu sehen, daß die beiden Scheiben mittels eines Keilriemens miteinander verbunden sind, und daß sie insofern nicht eine integrale Einheit darstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen integralen Drehzahlregler auf der Basis eines mit Reibung betriebenen Drehfrequenzminderers zu schaffen, wie er in der G-B-PS 254.341 beschrieben ist, mit einer treibenden Scheibe und einer angetriebenen Scheibe in einer gemeinsamen Achse, wobei die einander zugewandten Flächen der Scheiben je eine, gemeinsam eine Kreisbahn bildende, koaxiale Ringnut besitzen, und mit einem um eine zu der gemeinsamen Achse radiale Achse drehbaren, in der Kreisbahn laufenden Wälzkörper derart, daß bei Drehen der treibenden Scheibe durch den Wälzkörper mittels Reibung Kraft auf die angetriebene Scheibe bei zu der treibenden Scheibe entgegengesetztem Drehsinn übertragen wird.

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Diese Aufgabe ist bei einem Drehzahlregler der eingangs beschriebenen Art bei oben dargestellter Ausbildung nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Wälzkörper in einem Träger sitzt, daß die beiden Scheiben in axialer Richtung - relativ - gegen den Wälzkörper gepreßt sind, daß der Träger um eine in einer zu der gemeinsamen Achse der Scheiben radiale Ebene gelegenen, zu dieser Achse senkrechte und räumlich abgesetzte Achse schwenkbar gelagert ist, derart, daß der Träger durch axiale Verschiebung einer der Scheiben radial in Bezug auf die gemeinsame Achse der Scheiben geschwenkt werden kann, und daß die Stellungen des Eingriffs zwischen dem Wälzkörper und den Ringnuten eine Wirkung auf den Wechsel der Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis der treibenden Scheibe zu der angetriebenen Scheibe ausüben.

Für eine ausgeglichene Betriebsweise ist es bei einem Drehzahlregler nach der Erfindung zweckmäßig, daß zwei oder mehr Wälzkörper zwischen den beiden Scheiben angeordnet sind. Die beiden Scheiben können in axialer Richtung aufeinander und auf den oder die Wälzkörper mit beliebigen Mitteln mit Druck beaufschlagt sein, doch ist zweckmäßig eine der Scheiben durch Zentrifugalkraft betätigte Kittel, wie Kugeln auf der der Ringnut gegenüberliegenden Fläche einer Scheibe druckbeaufschlagt. Die Scheiben sind vorzugsweise mit ihren zugeordneten Gehäusen zu gemeinsamer Drehbewegung verbunden. Das der treibenden Scheibe zugeordnete Gehäuse kann über .einen Keilriementrieb oder direkt mit der Kurbelwelle der Antriebsmaschine des Fahrzeuges verbunden sein.

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Weitere Schutzbegehren ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und/oder der Beschreibung der Voranmeldung in Verbindung mit den Patentansprüchen.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schemat'isch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Drehzahlregler, im oberen Teil der

Darstellung geschnitten in einer die Längsachse enthaltenden Ebene,

Fig. 2 den Drehzahlregler, im Schnitt 2-2 nach Fig. 1,

Fig. 3 den Drehzahlregler, wie in Fig. 1, jedoch in einer anderen Betriebsstellung,

Fig. 4 den Drehzahlregler, wie in Fig. 1, jedoch in einer weiteren Betriebsstellung,

Fig. 5 andere Drehzahlregler, jeweils im oberen bis Teil der Darstellung geschnitten in einer Fig. 7 die Längsachse enthaltenden Ebene, und

Fig. 8 den Drehzahlregler nach Fig. 7 im Schnitt 8-8.

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Nach Fig. 1 bis Pig. 4 besteht ein Drehzahlregler aus einer Achse 1 mit Befestigungszapfen 2 (zur Anbringung an dem Motorblock oder Fahrgestell eines Kraftfahrzeuges, einem auf der Achse 1 mittels eines Lagers 5 drehbar gelagerten Gehäuse 3 mit angeformter Keilrille 4 (zum Antrieb mittels eines Keilriemens von der Kurbelwelle des Fahrzeugmotors), einem mittels eines Lagers 8 auf der Achse 1 drehbar gelagerten Gehäuse 6 mit angeformter Keilrille 7, und aus einem auf der Achse 1 mittels einer Feder 11 drehfest angeordneten scheibenförmigen Käfig 1o mit einem Doppellager 9, 9a an seinem Umfang, auf dem die Gehäuse 3 und 6 zusätzlich und somit auf der Achse 1 in axialer Richtung fest gelagert sind.

In die innere Wandfläche des Gehäuses 3 sind sich etwa radial verlaufende Rinnen 12 eingelassen, in denen Kugeln 13 aufgenommen sind, die sich an einer, etwa axial gegenüberliegenden Scheibe 14 abstützen, die mit dem Gehäuse 3 auf der Achse 1 drehbar und in dem Gehäuse 3 mittels Keilverzahnung 15 axial einstellbar angeordnet ist. Die innere Wandfläche des Gehäuses 3 ist in radialer Richtung zu der Scheibe 14 hin geneigt, also stark keglig ausgebildet, welcher Neigung auch die Rinnen 12 für die Kugeln 13 folgen, derart, daß bei radialem Drängen der Kugeln 13 infolge Fliehkraft axialer'Druck auf die Scheibe 14 ausgeübt wird.

In dem Gehäuse 6 ist gleichfalls eine mit diesem drehbare und in diesem mittels Keilverzahnung 17 axial einstellbare Scheibe 16 angeordnet.

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Die einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Scheiben 14 und 16 sind mit je einer koaxialen Ringnut 18a bzw. 18 versehen, die gemeinsam eine Kreisbahn für scheiben- oder rollenförmige Wälzkörper 19 bilden. Die Ringnuten 18 und 18a können einen kreisabschnittförmigen umlaufenden Querschnitt besitzen. Mittels der Wälzkörper 19 wird mittels Reibung Drehkraft von der treibenden Scheibe 14 auf die angetriebene Scheibe 16 übertragen, wobei sich letzte jedoch entgegengesetzt zu der Scheibe 14 dreht.

Die Wälzkörper 19 sind an deren befindlichen Lagerzapfen mittels Lagern 2o und 2oa in Trägern 21 drehbar gelagert. Die Träger 21 wiederum sind um eine, in einer zu der Achse 1 radiale Ebene gelegenen, zu dieser Achse senkrechte und räumlich abgesetzte Achse mittels Dorne 22 und 22a schwenkbar gelagert, derart, daß die Träger 21 durch axiales Einstellen der Scheiben 14 und 16 geschwenkt werden. Dieses Einstellen erfolgt durch Wechselspiel der Kugeln 13 bei Zentrifugalkraft gegenüber einer Druckfeder 23, mit der die Scheibe 16 von ihrem Gehäuse 6 abgedrückt wird.

Bei der Stellung nach Fig. 1 laufen beide Scheiben 14 und 16 - entgegengesetzt - mit gleicher Drehfrequenz bzw. gleicher Winkelgeschwindigkeit der Keilrillen 4 und 7.

Die Stellung nach Fig. 3 ist eine Ruhestellung bzw. eine Stellung bei niederer Drehfrequenz, wobei die Zentrifugalkraft noch nicht ausreicht, die Kugeln 13 nach außen und somit die Scheiben 14 und 16 über die Wälzkörper 19 ent-

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gegen der Federkraft der Druckfeder 23 - in der Zeichnung nach rechts - zu drängen. Damit laufen die Wälzkörper 19 bei der Scheibe 14 auf einem engeren und auf der Scheibe 16 auf einem weiteren Radius. Damit entspricht das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der Kei]rille 14 zu der Keilrille 16 dem Verhältnis ^₁/R₂-

Nach Fig. 4 befindet sich der Drehzahlregler in der anderen äußersten Betriebsstellung, bei der die Kugeln 13 infolge großer Zentrifugalkraft bei hoher Drehzahl des treibenden Gehäuses 3 und der Scheibe 14 ihre äußerste Stellung einnehmen und bei der das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der Scheiben 14 und 16 zueinander dem Verhältnis R./R, entspricht. Die Scheibe 16 läuft erheblich langsamer als die Scheibe 14 und umgekehrt.

Bei einem Drehzahlregler nach Fig. 5, der weitgehend dem nach Fig. 1 bis Fig. 4 gleicht, ist die Keilrille 4 weggelassen und der Drehzahlregler ist durch Kuppeln mittels eines Flansches 24 direkt mit der Kurbelwelle eines nicht weiter dargestellten Fahrzeugmotors verbunden und von dieser angetrieben. In diesem Falle ist die Achse 1 durch eine Welle 1 ausgetauscht, die mittels eines Steins 25 o.dgl. mit dem, nun auf diese Weise angetriebenen Gehäuse 3 drehfest verbunden ist. Bei dieser Ausbildung ist ferner der Käfig 1o nicht drehfest mit der Achse bzw. hier Welle 1 verbunden sondern darauf mittels eines Lagers 26 drehbar gelagert. Er besitzt ferner einen, zwischen den'Gehäusen und 6 hinausgreifenden Arm 27 o.dgl., mit dem er in Ruhe gehalten wird, während sich die anderen Teile drehen können.

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Der Drehzahlregler nach Fig. 6 ist eine Abwandlung des Drehzahlreglers nach Fig. 5, wobei der treibende Flansch 24 auf die andere Seite der Einrichtung verlegt und als Bestandteil des Gehäuses 3 ausgebildet bzw. an dieses angeformt ist. Darüber hinaus entspricht diese Ausbildung der Ausbildung nach Fig. 5.

Bei dem Drehzahlregler nach Fig. 7 und Fig. 8 sind die treibende und die getriebene Keilrille gegen einander ausgetauscht, so daß dieser Drehzahlregler in umgekehrter Richtung zu verwenden ist. Damit werden die Kugeln 13 durch Zentrifugalkraft auf der Abtriebseite regelnd wirksam. Bei dieser Umkehrung ist zugleich eine Änderung der Schwenkbarkeit des Trägers erforderlich, weshalb die Dorne 22 und 22a radial einwärts der Wälzkörper 19 angeordnet sind.

Paten tansprüche - 9 -

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Claims

_ 9 — Patentansprüche:

1.] Drehzahlregler, insbesondez'e für Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeuges sum Aufrechterhalten einer in etwa gleichen Drehfrequenz, unabhängig von Drehfrequenzschwankungen des Fahrzeugantriebmotors, mit einer treibenden Scheibe und einer angetriebenen Scheibe in einer gemeinsamen Achse, wobei die einander zugewandten Flächen der Scheiben je eine, gemeinsam eine Kreisbahn bildende, koaxiale Ringnut besitzen, und mit einem um eine zu der gemeinsamen Achse radiale Achse drehbaren, in der Kreisbahn laufenden Wälzkörper, derart, daß bei Drehen der treibenden Scheibe durch den Wälzkörper mittels Reibung Kraft auf die angetriebene Scheibe bei zu der treibenden Scheibe entgegengesetztem Drehsinn übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzkörper (19) in einem Träger (21) sitzt, daß die b-H-n Scheiben (14, 16) in axialer Richtung - relativ - gegen den Wälzkörper (19) gepreßt sind, daß der Träger (21) um eine in einer zu der gemeinsamen Achse der Scheiben radiale Ebene gelegenen, zu dieser Achse senkrechte und räumlich abgesetzte Achse schwenkbar gelagert ist, derart, daß der Träger (21) durch axiale Verschiebung einer der Scheiben (14, 16) radial in Bezug auf die gemeinsame Achse der Scheiben geschwenkt werden kann, und daß die Stellungen des Eingriffs zwischen dem Wälzkörper (19) und den Ringnuten (18, 18a) eine Wirkung auf den Wechsel der Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis der treibenden Scheibe (14) zu der angetriebenen Scheibe (16) ausüben.

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2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Wälzkörper (19) mit,je einem schwenkbaren Träger (21) vorgesehen sind und daß die Wälzkörper (19) mit ihren Trägern (21) kreissymmetrisch um die gemeinsame Achse der beiden Scheiben (14, 16) verteilt sind.

3. Drehzahlregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Wälzkörper (19) mit je einem Träger (21) vorgesehen sind.

4. Drehzahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (14, 16) auf einer gemeinsamen Achse in je einem auf der Achse drehbaren, jedoch axial festen Gehäuse (3, 6) und in diesem axial einstellbar gelagert sind, daß die Scheiben (14, 16) in den Gehäusen (3, 6) in axialer Richtung auf den bzw. die Wälzkörper (19) mit Druck beaufschlagt sind durch Druckelemente, die in den Gehäusen untergebracht sind.

5. Drehzahlregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Gehäuse (3) durch Zentrifugalkraft zu betätigende Druckelemente angeordnet sind.

6. Drehzahlregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Druckelemente aus mindestens zwei, in einem zwischen den einander zugewandten, sich etwa radial erstreckenden Flächen eines der Gehäuse (3) und der zugehörigen Scheibe (14) gebildeten Raum angeordneten Kugeln (13) bestehen, daß diese beifjen Flächen in radialer Richtung einander zugeneigt sind und eine der Anzahl Kugeln (13) entsprechende Anzahl sich radial erstreckende Rinnen

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(12) aufweisen, derart, daß die beiden Flächen bei radialem Drängen der Kugeln (13) infolge Zentrifugalkraft aueeinandergedrängt und somit die Scheibe (14) mit Druck beaufschlagt werden.

7. Drehzahlregler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß.die Achse (1) feststehend und die Gehäuse (3, 6) mit den ihnen zugeordneten Scheiben (14, 16) auf der Achse (1) drehbar angeordnet sind.

8. Drehzahlregler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß - in Abänderung - anstelle der Achse eine Welle (1) vorgesehen ist, daß die angetriebene Scheibe (16) und das zugehörige Gehäuse (6) auf der Welle (1) drehbar gelagert sind, und daß die treibende Scheibe (14) und das zugehörige Gehäuse (3) drehfest mit der Welle (1) verbunden sind.

9. Drehzahlregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) zum Antreiben mittels eines daran gekuppelten Motors und zum Übertragen der Drehbewegung auf das der treibenden Scheibe zugeordnete Gehäuse ausgebildet ist.

1o. Drehzahlregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das der treibenden Scheibe zugeordnete Gehäuse zum Antreiben mittels eines angekuppelten Motors und zum Übertragen der Drehbewegung auf die Welle ausgebildet ist.

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