DE102006050824A1 - Belt pulley arrangement for belt drive of motor vehicle, has pulley body swivellably supported on pulley hub, and field coupler arranged between hub and body, where bearing i.e. antifriction bearing, is arranged between body and hub - Google Patents

Abstract

The pulley arrangement (1) has a belt pulley body (3) swivellably supported on a belt pulley hub (2) and a magnetic field coupler (32) arranged between the belt pulley hub and the belt pulley body. The pulley body and the pulley hub exhibit electrical coils (12). A bearing i.e. antifriction bearing, is arranged between the pulley body and the pulley hub. A coil excitation arrangement is attached to the electrical coils. The excitation arrangement is attached to sliding contacts. A mechanical coupling (31) is arranged between the pulley arrangement and the pulley hub.

Description

Riemenscheibenanordnungen für Riementriebe sind bekannt. Beispielsweise bei Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, dienen sie zum Antrieb von Zusatz- oder Nebenaggregaten. Diese sollen bei Motorleerlauf, also bei relativ geringer Drehzahl, eine mindestens ausreichende Leistung erbringen, dürfen aber auch bei Maximaldrehzahl des Motors weder beeinträchtigt noch akustisch auffällig werden. Des Weiteren dürfen sie nicht unwirtschaftlich den Verbrauch beeinflussen oder die Brennkraftmaschine in der Spontaneität ihrer Leistungsentfaltung beeinträchtigen. Im Stand der Technik ist es immer noch üblich, die Nebenaggregate nebst festen Übersetzungen im Riementrieb über Riemenscheiben einzukuppeln. Zwar sind Riemenscheiben bekannt, die sich elektromechanisch an- oder abkuppeln lassen, beispielsweise für Klimakompressoren, dennoch laufen diese in einem festen Übersetzungsverhältnis zur Brennkraftmaschine. Weiter ist am Stand der Technik nachteilig, dass die derzeitigen Treibriemenanordnungen nicht für den Einsatz in Hybridfahrzeugen tauglich sind, da sie ausschließlich von der Brennkraftmaschine angetrieben werden. In solchen Treibriemenanordnungen ist derzeit mindestens ein zusätzlicher Elektromotor nötig, der den Betrieb der Treibriemenanordnung und der Nebenaggregate bei stillstehender Brennkraftmaschine übernimmt. Alternativ hierzu wird erwogen, jedes Zusatzaggregat mit einem eigenen Antrieb zu versehen. Ebenfalls erwogene Zwischengetriebe können zwar die Drehzahl der Treibriemenanordnung in Stufen schalten, wobei derartige Alternativen jedoch aus Bauraum-, Gewichts-, Kosten- und Lebensdauergründen bislang nicht verwirklicht wurden. Überdies verursacht eine gestufte Übersetzung eines Nebenaggregatantriebs akustische Probleme.Pulley arrangements for belt drives are known. For example, in internal combustion engines, in particular in motor vehicles, they serve to drive additional or auxiliary units. These should at engine idle, so at a relatively low speed, a at least sufficient power, but may also at maximum speed the engine is not affected still acoustically noticeable become. Furthermore, allowed they do not uneconomically affect consumption or the internal combustion engine in spontaneity affect their performance. In the prior art is it still common the ancillaries together with fixed translations in the belt drive via pulleys engage. Although pulleys are known that are electromechanical can be coupled or uncoupled, for example for air conditioning compressors, nevertheless These run in a fixed gear ratio Internal combustion engine. Furthermore, it is disadvantageous in the prior art that the current belt arrangements are not for use are suitable in hybrid vehicles, since they are exclusively made by the internal combustion engine are driven. In such drive belt arrangements is currently at least one additional Electric motor necessary, the operation of the drive belt assembly and ancillaries takes over at a stationary internal combustion engine. Alternatively to this It is considered to provide each auxiliary unit with its own drive. Also considered intermediate transmission while the speed of the Drive belt assembly in stages, however, such alternatives for space reasons, weight, cost and life reasons so far not realized. moreover causes a stepped translation an accessory drive acoustic problems.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Riemenscheibenanordnung eines Riemenantriebs bereitzustellen, die die genannten Nachteile vermeidet.task The invention therefore is a pulley arrangement of a belt drive to provide that avoids the disadvantages mentioned.

Hierzu wird eine Riemenscheibenanordnung eines Riemenantriebs vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Riemenscheibenkörper und einer Riemenscheibennabe. Hierbei ist vorgesehen, dass der Riemenscheibenkörper drehbar auf der Riemenscheibennabe lagert und dass zwischen Riemenscheibennabe und Riemenscheibenkörper eine Magnetfeldkupplung angeordnet ist. Die Riemenscheibennabe und der Riemenscheibenkörper sind folglich über eine Magnetfeldkupplung miteinander verbunden, wobei die Riemenscheibennabe bei wirksamer Magnetfeldkupplung die Mit nahme des Riemenscheibenkörpers bewirkt beziehungsweise die Magnetfeldkupplung eine Momentübertragung zwischen Riemenscheibennabe und dem Riemenscheibenkörper bewirkt.For this a pulley arrangement of a belt drive is proposed, especially for a motor vehicle, with a pulley body and a pulley hub. It is provided that the pulley body rotatably mounted on the pulley hub stores and that between pulley hub and pulley body a Magnetic clutch is arranged. The pulley hub and the Pulley body are therefore over a magnetic field coupling connected to each other, wherein the pulley hub with effective magnetic coupling with the exception of the pulley body causes or the magnetic field coupling a torque transmission between Pulley hub and the pulley body causes.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Riemenscheibenkörper und die Riemenscheibennabe jeweils elektrische Spulen aufweisen. Die elektrischen Spulen bewirken nach dem Transformatorenprinzip den Aufbau magnetischer Felder, so dass bei vorhandenem Magnetfeld eine Momentübertragung stattfindet, bei abgeschaltetem, fehlendem Magnetfeld hingegen nicht. Eine solche Ausführungsweise lässt durch die Wahl der Stärke des elektrischen Magnetfelds eine Regulierung des Maßes der Momentübertragung zwischen Riemenscheibennabe und Riemenscheibenkörper zu. Bei starkem Magnetfeld findet eine nahezu starre Kopplung und damit eine nahezu vollständige Momentübertragung statt, wohingegen bei einem eher schwach ausgebildeten Magnetfeld auch die Momentübertragung nur gering ist.In an embodiment the invention is provided that the pulley body and the Pulley hub each have electrical coils. The electrical Coils cause the construction of magnetic according to the transformer principle Fields, so that in the presence of magnetic field, a moment transfer takes place, with switched off, missing magnetic field, however, not. Such an execution lets go the choice of strength of the electric magnetic field a regulation of the measure of torque transmission between pulley hub and pulley body too. In a strong magnetic field finds a nearly rigid coupling and thus an almost complete torque transfer instead of a weak magnetic field also the moment transfer only small.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen Riemenscheibenkörper und Riemenscheibennabe ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, angeordnet ist. Das Lager dient zur Verringerung von Reibungen zwischen Riemenscheibennabe und Riemenscheibenkörper und dazu, dass sich bei fehlendem Magnetfeld der Riemenscheibenkörper möglichst verlustfrei und reibungsfrei auf der Riemenscheibennabe drehen kann.In a further embodiment the invention is provided that between pulley body and Pulley hub a bearing, in particular a rolling bearing is arranged. The Bearing is used to reduce friction between the pulley hub and pulley body and to ensure that in the absence of magnetic field of the pulley body as possible can rotate without loss and friction on the pulley hub.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass den elektrischen Spulen jeweils eine Spulenerregungsanordnung zugeordnet ist. Mit Spulenerregungsanordnung ist jede Anordnung gemeint, die dazu dient, in der Spule beziehungsweise den Spulen ein elektrisches Feld zu induzieren. Beispielsweise kann dies durch Anlegen einer Spannung an eine der Spulen erfolgen, wobei die jeweils andere Spule mit einem Verbraucher belastet oder sogar kurzgeschlossen ist. Jede elektrisch sinnvolle Anordnung ist hierbei denkbar. Wesentlich für die Erfindung ist allein, dass bei Zuschaltung der Spulenerregungsanordnung ein Magnetfeld in mindestens einer der Spulen induziert wird.In a further embodiment it is provided that the electrical coils each have a coil excitation arrangement assigned. With coil excitation arrangement is any arrangement meant to serve in the coil or coils to induce an electric field. For example, this can be done by Applying a voltage to one of the coils, wherein the respective another coil charged to a consumer or even shorted is. Any electrically sensible arrangement is conceivable here. Essential for the Invention is alone that when switching the coil excitation arrangement a magnetic field is induced in at least one of the coils.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens einer der Spuleerregungsanordnungen ein Stellglied zur Regulierung ihrer Induktion zugeordnet ist. Hiermit ist gemeint, dass die in der Spule stattfindende Induktion vorzugsweise von Null bis zu ihrem Maximalwert reguliert werden kann. Hierdurch lässt sich eine Regulierung der Momentübertragung zwischen Riemenscheibennabe und dem Riemenscheibenkörper erreichen. Bei hoher Induktion findet eine praktisch vollständige Mo mentübertragung zwischen Riemenscheibennabe und Riemenscheibenkörper statt, wohingegen bei nur schwacher Induktion aufgrund des nur schwach ausgeprägten Magnetfeldes nur eine geringe Momentübertragung stattfindet, so dass sich gewissermaßen ein Schlupf ergibt, und die Drehzahl des durch die Treibriemenanordnung und die Nebenaggregate belasteten Riemenscheibenkörpers geringer ist als diejenige der Riemenscheibennabe.In a preferred embodiment of the invention it is provided that at least one of the coil excitation arrangements is associated with an actuator for regulating their induction. By this is meant that the inductance taking place in the coil can preferably be regulated from zero to its maximum value. This makes it possible to achieve a regulation of the torque transmission between the pulley hub and the pulley body. At high induction takes place a virtually complete Mo ment transmission between the pulley hub and pulley body, whereas only weak induction due to the weak magnetic field takes place only a small torque transfer, so that to some extent results in a slip, and the speed of the drive belt assembly and the side Aggregate loaded pulley body is lower than that of the pulley hub.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stellglied stufenlos regulierbar ist. Die vorstehend beschriebene Regulierung erfolgt hier nicht gestuft, sondern stufenlos zwischen der unteren und oberen Grenze. Hierdurch kann der Grad der Momentübertragung und damit im Wesentlichen auch die Drehzahl stufenlos eingestellt werden.In a particularly preferred embodiment The invention provides that the actuator infinitely adjustable is. The regulation described above does not take place here graded, but stepless between the lower and upper limit. This allows the degree of torque transfer and thus essentially also the speed can be adjusted continuously.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens eine der Spulenerregungsanordnungen an Schleifkontakte angeschlossen ist. Hiermit ist gemeint, dass der elektrische Anschluss der Spulenerregungsanordnungen an die Spulen, die sich im Riemenscheibenkörper beziehungsweise der Riemenscheibennabe befinden, über Schleifkontakte erfolgt. Schleifkontakte können beispielsweise als an dem Riemenscheibenkörper oder an der Riemenscheibennabe ausgebildete Schleifringe vorliegen, die in sinnvoller Gegenüberlage zu beispielsweise federbelasteten Kohlebürsten liegen. Hierbei ist jede elektrisch sinnvolle Ausführungsform der Schleifkontakte möglich, erfindungswesentlich ist allein, dass die Spulenerregungsanordnungen feststehen können, wohingegen sich der Riemenscheibenkörper beziehungsweise die Riemenscheibennabe relativ hierzu in Drehbewegung befinden können, und gleichzeitig eine elektrische Verbindung stattfindet.In a further embodiment it is provided that at least one of the coil energizing arrangements is connected to sliding contacts. By this is meant that the electrical connection of the coil excitation arrangements to the Coils located in the pulley body or the pulley hub are over Sliding contacts takes place. Sliding contacts can, for example, as on the Pulley body or slip rings formed on the pulley hub are present in a meaningful confrontation lie, for example, spring-loaded carbon brushes. Each is electric meaningful embodiment the sliding contacts possible, essential to the invention is that the coil excitation arrangements can be established whereas the pulley body or pulley hub can be in relative rotational motion, and at the same time a electrical connection takes place.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Riemenscheibennabe als Antrieb und der Riemenscheibenkörper als Abtrieb einer Treibriemenanordnung dient.In a further embodiment is provided that the pulley hub as the drive and the Pulley body serves as the output of a drive belt arrangement.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Riemenscheibennabe drehfest mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Riemenscheibennabe wird demzufolge von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben, wohingegen der Riemenscheibenkörper als Abtrieb der Treibriemenanordnung nur dann wirksam ist, wenn durch die Magnetfeldkupplung eine Momentübertragung stattfindet. Hierbei lässt sich das Übersetzungsverhältnis zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und dem Abtrieb der Treibriemenanordnung durch die Stärke des Magnetfelds der Magnetfeldkupplung praktisch stufenlos regulieren.Prefers It is envisaged that the pulley hub rotatably with the crankshaft an internal combustion engine is connected. The pulley hub becomes consequently driven by the crankshaft of the internal combustion engine, whereas the pulley body as the output of the drive belt assembly is effective only if a moment transfer takes place by the magnetic field coupling. in this connection let yourself the gear ratio between the crankshaft of the internal combustion engine and the output of the drive belt assembly through the strength of the magnetic field of the magnetic field clutch practically infinitely regulate.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen Riemenscheibenkörper und Riemenscheibennabe eine weitere, mechanisch wirkende Mechanikkupplung angeordnet ist. Für den Fall, dass eine starre Kupplung mit fixer Momentübertragung stattfinden soll, ist diese mechanisch wirkende Mechanikkupplung vorgesehen, die in der üblichen Weise einer Kupplung ausgebildet sein kann.In a further embodiment is provided that between pulley body and pulley hub a further, mechanically acting mechanical clutch is arranged. In the case, that a rigid coupling with fixed torque transmission should take place, This mechanically acting mechanical coupling is provided in the usual Way of a coupling may be formed.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Mechanikkupplung elektromagnetisch schließende oder öffnende Kupplungselemente auf. Diese Kupplungselemente können beispielsweise als Kupplungsbacken oder Kupplungsstifte oder in einer ähnlichen, mechanisch sinnvollen, aus dem Stand der Technik durchaus bekannten Kupplungstechnik bestehen. Durch ein Abkoppeln, also durch Öffnen der Mechanikkupplung und Deaktivierung der Magnetfeldkupplung, wird vorteilhafterweise das Startverhalten der Brennkraftmaschine verbessert und das nötige Startmoment verringert.In a preferred embodiment has the mechanical clutch electromagnetically closing or opening Coupling elements on. These coupling elements can, for example, as coupling jaws or coupling pins or in a similar, mechanically meaningful, consist of the prior art well-known coupling technology. By uncoupling, so by opening the Mechanical coupling and deactivation of the magnetic field coupling is advantageously improves the starting behavior of the internal combustion engine and the necessary Starting moment reduced.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Riemenscheibennabe einen Stator und der Riemenscheibenkörper einen Läufer eines Elektromotors bilden. Im Zusammenwirken mit den Spulenerregungsanordnungen ist es folglich möglich, bei stehender Brennkraftmaschine und daher stehender Riemenscheibennabe im Zusammenspiel mit dem hierauf frei drehbaren Riemenscheibenkörper einen Elektromotor auszubilden. Dies wird durch Beaufschlagung der Spulen mit einer hierfür geeigneten Spannung über die Spulenerregungsanordnungen bewirkt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Elektromotor zum Antrieb der Treibriemenanordnung dient. Hierbei ist es möglich, beispielsweise in einem Hybridfahrzeug bei stehender Brennkraftmaschine ohne Hinzufügung weiterer Elektromotoren, was bauraum- und kostennachteilig wäre, den Antrieb der Treibriemenanordnung elektrisch vorzunehmen.In a further preferred embodiment is provided that the pulley hub a stator and the Pulley body a runner form an electric motor. In cooperation with the coil excitation arrangements is it therefore possible with stationary internal combustion engine and therefore stationary pulley hub in interaction with the freely rotatable pulley body a To train electric motor. This is done by applying the coils with one for this suitable voltage over causes the coil excitation arrangements. In a further preferred embodiment is provided that the electric motor is used to drive the drive belt assembly. Here it is possible For example, in a hybrid vehicle with stationary engine without addition further electric motors, which would be space-consuming and cost-disadvantageous, the Drive the drive belt assembly electrically make.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Riemenscheibenkörper und/oder die Riemenscheibennabe eine Drehzahlaufnahmevorrichtung auf. Hierdurch kann die jeweils anliegende Drehzahl an Signalverarbeitungs- und/oder Steuerungseinrichtungen übermittelt werden.In a further embodiment points the pulley body and / or the pulley hub a speed pickup device on. As a result, the respective applied speed at signal processing and / or control devices are transmitted.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Drehzahlaufnahmevorrichtung eine Steuer-/Regeleinheit zur Beeinflussung der Magnetfeldkupplung und/oder der Mechanikkupplung zugeordnet. Auf diese Weise kann, abhängig von der Drehzahl sowohl der Riemenscheibennabe als auch des Riemenscheibenkörpers oder eines hiervon die Stärke des Magnetfelds und damit, drehzahlabhängig, die Stärke der Momentübertragung beziehungsweise das Ein- beziehungsweise Auslösen der Mechanikkupplung bewirkt werden.In a particularly preferred embodiment the speed pickup device is a control unit for Influencing the magnetic field coupling and / or the mechanical coupling assigned. In this way, depending on the speed both the pulley hub as well as the pulley body or one of them is the strength the magnetic field and thus, speed dependent, the strength of torque transmission or the activation or release of the mechanical clutch causes become.

Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Magnetfeldkupplung ist es möglich, die heute übliche Wirkungsweise von Torsionsschwingungsdämpfern oder frequenzspezifischen Torsionstilgern auf einfache Art und Weise zu realisieren. Durch gezieltes Ansteuern der Magnetfeldkupplung können dynamische Effekte, für die bislang die mechanischen Torsionsschwingungsdämpfer oder frequenzspezifischen Torsionstilger eingesetzt wurden, eliminiert werden.By using the magnetic field coupling according to the invention, it is possible to realize today's conventional mode of action of torsional vibration dampers or frequency-specific Torsionstilgern in a simple manner. By selective control of the magnetic field coupling can dynamic effects, for so far the mechanical torsional vibration damper or frequency-specific Tor were used, are eliminated.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombinationen derselben.Further advantageous embodiments emerge from the dependent claims and combinations thereof.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Es zeigenIt demonstrate

1 eine schematische Darstellung einer Riemenscheibenanordnung und 1 a schematic representation of a pulley assembly and

2 die Riemenscheibenanordnung in einer Treibriemenanordnung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs. 2 the pulley assembly in a drive belt assembly of an internal combustion engine of a vehicle.

1 zeigt eine Riemenscheibenanordnung 1, die eine Riemenscheibennabe 2 und einen Riemenscheibenkörper 3 aufweist. Auf einem Außenumfang 4 des Riemenscheibenkörpers 3 ist eine Lauffläche 5 für einen Riementrieb aufgebracht. Die Riemenscheibennabe 2 ist drehfest mit einer Kurbelwellenscheibe 6 verbunden, die in Form eines Stülptopfes 7 mit Topfseitenwänden 8 und einem Topfboden 9 ausgebildet ist, wobei sich die Kurbelwellenscheibe 6 mit der Topfseitenwand 8 an der Riemenscheibennabe 2 abstützt und der Topfboden 9 eine Zentralbohrung 10 sowie Aufnahmebohrungen 11 aufweist, die zur drehfesten Verbindung mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle, insbesondere einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, dienen. Diese Verbindung wird beispielsweise durch Verschraubung hergestellt. Zwischen der Riemenscheibennabe 2 und dem Riemenscheibenkörper 3 ist (in dieser schematischen Darstellung nicht sichtbar) ein Wälzlager angeordnet, so dass sich der Riemenscheibenkörper 3 auf der Riemenscheibennabe 2 möglichst reibungsfrei leicht drehen lässt. Sowohl die Riemenscheibennabe 2 als auch der Riemenscheibenkörper 3 weisen elektrische Spulen 12 auf, nämlich die Riemenscheibennabe 2 eine erste Spule 13 und der Riemenscheibenkörper 3 eine zweite Spule 14. Die im Wesentlichen als konzentrische Ringe 15 ausgebildeten Riemenscheibennabe 2 und Riemenscheibenkörper 3 weisen an ihren der Kurbelwellenscheibe 6 abgewandten Außenflächen 16 Schleifringe 17 auf, die paarweise ausgebildet sind, nämlich die Riemenscheibennabe 2 erste Schleifringe 18 und der Riemenscheibenkörper 3 zweite Schleifringe 19. Die Riemenscheibenanordnung 1 wird zwischen einer axial mittig verlaufenden Zentralausnehmung 20 und ihrem Außenumfang 4 mit der Lauffläche 5 von einem Kontaktbügel 21 übergriffen. Der Kontaktbügel 21 weist auf seiner den Schleifringen 17 zugewandten Innenseite Schleifkontakte 22 auf, die jeweils den Schleifringen 17 aufliegen und eine elektrische Kontaktgabe ermöglichen. Der Kontaktbügel 21 weist ferner an seinem der Zentralausnehmung 20 der Riemenscheibenanordnung zugeordneten Seite 23 eine Lagerachse 24 auf, auf der ein Nabenwälzlager 25 angeordnet ist, das einen zwischen der Riemenscheibennabe 2 und der Lagerachse 24 verbleibenden Spaltraum 26 ausfüllt und die freie Drehbarkeit der Riemenscheibennabe 2 auf der Lagerachse 24 des Kontaktbügels 21 ermöglicht. Der Kontaktbügel 21 kann demzufolge stillstehen, obwohl sich die Riemenscheibennabe 2, bedingt durch die Drehung der über die Kurbelwellenscheibe 6 drehfest mit ihr verbundene Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, dreht. Den Schleifkontakten 22 sind jeweils hier nur schematisch dargestellte elektrische Verbindungen 27 zugeordnet, denen Spulenerregungsanordnungen 28 angeschlossen sind, nämlich eine erste Spulenerregungsanordnung 29 der ersten Spule 13 der Riemenscheibennabe 2 und eine zweite Spulenerregungsanordnung 30 der zweiten Spule 14 des Riemenscheibenkörpers 3. Weiter ist zwischen der Riemenscheibennabe 2 und dem Riemenscheibenkörper 3 eine mechanisch wirkende Mechanikkupplung 31 angeordnet, die ein mechanisches, starres Kuppeln von Riemenscheibennabe 2 und Riemenscheibenkörper 3 ermöglicht, und die über eine hier nicht dargestellte elektromagnetische beziehungsweise elektromechanische Anordnung ein- beziehungsweise ausgekuppelt wird. Die Kurbelwellenscheibe 6 kann überdies eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung 33 aufweisen, beispielsweise durch eine Z-förmig gestaltete Ankopplung 34 der Topfseitenwand 8 des Stülptopfes 7 an die Riemenscheibennabe 2. 1 shows a pulley arrangement 1 holding a pulley hub 2 and a pulley body 3 having. On an outer circumference 4 of the pulley body 3 is a tread 5 applied for a belt drive. The pulley hub 2 is non-rotatable with a crankshaft pulley 6 connected, in the form of a hooded pot 7 with pot side walls 8th and a pot bottom 9 is formed, wherein the crankshaft pulley 6 with the pot side wall 8th on the pulley hub 2 supports and the bottom of the pot 9 a central hole 10 as well as receiving bores 11 has, which serve for the rotationally fixed connection with a crankshaft, not shown, in particular an internal combustion engine, not shown. This connection is made for example by screwing. Between the pulley hub 2 and the pulley body 3 is (not visible in this schematic representation) arranged a rolling bearing, so that the pulley body 3 on the pulley hub 2 can be easily turned as smoothly as possible. Both the pulley hub 2 as well as the pulley body 3 have electrical coils 12 on, namely the pulley hub 2 a first coil 13 and the pulley body 3 a second coil 14 , The essentially as concentric rings 15 trained pulley hub 2 and pulley body 3 indicate at their the crankshaft pulley 6 remote outer surfaces 16 slip rings 17 on, which are formed in pairs, namely the pulley hub 2 first slip rings 18 and the pulley body 3 second slip rings 19 , The pulley arrangement 1 is between an axially centrally extending central recess 20 and its outer circumference 4 with the tread 5 from a contact bracket 21 overlapped. The contact clip 21 points to his slip rings 17 facing inside sliding contacts 22 on, each the slip rings 17 rest and allow electrical contact. The contact clip 21 also has its central recess 20 the pulley assembly associated side 23 a bearing axis 24 on, on which a hub roller bearing 25 is arranged, the one between the pulley hub 2 and the bearing axis 24 remaining gap space 26 fills and the free rotation of the pulley hub 2 on the bearing axis 24 of the contact clip 21 allows. The contact clip 21 can therefore stand still, although the pulley hub 2 due to the rotation of the crankshaft pulley 6 rotatably connected to its crankshaft of the internal combustion engine, rotates. The sliding contacts 22 are each only schematically illustrated electrical connections 27 assigned to which coil excitation arrangements 28 are connected, namely a first coil energizing arrangement 29 the first coil 13 the pulley hub 2 and a second coil energizing arrangement 30 the second coil 14 of the pulley body 3 , Next is between the pulley hub 2 and the pulley body 3 a mechanically acting mechanical clutch 31 arranged, which is a mechanical, rigid coupling of pulley hub 2 and pulley body 3 allows, and is switched on or disengaged via an electromagnetic or electromechanical arrangement, not shown here. The crankshaft pulley 6 Moreover, a vibration damping device 33 have, for example, by a Z-shaped coupling 34 the pot side wall 8th of the Stülptopfes 7 to the pulley hub 2 ,

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird die Riemenscheibennabe 2 über die Kurbelwellenscheibe 6 von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben. Bei ausgekuppelter Mechanikkupplung 31 und Stromlosigkeit der elektrischen Spulen 12 dreht sich hierbei nur die Riemenscheibennabe 2, während der Riemenscheibenkörper 3, der im Betrieb mit einem Riementrieb beziehungsweise einer Treibriemenanordnung mit gekoppelten Nebenaggregaten der Brennkraftmaschine belastet ist, jedoch nicht. Die über das nicht dargestellte, zwischen Riemenscheibennabe 2 und Riemenscheibenköper 3 befindliche Wälzlager übertragene Moment reicht nicht aus, den riementriebbelasteten Riemenscheibenkörper 3 in Rotation zu versetzen. Wird nun hingegen beispielsweise die erste Spule 13 über die erste Spulenerregungsanordnung 29 erregt und die zweite Spule 14 mit einem Verbraucher belastet oder beispielsweise kurzgeschlossen, so wird zwischen der ersten Spule 13 und der zweiten Spule 14 ein Magnetfeld ausgebildet, so dass, abhängig von der Stärke des Magnetfeldes, zwischen der Riemenscheibennabe 2 und dem Riemenscheibenkörper 3 eine Momentübertragung stattfindet, der Riemenscheibenkörper 3 folglich ebenfalls in Drehung versetzt wird und mit der Riemenscheibennabe 2 mitläuft, wobei die Drehzahl des Riemenscheibenkörpers 3 relativ zur Drehzahl der Riemenscheibennabe 2 abhängig ist vom Grad der magnetfeldabhängigen Momentübertragung. Auf diese Weise wird durch die erste Spule 13 und die zweite Spule 14 in Verbindung mit den Spulenerregungsanordnungen 28 eine Magnetfeldkupplung 32 ausgebildet. Die im Einzelfall gewählte Betriebsweise der Spulenerregung ist hierbei nicht erheblich; erfindungswesentlich ist lediglich, dass auf elektrisch geeignete Art und Weise zwischen erster Spule 13 und zweiter Spule 14 ein ausreichen kräftiges Magnetfeld zur Darstellung der Magnetfeldkupplung 32 ausgebildet wird.During operation of the internal combustion engine, the pulley hub 2 over the crankshaft pulley 6 driven by the crankshaft of the internal combustion engine. With disengaged mechanical clutch 31 and powerlessness of the electric coils 12 in this case only the pulley hub rotates 2 while the pulley body 3 , which is loaded in operation with a belt drive or a drive belt assembly with coupled ancillary components of the internal combustion engine, but not. The not shown above, between the pulley hub 2 and pulley bodies 3 present moment bearing transmitted torque is not sufficient, the belt-driven pulley body 3 to set in rotation. If, however, for example, the first coil 13 about the first coil energizing arrangement 29 energized and the second coil 14 loaded with a consumer or short-circuited, for example, is between the first coil 13 and the second coil 14 a magnetic field is formed so that, depending on the strength of the magnetic field, between the pulley hub 2 and the pulley body 3 a torque transmission takes place, the pulley body 3 consequently also rotated and with the pulley hub 2 runs along with the speed of the pulley body 3 relative to the speed of the pulley hub 2 depen gig is the degree of magnetic field dependent torque transfer. This way is through the first coil 13 and the second coil 14 in conjunction with the coil energization arrangements 28 a magnetic field coupling 32 educated. The selected in each case operation of the coil excitation is not significant here; essential to the invention is that in an electrically suitable manner between the first coil 13 and second coil 14 a sufficient strong magnetic field to represent the magnetic field coupling 32 is trained.

Wird bei stehender Brennkraftmaschine, also stillstehender Riemenscheibennabe 2, über die Spulenerregungsanordnungen 28 ein Wechselmagnetfeld ausgebildet, wirkt die Riemenscheibennabe 2 als Stator 35 und der Riemenscheibenkörper 3 als Läufer 36 eines Elektromotors. Hierdurch ist der Antrieb des nicht dargestellten Riementriebs und der Treibriemenanordnung nebst daran angekuppelter Nebenaggregate der Brennkraftmaschine auch bei stehender Brennkraftmaschine möglich, wie dies beispielsweise beim Einsatz in Hybridfahrzeugen erforderlich ist.When the internal combustion engine is stationary, ie the pulley hub is stationary 2 , about the coil excitation arrangements 28 formed an alternating magnetic field, the pulley hub acts 2 as a stator 35 and the pulley body 3 as a runner 36 an electric motor. As a result, the drive of the belt drive, not shown, and the drive belt arrangement together with coupled thereto ancillaries of the internal combustion engine is possible even when the engine is stationary, as is required for example when used in hybrid vehicles.

2 zeigt die Riemenscheibenanordnung 1 im Zusammenhang mit einer Treibriemenanordnung 37 einer Brennkraftmaschine 38, wobei der Riementrieb 39 mehrere Nebenaggregate 40 der Brennkraftmaschine 38 antreibt, nämlich einen Drehstromgenerator 41, einen Klimakompressor 42 und eine Lenkhilfepumpe 43. Für die Spannung des Riementriebs 39 sorgt in konventioneller Art und Weise ein Riemenspanner 44. Die Riemenscheibenanordnung 1 ersetzt hierbei die aus dem Stand der Technik bekannte Kurbelwellenriemenscheibe. Sie ermöglicht ein von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 38 im Wesentlichen unabhängiges Betreiben der Nebenaggregate 40 mit einer für diese vorteilhaften Drehzahl beziehungsweise in einem für diese vorteilhaften Drehzahlbereich, da die Drehzahl des Riemenscheibenkörpers 3, der den Riementrieb 39 treibt, über die vorstehend beschriebene Magnetfeldkupplung 32 eingestellt wird. Bei stehender Brennkraftmaschine wird die Riemenscheibenanordnung 1 als Elektromotor betrieben, so dass die Nebenaggregate 40 unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine 38 betrieben werden können. Bevorzugt ist sowohl der Riemenscheibenabe 2 als auch dem Riemenscheibenkörper 3 eine hier nur schematisch dargestellte Drehzahlaufnahmevorrichtung 45 zugeordnet. Wird sowohl der Riemenscheibenanordnung 2 als auch dem Riemenscheibenkörper 3 jeweils eine eigene Drehzahlaufnahmevorrichtung 45 zugeordnet, beispielsweise als eine erste Drehzahlaufnahmevorrichtung 46 für die Riemenscheibennabe und als eine zweite Drehzahlaufnahmevorrichtung 47 für den Riemenscheibenkörper, so können die erste Drehzahlaufnahmevorrichtung 46 und die zweite Drehzahlaufnahmevorrichtung 47 jeweils unabhängig voneinander die jeweiligen Drehzahlen von Riemenscheibennabe 2 und Riemenscheibenkörper 3 an eine hier nur schematisch dargestellte Steuer-/Regeleinheit 48 liefern, die, beispielsweise über elektrische Leitungen 49 der Spulenerregungsanordnung 28, insbesondere der ersten Spulenerregungsanordnung 29 und der zweiten Spulenerregungsanordnung 30 angeschlossen ist. Auf diese Art lässt sich über das Maß der Erregung der hier nicht sichtbaren elektrischen Spulen 12 in der Riemenscheibenanordnung 1 das Maß der Momentübertragung und damit die Drehzahl des Riemenscheibenkörpers 3 bestimmen. Wird beispielsweise die Brennkraftmaschine 38 bei sehr hoher Drehzahl betrieben, wodurch sich die Riemenscheibennabe 2 ebenfalls sehr schnell dreht, kann das Maß der Spulenerregung so weit reduziert werden, dass nur noch eine geringe Momentübertragung zwischen der Riemenscheibennabe 2 und dem Riemenscheibenkörper 3 stattfindet. Dies hat zur Folge, dass sich der Riemenscheibenkörper 3 wesentlich langsamer dreht als die Riemenscheibennabe 2, wodurch die Nebenaggregate 40 langsamer laufen als sie dies täten, wenn die Kopplung zwischen Riemenscheibennabe 2 und Riemenscheibenkörper 3 starr erfolgen würde, da dann die Drehzahl der jeweiligen Nebenaggregate 40 nur noch von dem festen Übersetzungsverhältnis abhängt, das sich aus dem Außenumfang der Riemenscheibenanordnung 1 relativ zum Außenumfang vom Nebenaggregatsriemenscheiben 50 ergibt, mit denen die Nebenaggregate angetrieben werden. Wird hingegen die Brennkraftmaschine 38 bei nur geringer Drehzahl betrieben, kann auch eine mechanische, feste Kupplung zwischen Riemenscheibenachse 2 und Riemenscheibenkörper 3 erfolgen, insbesondere über die hier nicht dargestellte Mechanikkupplung 31. Auch diese Zu- beziehungsweise Abschaltung der hier nicht dargestellten Mechanikkupplung 31 kann von der Steuer-/Regeleinheit 48 übernommen werden, die hierzu dann über geeignete Verbindungen mit der hier nicht dargestellten Mechanikkupplung 31 zu verbinden ist. 2 shows the pulley assembly 1 in the context of a drive belt arrangement 37 an internal combustion engine 38 , where the belt drive 39 several ancillaries 40 the internal combustion engine 38 drives, namely an alternator 41 , an air conditioning compressor 42 and a power steering pump 43 , For the tension of the belt drive 39 provides a conventional belt tensioner 44 , The pulley arrangement 1 Replaces the known from the prior art crankshaft pulley. It allows one of the speed of the internal combustion engine 38 essentially independent operation of the ancillaries 40 with an advantageous for this speed or in an advantageous for this speed range, since the speed of the pulley body 3 that the belt drive 39 drives, via the magnetic field coupling described above 32 is set. When the internal combustion engine is stopped, the pulley arrangement 1 operated as an electric motor, so that the ancillaries 40 independent of the operation of the internal combustion engine 38 can be operated. Both the pulley hub is preferred 2 as well as the pulley body 3 a speed recording device shown here only schematically 45 assigned. Will both the pulley arrangement 2 as well as the pulley body 3 each own speed recording device 45 assigned, for example as a first speed receiving device 46 for the pulley hub and as a second speed take-up device 47 for the pulley body, so may the first speed sensing device 46 and the second speed receiving device 47 each independently of each other, the respective speeds of the pulley hub 2 and pulley body 3 to a control unit shown here only schematically 48 which, for example, via electrical lines 49 the coil excitation system 28 , in particular the first coil excitation arrangement 29 and the second coil energizing arrangement 30 connected. In this way can be about the extent of the excitement of the not visible here electric coils 12 in the pulley arrangement 1 the degree of torque transmission and thus the speed of the pulley body 3 determine. For example, the internal combustion engine 38 operated at very high speed, which causes the pulley hub 2 also turns very fast, the amount of coil energization can be reduced so much that only a small torque transfer between the pulley hub 2 and the pulley body 3 takes place. This has the consequence that the pulley body 3 turns much slower than the pulley hub 2 , causing the ancillaries 40 Run slower than they would if the coupling between the pulley hub 2 and pulley body 3 would be rigid, because then the speed of the respective ancillaries 40 only depends on the fixed ratio, resulting from the outer circumference of the pulley assembly 1 relative to the outer periphery of the accessory pulleys 50 results, with which the ancillaries are driven. If, however, the internal combustion engine 38 operated at low speed, can also be a mechanical, fixed coupling between the pulley axis 2 and pulley body 3 take place, in particular via the mechanical coupling, not shown here 31 , This connection or disconnection of the mechanical coupling, not shown here 31 can from the control unit 48 be taken over, which then this purpose via suitable connections with the mechanical coupling, not shown here 31 to connect.

11

RiemenscheibenanordnungPulley arrangement

22

Riemenscheibennabepulley hub

33

RiemenscheibenkörperPulley body

44

Außenumfangouter periphery

55

Laufflächetread

66

Kurbelwellenscheibecrankshaft pulley

77

StülptopfStülptopf

88th

TopfseitenwandCup side wall

99

Topfbodenpot base

1010

Zentralbohrungcentral bore

1111

Aufnahmebohrunglocation hole

1212

elektrische Spuleelectrical Kitchen sink

1313

erste Spulefirst Kitchen sink

1414

zweite Spulesecond Kitchen sink

1515

Ringerings

1616

Außenflächeouter surface

1717

Schleifringslip ring

1818

erster Schleifringfirst slip ring

1919

zweiter Schleifringsecond slip ring

2020

Zentralausnehmungcentral opening

2121

Kontaktbügelcontact bow

2222

Schleifkontaktsliding contact

2323

Seitepage

2424

Lagerachsebearing axle

2525

Nabenwälzlagerhub bearings

2626

Spaltraumgap

2727

elektrische Verbindungelectrical connection

2828

SpulenerregungsanordnungCoil excitation arrangement

2929

erste Spulenerregungsanordnungfirst Coil excitation arrangement

3030

zweite Spulenerregungsanordnungsecond Coil excitation arrangement

3131

Mechanikkupplungmechanical clutch

3232

Magnetfeldkupplungmagnetic clutch

3333

SchwingungsdämpfungsvorrichtungVibration damping device

3434

Ankopplungcoupling

3535

Statorstator

3636

Läuferrunner

3737

TreibriemenanordnungBelting arrangement

3838

BrennkraftmaschineInternal combustion engine

3939

Riementriebbelt drive

4040

Nebenaggregataccessory

4141

DrehstromgeneratorAlternator

4242

Klimakompressorair compressor

4343

LenkhilfepumpePower steering pump

4444

Riemenspannertensioner

4545

DrehzahlaufnahmevorrichtungSpeed sensing device

4646

erste Drehzahlaufnahmevorrichtungfirst Speed sensing device

4747

zweite Drehzahlaufnahmevorrichtungsecond Speed sensing device

4848

Steuer-/RegeleinheitControl / regulation unit

4949

elektrischen Leitungenelectrical cables

5050

NebenaggregatsriemenscheibenAccessory pulleys

Claims (15)

Riemenscheibenanordnung eines Riementriebs, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Riemenscheibenkörper und einer Riemenscheibennabe, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemenscheibenkörper (3) drehbar auf der Riemenscheibennabe (2) lagert und dass zwischen Riemenscheibennabe (2) und Riemenscheibenkörper (3) eine Magnetfeldkupplung (32) angeordnet ist.Pulley arrangement of a belt drive, in particular for a motor vehicle, comprising a pulley body and a pulley hub, characterized in that the pulley body ( 3 ) rotatably mounted on the pulley hub ( 2 ) and that between pulley hub ( 2 ) and pulley body ( 3 ) a magnetic field coupling ( 32 ) is arranged. Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemenscheibenkörper (3) und die Riemenscheibennabe (2) jeweils elektrische Spulen (12) aufweisen.Pulley arrangement according to claim 1, characterized in that the pulley body ( 3 ) and the pulley hub ( 2 ) each electric coils ( 12 ) exhibit. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Riemenscheibenkörper (3) und Riemenscheibennabe (2) ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, angeordnet ist.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that between the pulley body ( 3 ) and pulley hub ( 2 ) A bearing, in particular a rolling bearing, is arranged. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den elektrischen Spulen (12) jeweils eine Spulenerregungsanordnung (28) zugeordnet ist.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electric coils ( 12 ) in each case a coil excitation arrangement ( 28 ) assigned. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Spulenerregungsanordnungen (28) ein Stellglied zur Regulierung ihrer Induktion zugeordnet ist.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the coil excitation arrangements ( 28 ) is associated with an actuator for regulating its induction. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied stufenlos regulierbar ist.Pulley arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that the actuator infinitely adjustable is. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Spulenerregungsanordnungen (28) an Schleifkontakte angeschlossen ist.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the coil excitation arrangements ( 28 ) is connected to sliding contacts. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibennabe (2) als Antrieb, und der Riemenscheibenkörper (3) als Abtrieb einer Treibriemenanordnung (37) dient.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the pulley hub ( 2 ) as the drive, and the pulley body ( 3 ) as the output of a drive belt arrangement ( 37 ) serves. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibennabe (2) drehfest mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine (38) verbunden ist.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the pulley hub ( 2 ) rotatably with the crankshaft of an internal combustion engine ( 38 ) connected is. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Riemenscheibenkörper (3) und Riemenscheibennabe (2) eine weitere, mechanisch wirkende Mechanikkupplung (31) angeordnet ist.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that between the pulley body ( 3 ) and pulley hub ( 2 ) another, mechanically acting mechanical coupling ( 31 ) is arranged. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanikkupplung (31) elektromagnetisch schließende oder öffnende Kupplungselemente aufweist.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical coupling ( 31 ) has electromagnetically closing or opening coupling elements. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibennabe (2) einen Stator (35) und der Riemenscheibenkörper (3) einen Läufer (36) eines Elektromotors bilden.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the pulley hub ( 2 ) a stator ( 35 ) and the pulley body ( 3 ) a runner ( 36 ) form an electric motor. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor zum Antrieb der Treibriemenanordnung (37) dient.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor for driving the drive belt arrangement ( 37 ) serves. Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemenscheibenkörper (3) und/oder die Riemenscheibennabe (2) eine Drehzahlaufnahmevorrichtung (45) aufweist/aufweisen.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the pulley body ( 3 ) and / or the pulley hub ( 2 ) a speed recording device ( 45 ). Riemenscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlaufnahmevorrichtung (45) eine Steuer-/Regeleinheit (48) zur Beeinflussung der Magnetfeldkupplung (32) und/oder der Mechanikkupplung (31) zugeordnet ist.Pulley arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the speed-sensing device ( 45 ) a control unit ( 48 ) for influencing the magnetic field coupling ( 32 ) and / or the mechanical clutch ( 31 ) assigned.