DE20215010U1 - Coupling device for connecting the crankshaft of an internal combustion engine and an electrical generator - Google Patents

Coupling device for connecting the crankshaft of an internal combustion engine and an electrical generator

Info

Publication number
DE20215010U1
DE20215010U1 DE20215010U DE20215010U DE20215010U1 DE 20215010 U1 DE20215010 U1 DE 20215010U1 DE 20215010 U DE20215010 U DE 20215010U DE 20215010 U DE20215010 U DE 20215010U DE 20215010 U1 DE20215010 U1 DE 20215010U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
crankshaft
clutch
rotor
coupling
coupling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE20215010U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVL Schrick GmbH
Original Assignee
Dr Schrick GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Schrick GmbH filed Critical Dr Schrick GmbH
Priority to DE20215010U priority Critical patent/DE20215010U1/en
Priority to AU2003294669A priority patent/AU2003294669A1/en
Priority to PCT/EP2003/010357 priority patent/WO2004029431A1/en
Publication of DE20215010U1 publication Critical patent/DE20215010U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/34—Ultra-small engines, e.g. for driving models
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/76—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic ring centered on the axis, surrounding a portion of one coupling part and surrounded by a sleeve of the other coupling part
    • F16D3/77—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic ring centered on the axis, surrounding a portion of one coupling part and surrounded by a sleeve of the other coupling part the ring being metallic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • F02B63/042—Rotating electric generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

Kupplungseinrichtung zur Verbindung der Kurbelwelle einer Verbrennunqskraftmaschine und eines elektrischen GeneratorsCoupling device for connecting the crankshaft of an internal combustion engine and an electric generator

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungseinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a coupling device according to the preamble of claim 1.

&iacgr;&ogr; Bei der Herstellung einer antriebstechnischen Verbindung zwischen der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine und dem Rotor eines dieser in einem Fahrzeug zugeordneten elektrischen Generators ergibt sich in Abhängigkeit von dem Übertragungsverhalten dieser Verbindung unbestimmten Bedingungen das Problem, dass störende Schwingungen von der Kurbelwelle auf den Rotor übertragen werden können.&iacgr;&ogr; When establishing a drive connection between the crankshaft of an internal combustion engine and the rotor of an electric generator assigned to it in a vehicle, the problem arises that disturbing vibrations can be transmitted from the crankshaft to the rotor under uncertain conditions depending on the transmission behavior of this connection.

So besteht zur Zeit ein zunehmendes Interesse bei unbemannten, im Regelfall im militärischen Bereich einzusetzenden Flugzeugen die bisher verwendeten, jedoch nur ein geringes Leistungsgewicht aufweisenden Zweitakt-Otto-Motoren durch kleinere, äußerst leicht bauende, hoch verdichtende Dieselmotoren zu ersetzen.There is currently increasing interest in replacing the two-stroke Otto engines, which have a low power-to-weight ratio, with smaller, extremely lightweight, high-compression diesel engines in unmanned aircraft, which are generally used in the military sector.

Die im Hause der Anmelderin bisher bekannte konstruktive Lösung, wonach der Rotor des Generators starr mit der Kurbelwelle verbunden ist, stößt mit der Forderung nach Leichtbauweise in diesen Anwendungsfällen jedoch auf Grenzen, die sich unmittelbar aus mechanischen Wechselwirkungen dieser beiden Bauteile ergeben.However, the design solution known to date in the applicant's company, whereby the rotor of the generator is rigidly connected to the crankshaft, encounters limitations in these applications due to the requirement for lightweight construction, which arise directly from mechanical interactions between these two components.

Der anwendungsbedingt notwendige Leichtbau führt zu einer gestaltfesten Bauweise sowie zu einer Verwendung hochfester Werkstoffe, welches aber bei den hier infrage kommenden Dieselmotoren infolge hoher Spitzendrücke von bis zu 150 bar beträchtliche elastische Deformationen der Kurbelwelle mit sich bringt. Dies bedeutet, dass der Drehung der Kurbelwelle um ihre Achse eineThe lightweight construction required for the application results in a rigid design and the use of high-strength materials, which, however, in the diesel engines in question here, results in considerable elastic deformation of the crankshaft due to high peak pressures of up to 150 bar. This means that the rotation of the crankshaft around its axis is subject to a

Dr. Schrick GmbHDr. Schrick GmbH

• · · &igr;• · · &igr;

27. September 2002 3057/927 September 2002 3057/9

Kreis- bzw. Biegeschwingung überlagert ist, ein Zustand, dem auch das freie, zum Ankuppeln des Generators zu benutzende Wellenende ausgesetzt ist. Würde nunmehr unter diesen Bedingungen der Generator unmittelbar mit diesem Wellenende gekuppelt, welches sich an sich aus Gründen der Masse-, jedoch auch der Bauvolumenreduzierung anbietet, würde auch diese Biegeschwingung auf den Rotor übertragen. Dies wiederum würde über Schwankungen des Luftspaltes zwischen Stator und Rotor zumindest zu dementsprechenden Reluktanzschwankungen des magnetischen Kreises des Generators und letztendlich zu einer Beeinträchtigung dessen Leistung führen. Außerdem könnte das Ausmaß der zu erwartenden Deformation des Rotors eine solche Größenordnung erreichen, die bereits aus mechanischen Gründen nicht mehr tolerierbar ist.Circular or bending vibration is superimposed, a condition to which the free shaft end used to couple the generator is also exposed. If the generator were to be coupled directly to this shaft end under these conditions, which is ideal in itself for reasons of reducing mass and volume, this bending vibration would also be transferred to the rotor. This in turn would lead to fluctuations in the air gap between the stator and rotor, at least to corresponding reluctance fluctuations in the magnetic circuit of the generator and ultimately to a deterioration in its performance. In addition, the extent of the expected deformation of the rotor could reach such a magnitude that it is no longer tolerable for mechanical reasons.

Problematisch für eine direkte Ankupplung des Generators ist somit, dass dieser nach Maßgabe eines möglichst konstanten Luftspaltes betrieben werden muß, ein Umstand, welcher der Forderung nach hoher Verdichtung und äußerster Leichtbauweise des für einen Flugbetrieb konzipierten Dieselmotors entgegensteht.The problem with a direct coupling of the generator is that it must be operated in accordance with an air gap that is as constant as possible, a circumstance which contradicts the requirement for high compression and extremely lightweight construction of the diesel engine designed for aircraft operation.

Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, eine Kupplungseinrichtung der eingangs bezeichneten Art zu entwerfen, welche eine unmittelbare Anbindung des Rotors des Generators an die Kurbelwelle ermöglicht, und zwar bei geringem Bauvolumen und konstantem Luftspalt sowie unabhängig von deformationsbedingten Auslenkbewegungen, so dass eine Verwendung insbesondere bei für den Flugbetrieb bestimmten Leichtbau-Dieselmotoren gegeben ist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Kupplungseinrichtung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.Against this background, the object of the invention is to design a coupling device of the type described at the outset, which enables a direct connection of the rotor of the generator to the crankshaft, with a small construction volume and a constant air gap and independently of deformation-related deflection movements, so that it can be used in particular in lightweight diesel engines intended for aircraft operation. This object is achieved in such a coupling device by the features of the characterizing part of claim 1.

Erfindungswesentlich ist hiernach ein besonderes Kupplungselement, welches die Antriebsverbindung zwischen dem Rotor einerseits und der Kurbelwelle andererseits bildet. Dieses ist dahingehend angelegt, dass eine starre Torsionsanbindung zwischen den zu kuppelnden Maschinenelementen, jedoch gleichzeitig eine hinsichtlich Biegebeanspruchungen weitestgehende Entkopplung gegeben ist. Elastische Biegedeformationen, die in dem einen der beidenEssential to the invention is a special coupling element which forms the drive connection between the rotor on the one hand and the crankshaft on the other. This is designed in such a way that a rigid torsional connection is provided between the machine elements to be coupled, but at the same time a decoupling as far as possible with regard to bending stresses is provided. Elastic bending deformations which occur in one of the two

Dr. Schrick GmbHDr. Schrick GmbH

27. September 2002 3057/927 September 2002 3057/9

Maschinenelemente auftreten, wirken somit nicht auf das jeweils andere Maschinenelement ein und werden innerhalb des Kupplungselements aufgefangen. Angewandt auf das Problem der antriebstechnischen Verbindung zwischen einem Rotor eines Generators und einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine bedeutet dies, dass elastische Biegedeformationen der Kurbelwelle keine Funktionsstörungen im Bereich des Generators nach sich ziehen, der somit hinsichtlich auftretender Biegedeformationen der Kurbelwelle entkoppelt betrieben werden kann. Dies wiederum eröffnet die Möglichkeit einer einfachen und raumsparenden Kopplung einer nach Leichtbauprinzipien ausgelegten hochverdichtenden Verbrennungskraftmaschine mit dem Rotor des ihr zugeordneten Generators. Jede, dem einschlägigen Durchschnittsfachmann geläufige Kupplungselement, welches diese Eigenschaften in sich vereinigt, kann erfindungsgemäß eingesetzt werden.Machine elements do not affect the other machine element and are absorbed within the coupling element. Applied to the problem of the drive connection between a rotor of a generator and a crankshaft of an internal combustion engine, this means that elastic bending deformations of the crankshaft do not result in malfunctions in the area of the generator, which can therefore be operated decoupled with regard to bending deformations of the crankshaft. This in turn opens up the possibility of a simple and space-saving coupling of a high-compression internal combustion engine designed according to lightweight construction principles with the rotor of the generator assigned to it. Any coupling element familiar to the average person skilled in the art which combines these properties can be used according to the invention.

Die im Ruhezustand fluchtende Anordnung der Achsen der Kurbelwelle sowie des Rotors entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 eröffnet konstruktiv einfache bauvolumensparende Ausführungsformen des Gesamtsystems, wobei der Generator mit dem Motor eine Baueinheit bildet.The aligned arrangement of the axes of the crankshaft and the rotor in the rest state according to the features of claim 2 opens up structurally simple, volume-saving embodiments of the overall system, wherein the generator forms a structural unit with the motor.

Die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 sind auf eine besonders vorteilhafte konstruktive Konkretisierung des Kupplungselements gerichtet. Dieses weist hiernach eine schüsselartige Gestalt auf, die rotationssymmetrisch zu der Achse des einen der beiden zu kuppelnden Maschinenelemente angeordnet ist und welche unter radialem Abstand mit Befestigungsbereichen versehen ist, über welche eine Anbindung an die jeweiligen Maschinenelemente erfolgt. Bereits die Schüssel- bzw Tellergestalt kann aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften bezüglich ihrer Achse als biegeweich, jedoch torsionsstarr angesehen werden. Dieser Umstand wird erfindungsgemäß durch eine Strukturierung insbesondere des radial mittleren Bereichs dieser Kupplungsscheibe unterstrichen, wobei über eine Dimensionierung der Wandungsstärke in Verbindung mit einer entsprechenden Werkstoffwahl eine Kupplungsscheibe herstellbar ist, welche die Eigenschaften Torsionsstarrheit und Biegeweichheit vereinigt. Diese Strukturierung der Kupplungsscheibe kann beispielweise in einer Wellenge-The features of claims 3 and 4 are directed to a particularly advantageous structural specification of the coupling element. This has a bowl-like shape which is arranged rotationally symmetrically to the axis of one of the two machine elements to be coupled and which is provided with fastening areas at a radial distance, via which a connection to the respective machine elements is made. The bowl or plate shape can already be regarded as flexible but torsionally rigid due to its mechanical properties with respect to its axis. This circumstance is emphasized according to the invention by structuring in particular the radially middle area of this clutch disc, whereby a clutch disc can be produced by dimensioning the wall thickness in conjunction with an appropriate choice of material which combines the properties of torsional rigidity and flexural softness. This structuring of the clutch disc can, for example, be used in a shaft-

Dr. Schrick GmbHDr. Schrick GmbH

27. September 2002 3057/927 September 2002 3057/9

staltung liegen, deren Wellenkämme sich peripher zu der Achse des einen der zu kuppelnden Maschinenelemente erstrecken.design whose wave crests extend peripherally to the axis of one of the machine elements to be coupled.

Die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 sind auf die weitere Ausgestaltung der Kupplungsscheibe, insbesondere deren Einbauverhältnisse in die Kupplungseinrichtung eingerichtet. Wesentlich ist insoweit, dass die Kupplungsscheibe unter dem Einfluss von in diese eingeleiteten Biegeschwingungen behinderungsfrei deformiert werden kann, ohne hierbei ihre Eignung zur Bildung einer torsionsstarren Verbindung zu verlieren. Dies setzt nach Maßgabe des Ausmaßes der biegungsbedingt zu erwartenden Deformationen einen Freiraum im Nahbereich der Kupplungsscheibe im eingebauten Zustand voraus. Dadurch, dass das der Kupplungsscheibe zugekehrte Ende des Rotors teilweise in diese hineinragt, ergibt sich eine besonders raumsparende Bauweise.The features of claims 5 and 6 are geared to the further design of the clutch disc, in particular its installation conditions in the clutch device. It is essential in this respect that the clutch disc can be deformed without hindrance under the influence of bending vibrations introduced into it, without losing its suitability for forming a torsionally rigid connection. This requires a free space in the vicinity of the clutch disc in the installed state, depending on the extent of the deformations to be expected due to bending. The fact that the end of the rotor facing the clutch disc partially protrudes into it results in a particularly space-saving design.

Eine Anwendung bei hochverdichtenden Leichtbau-Dieselmotoren, die für einen Flugbetrieb bestimmt sind, ist gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 als der bevorzugte Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung zu sehen, da bei diesem Motorentyp sich die eingangs dargelegte Problematik der direkten Anbindung sich in aller Schärfe zeigt. Ein Interesse an kleinbauenden Leichtbau-Dieselmotoren, die sich durch ein hohes Leistungsgewicht auszeichnen, besteht jedoch aus energetischen Gründen sowie einer verbesserten Kraftstoffausnutzung prinzipiell allgemein im Fahrzeugbau, insbesondere auch bei Personenkraftfahrzeugmotoren.According to the features of claim 7, an application in high-compression lightweight diesel engines intended for aircraft operation is to be seen as the preferred application of the coupling device according to the invention, since the problem of direct connection outlined at the beginning is most acute in this type of engine. However, there is interest in small, lightweight diesel engines that are characterized by a high power-to-weight ratio, for energy reasons and improved fuel utilization, in principle generally in vehicle construction, especially in passenger car engines.

Die Merkmale des Anspruchs 8 verdeutlichen, dass unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung der Motor, beispielsweise ein Dieselmotor und der diesem zugeordnete Generator eine Baueinheit bilden, nachdem der Rotor an seinem einen Ende innerhalb eines Generatorgehäuses und an seinem anderen Ende unter Zwischenanordnung der Kupplungsscheibe auf bzw. in der Kurbelwelle gelagert ist. Ein von der Kurbelwelle unabhängiges zweites Lager für den Rotor erübrigt sich somit. Neben einer entsprechenden Masseeinsparung trägt auch dieser Umstand zu einer raumsparenden Bauweise bei.The features of claim 8 make it clear that when using the clutch device according to the invention, the engine, for example a diesel engine, and the generator associated with it form a structural unit, since the rotor is mounted at one end within a generator housing and at the other end with the clutch disk arranged in between on or in the crankshaft. A second bearing for the rotor that is independent of the crankshaft is therefore unnecessary. In addition to a corresponding saving in mass, this circumstance also contributes to a space-saving design.

Dr. Schrick GmbHDr. Schrick GmbH

27. September 2002 3057/927 September 2002 3057/9

» e» e

Die Merkmale der Ansprüche 9 und 10 sind auf eine weitere Konkretisierung der Kupplungseinrichtung gerichtet. Diese kann im einfachsten Fall aus einer Trägermuffe bestehen, die an ihrem einen Ende mit der Kurbelwelle in Verbindung steht und auf der beispielsweise an dem diesem gegenüberliegenden Ende die Kupplungsscheibe befestigt ist. Als Bindeglied zwischen der Trägermuffe und der Kurbelwelle kann auch eine Kupplungsmuffe treten, die funktionell und räumlich zwischen der Trägermuffe und der Kurbelwelle angeordnet ist.The features of claims 9 and 10 are directed to a further specification of the clutch device. In the simplest case, this can consist of a carrier sleeve which is connected to the crankshaft at one end and to which, for example, the clutch disc is attached at the opposite end. A coupling sleeve which is arranged functionally and spatially between the carrier sleeve and the crankshaft can also act as a link between the carrier sleeve and the crankshaft.

&iacgr;&ogr; Man erkennt, dass in der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung eine Baugruppe zur Verfügung gestellt wird, die nahezu ohne konstruktive Eingriffe in die Kurbelwelle sowie den Rotor einsetzbar ist und die einen von Biegeschwingungen freien Betrieb des Rotors ermöglicht. Sie bildet eine wesentliche Voraussetzung für den stabilen störungsfreien Betrieb eines hochverdichtenden für einen Flugbetrieb konzipierten Leichtbau-Dieselmotor.&iacgr;&ogr; It can be seen that the clutch device according to the invention provides an assembly which can be used with almost no structural interventions in the crankshaft and the rotor and which enables the rotor to operate free of bending vibrations. It forms an essential prerequisite for the stable, trouble-free operation of a high-compression, lightweight diesel engine designed for aircraft operation.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen schematisch wiedergegebene Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiment shown schematically in the drawings.

Fig.1 eine Schnittdarstellung zwischen Kurbelwelle und Generator eines erfindungsgemäßen Dieselantriebs;Fig.1 is a sectional view between crankshaft and generator of a diesel drive according to the invention;

Fig. 2 eine vergrößerte Teildarstellung einer Einzelheit Il der Fig. 1 im Schnitt.Fig. 2 is an enlarged partial view of a detail II of Fig. 1 in section.

Mit 1 ist in Fig. 1 der Rotor eines Drehstromgenerators bezeichnet, dessen Achse 2 sich fluchtend zu der Achse 2' der Kurbelwelle 3 eines als Flugmotor konzipierten Dieselmotors erstreckt. Der Rotor 1 ist an seinem in der Zeichnung rechtsseitigen Ende über ein Wälzlager 4 in einem ortsfest angeordneten, auf seiner, der Kurbelwelle 3 zugekehrten Seite 5' offenen Gehäuse 5 gelagert. Das Gehäuse beinhaltet in üblicherweise den zugehörigen Stator, auf dessen zeichnerische Wiedergabe jedoch verzichtet worden ist.In Fig. 1, 1 designates the rotor of a three-phase generator, the axis 2 of which extends in alignment with the axis 2' of the crankshaft 3 of a diesel engine designed as an aircraft engine. The rotor 1 is mounted at its right-hand end in the drawing via a roller bearing 4 in a stationary housing 5 which is open on its side 5' facing the crankshaft 3. The housing usually contains the associated stator, which has not been shown in the drawing.

Dr. Schrick GmbHDr. Schrick GmbH

27. September 2002 3057/927 September 2002 3057/9

Die Kurbelwelle 3 ist an ihrem, dem genannten Generator zugekehrten Ende durch eine, sich koaxial zu deren Achse 21 erstreckende Ausnehmung 6 gekennzeichnet, die mit einem Innengewinde 7 versehen ist. In diese Ausnehmung 6 ist das eine Ende 8 einer Kupplungsmuffe 9 eingeschraubt, deren anderes Ende 10 innenseitig einen sich kegelartig in Richtung auf die Seite 51 des Generators hin erweiternden Eingangsabschnitt 91 bildet, der der Aufnahme einer außenseitig komplementär kegelartig ausgebildeten Trägermuffe 11 dient. An dem freien, aus der Kupplungsmuffe 9 herausragenden Ende dieser Trägermuffe 11 befindet sich eine im Folgenden noch genauer zu beschreibende membranartige Kupplungsscheibe 12.The crankshaft 3 is characterized at its end facing the generator by a recess 6 extending coaxially to its axis 2 1 and provided with an internal thread 7. One end 8 of a coupling sleeve 9 is screwed into this recess 6, the other end 10 of which forms an inlet section 9 1 on the inside which widens conically in the direction of the side 5 1 of the generator and which serves to accommodate a support sleeve 11 which is designed to be complementary and conical on the outside. At the free end of this support sleeve 11 which protrudes from the coupling sleeve 9 there is a membrane-like clutch disk 12 which will be described in more detail below.

Die Kupplungsmuffe 9 ist im Übrigen als durchgängiger Hohlkörper ausgebildet, wobei sich an den Eingangabschnitt 9' eine mit einem Innengewinde 13 versehene Durchgangsbohrung 14 befindet, die der Aufnahme einer, die Trägermuffe 11 und somit die Kupplungsscheibe 12 an der Kupplungsmuffe 9 befestigenden Spannschraube 15 dient.The coupling sleeve 9 is furthermore designed as a continuous hollow body, with a through hole 14 provided with an internal thread 13 on the inlet section 9', which serves to receive a clamping screw 15 fastening the support sleeve 11 and thus the coupling disc 12 to the coupling sleeve 9.

Zur Beschreibung der Kupplungsscheibe 12 wird im Folgenden ergänzend auf die zeichnerische Darstellung der Fig. 2 Bezug genommen, in der gleiche Funktionselemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, so dass auf eine diesbezügliche wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann.To describe the clutch disc 12, reference is made below to the drawing in Fig. 2, in which the same functional elements are designated by the same reference numerals, so that a repeated description in this regard can be dispensed with.

Die Kupplungsscheibe 12 steht an ihrem radial inneren Ende mit der Trägermuffe 11 in fester Verbindung und weist eine, in einem Axialschnitt gesehen leicht wellige Gestaltung auf. Sie ist an ihrem radial äußersten Ende an der Stelle 16 in Umfangsrichtung linienförmig mit dem Rotor 1, nämlich einem mit diesem in fester Verbindung stehenden scheibenartigen Bauteil 14 verschweißt, beispielsweise mittels einer Laserschweißung.The clutch disc 12 is firmly connected to the carrier sleeve 11 at its radially inner end and has a slightly wavy design when viewed in an axial section. At its radially outermost end at point 16, it is welded linearly in the circumferential direction to the rotor 1, namely to a disc-like component 14 that is firmly connected to the rotor, for example by means of laser welding.

Das Bauteil 17 bildet auf der Seite 5" eine zentrale, rotationssymmetrisch zu der Achse 2 verlaufende Ausnehmung 18, in welche der Kopf 19 der Spannschraube 15 hineinragt. Wesentlich ist, dass zwischen den äußeren radialen Abmessungen des Kopfes 19 und den inneren radialen Abmessungen der Ausnehmung 18 ein solcher Spalt besteht, der biegungsbedingte radiale Aus-On the side 5", the component 17 forms a central recess 18 which is rotationally symmetrical to the axis 2 and into which the head 19 of the clamping screw 15 projects. It is essential that there is a gap between the outer radial dimensions of the head 19 and the inner radial dimensions of the recess 18 which allows for radial deflection due to bending.

27. September 200227 September 2002

Dr. Schrick GmbH · · j · I J *..* · · , 3057/9Dr. Schrick GmbH · · j · I J *..* · · , 3057/9

lenkungen der Kurbelwelle 3 und dementsprechend des Kopfes 19 behinderungsfrei zulässt.steering of the crankshaft 3 and accordingly the head 19 without hindrance.

Die Kupplungsscheibe 12 ist dahingehend ausgebildet, dass diese global eine in Richtung zu der Seite 5' hin offene schüsselartige Gestalt aufweist. Dies bringt in Verbindung mit deren welliger Ausbildung den Vorteil mit sich, dass sich aus dem Zusammenwirken einer Bemessung der Wandungsdicken 20 der Kupplungsscheibe und deren radialer Erstreckung, insbesondere dem radialen Abstand der sich in Umfangsrichtung an der Stelle 16 linienhaft erstreckenden &iacgr;&ogr; Befestigung an dem Bauteil 17 mechanische Eigenschaften darstellen lassen, die deren Übertragungseigenschaften betreffen und die durch eine niedrige Biegesteifigkeit bei gleichzeitig hoher Torsionssteifigkeit charakterisiert sind.The clutch disc 12 is designed in such a way that it has a bowl-like shape that is open in the direction of the side 5'. In conjunction with its wavy design, this has the advantage that the interaction of a dimensioning of the wall thickness 20 of the clutch disc and its radial extent, in particular the radial distance of the attachment to the component 17 that extends linearly in the circumferential direction at the point 16, allows mechanical properties to be represented that relate to their transmission properties and that are characterized by low bending stiffness and simultaneously high torsional stiffness.

Dies bedeutet, dass der Rotor 1 von den durch die Kurbelwelle 3 entwickelten Biegeschwingungen weitestgehend entkoppelt ist, welche somit lediglich zu Verformungen der Kupplungscheibe 12 führen und dass im übrigen eine stabile Drehmomentübertragung gegeben ist.This means that the rotor 1 is largely decoupled from the bending vibrations developed by the crankshaft 3, which thus only lead to deformations of the clutch disc 12 and that a stable torque transmission is otherwise provided.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellte, zur Bereitstellung einer Antriebverbindung zwischen der Kurbelwelle eines Dieselmotors und dessen Generator beschränkt. Sie erstreckt sich auf sämtliche, in vergleichbaren Funktionszusammenhängen einsetzbare Kupplungseinrichtungen, bei denen unter Entkopplung von Biegeschwingungen zwischen zwei Maschinenaggregaten im übrigen eine stabile Antriebsverbindung bereitgestellt werden soll.The invention is not limited to the one shown in the drawings for providing a drive connection between the crankshaft of a diesel engine and its generator. It extends to all coupling devices that can be used in comparable functional contexts, in which a stable drive connection is to be provided while decoupling bending vibrations between two machine units.

Claims (10)

1. Kupplungseinrichtung zur Verbindung zweier Maschinenelemente, insbesondere der Kurbelwelle (3) einer für ein Fahrzeug bestimmten Verbrennungskraftmaschine mit dem Rotor (1) eines elektrischen Generators gekennzeichnet durch ein Kupplungselement mit hoher Torsions- und niedriger Biegesteifigkeit, welches einerseits mit der Kurbelwelle (3) und andererseits mit dem Rotor (1) in fester Verbindung steht, so dass bei antriebsstarrer Verbindung eine weitestgehende Entkopplung von Biegeschwingungen der beiden Maschinenelemente gegeben ist. 1. Coupling device for connecting two machine elements, in particular the crankshaft ( 3 ) of an internal combustion engine intended for a vehicle with the rotor ( 1 ) of an electric generator , characterized by a coupling element with high torsional rigidity and low bending stiffness, which is firmly connected on the one hand to the crankshaft ( 3 ) and on the other hand to the rotor ( 1 ), so that with a drive-rigid connection there is the greatest possible decoupling of bending vibrations of the two machine elements. 2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (2, 2') des Rotors (1) und der Kurbelwelle (3) im Ruhezustand fluchtend zueinander verlaufen. 2. Coupling device according to claim 1, characterized in that the axes ( 2 , 2 ') of the rotor ( 1 ) and the crankshaft ( 3 ) are aligned with one another in the rest state. 3. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement durch eine schüsselartig gestaltete Kupplungsscheibe (12) gebildet ist, die mit Abstand an ihren jeweiligen radial inneren und äußeren Bereichen mit den zu kuppelnden Maschinenelementen in Verbindung steht. 3. Coupling device according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling element is formed by a bowl-shaped coupling disc ( 12 ) which is connected at a distance at its respective radially inner and outer regions to the machine elements to be coupled. 4. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungsdicke (20) der Kupplungsscheibe (12) in Verbindung mit der Strukturierung deren radial mittleren Bereichs mit der Maßgabe gewählt ist, dass diese bezogen auf die Achse (2') der Kurbelwelle (3) eine niedrige Biegesteifigkeit aufweist. 4. Clutch device according to claim 3, characterized in that the wall thickness ( 20 ) of the clutch disc ( 12 ) in conjunction with the structuring of its radially central region is selected with the proviso that it has a low bending stiffness relative to the axis ( 2 ') of the crankshaft ( 3 ). 5. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (12) im eingebauten Zustand nach Maßgabe der zu erwartenden Biegeschwingen unbehindert elastisch deformierbar ist. 5. Coupling device according to claim 3 or 4, characterized in that the clutch disc ( 12 ) in the installed state is elastically deformable without hindrance in accordance with the expected bending vibrations. 6. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das der Kupplungsscheibe (12) zugekehrte Ende des Rotors (1) zumindest teilweise in deren schüsselartige Struktur hineinragt. 6. Clutch device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the end of the rotor ( 1 ) facing the clutch disc ( 12 ) projects at least partially into its bowl-like structure. 7. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gekennzeichnet durch eine Anwendung bei für den Flugbetrieb bestimmten Dieselmotoren. 7. Coupling device according to one of claims 1 to 6, characterized by an application in diesel engines intended for aircraft operation. 8. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) an seinem einen Ende innerhalb eines Gehäuses (5) und an seinem anderen Ende unter Zwischenanordnung des Kupplungselements in der Kurbelwelle (3) gelagert ist. 8. Clutch device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rotor ( 1 ) is mounted at its one end within a housing ( 5 ) and at its other end with the interposition of the clutch element in the crankshaft ( 3 ). 9. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 8 gekennzeichnet durch eine, zur starren Verbindung mit dem zugekehrten Ende der Kurbelwelle (3) bestimmte Kupplungsmuffe (9), in welche eine Trägermuffe (11) eingesteckt ist, an deren Außenseite die Kupplungsscheibe (12) befestigt ist. 9. Clutch device according to one of the preceding claims 3 to 8, characterized by a clutch sleeve ( 9 ) intended for rigid connection to the facing end of the crankshaft ( 3 ), into which a carrier sleeve ( 11 ) is inserted, on the outside of which the clutch disc ( 12 ) is fastened. 10. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (12) an ihrer Peripherie mit dem Rotor (1) verschweißt ist. 10. Clutch device according to claim 9, characterized in that the clutch disc ( 12 ) is welded to the rotor ( 1 ) at its periphery.
DE20215010U 2002-09-28 2002-09-28 Coupling device for connecting the crankshaft of an internal combustion engine and an electrical generator Expired - Lifetime DE20215010U1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE20215010U DE20215010U1 (en) 2002-09-28 2002-09-28 Coupling device for connecting the crankshaft of an internal combustion engine and an electrical generator
AU2003294669A AU2003294669A1 (en) 2002-09-28 2003-09-18 Coupling device for connecting the crankshaft of an internal combustion engine and of an electric generator
PCT/EP2003/010357 WO2004029431A1 (en) 2002-09-28 2003-09-18 Coupling device for connecting the crankshaft of an internal combustion engine and of an electric generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE20215010U DE20215010U1 (en) 2002-09-28 2002-09-28 Coupling device for connecting the crankshaft of an internal combustion engine and an electrical generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE20215010U1 true DE20215010U1 (en) 2003-11-13

Family

ID=29557974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE20215010U Expired - Lifetime DE20215010U1 (en) 2002-09-28 2002-09-28 Coupling device for connecting the crankshaft of an internal combustion engine and an electrical generator

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003294669A1 (en)
DE (1) DE20215010U1 (en)
WO (1) WO2004029431A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016177549A1 (en) 2015-05-05 2016-11-10 Moteurs Leroy-Somer Electromechanical assembly comprising an electrical machine coupled to a reducer
WO2016177550A1 (en) 2015-05-05 2016-11-10 Moteurs Leroy-Somer Electromechanical assembly comprising an electrical machine coupled to a reduction gear

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2855767A (en) * 1952-03-20 1958-10-14 Svenska Rotor Maskiner Ab Yieldable coupling
GB1443217A (en) * 1973-11-08 1976-07-21 Mcnamee A Flexible coupling
DE3117126C2 (en) * 1981-04-30 1985-01-10 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Shaft coupling with an elastic membrane
US5342242A (en) * 1993-02-09 1994-08-30 General Motors Corporation Engine/transmission rotary connection

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2360821A (en) * 1943-04-13 1944-10-24 John R Auflero Flashlight
GB733885A (en) * 1952-03-20 1955-07-20 Svenska Rotor Maskiner Ab Improvements in power transmitting couplings
DE1816939A1 (en) * 1968-12-24 1970-07-02 Kloeckner Humboldt Deutz Ag coupling
US4638172A (en) * 1984-11-27 1987-01-20 Williams George A Combination, a model vehicle engine and a direct-current generator
US5219314A (en) * 1990-08-10 1993-06-15 Caterpillar Inc. Flexible driving transmitting coupling
IT1292223B1 (en) * 1997-05-07 1999-01-29 Giorgio Enrico Falck INTERNAL COMBUSTION ENGINE EQUIPPED WITH ROTATING SLEEVE TIMING

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2855767A (en) * 1952-03-20 1958-10-14 Svenska Rotor Maskiner Ab Yieldable coupling
GB1443217A (en) * 1973-11-08 1976-07-21 Mcnamee A Flexible coupling
DE3117126C2 (en) * 1981-04-30 1985-01-10 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Shaft coupling with an elastic membrane
US5342242A (en) * 1993-02-09 1994-08-30 General Motors Corporation Engine/transmission rotary connection

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016177549A1 (en) 2015-05-05 2016-11-10 Moteurs Leroy-Somer Electromechanical assembly comprising an electrical machine coupled to a reducer
WO2016177550A1 (en) 2015-05-05 2016-11-10 Moteurs Leroy-Somer Electromechanical assembly comprising an electrical machine coupled to a reduction gear
FR3035933A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-11 Moteurs Leroy-Somer ELECTROMECHANICAL ASSEMBLY COMPRISING AN ELECTRICAL MACHINE COUPLED WITH A REDUCER
FR3035934A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-11 Moteurs Leroy-Somer ELECTROMECHANICAL ASSEMBLY COMPRISING AN ELECTRICAL MACHINE COUPLED WITH A REDUCER
CN107580745A (en) * 2015-05-05 2018-01-12 利莱森玛电机公司 Including the electromechanical assemblies for the motor for being attached to decelerator
CN107636333A (en) * 2015-05-05 2018-01-26 利莱森玛电机公司 Including the electromechanical assemblies for the motor for being attached to deceleration device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004029431A1 (en) 2004-04-08
AU2003294669A1 (en) 2004-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1910710B1 (en) Damping device for a traction mechanism drive
DE8504809U1 (en) Split flywheel with slip clutch
EP3181390A1 (en) Assembly mount for a vehicle actuator
EP3063428B1 (en) Bearing
EP2499340B1 (en) Exhaust gas turbocharger, motor vehicle, and method for assembling an exhaust gas turbocharger
DE102020203487A1 (en) Rotor of an electric motor
EP1347210B1 (en) Threaded connection between a torque transmitting coupling element and a shell of a component of a vehicle driving means
DE102005056201A1 (en) Electric drive unit, in particular electric motor with transmission for motor vehicle windshield wipers
DE2625481C2 (en)
WO2008086777A1 (en) Apparatus for suppressing eigen resonances in a hydraulic path
DE102009055614B4 (en) Turbocharger with a plastic compressor housing
DE20215010U1 (en) Coupling device for connecting the crankshaft of an internal combustion engine and an electrical generator
DE3245041C2 (en) Vibration damper arrangement in the drive train of motor vehicles
DE102019118708A1 (en) Pressure supply device with a gear pump
DE102008044165A1 (en) Fuel distributor
DE102005009445B4 (en) compressor unit
DE102005005770B4 (en) Frequency-variable absorber, in particular for use in aircraft
EP3153705A1 (en) Multiple pump and drive
WO2008058804A1 (en) Compressor unit
DE4317712C1 (en) Fan arrangement for an electrical machine
DE102006032673B4 (en) Spindle motor for a hard disk drive
EP3784514A1 (en) Hybrid module, method for assembling the hybrid module and drive arrangement
DE19649580A1 (en) De-coupler especially for induction pipe
DE202018101085U1 (en) System for transmitting power between a drive gear and a drive shaft
DE10204973C1 (en) Mechanically-loadable oscillation damping system has coupling between oscillating mass and carrier provided by projecting pins fitting into bores in damping element

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R207 Utility model specification

Effective date: 20031218

R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years

Effective date: 20051031

R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years

Effective date: 20081021

R158 Lapse of ip right after 8 years

Effective date: 20110401