用于驱动机动车辆的辅助设备的皮带传动装置的皮带轮装置和用于驱动机动车辆的经由 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于驱动机动车辆的辅助设备的皮带传动装置的皮带轮装置和一种用于驱动机动车辆的经由皮带轮装置连接的辅助设备的方法，借助于其，机动车辆的辅助设备、例如冷却水泵能够经由牵引机构借助于由机动车发动机提供的转矩来驱动。
【背景技术】
[0002]从DE 101 48 961 Al中已知一种用于驱动辅助设备的具有输入皮带轮的皮带传动装置，所述皮带传动装置经由行星传动装置与内燃机的曲轴连接，其中经由通过皮带轮驱动的牵引机构经由输出皮带轮能够驱动不同的辅助设备。附加地，电机也经由另一个输出皮带轮连接到牵引机构上，以便能够在发电机运行时从牵引机构的机械能中产生电能或者在发动机运行时将附加的转矩导入到牵引机构中。
[0003]存在减小机动车辆部件的结构空间的持续需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是阐明如下措施，所述措施实现了机动车辆部件的结构空间的减小、尤其是机动车辆的可经由皮带传动装置驱动的辅助设备的结构空间的减小。
[0005]所述目的的解决方案根据本发明通过具有权利要求1的特征的皮带轮装置以及具有权利要求10的特征的用于驱动机动车辆的经由皮带轮装置连接的辅助设备的方法。本发明的优选的设计方案在从属权利要求中给出。
[0006]根据本发明，提出一种用于驱动机动车辆的辅助设备的皮带传动装置的皮带轮装置，所述皮带轮装置具有用于导入可经由牵引机构提供的转矩的皮带轮；用于驱动辅助设备、尤其冷却水泵的从动轴；和用于在皮带轮和从动轴之间传递转矩的电机，其中电机具有与皮带轮连接的转子和与从动轴连接的定子。
[0007]借助于通过转子和定子构成的电机，从动轴能够以电磁的方式与皮带轮耦联，使得通过影响在转子和定子之间构成的电场和/或磁场能够改变皮带轮和从动轴之间的功率流。由此尤其可能的是，从动轴能够即使在皮带轮转速高的情况下在所允许的最大转速之下和/或即使在皮带轮转速低的情况下在预设的最小转速之上运行。通过在皮带轮和从动轴之间的可由电机影响的功率流，对于最不利的运行点不需要设置经由从动轴连接的辅助设备，使得辅助设备能够更小地确定尺寸并且实现了机动车辆部件的结构空间的减小、尤其机动车辆的可经由皮带传动装置驱动的辅助设备的结构空间的减小。
[0008]电机尤其是仅作为机电换能器来运行。电机例如设计为直流驱动器或者交流驱动器。电机尤其能够是永久激励的或者是他励的。尤其可能的是，电机设计为同步机或者异步机。在转子和定子之间构成的电场和/或磁场例如能够通过如下方式改变:转子相对于定子能够轴向移动，使得轴向的延伸能够改变，经由所述轴向的延伸，转子和定子的对于功率流的传递重要的构件、尤其永磁体和/或绕组沿着径向方向相继重叠地设置。尤其可能的是，将转子相对于定子轴向移动这样远，使得在转子和定子之间的功率传递能够被中断，例如以便将经由从动轴连接的辅助设备与皮带传动装置脱耦。
[0009]电机的转子能够以皮带轮的转速旋转。对转子的驱动尤其经由皮带轮通过作用在皮带轮上的牵引机构来实现。牵引机构尤其设计为皮带、平皮带、楔形皮带、齿形皮带、多V带、绳、链等。借助于一个或多个导向辊，牵引机构在皮带轮上的包容角能够提高和/或能够调节牵引机构的预应力。电机的定子能够以从动轴的转速旋转。这就是说在正常运行时转子还有定子能够旋转，其中通过转子和定子之间的电磁场的影响、尤其通过对定子和/或转子的绕组单独可调节的通电，能够提高或者降低转子和定子之间的转速差，尤其以便能够调控从动轴上的所期望的额定转速。从动轴的所期望的额定转速尤其能够是可变的并且在连续的运行中改变。设计为冷却水泵的辅助设备的所期望的体积流量例如能够根据待由该冷却水泵来冷却的机动车辆部件的温度来调控，使得与该冷却水泵连接的从动轴的额定转速为了调节所期望的体积流量能够改变。如果辅助设备在此期间不应运行，那么例如能够提出:以机械的方式或者以电的方式锁止从动轴并且中断到辅助设备中的功率输入。优选地，转子能够经由尤其可切换的自由轮与皮带轮连接和/或定子能够经由尤其可切换的自由轮与从动轴连接。这对于特定的运行情况实现了中断从皮带轮到从动轴的功率流，而不经由电机产生所不必要的无功功率，或者实现了辅助设备尤其在起动-停止情况中、在改变主意(change-of-mind)情况中或者在机动车辆发动机起动情况下为了驱动机动车辆至少短期地以纯电的方式运行。辅助设备例如是冷却水泵、油泵、空调设备的空气压缩机、燃油泵、发电机、机油泵、用于可增压的机动车辆发动机中的增压空气压缩装置的机械的增压器/压缩机。
[0010]特别地，电机与用于使从动轴加速的电能源连接和/或与用于制动从动轴的电能量收集器连接。能源和/或能量收集器能够与电机的转子和/或定子的绕组连接。能源和能量收集器尤其能够是同一构件、优选可充电的电池(蓄电池)、例如机动车辆电池。优选之前存储在能量收集器中的电能能够用作为用于使从动轴加速的能源。通过从能源中给电机供给电能和/或从电机中将电能输出给能量收集器能够有针对性地改变在皮带轮的转速和从动轴的转速之间的转速差的量和/或符号。在供给电能时除了由皮带轮导入的转速夕卜，从动轴被加速，由此从动轴超过皮带轮(“超越运行”)。在导出电能时从动轴相对于由皮带轮导入的转速能够被制动，由此从动轴与皮带轮相比更缓慢地旋转(“制动运行”)。在制动运行中优选电消耗器和/或电存储器能够连接到电机上。特别地，所连接的消耗器的电阻能够是无穷大的，由此基本上不再产生拖曳力矩。特别地，从动轴的额定转速能够与皮带轮的转速脱耦。尤其可能的是，通过使电机与能量收集器连接产生电能用于机动车辆的车辆电网或者为了存储电能(“发电机运行”)，或者在机动车辆的制动过程中回收制动功率的一部分作为电能(“再生”)。
[0011]优选地，在电机中在取消电流的情况下设有用于建立皮带轮与从动轴的基本上抗转动的耦联的切换元件。由此获得用于辅助设备的故障安全功能，所述辅助设备例如在车辆电网电压失效的情况下根据皮带轮的转速至少实现了辅助设备的不受调控的运行。在这种“故障安全运行状态”中能够存在皮带轮与从动轴的纯机械耦联。切换元件例如设计为通过电流的电磁体，所述电磁体在通过电流的状态中预紧用于引起皮带轮与从动轴机械耦联的弹簧。在电流供给失效的情况下，电磁体不再能够预紧弹簧，使得弹簧放松并且尤其引起皮带轮与从动轴的摩擦配合的和/或形状配合的耦联。
[0012]尤其优选地，电机具有绕组，其中绕组在电机中取消电流的情况下是可短路的。在电机中取消电流的情况下用于建立皮带轮与从动轴的基本上抗转动的耦联的切换元件例如能够由此设计为节省结构空间的电路，当例如经由机动车辆的车辆电网的电流供给失效时，所述电路使绕组短路。电流尤其能够从相对于绕组可运动的永磁体和/或其它通电的绕组感应到绕组中，使得能够在转子和定子之间出现电磁耦联。优选地，能够设置转子与定子的附加的机械耦联。
[0013]特别地，定子具有永磁体并且转子具有绕组，或者定子具有绕组并且转子具有永磁体，其中绕组经由无接触的或者能接触的电接触部、尤其是滑动接触连接件与电线连接用于导入和/或导出电能。根据设计方案和/或使用目的能够调换永磁体和绕组。原则上可能的是，不仅对于定子而且对于转子设置可通过电流的、优选单独地并