DE4007770C2 - Haltevorrichtung für elektrische Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Haltevorrichtung für elektrische Maschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei Verkehrsmitteln, wie Zugwaggons, Lastkraftwagen und dgl. ist es bekannt, Radaufhängungen mit mehreren geschichteten Blattfedern zu versehen, die bei Laständerungen oder Unebenheiten des Untergrundes sich mehr oder weniger stark verbiegen oder schwingen und dabei auf­ einander reiben, so daß sich dadurch eine von der Achslast des ge­ federten Rades abhängige Reibungsdämpfung der Schwingungen ergibt. Ferner ist es bei Signalhörnern in Kraftfahrzeugen bekannt (DE 17 91 198 U), diese mit einer aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Blechen gebildete Strebe an den Fahrzeugaufbauten zu befestigen, wobei zur Verbesserung der Klangqualität die akustische Schwingung des Signalhorns durch die Anbringung nicht beeinflußt werden soll. Schließlich ist es bei der Vorderradaufhängung von Zweirädern bekannt, Reibungsdämpfer vorzusehen, wobei sich Reibringe gegeneinander verdrehen.

Aus der DE-PS 6 12 406 ist eine Haltevorrichtung für eine elektrische Maschine bekannt, welche mit einem Hebelarm über Gummibuchsen schwingungsdämpfend am Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges befestigt ist. Dabei werden zwar die Schwin­ gungen der Brennkraftmaschine über die Gummielemente ge­ dämpft auf die als Generator ausgebildete elektrische Ma­ schine übertragen. Diese altern jedoch durch die hohe Bean­ spruchung im Kraftfahrzeug relativ schnell und werden sprö­ de, so daß sie in regelmäßigen Zeitabständen auszuwechseln sind.

Aus der DE-PS 5 89 938 ist schließlich eine nachgiebige Mo­ torlagerung für Kraftfahrzeuge bekannt, wobei die Brenn­ kraftmaschine mittels Blattfedern am Fahrzeugchassis befe­ stigt ist. Dabei sind mehrere Blattfedern über Querbalken miteinander verbunden, auf denen der Motor festsitzt. Zwi­ schen den aufgeschichteten Blattfedern sind Bremsbeläge ein­ gesetzt, welche Verschiebungen der Blattfedern gegeneinander dämpfen und somit zwischen Chassis und Motor auftretende Schwingungen abdämpfen. Das Gewicht des Motors beansprucht dabei die Blattfedern über die Querbalken auf Biegung, so daß bereits ohne Schwingungen die Blattfedern dauernd auf Biegung beansprucht werden. Außerdem erfolgt auch dort das Zusammenpreßen der Blattfedern an der Aufhängung der Quer­ balken über Gummipuffer mit ihren vorerwähnten alterungsbe­ dingten Nachteilen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, eine Schwin­ gungsdämpfung an einer Haltevorrichtung für elektrische Ma­ schinen an Antriebsaggregaten in Kraftfahrzeugen zu reali­ sieren, bei denen die Verwendung von Gummielementen mit vis­ koseelastischer Dämpfung vermieden wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Patentanspruchs hat den Vorteil, daß durch elastisches Biegen der ggf. mit Zwischenlagen aufeinandergeschichteten Feder­ bleche auf einfache und wirksame Art eine Reibungsdämpfung erzielt wird, so daß damit die Schwingbeanspruchung der an schwingungserzeu­ genden Aggregaten von Kraftfahrzeugen, angebrachten, schwingungsempfindlichen elektrischen Maschinen wesentlich verringert werden kann. Eine derartige Reibungsdämpfung ist im Gegensatz zur Materialdämp­ fung und zur viskoseelastischen Dämpfung (Gummielemente) nicht ge­ schwindigkeitsproportional sondern annähernd konstant. Sie ist daher schon bei geringen Schwinggeschwindigkeiten wirksam. Außerdem lassen sich durch Variation von Anzahl, Dicke, Material und Oberfläche der Federbleche bzw. Zwischenlamellen und durch Variation der Federvor­ spannkraft, mit der die Federbleche zusammengedrückt werden, Dämp­ fungswirkung und Steifigkeit der Befestigungselemente leicht an die Erfordernisse des jeweiligen Anwendungsfalles anpassen. Die Verwen­ dung vorgespannter Federelemente, wie beispielsweise Tellerfedern, zur Erzeugung der für die Reibung erforderlichen Normalkraft zwi­ schen den Blechen bzw. Lamellen gewährleistet die Aufrechterhaltung der Reibkraft auch nach einem Verschleiß bei längerem Einsatz. Die Größe der Normalkraft kann dabei durch Versuch ermittelt werden.

Zur Verhinderung von Korrosion können unter anderem verwendet wer­ den verzinkte Bleche (auch aus niedrig legiertem Stahl, wie z. B. für Blechlüfter von Generatoren verwendet) und Zwischenlagen aus temperaturbeständigem Kunststoff, durch die ggf. der Reibbewert er­ höht bzw. bestimmt werden kann. Anstelle von Kunststoff ist auch ein temperaturbeständiger Schichtpreßstoff mit Hartgewebe verwendbar.

Bei entsprechender Auslegung der Lamellensteifigkeit können die bei starren Bügeln oft zum Toleranzausgleich erforderlichen Schiebebuch­ sen im Generator entfallen. Entsprechende Maßnahmen sind auch für andere Erzeugnisse anwendbar, die gegen zu starke Schwingbeschleu­ nigungen geschützt werden müssen, was insbesondere für die Kraft­ fahrzeug-Ausrüstung zutrifft.

Häufig, und vermehrt in jüngster Zeit, gibt es bei Kfz-Generatoren Probleme mit zu hoher Schwingbeanspruchung. Ursache ist meist das Zusammentreffen von hohen anregenden Beschleunigungen durch unaus­ geglichene Massenkräfte und ungleichförmigem Drehmomentenverlauf der Brennkraftmaschine mit den Eigenfrequenzen des am Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs angebauten Generators. Die Lage dieser Eigen­ frequenzen ist nicht nur bestimmt durch die konstruktive Gestaltung des Generators, d. h. durch die Masse, die Massenverteilung und die Steifigkeiten der Generatorteile und der für seinen Anbau verwen­ deten Teile wie Befestigungsbügel, Verstellstrebe, sondern - in manchmal entscheidendem Maße - auch von der Steifigkeit der Gehäuse­ wand der Brennkraftmaschine. Deshalb war es bisher manchmal nicht oder nur unter ganz erheblichem Aufwand möglich, für einen vorgege­ benen Kfz-Antrieb die Schwingungen des Generators auf ein für Gene­ ratoren, Anbauteile und Brennkraftmaschine unkritisches Niveau abzu­ senken. Jüngste Beispiele sind Kompaktgeneratoren für VW- und Honda-Fahrzeuge. Der früher gelegentlich beschrittene Ausweg einer vollelastischen Befestigung, d. h. der Verlegung der Eigenfrequenz zu niedrigen Schwingungsanregung bei Antrieb mit sogenannten Poly-V-Riemen ist mit Rücksicht auf die maximal zulässigen Riemen­ fluchtfehler meist nicht mehr möglich.

Als Abhilfemaßnahme wird nunmehr eine Coulombsche-Reibungsdämpfung vorgeschlagen. Als Reibungselemente können die Befestigungsteile, d. h. Befestigungsstreben, Verstellstrebe und Befestigungsbügel aus­ gebildet werden, aber auch die entsprechende Auslegung von Teilen des Generators ist denkbar - z. B. Schwenk- - und Haltearme und/oder Stege der Lagerschilde aus geschichteten Federblechlamellen. Diese sind so gestaltet, daß mit ihnen der Generator ohne weitere Änderun­ gen im Motorraum des jeweiligen Fahrzeugs angebaut werden kann. Außerdem werden hierbei auf einfache Weise Reibungskraft und Stei­ figkeit der Aufhängung durch Ändern von Federvorspannkraft, Mate­ rialstärke und Zahl der Federblechlamellen auf optimale Werte varia­ bel eingestellt.

Merkmale für die Aufhängung des Drehstromgenerators sind

• - geschichtete Lamellen aus Metall und/oder Kunststoff
• - Relativbewegungen und damit Reibarbeit zwischen den Lamellen bei Durchbiegung des Lamellenpaketes
• - Aufbringen der zur Erzielung der Reibkraft erforderlichen Nor­ malkraft über vorgespannte Federelemente - hier durch Teller­ federn - wodurch die Aufrechterhaltung ausreichend hoher Rei­ bungskraft auch bei Verschleiß gewährleistet ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Generator für die elektrische Versorgung von Kraftfahrzeugen und seine Aufhängung bzw. Haltevorrichtung am An­ triebsaggregat eines Kraftfahrzeugs in raumbildlicher, verkleinerter Darstellung, Fig. 2 einen Querschnitt durch den unteren Teil der Haltevorrichtung des Generators nach Fig. 1, Fig. 3 einen Blech­ schnitt für die vordere reibungsdämpfende Befestigungsstrebe, Fig. 4 einen Blechschnitt für die hintere reibungsdämpfende Befestigungs­ strebe, Fig. 5 einen Querschnitt durch die reibungsgedämpfte Ver­ stellstrebe der Generatoraufhängung und Fig. 6 zeigt einen Blech­ schnitt dieser Verstellstrebe.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Fig. 1 und 2 zeigt einen Drehstromgenerator 10, der mit einer er­ findungsgemäßen Haltevorrichtung am Motorblock 11 eines Kraftfahr­ zeugs angebracht ist. Der Generator 10 wird über einen nicht darge­ stellten Keilriemen mittels Keilriemenscheibe 12 vom Motor angetrie­ ben. Der Generator 10 hat eine sogenannte Schwenkarmbefestigung, in dem ein Befestigungsflansch 13 des Generators 10 unten beidseitig durch je eine Strebe 14 und 15 aufgenommen ist, die gemäß Fig. 2 mit einem aus Leichtmetall gegossenen Befestigungsbügel 16 am Motor­ block 11 durch Schrauben 17 befestigt ist. Der Befestigungsbügel 16 ist im oberen Teil mit einem Befestigungsauge an einer Verstellstre­ be 18 festgeschraubt, die ihrerseits mit ihrem hinteren Ende am Mo­ torblock 11 befestigt ist.

Um die Schwingbeanspruchungen des Generators 10 zu begrenzen, die vom Antriebsaggregat über die Haltevorrichtung auf den Generator 10 übertragen werden können, sind die Befestigungsstreben 14 und 15 sowie die Verstellstrebe 18 so aufgebaut, daß sie für Schwingungen, die bei Betrieb vorzugsweise senkrecht zur Ebene der Streben 14, 15 und 18 auftreten, reibungsdämpfend wirken. Zu diesem Zweck besteht die Strebe 14 aus mehreren Federstahlblechschnitten 19 und gleichen Kunststofflamellen 20, die abwechselnd geschichtet die Strebe 14 bilden. Fig. 3 zeigt den Blechschnitt eines solchen Federstahl­ blechs 19 bzw. einer Kunststofflamelle 20. In gleicher Weise ist auch die Strebe 15 aus Federstahlblechen 21 und Kunststofflamellen 22 abwechselnd geschichtet aufgebaut, deren Kontur in Fig. 4 dargestellt ist. Beide Streben 14 und 15 sind am Befestigungsbügel 16 durch jeweils zwei Schrauben 23 starr befestigt. In ihrer oberen Bohrung 24 bzw. 25 ist jeweils eine Metallhülse 26 bzw. 27 mit Spiel eingesetzt, die nach vorn aus der Bohrung 24 bzw. 25 der Strebe 14 bzw. 15 vorsteht. Auf dieses vordere Ende der Metallhülse 26 bzw. 27 werden je zwei Tellerfedern 28 aufgesetzt. Die Tellerfedern 28 wer­ den dann jeweils nach außen durch eine Metallscheibe 29 abgedeckt. Eine Schraube 30 wird nun durch die hintere Strebe 15, das Lagerauge 30 am unteren Teil des Befestigungsflansches 13 und durch die vor­ dere Strebe 14 durchgeschoben und mit einer selbstsichernden Mutter 31 werden nun die Tellerfedern 28 soweit verspannt, daß sie die Bleche 19 bzw. 21 und die dazwischenliegenden Kunststofflamellen 20 bzw. 22 so stark zusammendrücken, daß sie bei Betrieb senkrecht zur Ebene der Federbleche 19 bzw. 21 und Lamellen 20, 22 auftretende Schwingungen aufeinander reiben. Durch diese Reibung werden vom Motorblock 11 ausgehende Schwingungen gedämpft und damit in ihrer Wirksamkeit am Generator 10 begrenzt.

Auch die Verstellstrebe 18 der Haltevorrichtung ist im Beispielsfall als Dämpfungselement ausgebildet. Wie Fig. 5 zeigt, besteht auch die Verstellstrebe 18 aus abwechselnd übereinander geschichteten Federstahlblech- und Kunststofflamellen 31 bzw. 32, deren Kontur in Fig. 6 dargestellt ist. Auch hier wird in die Bohrung 33 zur Befe­ stigung der Verstellstrebe 18 am Motorblock 11 eine Metallhülse 34 eingesetzt, die nach vorn aus der Verstellstrebe 18 vorsteht und die in diesem vorstehenden Bereich zwei Tellerfedern 28 trägt, welche durch eine weitere Metallscheibe 29 nach außen abgedeckt sind. Mit einer weiteren Befestigungsschraube 35, die durch die Metallhülse 14 der Verstellstrebe 18 hindurchgesteckt und dann am Motorblock 11 festgeschraubt wird, werden nun über die Tellerfedern 28 die Feder­ stahlbleche 31 und Kunststofflamellen 32 der Verstellstrebe 18 mit der erforderlichen Normalkraft aufeinandergedrückt.

Nach dem Auflegen und Spannen des nicht dargestellten Keilriemens wird dann der Generator 10 am Lochschlitz 36 der Verstellstrebe 18 und dem oberen Auge des Befestigungsflansches 13 starr festge­ schraubt. Damit werden auch bei dieser Verstellstrebe 18 Schwingun­ gen, die bei Betrieb senkrecht zur Ebene der Federbleche 31 und Lamellen 32 auftreten durch die aufeinander reibenden Federbleche und Lamellen 31, 32 gedämpft.

Claims (1)

1. Haltevorrichtung für Kraftfahrzeug-Generatoren an schwin­ gungserzeugenden Antriebsaggregaten mit mindestens einer Aufhängung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Auf­ hängung (14, 15, 18) aus mehreren geschichteten Federblechen (19, 21, 31) besteht, die je durch ein Metall-Federelement (28) so stark zusammengedrückt werden, daß bei Betrieb senk­ recht zur Ebene der Federbleche auftretende Schwingungen durch dabei zwischen den Federblechen auftretende Reibung gedämpft wird.