DE102010047929A1

DE102010047929A1 - Axiale Sicherung einer Freilaufeinheit

Info

Publication number: DE102010047929A1
Application number: DE201010047929
Authority: DE
Inventors: Thomas Heilmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung (1), die für einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine bestimmt ist und die eine Freilaufeinheit (3) umfasst, die eine Freilaufkupplung (5) und zumindest ein Stützlager einschließt sowie eine eine Welle (8) umschließende Innenhülse (9) und eine in einer Aufnahmebohrung (11) einer Riemenscheibe (2) eingesetzte Außenhülse (10). Die Innenhülse (9) sowie die Außenhülse (10) bilden jeweils an ihren beiden Enden einen Hülsenbord (12, 13; 14, 15), wobei die Hülsenborde (12, 13; 14,15) jeweils in Richtung der zugehörigen gegenüberliegenden Innenhülse (9) oder Außenhülse (10) ausgerichtet sind. Weiterhin ist vorgesehen, dass sich zwischen den mittelbar oder unmittelbar zusammenwirkenden Hülsenborden (12, 14; 13, 15) eine radiale Überdeckung einstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung, die zur Dämpfung von auftretenden Drehschwingungen in einem Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine einsetzbar ist. Diese Dämpfungseinrichtung umfasst eine Freilaufeinheit, die eine Freilaufkupplung und zumindest ein Stützlager einschließt und die zwischen einer eine Welle umschließenden Innenhülse und einer in einer Aufnahmebohrung einer Riemenscheibe eingepressten Außenhülse angeordnet ist.
Aus der DE 36 10 415 A ist bekannt, zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine, eine Freilaufkupplung in einer Antriebsscheibe oder einer Abtriebsscheibe zu integrieren. Die Freilaufkupplung hat die Aufgabe, bei einer durch den Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine bedingten Drehungleichförmigkeit eine Entkopplung des Antriebs zu realisieren.
Die DE 195 11 188 C2 zeigt eine Dämpfungseinrichtung, die eine Freilaufkupplung umfasst, der beidseitig als Stützlager ausgebildete Wälzlager zugeordnet sind. Die Innenhülse der Freilaufeinheit ist durch eine radial nach innen gerichtete Schulter an der Nabe fixiert. Gegenseitig übergreift ein Hülsenbord der Außenhülse einen radial nach außen gerichteten Hülsenbord der Innenhülse.
Die bekannten Dämpfungseinrichtungen zeigen keine wirksamen Maßnahmen zur axialen Sicherung der Freilaufeinheit. Weiterhin besteht bei diesen Konzepten die Gefahr, dass Schmierstoff aus dem Innenraum der Freilaufeinheit austritt, was sich nachteilig auf die Lebensdauer der Dämpfungseinrichtung auswirkt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dämpfungseinrichtung zu schaffen mit einer wirksamen Sicherung der Einbaulage sowie einer Maßnahme, die einen Schmierstoffaustritt aus dem Innenraum der Freilaufeinheit unterbindet.
Diese Problemstellung wird durch eine Dämpfungseinrichtung gelöst, bei der die Innenhülse sowie die Außenhülse der Freilaufeinheit jeweils an ihren beiden Enden in einen Hülsenbord übergehen, wobei die Hülsenborde jeweils in Richtung der zugehörigen gegenüberliegenden Innen- oder Außenhülse ausgerichtet sind und sich dabei eine radiale Überdeckung zwischen den mittelbar oder unmittelbar zusammenwirken Hülsenborden einstellt. Durch die Maßnahme, dass die Hülsenborde beidseitig übergreifend angeordnet sind, wird eine wirksame axiale Sicherung der Freilaufeinheit gewährleistet, was sich vorteilhaft auf die Funktion der Dämpfungseinrichtung auswirkt. Die überlappenden bzw. übergreifenden Hülsenborde bilden eine einem Labyrinth vergleichbare Abdichtung, wobei im Vergleich zu bisherigen Lösungen kein Ringspalt zwischen einem Hülsenbordende und einer Wandungskontur der Riemenscheibe oder der Welle bzw. Nabe auftritt. Vorteilhaft wird durch das erfindungsgemäße Konzept ein Schmierstoffaustritt aus dem Innenraum der Freilaufeinheit wirksam unterbindet, ohne Einbau einer separaten oder zusätzlichen Dichtung. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen, die Gestaltung der Hülsenborde, sind vorteilhaft spanlos, insbesondere durch ein Umbördeln herstellbar. Folglich kann durch den kostengünstig realisierbaren, erfindungsgemäßen Aufbau weiterhin vorteilhaft die Lebensdauer der Dämpfungseinrichtung verbessert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Freilaufeinheit so zu gestalten, dass die Hülsenborde der Außenhülse beidseitig die Freilaufeinheit axial begrenzen und dabei die entsprechenden Hülsenborde der Innenhülse übergreifen. Diese Anordnung bewirkt, dass im Betriebszustand bei rotierender Riemenscheibe der Schmierstoff fliehkraftbedingt in Richtung der Außenhülse bewegt beaufschlagt wird. Aufgrund der beidseitig radial nach innen gerichteten Hülsenborde besteht eine hohe Sicherheit gegenüber einem unerwünschten Schmierstoffaustritt.
Die alternative erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass die radial nach außen gerichteten Hülsenborde der Innenhülse die Freilaufeinheit axial begrenzen und dabei die Hülsenborde der Außenhülse übergreifen. Auch bei dieser Konzeption stellt sich kein nachteiliger Ringspalt zwischen einem Hülsenbordende und einer zugehörigen Gegenkontur ein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Darstellung einer mittelbaren Wirkverbindung zwischen den Hülsenborden zumindest auf einer Seite der Freilaufeinheit eine Anlaufscheibe oder Peakscheibe zwischen den Hülsenborden der Außenhülse und der Innenhülse eingesetzt ist. Diese Scheibe bewirkt einerseits eine weitere verbesserte Abdichtung und verhindert eine unmittelbare Abstützung der Hülsenborde, die folglich als Weichbord ausführbar sind und keiner zusätzlichen Nachbehandlung zur Verbesserung der Härte unterzogen werden müssen. Weiterhin kann erfindungsgemäß beidseitig der Freilaufeinheit zwischen den Hülsenborden eine Anlaufscheibe oder Peakscheibe angeordnet werden.
Als Werkstoff für die Anlaufscheibe oder Peakscheibe ist bevorzugt ein verschleißfester, medienbeständiger Kunststoff wie beispielsweise PA 66 vorgesehen.
Zur Darstellung einer bauteiloptimierten Freilaufeinheit ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass einseitig oder beidseitig der Freilaufeinheit die Hülsenborde der Außenhülse und der Innenhülse unmittelbar gegeneinander abgestützt sind. Zur Erzielung einer hohen Dauerfestigkeit sind dazu die Kontaktflächen der unmittelbar in einer Wirkverbindung stehenden, zueinander eine Relativbewegung ausübenden Hülsenborde gehärtet. Alternativ zu einem Hartbord bietet es sich an, die Kontaktflächen mit einem Korrosions- und/oder Reibungsmittel zu beschichten. Als geeignete Korrosionsschutzbeschichtung kann bevorzugt eine Dünnschichtverchromung, Zink-Nickel-Legierung oder Zink-Eisen-Legierung eingesetzt werden.
Für die Freilaufkupplung der Freilaufeinheit der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung sind als Klemmelemente sowohl Klemmkörper, Klemmnadeln als auch Klemmrollen oder Klemmkugeln einsetzbar. Die Freilaufeinheit um fasst beidseitig der Freilaufkupplung weiterhin jeweils ein als Wälzlager ausgeführtes Stütz- oder Radiallager mit zylindrischen Wälzkörpern. Für die Bauteile Innenhülse und Außenhülse ist als Werkstoff insbesondere ein Stahlblech vorgesehen, wobei zur Herstellung bevorzugt ein spanloses Tiefziehverfahren eingesetzt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind.
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Hülsenbordeder Innenhülse die Freilaufeinheit axial begrenzen;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Hülsenborde der Außenhülse die Freilaufeinheit axial begrenzen;
3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwischen den Hülsenborden beidseitig der Freilaufeinheit eine Anlaufscheibe eingesetzt ist;
4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem beidseitig der Freilaufeinheit die Hülsenborde unmittelbar gegeneinander abgestützt sind.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In der 1 ist in einem Halbschnitt eine Dämpfungseinrichtung 1 abgebildet, die in einer Riemenscheibe 2 integriert ist. Die Riemenscheibe kann beispielsweise einem Generator einer Brennkraftmaschine zugeordnet sein, wobei der Antrieb über ein in 1 nicht abgebildetes Zugmittel, insbesondere einen Riemen, eines Zugmitteltriebs erfolgt. Eine entsprechende Anordnung des Zugmitteltriebs sowie der Riemenscheibe 2 kann beispielsweise der DE 36 10 415 A entnommen werden. Die Dämpfungseinrichtung 1 umfasst eine Freilaufeinheit 3, die zwischen einer Welle 4 oder einer Nabe und einer Aufnahmebohrung 5 der Riemenscheibe 2 eingesetzt ist. Einer Freilaufkupplung 5 der Freilaufeinheit 3 ist beidseitig ein als Wälzlager ausgebildetes Stützlager 6, 7 zugeordnet, wobei diese Bauteile zwischen einer Innenhülse 9 und einer Außenhülse 10 angeordnet sind, die eine Welle 4 oder Nabe umschließt bzw. in einer Aufnahmebohrung 11 der Riemenscheibe 2 eingesetzt ist. Die kraftschlüssig auf einer Mantelfläche 8 der Welle 4 positionierte Innenhülse 9 bildet mehrere am Umfang verteilt angeordnete, nicht näher dargestellte Klemmrampen, die mit einer entsprechenden Anzahl von Klemmkörpern oder Klemmrollen der Freilaufkupplung 5 zusammenwirken. Dabei sind die Klemmkörper oder Klemmrollen in einem nicht dargestellten Käfig geführt und mittels einer Feder vorgespannt.
Die 2 bis 4 zeigen alternative Ausführungsformen von erfindungsgemäß ausgebildeten Freilaufeinheiten 3. Dabei gilt, dass Einzelheiten und Bereiche, die äquivalente Funktionen zu vorab beschriebenen Einzelheiten und Bereichen aufweisen, mit gleichen Bezugziffern versehen sind und nicht nochmals detailliert erläutert werden.
Gemäß der 2 wird die Freilaufeinheit 3 von den Hülsenborden 12, 13 der Außenhülse 10 axial begrenzt, die gleichzeitig die Hülsenborde 14, 15 der Innenhülse 9 radial übergreifen. Die Anlaufscheibe 16 ist dabei zwischen einer Innenwandung von dem Hülsenbord 13 der Außenhülse 10 und einer Außenwandung des Hülsenbordes 15 der Innenhülse 9 eingesetzt.
Die 3 zeigt die Freilaufeinheit 3, die abweichend zu der Darstellung gemäß 2 jeweils beidseitig zwischen den Hülsenborden 12, 14 bzw. 13, 15 eine Anlaufscheibe 16, 17 einschließt.
Die in 4 abgebildete Freilaufeinheit 3 zeigt jeweils beidseitig unmittelbar zusammenwirkende Hülsenborde 12, 14 bzw. 13, 15, die zur Erzielung einer optimalen Verschleißfestigkeit bevorzugt als Hartbord ausgebildet sind.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfungseinrichtung
2: Riemenscheibe
3: Freilaufeinheit
4: Welle
5: Freilaufkupplung
6: Stützlager
7: Stützlager
8: Mantelfläche
9: Innenhülse
10: Außenhülse
11: Aufnahmebohrung
12: Hülsenbord
13: Hülsenbord
14: Hülsenbord
15: Hülsenbord
16: Anlaufscheibe
17: Anlaufscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3610415 A [0002, 0019]
DE 19511188 C2 [0003]

Claims

Dämpfungseinrichtung in einem Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Freilaufeinheit (3), die eine Freilaufkupplung (5) und zumindest ein Stützlager einschließt, sowie eine eine Welle (4) umschließende Innenhülse (9) und eine in einer Aufnahmebohrung (11) einer Riemenscheibe (2) eingesetzte Außenhülse (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (9) sowie die Außenhülse (10) jeweils an ihren beiden Enden in einen Hülsenbord (12, 13; 14, 15) übergehen, wobei die Hülsenborde (12, 13; 14, 15) jeweils in Richtung der zugehörigen gegenüberliegenden Innenhülse (9) oder Außenhülse (10) ausgerichtet sind und sich dabei eine radiale Überdeckung zwischen den mittelbar oder unmittelbar zusammenwirken Hülsenborden (12, 14; 13, 15) einstellt.
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufeinheit (3) von den die Hülsenborde der Innenhülse (9) übergreifenden Hülsenborden (12, 13) der Außenhülse (10) axial begrenzt ist.
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufeinheit (3) von den die Hülsenborde (12, 13) der Außenhülse übergreifenden Hülsenborden (14, 15) der Innenhülse (9) axial begrenzt ist.
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Kontaktflächen der unmittelbar in einer Wirkverbindung stehenden Hülsenborde (12, 14; 13, 15) der Freilaufeinheit (3) als Hartbord ausgebildet oder gehärtet sind.
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest auf einer Seite der Freilaufeinheit (3) eine Anlaufscheibe (16) oder Peakscheibe zwischen dem Hülsenbord (13) der Außenhülse (10) und dem Hülsenbord (15) der Innenhülse (9) eingesetzt ist.
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig der Freilaufeinheit (3) eine Anlaufscheibe (16, 17) oder Peakscheibe zwischen dem Hülsenbord (12, 13) der Außenhülse (10) und dem Hülsenbord (14, 15) der Innenhülse (9) eingesetzt ist.
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig der Freilaufeinheit (3) die Hülsenborde (12, 14; 13, 15) der Außenhülse (10) und der Innenhülse (9) unmittelbar gegeneinander abgestützt sind.
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für die Anlaufscheibe (16, 17) ein verschleißfester und medienbeständiger Kunststoff vorgesehen ist.
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle aus Stahl hergestellten Bauelemente der Freilaufeinheit (3) mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen sind.