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WO2003036114A2 - Riemenscheibe - Google Patents

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Publication number
WO2003036114A2
WO2003036114A2 PCT/EP2002/011438 EP0211438W WO03036114A2 WO 2003036114 A2 WO2003036114 A2 WO 2003036114A2 EP 0211438 W EP0211438 W EP 0211438W WO 03036114 A2 WO03036114 A2 WO 03036114A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hub
clamping
jacket
friction
barrel
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/011438
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2003036114A3 (de
Inventor
Uwe Michael
Peter Kattwinkel
Original Assignee
Ina-Schaeffler Kg
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 Ina-Schaeffler Kg filed Critical Ina-Schaeffler Kg
Priority to AU2002349349A priority Critical patent/AU2002349349A1/en
Publication of WO2003036114A2 publication Critical patent/WO2003036114A2/de
Publication of WO2003036114A3 publication Critical patent/WO2003036114A3/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/022—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the starter comprising an intermediate clutch
    • 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
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    • F02B67/06—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 of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
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    • F16D41/066—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical
    • F16D41/067—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical and the members being distributed by a separate cage encircling the axis of rotation
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    • F16D43/213—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure with friction members with axially applied torque-limiting friction surfaces
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type

Definitions

  • the present invention relates to pulleys.
  • pulleys are often arranged on the drive shaft of the alternator, and a one-way clutch is arranged between the hub and the barrel casing.
  • the invention relates in particular to the latter pulleys.
  • a device for damping torsional vibrations in a drive train has become known.
  • a pulley is arranged on a drive shaft of an alternator, with a roller-mounted one-way clutch being arranged between the barrel jacket and the hub.
  • the one-way clutch takes on the task of decoupling the phase of the deceleration of the rotational irregularities of the crankshaft from the rotationally inert drive shaft.
  • the rotational irregularities are due to the combustion process of the piston internal combustion engine.
  • crankshaft pulley for example by means of a rubber element arranged between the crankshaft and the pulley.
  • the rotational irregularities of the crankshaft are more or less decoupled from all the auxiliary units arranged in the belt drive.
  • problems arise when starting the engine because a resonance point has to be run through.
  • the decoupled crankshaft pulley forms an oscillatory system with the ancillary units arranged in the belt drive. For this reason, a so-called start-stop squeak can occur due to slippage between the alternator pulley and the belt. The slip occurs when a moment engaging the alternator shaft is reached that is higher than a limit torque.
  • the limit torque corresponds to the torque that can be transferred from the belt to the pulley.
  • the object of the present invention is to provide an improved pulley in which these disadvantages are eliminated.
  • this object is achieved by the pulley according to claim 1.
  • the slip clutch provided according to the invention frictionally connects the hub to the barrel jacket, because this is just set to this limit torque.
  • the limit torque is undershot when the engine is idling or at a higher speed. So here is a situation where the alternator pulley is rigidly connected to the alternator shaft.
  • the crankshaft pulley can therefore be decoupled without the problem mentioned at the outset, according to which excessive oscillation angles occur on the decoupled crankshaft pulley.
  • Clamping body freewheels and wrap spring freewheels, but also clamping roller freewheels, for example, can be used as the one-way clutch.
  • a further development according to the invention provides that the barrel casing is mounted radially opposite the hub via sliding bodies, a solid friction being set between the sliding bodies on the one hand and the hub and / or the barrel casing on the other hand.
  • the sliding bodies provided according to the invention therefore perform two functions: firstly, they ensure a perfect radial bearing, so that the function of, for example, a clamping roller freewheel is also ensured. Secondly, they take on the function of a slip clutch that slips above a set limit torque and that transfers a torque below the limit torque perfectly between the barrel jacket and the hub.
  • a thrust washer can be arranged on the end face between the hub and the running jacket.
  • a friction body for solid-body friction is provided between the thrust washer on the one hand and the running jacket and / or the hub on the other hand.
  • a tensioned spring can be provided, which clamps the friction body between the disc on the one hand and the barrel jacket and / or the hub on the other.
  • a one-way clutch with clamping bodies which are spring-loaded against clamping tracks, one clamping track being assigned to the running jacket and the other clamping track to the hub
  • the clamping body is formed by a wedge body, one of which has a friction surface against the a clamping track, which is also designed as a friction surface, is pressed on, the friction surfaces slipping above the limit torque in the freewheeling direction.
  • the clutch provided here takes on two functions: on the one hand, a defined friction torque is set in the freewheeling direction, so that slipping is only possible when a limit torque is exceeded. Secondly, it is ensured in the opposite blocking direction of the freewheel that a rotation between the barrel jacket and the hub is not possible due to a non-positive connection due to the freewheel.
  • Another slip clutch according to the invention can comprise a lever which springs against each other, one of which is assigned to the hub and the other of which is associated with the barrel jacket.
  • a friction ring can also be arranged between the lever and the friction surface assigned to the barrel jacket or the hub, which friction ring is pressed against the friction surface of the hub or the barrel jacket under the force of the lever acted upon.
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram for the pulley according to the invention from FIG. 1
  • FIG. 3 shows a further pulley according to the invention in longitudinal section
  • FIG. 4 shows a modified slip and one-way clutch provided according to the invention
  • Figure 5 shows another modified slip
  • FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram for the slip and overrunning clutch from FIG. 5,
  • Figure 7 shows another slip and one-way clutch.
  • the pulley according to the invention from FIG. 1 has a running jacket 1, a hub 2 and a roller-bearing freewheel arranged between the hub 2 and the running jacket 1, which is formed from a pinch roller freewheel 3 and radial roller bearings 4 arranged on both end faces of the pinch roller freewheel 3.
  • the freewheel forms a so-called freewheel unit, in which the clamping roller freewheel 3 and the radial roller bearings 4 are arranged between an inner and an outer sleeve 5, 6.
  • the figure shows that the belt pulley is screwed onto a drive shaft 7 of an auxiliary unit, not shown.
  • a thrust washer 8 is attached to the face of the barrel jacket 1. Between a cover 9 on the end face and the thrust washer 8, a friction disk 10 is provided, which is received on the hub 2 in a rotationally fixed manner. In the illustration, the friction disk 10 is clamped elastically between the cover 9 and the thrust washer 8. A relative rotation between the friction disk 10 and the running jacket 1 or the thrust washer 10 is only possible above a limit torque. If, for example, the pulley according to the invention is used in the unit drive of an internal combustion engine is, namely on the generator shaft, this limit torque can be exceeded if the moment of inertia of the rotating generator shaft is correspondingly large with a strong deceleration of the crankshaft. Unwanted squeaking noises, especially when starting or stopping the engine, can be avoided by the defined torque limit.
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of the friction disk according to the invention from FIG. 1, the position number 11 denoting a slip clutch and the position number 12 denoting a one-way clutch connected in parallel with the slip clutch 11.
  • the friction disk according to the invention according to FIG. 3 differs from that from FIG. 1 essentially in that instead of the radial roller bearings described above, sliding bodies 13 are provided which are in constant frictional contact with the inner sleeve 5 and / or the outer sleeve 6, wherein the outer sleeve 6 is arranged in a rotationally fixed manner with the barrel jacket 1 and the inner sleeve 5 in a rotationally fixed manner with the hub 2. Below the limit torque, there is therefore no relative rotation between the barrel jacket 1 and the hub 2, whereas if the limit torque is exceeded, slipping in the free running direction of the pinch roller freewheel 3 is possible.
  • the sliders 13 are therefore part of the slip clutch and part of the one-way clutch.
  • a friction disk as described above, can be omitted.
  • clamping bodies 14 can also be provided according to FIG. 4, which are sprung against clamping tracks 15, 16 by means of a spring 17.
  • the clamping track 15 assigned to the barrel jacket 1, not shown, is cylindrical.
  • the clamping track 16 assigned to the hub 2, not shown, is in the form of several over the circumference distributed clamping ramps 18 formed.
  • the clamping ramps 18 together with the cylindrical clamping path 15 delimit wedge-shaped clamping gaps 19.
  • the clamping bodies 14 also have a wedge shape. When the barrel jacket 1 is rotated clockwise, the wedge-shaped clamping body 14 is pulled into the clamping gap 19 by the spring force of the spring 17 and the frictional force between the barrel jacket 1 and the clamping body 14 and the freewheel is blocked.
  • the friction force which is transmitted from the running jacket to the wedge-shaped clamping body 14, presses it downward along the clamping ramp 18, so that no blocking can take place.
  • the spring 17 ensures a defined contact pressure between the wedge-shaped clamping body 14 and the cylindrical clamping track 15, as a result of which a defined frictional torque is generated in this direction of rotation.
  • the contacting surfaces of the wedge-shaped clamping body 14 and the cylindrical clamping path 15 are in frictional contact much larger than with a clamping roller, whereby the wear on the clamping body 14 due to the high friction torque is counteracted.
  • the clutch shown in FIG. 4 accordingly works as a slip clutch and in the opposite sense of rotation as a one-way clutch.
  • a modified clutch which works in one direction of rotation as a one-way clutch and in the opposite direction as a slip clutch, is also shown in FIG. 5.
  • a ring 20 is arranged on the end face between the barrel jacket 1 and the hub 2.
  • the ring 20 has a plurality of levers 21 which are distributed over the circumference and bent out of the ring plane.
  • the free lever ends are seated in grooves 22 of a friction ring 23, which is pressed with its friction surface 24 against a friction surface 25 of the barrel casing 1 by the force of the pretensioned lever 21.
  • the friction ring 23 When the barrel casing 1 is rotated from left to right in the illustration, the friction ring 23 is taken along a little to the right under the effective frictional force between the barrel casing 1 and the friction ring 23, the lever arms 21 tending to decrease the effective friction force.
  • the clutch shown here works as a slip clutch.
  • the friction ring 23 rotated a little from the right to the left under the effective frictional force, the lever arms 21 rising further and pressing the friction ring 23 increasingly against the barrel casing 1, so that a frictional connection is established.
  • the clutch shown here therefore works in this sense of rotation as a one-way clutch in blocking operation.
  • FIG. 6 shows, as a replacement diagram, a pulley with a clutch according to FIG. 5, a combined slip and overrunning clutch according to FIG. 5 being designated by item number 24.
  • the clutch shown in FIG. 7 also works according to the lever principle, but instead of a ring as in FIG. 5, a plurality of levers 25 which are arranged distributed over the circumference are provided, which have one end in troughs 26 of the hub 2 and with their opposite ends in the Troughs 22 of the friction ring 23 are arranged. Furthermore, a spring 27 is provided, which springs the lever 25 in one direction, so that this lever 25 stands up and presses the friction ring 23 with its friction surface 24 against the friction surface 25 of the barrel casing 1.
  • the mode of operation of this clutch corresponds to the clutch according to FIG. 5.

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Abstract

Eine Riemenscheibe ist mit einer Nabe (2) und mit einem Laufmantel (1) versehen. Zwischen der Nabe (2) und dem Laufmantel (1) ist eine Freilaufkupplung angeordnet. Zwischen der Nabe (2) und dem Laufmantel (1) ist ferner eine Rutschkupplung angeordnet, die unterhalb eines Grenzdrehmomentes die Nabe (2) und den Laufmantel (1) reibschlüssig verbindet, und die oberhalb des Grenzdrehmomentes die Nabe (2) von dem Laufmantel (1) in Freilaufrichtung der Freilaufkupplung entkoppelt.

Description

Riemenscheibe
Die vorliegende Erfindung betrifft Riemenscheiben. Im Aggregatetrieb von modernen Brennkraftmaschinen sind auf der Antriebswelle der Lichtmaschine oftmals Riemenscheiben angeordnet, zwischen deren Nabe und deren Laufmantel eine Freilaufkupplung angeordnet ist. Die Erfindung betrifft insbesonde- re die zuletzt genannten Riemenscheiben.
Aus DE 195 11 188 C2 beispielsweise ist eine Vorrichtung zum Dämpfen von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang bekannt geworden. Eine Riemenscheibe ist auf einer Antriebswelle einer Lichtmaschine angeordnet, wobei zwi- sehen dem Laufmantel und der Nabe eine wälzgelagerte Freilaufkupplung angeordnet ist. Die Freilaufkupplung übernimmt dabei die Aufgabe, die Fase der Verzögerung der Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle von der drehträgen Antriebswelle abzukoppeln. Die Drehungleichförmigkeiten sind bedingt durch den Verbrennungsprozess der Kolbenbrennkraftmaschine.
Ferner ist vorgeschlagen worden, die Kurbelwellenriemenscheibe zu entkoppeln, bspw. über ein zwischen Kurbelwelle und Riemenscheibe angeordnetes Gummielement. Bei dieser Anordnung werden die Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle von allen im Riementrieb angeordneten Nebenaggregaten mehr oder weniger abgekoppelt. Allerdings treten hier Probleme beim Starten des Motors auf, da eine Resonanzstelle durchlaufen werden muß. Denn die entkoppelte Kurbelwellenriemenscheibe bildet mit den im Riementrieb angeordneten Nebenaggregaten ein schwingungsfähiges System. Aus diesem Grund kann ein sogenanntes Start-Stop-Quietschen auftreten aufgrund von Schlupf zwischen der Lichtmaschinenriemenscheibe und Riemen. Der Schlupf tritt auf, wenn ein an der Lichtmaschinenwelle angreifendes Moment erreicht ist, das höher als ein Grenzdrehmoment ist. Das Grenzdrehmoment entspricht dem vom Riemen auf die Riemenscheibe übertragbaren Moment.
Die Kombination der eingangs erwähnten Anordnung des Freilaufs zwischen Riemenscheibe und Lichtmaschinenwelle mit der entkoppelten Kurbelwellenriemenscheibe erzeugt jedoch ein neues Problem: Zwar ist das Start-Stop Quietschen beseitigt. Allerdings steigt die Resonanzdrehzahl in etwa auf die Leerlaufdrehzahl des Motors. Dadurch treten unzulässig hohe Schwingwinkel der Kurbelwellenriemenscheibe gegenüber der Kurbelwelle auf. Dadurch ist der Verschleiß an der Kupplungsstelle zwischen Kurbelwelle und Kurbelwellenriemenscheibe erhöht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Riemenscheibe anzugeben, bei der diese Nachteile behoben sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Riemenscheibe gemäß Anspruch 1 gelöst. Unterhalb des Grenzdrehmomentes verbindet die erfindungsgemäß vorgesehene Rutschkupplung die Nabe mit dem Laufmantel reibschlüssig, weil diese gerade auf dieses Grenzdrehmoment eingestellt ist. Bei Leer- laufdrehzahl des Motors oder höherer Drehzahl ist das Grenzdrehmoment unterschritten. Hier liegt also eine Situation vor, in der die Lichtmaschinenriemenscheibe starr mit der Lichtmaschinenwelle verbunden ist. Die Kurbelwellenriemenscheibe kann also entkoppelt werden, ohne daß das eingangs erwähnte Problem auftritt, wonach überhöhte Schwingwinkel an der entkoppelten Kur- belwellenriemenscheibe auftreten.
Beim Starten des Motors können Drehmomente aufrteten, die größer als das Grenzdrehmoment sind. In dieser Situation kann kein Schlupf zwischen Riemen und Lichtmaschinenriemenscheibe auftreten, weil die erfindungsgemäße Rutschkupplung ein Durchrutschen der Riemenscheibe gegenüber der Lichtmaschinenwelle ermöglicht. Das Start-Stop Quietschen ist beseitigt. Für den gesamten in der Praxis auftretenden Drehzahlbereich ist demzufolge gewährleistet, daß einerseits beim Starten das Start-Stop Quietschen beseitigt ist und daß andererseits gerade bei Leerlaufdrehzahl keine unzulässigen Schwingwinkel an der Kurbelwellenriemenscheibe auftreten. Die Rutschkupplung ist so eingestellt, daß bei Leerlaufdrehzahl oder höheren Drehzahlen in der Verzögerungsphase der Drehungleichförmigkeit der Kurbelwelle die Lichtmaschinenriemenscheibe starr mit der Lichtmaschinenwelle gekoppelt ist. Der Freilauf wird in dieser Situation wirkungslos oder wenigstens annäherungsweise wirkungslos.
Als Freilaufkupplung können beispielsweise Klemmkörperfreiläufe und Schlingfederfreiläufe, aber auch Klemmrollenfreiläufe eingesetzt werden.
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass der Laufmantel über Gleitkörper radial gegenüber der Nabe gelagert ist, wobei zwischen den Gleitkörpern einerseits und der Nabe und/oder dem Laufmantel andererseits eine Festkörperreibung eingestellt ist. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Gleitkörper übernehmen demzufolge zwei Funktionen: erstens gewährleisten sie eine einwandfreie radiale Lagerung, so dass auch die Funktion eines bei- spielsweise eingesetzten Klemmrollenfreilaufs gewährleistet ist. Zweitens übernehmen Sie die Funktion einer Rutschkupplung, die oberhalb eines eingestellten Grenzdrehmomentes durchrutscht und die unterhalb des Grenzdrehmomentes ein Drehmoment einwandfrei zwischen Laufmantel und Nabe überträgt.
In bekannter Weise kann zwischen der Nabe und dem Laufmantel stirnseitig eine Anlaufscheibe angeordnet sein. Allerdings sieht eine erfindungsgemäße Weiterbildung vor, dass zwischen der Anlaufscheibe einerseits und dem Laufmantel und/oder der Nabe andererseits ein Reibkörper für eine Festkörperrei- bung vorgesehen ist. Zum Aufbringen der Festkörperreibung kann eine gespannte Feder vorgesehen sein, die den Reibkörper zwischen der Anlauf- scheibe einerseits und dem Laufmantel und/oder der Nabe andererseits einspannt.
Wenn eine Freilaufkupplung mit Klemmkörpem vorgesehen ist, die gegen Klemmbahnen angefedert sind, wobei die eine Klemmbahn dem Laufmantel und die andere Klemmbahn der Nabe zugeordnet ist, sieht eine besondere erfindungsgemäße Weiterbildung vor, dass der Klemmkörper durch einen Keilkörper gebildet ist, dessen eine Reibfläche gegen die eine ebenfalls als Reibfläche ausgebildete Klemmbahn angedrückt ist, wobei die Reibflächen ober- halb des Grenzdrehmomentes in Freilaufrichtung durchrutschen. In diesem Fall übernimmt die hier vorgesehene Kupplung zwei Funktionen: einerseits ist in der Freilaufrichtung ein definiertes Reibmoment eingestellt, so dass ein Durchrutschen lediglich bei Überschreiten eines Grenzdrehmomentes möglich ist. Zweitens ist in der entgegengesetzten Sperrrichtung des Freilaufs gewähr- leistet, dass eine Verdrehung zwischen Laufmantel und Nabe wegen einer kraftschlüssigen Verbindung aufgrund des Freilaufs nicht möglich ist.
Eine andere erfindungsgemäße Rutschkupplung kann einen Hebel umfassen, der Reibflächen gegeneinander anfedert, von denen die eine der Nabe und von denen die andere dem Laufmantel zugeordnet ist. Zwischen dem Hebel und der dem Laufmantel bzw. der Nabe zugeordneten Reibfläche kann auch ein Reibring angeordnet sein, der unter der Kraft des beaufschlagten Hebels gegen die Reibfläche der Nabe bzw. des Laufmantels angedrückt wird.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von fünf in insgesamt sieben Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Riemenscheibe im Längsschnitt,
Figur 2 ein Ersatzschaltbild zu der erfindungsgemäßen Riemenscheibe aus Figur 1 , Figur 3 eine weitere erfindungsgemäße Riemenscheibe im Längsschnitt,
Figur 4 eine modifizierte erfindungsgemäß vorgesehene Rutsch- und Freilaufkupplung,
Figur 5 eine weitere modifizierte erfindungsgemäße Rutsch- und
Freilaufkupplung,
Figur 6 ein Ersatzschaltbild zu der Rutsch- und Freilaufkupplung aus Figur 5,
Figur 7 eine weitere Rutsch- und Freilaufkupplung.
Die erfindungsgemäße Riemenscheibe aus Figur 1 weist einen Laufmantel 1 , eine Nabe 2 und einen zwischen der Nabe 2 und dem Laufmantel 1 angeordneten wälzgelagerten Freilauf auf, der aus einem Klemmrollenfreilauf 3 und zu beiden Stirnseiten des Klemmrollenfreilaufs 3 angeordneten Radialwälzlagern 4 gebildet ist. Der Freilauf bildet eine sogenannte Freilaufeinheit, bei der der Klemmrollenfreilauf 3 und die Radialwälzlager 4 zwischen einer inneren und einer äußeren Hülse 5, 6 angeordnet sind. Der Figur ist zu entnehmen, dass die Riemenscheibe auf einer Antriebswelle 7 eines nicht weiter dargestellten Nebenaggregates aufgeschraubt ist.
Stirnseitig ist an dem Laufmantel 1 eine Anlaufscheibe 8 befestigt. Zwischen einem stirnseitig angebrachten Deckel 9 und der Anlaufscheibe 8 ist eine Reibscheibe 10 vorgesehen, die an der Nabe 2 drehfest aufgenommen ist. In der Darstellung ist die Reibscheibe 10 elastisch zwischen dem Deckel 9 und der Anlaufscheibe 8 eingespannt. Eine Relativdrehung zwischen der Reib- scheibe 10 und dem Laufmantel 1 bzw. der Anlaufscheibe 10 ist erst oberhalb eines Grenzdrehmomentes möglich. Wenn beispielsweise die erfindungsgemäße Riemenscheibe im Aggregatetrieb einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird, und zwar auf der Generatorwelle, kann dieses Grenzdrehmoment dann überschritten werden, wenn bei einer starken Verzögerung der Kurbelwelle das Trägheitsmoment der sich drehenden Generatorwelle entsprechend groß ist. Unerwünschte quietschende Geräusche insbesondere beim Anlassen bzw. Abstellen des Motors können durch das definiert eingestellte Grenzdrehmoment vermieden werden.
Figur 2 zeigt ein Ersatzschaltbild der erfindungsgemäßen Reibscheibe aus Figur 1 , wobei mit der Positionsziffer 11 eine Rutschkupplung und mit der Posi- tionsziffer 12 eine zu der Rutschkupplung 11 parallel geschaltete Freilaufkupplung bezeichnet ist.
Die erfindungsgemäße Reibscheibe nach Figur 3 unterscheidet sich von der aus der Figur 1 im Wesentlichen dadurch, dass anstelle der oben beschriebe- nen Radialwälzlager Gleitkörper 13 vorgesehen sind, die in andauerndem reibenden Kontakt mit der inneren Hülse 5 und/oder der äußeren Hülse 6 stehen, wobei die äußere Hülse 6 drehfest mit dem Laufmantel 1 und die innere Hülse 5 drehfest mit der Nabe 2 angeordnet sind. Unterhalb des Grenzdrehmomentes findet demzufolge keine Relativdrehung zwischen dem Laufmantel 1 und der Nabe 2 statt, wohingegen bei Überschreiten des Grenzdrehmomentes ein Durchrutschen in Frei lauf richtung des Klemmrollenfreilaufs 3 möglich ist. Die Gleitkörper 13 sind demzufolge Teil der Rutschkupplung und Teil der Freilaufkupplung.
Bei dieser erfindungsgemäßen Riemenscheibe kann eine Reibscheibe, wie sie weiter oben beschrieben wurde, entfallen.
Anstelle des Klemmrollenfreilaufs können auch gemäß Figur 4 Klemmkörper 14 vorgesehen sein, die gegen Klemmbahnen 15, 16 mittels einer Feder 17 an- gefedert sind. Die dem nicht weiter dargestellten Laufmantel 1 zugeordnete Klemmbahn 15 ist zylindrisch ausgebildet. Die der nicht weiter dargestellten Nabe 2 zugeordnete Klemmbahn 16 ist in Form mehrerer über den Umfang verteilt angeordneter Klemmrampen 18 gebildet. Die Klemmrampen 18 begrenzen gemeinsam mit der zylindrischen Klemmbahn 15 keilförmige Klemmspalte 19. Die Klemmkörper 14 weisen ebenfalls eine Keilform auf. Beim Verdrehen des Laufmantels 1 im Uhrzeigersinn wird der keilförmige Klemmkörper 14 durch die Federkraft der Feder 17 und die Reibkraft zwischen Laufmantel 1 und Klemmkörper 14 in den Klemmspalt 19 gezogen und der Freilauf blockiert. Beim Verdrehen in entgegengesetzter Richtung drückt die Reibkraft, die von dem Laufmantel auf den keilförmigen Klemmkörper 14 übertragen wird diesen entlang der Klemmrampe 18 abwärts, so dass kein Blockieren stattfinden kann. Die Feder 17 sorgt für eine definierte Anpresskraft zwischen dem keilförmigen Klemmkörper 14 und der zylindrischen Klemmbahn 15, wodurch in dieser Drehrichtung ein definiertes Reibmoment erzeugt wird. Die einander berührenden Flächen des keilförmigen Klemmkörpers 14 und der zylindrischen Klemmbahn 15 sind in Reibkontakt wesentlich größer als bei einer Klemmrolle, wodurch dem Verschleiß am Klemmkörper 14 infolge des hohen Reibmomentes entgegengewirkt wird. In dem einen Drehsinn arbeitet die in Figur 4 abgebildete Kupplung demzufolge als Rutschkupplung und in dem entgegengesetzten Drehsinn als Freilaufkupplung.
Eine modifizierte Kupplung, die in dem einen Drehsinn als Freilaufkupplung und im entgegengesetzten Drehsinn als Rutschkupplung arbeitet, zeigt auch Figur 5. Hier ist zwischen dem Laufmantel 1 und der Nabe 2 stirnseitig ein Ring 20 angeordnet. Der Ring 20 weist mehrere über den Umfang verteilt angeordnete, aus der Ringebene herausgebogene Hebel 21 auf. Die freien Hebelen- den sitzen in Nuten 22 eines Reibrings 23, der unter der Kraft der vorgespannten Hebel 21 mit seiner Reibfläche 24 gegen eine Reibfläche 25 des Laufmantels 1 angedrückt ist. Bei Verdrehung des Laufmantels 1 in der Darstellung von links nach rechts wird der Reibring 23 unter der wirksamen Reibkraft zwischen Laufmantel 1 und Reibring 23 ein Stück nach rechts mitgenom- men, wobei sich die Hebelarme 21 unter Abnahme der wirkenden Reibkraft neigen. In diesem Drehsinn arbeitet die hier abgebildete Kupplung als Rutschkupplung. In dem entgegengesetzten Drehsinn wird der Reibring 23 unter der wirksamen Reibkraft ein Stück von rechts nach links verdreht, wobei sich die Hebelarme 21 weiter aufrichten und den Reibring 23 zunehmend gegen den Laufmantel 1 anpressen, so dass eine reibschlüssige Verbindung hergestellt ist. In diesem Drehsinn arbeitet die hier abgebildete Kupplung demzu- folge als Freilaufkupplung im Sperrbetrieb.
Figur 6 zeigt als Ersatzschaubild eine Riemenscheibe mit einer Kupplung gemäß Figur 5, wobei mit der Positionsziffer 24 eine kombinierte Rutsch- und Freilaufkupplung gemäß Figur 5 bezeichnet ist.
Ebenfalls nach dem Hebelprinzip arbeitet die in Figur 7 abgebildete Kupplung, wobei jedoch anstelle eines Ringes wie in Figur 5 mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Hebel 25 vorgesehen sind, die mit ihrem einen Ende in Mulden 26 der Nabe 2 und mit ihren entgegengesetzten Enden in den Mulden 22 des Reibrings 23 angeordnet sind. Ferner ist eine Feder 27 vorgesehen, die den Hebel 25 in eine Richtung anfedert, so dass sich dieser Hebel 25 aufrichtet und den Reibring 23 mit seiner Reibfläche 24 gegen die Reibfläche 25 des Laufmantels 1 andrückt. Die Wirkungsweise dieser Kupplung entspricht der Kupplung gemäß Figur 5.
Bezugszahlen
Laufmantel
Nabe
Klemmrollenfreilauf
Radialwälzlager innere Hülse äußere Hülse
Antriebswelle
Anlaufscheibe
Deckel
Reibscheibe
Rutschkupplung
Freilaufkupplung
Gleitkörper
Klemmkörper
Klemmbahn
Klemmbahn
Feder
Klemmrampe
Klemmspalt
Ring
Hebel
Nut
Reibring
Rutsch- und Freilaufkupplung
Hebel
Mulde
Feder

Claims

Patentansprüche
1. Riemenscheibe, mit einer Nabe (2) und mit einem Laufmantel (1 ), und mit einer zwischen der Nabe (2) und dem Laufmantel (1 ) wirksam angeordneten
Freilaufkupplung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Nabe (2) und dem Laufmantel (1) eine Rutschkupplung (10, 11 , 21 , 23) wirksam angeordnet ist, die unterhalb eines Grenzdrehmomentes die Nabe (2) und den Laufmantel (1 ) reibschlüssig verbindet, und die oberhalb des Grenz- drehmomentes die Nabe (2) von dem Laufmantel (1 ) in Freilaufrichtung der
Freilaufkupplung (3, 12, 14, 21 , 23, 24, 25) entkoppelt.
2. Riemenscheibe nach Anspruch 1 , bei der der Laufmantel (1 ) über Gleitkörper (13) radial gegenüber der Nabe (2) gelagert ist, wobei zwischen den Gleitkörpern (13) einerseits und der Nabe (2) und/oder dem Laufmantel (1 ) andererseits eine Festkörperreibung eingestellt ist.
3. Riemenscheibe nach Anspruch 1 , bei der zwischen der Nabe (2) und dem Laufmantel (1 ) stirnseitig eine Anlaufscheibe (8) angeordnet ist, wobei zwi- sehen der Anlaufscheibe (8) einerseits und dem Laufmantel (1 ) und/oder der Nabe (2) andererseits ein Reibkörper (10, 23) für eine Festkörperreibung vorgesehen ist.
4. Riemenscheibe nach Anspruch 3, bei der eine gespannte Feder (21 , 27, 17, 9) den Reibkörper (10, 23, 14) zwischen der Anlaufscheibe (8) einerseits und dem Laufmantel (1 ) und/oder der Nabe (2) andererseits einspannt.
5. Riemenscheibe nach Anspruch 1 , bei der die Freilaufkupplung Klemmkör- per (14) umfasst, die gegen Klemmbahnen (16, 18, 15) angefedert sind, wobei die eine Klemmbahn (15) dem Laufmantel (1 ) und die andere Klemmbahn (16, 18) der Nabe (2) zugeordnet ist.
6. Riemenscheibe nach Anspruch 5, bei der der Klemmkörper durch einen Keilkörper (14) gebildet ist, dessen eine Reibfläche gegen die eine als Reibfläche ausgebildete Klemmbahn (15) angedrückt ist, wobei die Reibflä- chen oberhalb des Grenzdrehmomentes durchrutschen.
7. Riemenscheibe nach Anspruch 1 , bei der ein Hebel (21 , 25) Reibflächen gegen einander anfedert, von denen die eine der Nabe (2) und von denen die andere dem Laufmantel (1) zugeordnet ist.
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