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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Riemenscheibeneinheit mit einem
Paar von Lagern, die an beiden axialen Enden angeordnet sind.
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Ein
Beispiel einer Riemenscheibeneinheit dieser An ist in der JP-A-2004-301105
offenbart. Diese Riemenscheibeneinheit ist mit einer Ausgangswelle
eines Anlassers verbunden, um ein Drehmoment des Anlassers auf eine
Brennkraftmaschine zu übertragen.
Ein wesentlicher Abschnitt der Riemenscheibeneinheit ist in 5 gezeigt, die angeheftet ist.
Die Riemenscheibeneinheit enthält
eine Riemenscheibe 110, die an einen Antriebsriemen gekoppelt wird,
einer inneren Hülse 100,
die an eine Ausgangswelle eines Anlassers angeschlossen wird, einer
Einwegkupplung 120, die zwischen der Riemenscheibe 110 und
der inneren Hülse 100 angeordnet
ist, einem Paar an Lagern 130, die an beiden axialen Enden
der Einwegkupplung 120 angeordnet sind. Das Lager 130 besteht
aus einen Kugellager mit einem Außenring 170, einem
Innenring 160, Kugeln 140, die zwischen den zwei
Ringen angeordnet sind, einem Paar von Dichtungsteilen 150 und
einem Kugelhalter 180. Die Riemenscheibe 110 ist
drehbar an der Innenhülse 100 durch
das Paar der Lager 130 gehaltert.
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In
der JP-A-2004-301105 ist jedoch nicht offenbart, ob Lippen der Dichtungsteile 150 den
Außenring 170 oder
den Innenring 160 kontaktieren (das heißt ob das Dichtungsteil von
einem Kontakttyp oder Nicht-Kontakttyp ist), obwohl offenbart ist,
dass ein Paar an Lagern 130 an beiden axialen Enden des Lagers 130 angeordnet
ist. Darüber
hinaus ist nicht klar in welche Richtung ein geschlossenes Ende
eines Kugelhalters 180 (siehe 6) weist.
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Wenn
die Dichtungsteile 150 an beiden axialen Enden des Lagers 130 angeordnet
sind und vom Kontakttyp sind, wie dies in 5 gezeigt ist, sammelt sich eine große Wärmemenge
in den Lagern 130, die bei einem Betrieb mit hoher Drehzahl
erzeugt wird und es wird daher die Schmiermittelpaste, die in den
Lagern 130 enthalten ist, verschlechtert. Wenn ein Dichtungsteil 150 vom
Nicht-Kontakttyp an dem inneren axialen Ende angeordnet wird (auf
der Einwegkupplungsseite), weist die geschlossene Seite des Kugelhalters 180 zu
dem inneren axialen Ende hin bzw. liegt diesem gegenüber, wie
in 6 gezeigt ist, wodurch
jedoch das folgende Problem entsteht. Die Schmiermittelpaste, die
in dem Lager 130 enthalten ist, fließt dann aus einem Spalt zwischen
einer Innenlippe des kupplungsseitigen Dichtungsteils 150 und
dem Innenring 160 heraus, wie dies durch Pfeile in 6 gezeigt ist, da ein Spalt
zwischen der Innenlippe des Dichtungsteiles 150 und dem
geschlossenen Ende des Kugelhalters 180 bei dieser Anordnung schmal
ist. Dies führt
dann zu einer Verknappung der Schmiermittelpaste in dem Lager 130.
Es ist auch vorstellbar das Dichtungsteil 150 an dem äußeren axialen
Ende anzuordnen und das innere axiale Ende (die Kupplungsseite)
offen zu belassen. In diesem Fall entsteht jedoch ein Problem dahingehend,
dass die Schmiermittelpaste lediglich auf einer Seite des Lagers
zu liegen kommt ohne dass dabei die andere Seite geschmiert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben erläuterte Problem
entwickelt und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte
Riemenscheibeneinheit zu schaffen, bei der ein Betrag an Wärme, die
sich in einem Lager sammelt, unterdrückt wird und bei der die Schmiermittelpaste daran
gehindert wird, herauszufließen.
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Die
Riemenscheibeneinheit der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise
als Riemenscheibe verwendet, die mit einem Anlasser zum Ankurbeln der
Brennkraftmaschine verbunden ist. Eine Kurbelwellenriemenscheibe
der Maschine und die Riemenscheibe, die mit dem Anlasser verbunden
sind, werden mit Hilfe eines Riemens wie beispielsweise eines V-Riemens
miteinander gekoppelt. Die Riemenscheibeneinheit besteht aus einer
inneren Hülse,
die mit einer Außenwelle
des Anlassers zu verbinden ist, einer Riemenscheibe, die mit dem
Riemen gekoppelt wird, einer Einwegkupplung, die zwischen der inneren
Hülse und
der Riemenscheibe angeordnet ist, und einem Paar an Lagern wie beispielsweise
Kugellagern, die an beiden axialen Enden der Riemenscheibeneinheit
angeordnet sind.
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Jedes
Lager besteht aus einem äußeren Ring,
der mit der Riemenscheibe verbunden ist, einem inneren Ring, der
mit der inneren Hülse
verbunden ist, Rollenteilen, die zwischen dem äußeren und dem inneren Ring
angeordnet sind, einem Kontaktdichtungsteil, welches an einem äußeren axialen Ende
des Lagers angeordnet ist, und einem Nicht-Kontaktierungs-Dichtungsteil,
welches an einem inneren axialen Ende angeordnet ist, das der Einwegkupplung
gegenüberliegt.
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Das
Lager kann aus einem Kugellager bestehen, welches einen Kugelhalter
enthält.
Der Kugelhalter ist in dem Lager angeordnet, so dass dessen geschlossene
Seite dem äußeren axialen
Ende des Lagers gegenüberliegt,
wo das Kontaktierungs-Dichtungsteil positioniert ist. Das Dichtungsteil
kann dadurch gebildet sein, indem ein metallener Kern mit Gummi
beschichtet wird oder mit einem nachgiebigen Harz beschichtet wird.
Alternativ kann das gesamte Dichtungsteil vollständig aus Gummi oder einem nachgiebigen
Harz gebildet sein. Beide Dichtungsteile werden fest an den Außenring
des Lagers verbunden, indem eine äußere Lippe des Dichtungsteiles
in eine Nut eingeführt
wird, die in dem äußeren Ring
ausgebildet ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Wärmemenge,
die sich in dem Lager sammelt, reduziert, da das Nicht-Kontaktierungs-Dichtungsteil
an dem inneren axialen Ende des Lagers angeordnet ist. Demzufolge
wird eine Verschlechterung der Schmiermittelpaste in dem Lager unterdrückt. Ein Druck,
der in dem Lager erzeugt wird, wenn das Lager mit der Riemenscheibe
zusammengebaut wird, wird durch das Nicht-Kontaktierungs-Dichtungsteil entlastet,
wodurch eine Verformung der Dichtungsteile verhindert wird. Die
Schmiermittelpaste in dem Lager wird daran gehindert aus der Riemenscheibeneinheit
auszufließen,
da die äußeren axialen
Enden von beiden Lagern durch die Kontakt-Dichtungsteile verschlossen
sind.
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Andere
Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer
mit besserem Verständnis
anhand einer bevorzugten Ausführungsform,
die weiter unten unter Hinweis auf die angehefteten Zeichnungen
beschrieben wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die ein Lager darstellt, welches in einer
Riemenscheibeneinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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2 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Riemenscheibeneinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht, die einen Kugelhalter wiedergibt, der
in einem Kugellager verwendet wird, und zwar entlang der Linie III-III
in 2;
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4 ist
eine schematische Ansicht, die einen Anlasser zum Ankurbeln einer
Brennkraftmaschine veranschaulicht;
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht, die eine Riemenscheibeneinheit mit einer
gewöhnlichen herkömmlichen
Konstruktion darstellt; und
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die ein Lager veranschaulicht, welches
eine gewöhnliche herkömmliche
Konstruktion aufweist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Hinweis auf die 1 bis 4 beschrieben.
Die Riemenscheibeneinheit 1 der vorliegenden Erfindung
wird in einem System verwendet, welches in 4 gezeigt.
Die Riemenscheibeneinheit 1 ist mit einer äußeren Welle 4 eines
Anlassers 3 verbunden. Eine Kurbelwellen-Riemenscheibe 10,
die mit einer Kurbelwelle 2a einer Brennkraftmaschine 2 verbunden
ist, ist mit der Riemenscheibeneinheit 1 über einen
Riemen 9 gekoppelt. Ein Dreh-Moment des Anlassers 3 wird
auf die Kurbelwelle 2a der Maschine 2 über den
Riemen 9 übertragen,
wodurch die Maschine 2 angekurbelt wird. Die Riemenscheibeneinheit 1 kann
in einer Wechselstromgeneratormaschine (nicht gezeigt) verwendet
werden, die von der Maschine angetrieben wird.
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Wie
in 2 gezeigt ist, besteht die Riemenscheibeneinheit 1 aus
einer inneren Hülse 5,
die mit der Außenwelle 4 des
Anlassers 3 zu verbinden ist (siehe hierzu 4),
aus einer Riemenscheibe 7, die auf der inneren Hülse 5 über ein
Paar von Lagern 6 gehaltert ist, und einer Einwegkupplung 8,
die zwischen der Innenhülse 5 und
der Riemenscheibe 7 angeordnet ist. Die innere Hülse 5 ist
mit der äußeren Welle 4 des
Anlassers 3 über
eine Schraube verbunden, um ein Beispiel zu nennen, und die innere
Hülse 5 dreht
sich zusammen mit der Ausgangswelle 4 des Anlassers 3.
Die Riemenscheibe 7 ist mit der Kurbelwellen-Riemenscheibe 10 der
Brennkraftmaschine 2 über
den Riemen 9 gekuppelt.
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Die
Einwegkupplung 8 besteht aus einer inneren Kupplung 11,
die mit der inneren Hülse 5 verbunden
ist, einer äußeren Kupplung 12,
die mit der Riemenscheibe 7 verbunden ist, und Rollen 13,
die zwischen der inneren Kupplung 11 und der äußeren Kupplung 12 angeordnet
sind. Das Dreh-Moment wird lediglich von der inneren Kupplung 11 zu
der äußeren Kupplung 12 übertragen
und eine Übertragung des
Dreh-Moments von der äußeren Kupplung 12 zu der
inneren Kupplung 11 wird unterbrochen. Das heißt die Kupplung 8 funktioniert
als eine Einwegkupplung.
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Wie
in 1 gezeigt ist, besteht das Lager 6 aus
einem Kugellager mit einem inneren Ring 15, einem äußeren Ring 14 und
Kugeln 16, die zwischen dem inneren Ring 15 und
dem äußeren Ring 14 angeordnet
sind. Ein Paar von Dichtungsteilen 17 (17A, 17B)
ist an beiden axialen Enden des Lagers 6 angeordnet und
ein Kugelhalter 18 zum Halten der Kugeln ist in dem Lager 6 angeordnet.
Die Lager 6 haltern drehbar die Riemenscheibe 7 auf
dem inneren Ring 5 und nehmen eine radiale Last auf, die
auf die Riemenscheibe 7 aufgebracht wird. Der äußere Ring 14 ist
in eine Innenbohrung der Riemenscheibe 7 eingeführt und
dreht sich mit der Riemenscheibe 7, und der innere Ring 15 ist
eng an die innere Hülse 5 gekoppelt
und dreht sich zusammen mit der inneren Hülse 5. Der äußere Ring 14 enthält eine
Außenspur
oder Außenbahn 14a mit
einem kreisförmigen
bogenförmigen
Querschnitt zum Haltern der Kugeln 16 und in ähnlicher
Weise enthält
der innere Ring 15 eine innere Bahn 15a zum Halten
der Kugeln 16.
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Die
Kugeln 16 werden drehbar in den Bahnen 14a und 15a gehalten,
wobei sie durch den Kugelhalter 18 gehalten werden und
zwar in solcher Weise, dass sie einander nicht berühren und
mit einem bestimmten Abstand zwischen denselben. Der Kugelhalter 18 besitzt
gemäß der Darstellung
nach 3 Hohlräume 18a,
wobei jeder dafür
ausgelegt ist, um eine Kugel 16 darin zu halten. Das Halterungsloch 18a besitzt
eine Öffnung 18b,
von der aus die Kugel 16 eingeschoben wird, und besitzt
eine geschlossene Seite, die auf einer Seite gegenüber der Öffnung 18b ausgebildet
ist. Der Kugelhalter 18 ist in dem Lager 16 angeordnet,
so dass dessen verschlossene Seite einem äußeren axialen Ende des Lagers 6 gegenüberliegt
(das äußere axiale
Ende bildet eine gegenüberliegende
Seite des inneren axialen Endes, welches die Einwegkupplung kontaktiert; siehe
hierzu 2).
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Ein
Dichtungsteil 17A (welches als Nicht-Kontaktierungs-Dichtungsteil
bezeichnet wird), von dem eine äußere Lippe
gemäß einem
Presssitz in eine Nut 14b des äußeren Ringes 14 und
dessen innere Lippe 17c von dem inneren Ring 15 beabstandet
positioniert ist, ist an dem inneren axialen Ende des Lagers 6 positioniert.
Ein Dichtungsteil 17B (im Folgenden als Kontaktierungs-Dichtungsteil
bezeichnet), dessen Außenlippe gemäß einem
Presssitz in einer Nut 14b des Außenringes 14 eingepasst
ist und dessen Innenlippe 17c eine Stufe kontaktiert, die
in dem Innenring 15 ausgebildet ist, ist an dem äußeren axialen
Ende des Lagers 6 angeordnet. Ein Labyrinthspalt 17d,
der kleiner als 1 mm ist, ist zwischen der Innenlippe 17c des
Nicht-Kontaktierungs-Dichtungsteiles 17A und dem Innenring 15 ausgebildet, während die
Innenlippe 17c des Kontaktierungs-Dichtungsteiles 17B den
Innenring 15 kontaktiert, um dadurch die Öffnung an
dem äußeren axialen
Ende des Lagers 6 zu verschließen.
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Die
Riemenscheibeneinheit 1, die oben beschrieben wurde, arbeitet
in der folgenden Weise. Wenn der Anlasser 3 in Drehung
versetzt wird, dreht sich die innere Hülse 5 zusammen mit
der äußeren Welle 4 des
Anlassers 3. Es wird ein Drehmoment des Anlassers 3 auf
die Riemenscheibe 7 über
die Einwegkupplung 8 übertragen.
Die Kurbelwellen-Riemenscheibe 10 wird durch die Riemenscheibe 7 über den
Riemen 9 angetrieben und es wird dadurch die Maschine angekurbelt.
Wenn ein Dreh-Moment von der Maschine 2 auf die Riemenscheibe 7 übertragen wird
nachdem die Maschine angekurbelt worden ist, wird eine Dreh-Momentübertragung
von der Riemenscheibe 7 zu der inneren Hülse 5 durch
die Einwegkupplung 8 unterbunden.
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Es
werden mit Hilfe der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile
erreicht. Da das Nicht-Kontaktierungs-Dichtungsteil 17A an
dem inneren axialen Ende des Lagers verwendet wird, wird die Ansammlung
oder Konzentrierung von Wärme, die
bei einer hohen Drehzahl erzeugt wird, unterdrückt und zwar verglichen mit
einem Lager, bei dem beide axialen Enden mit Kontaktierungs-Dichtungsteilen
verschlossen sind. Daher wird die Lebensdauer der Schmiermittelpaste
verlängert.
Das innere axiale Ende des Lagers 6 ist nicht vollständig durch
ein Dichtungsteil 17A verschlossen und die innere Lippe des
Dichtungsteils 17B, welches an dem äußeren axialen Ende angeordnet
ist, wird bewegt, um den inneren Raum des Lagers 6 zu öffnen, wenn
ein Innendruck des Lagers 6 ansteigt. Es wird daher der
Innendruck, der dann erzeugt wird, wenn die Lager mit der Riemenscheibe 7 zusammengebaut
werden und auch mit der inneren Hülse 5 zusammengebaut
werden, abgebaut. Demzufolge wird verhindert, dass die Dichtungsteile 17 verformt
werden und zwar bei dem Zusammenbauprozess und dass Defekte in der
Abdichtung aufgrund einer Deformation vermieden werden.
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Das
geschlossene Ende des Kugelhalters 18 ist so positioniert,
dass es dem Kontaktierungs-Dichtungsteil 17B gegenüberliegt,
welches an dem äußeren axialen
Ende des Lagers 6 angeordnet ist. Ein Raum zwischen dem
verschlossenen Ende des Kugelhalters 18 und dem Kontaktierungs-Dichtungsteil 17B ist
eng. Daher neigt die Schmierungspaste, die durch die Zentrifugalkraft
ausgebreitet wird, dazu in einer Weise zu fließen, wie dies mit einem Pfeil "a" in 1 angezeigt
ist und die Schmiermittelpaste fließt dann nicht aus dem äußeren axialen
Ende heraus. Andererseits ist ein Raum zwischen der offenen Seite des
Kugelhalters 18 und dem Nicht-Kontaktierungs-Dichtungsteil 17A weit.
Daher fließt
der größte Teil
der Schmiermittelpaste so, wie dies durch einen Pfeil "b" in 1 angezeigt
ist, und eine Menge der Schmiermittelpaste, die durch das Labyrinth 17d zu dem
inneren axialen Ende des Lagers 6 herausfließt, ist
nicht groß.
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Wie
oben beschrieben ist, ist das äußere axiale
Ende des Lagers 6 durch das Kontaktierungs-Dichtungsteil 17B verschlossen
und dessen inneres axiale Ende (welches der Einwegkupplung 8 gegenüberliegt)
ist nicht vollständig
verschlossen, sondern ist durch das Nicht-Kontaktierungs-Dichtungsteil 17A geringfügig offen.
Daher erfolgt keine Leckage der Schmiermittelpaste bei der Lagereinheit 1 an
dem äußeren axialen
Ende und wenn eine kleine Menge der Schmiermittelpaste aus dem inneren axialen
Ende herausfließt,
wird die Schmiermittelpaste zu der Einwegkupplung 8 zugeführt ohne
dabei aus der Riemenscheibeneinheit 1 herauszulecken.
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Das
Dichtungsteil 17 ist dadurch gebildet, indem ein Kern 17a,
der aus einer Eisenplatte gebildet ist, mit synthetischem Gummi
beschichtet wird, wobei die äußere Lippe
des Dichtungsteiles 17 zwangsweise in die Nut 14b eingeführt wird,
welche in dem äußeren Ring 14 ausgebildet
ist. Daher fließt
die Schmiermittelpaste, die zu der äußeren Lippenseite hin aufgrund
der Zentrifugalkraft ausgebreitet wird, nicht durch die äußere Lippe
heraus.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt, sondern
es sind vielfältige
Abwandlungen möglich. Beispielsweise
kann das Dichtungsteil 17 vollständig aus Gummi hergestellt
sein und zwar ohne Verwendung des Kernes 17a. Obwohl das
Kugellager 16 bei der oben beschriebenen Ausführungsform
verwendet ist, kann das Kugellager durch andere Lager wie beispielsweise
ein Rollenlager ersetzt sein. Ferner kann auch ein Lager mit rollenden
Teilen, die in zwei Reihen angeordnet sind, verwendet werden. Obwohl die
Riemenscheibeneinheit 1 mit der Ausgangswelle 4 des
Anlassers 3 verbunden ist, kann sie auch als Kurbelwellen-Riemenscheibe der
Maschine 2 verwendet werden. Es auch möglich die Riemenscheibeneinheit 1 in
einer Wechselstrommaschine bzw. Wechselstromgenerator zu verwenden,
der durch eine Maschine durch einen Riemen angetrieben wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Hinweis auf eine bevorzugte Ausführungsform
dargestellt und beschrieben wurde, ist es für Fachleute offensichtlich,
dass Änderungen
sowohl in der Form als auch in Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne
dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie er sich aus den
anhängenden
Ansprüchen
ergibt, zu verlassen.