DE102006056741A1 - Drive unit for vehicles, has hub, belt pulley and free-wheel arranged between hub and belt pulley such that hub and belt pulley are axially displaceable in reference to one another - Google Patents

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Abstract

The drive unit has a hub (1), a belt pulley (18) and a free-wheel (15) arranged between the hub and belt pulley. The hub and belt pulley are axially displaceable in reference to one another. The free-wheel is connected to the hub by a flat spring which is elastic in axial direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit mit einem radial inneren Antriebselement und einem radial äußeren Antriebselement sowie einem zwischen dem inneren Antriebselement und dem äußeren Antriebselement angeordneten Freilauf.The The present invention relates to a drive unit with a radial inner drive element and a radially outer drive element as well one between the inner drive element and the outer drive element arranged freewheel.

Eine derartige Antriebseinheit ist beispielsweise aus der DE 199 14 529 als Riemenscheibeneinheit mit einer Freilaufkupplung bekannt. Um das Rutschen eines Riemens auf der Riemenscheibe als äußerem Antriebselement zu verhindern, ist zwischen Freilauf und äußerem Antriebselement ein Gummiteil angeordnet.Such a drive unit is for example from the DE 199 14 529 as pulley unit with a one-way clutch. In order to prevent the slipping of a belt on the pulley as the outer drive element, a rubber part is arranged between the freewheel and the outer drive element.

Aus der DE 195 35 889 ist eine Freilaufkupplung für einen Lichtmaschinenantrieb bekannt. Zur Übertragung axialer Kräfte ist beiderseits des Freilaufs jeweils ein Radiallager vorgesehen, das jeweils zwischen innerem und äußerem Antriebselement angeordnet ist.From the DE 195 35 889 is an overrunning clutch for an alternator drive known. For the transmission of axial forces on both sides of the freewheel each have a radial bearing is provided, which is arranged in each case between the inner and outer drive element.

Nachteilig an Antriebseinheiten nach Stand der Technik ist, dass diese axiale Schwingungen nahezu ungedämpft und unelastisch übertragen.adversely To drive units of the prior art is that these axial Vibrations almost undamped and inelastically transmitted.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Antriebselement bereitzustellen, das zumindest eine teilweise Schwingungsentkopplung zwischen innerem und äußerem Antriebselement ermöglicht.A Object of the present invention is therefore a drive element to provide at least a partial vibration isolation between inner and outer drive element allows.

Dieses Problem wird gelöst durch eine Antriebseinheit mit einem radial inneren Antriebselement und einem radial äußeren Antriebselement sowie einen zwischen dem inneren Antriebselement und dem äußerem Antriebselement angeordneten Freilauf, wobei das innere Antriebselement und das äußere Antriebselement axial gegeneinander verschiebbar sind. Die axiale Verschiebbarkeit kann durch einen Freiheitsgrad in axialer Richtung oder vorzugsweise eine elastische Verbindung erfolgen. Durch die axiale Verschiebbarkeit erfolgt – abhängig von einer Federsteifigkeit und ggf. Dämpfung eines Verbindungsmittels zwischen den beiden Antriebselementen – eine zumindest teilweise Entkoppelung des inneren und äußeren Antriebselementes. Die Antriebseinheit ist bevorzugt eine Riemenscheibeneinheit, wobei das äußere Antriebselement eine Scheibe, insbesondere Riemenscheibe, und das innere Antriebselement eine Nabe zur Montage an einer Welle, beispielsweise einer Kurbelwelle oder mit der Kurbel welle in Wirkverbindung stehenden Welle einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges. Die Nabe kann dabei auch unmittelbar einstückig mit einer Welle verbunden sein.This Problem is solved by a drive unit with a radially inner drive element and a radially outer drive element and one between the inner drive member and the outer drive member arranged freewheel, wherein the inner drive element and the outer drive element axially displaced against each other. The axial displacement can by a degree of freedom in the axial direction or preferably an elastic connection takes place. Due to the axial displacement done - depending on a spring stiffness and possibly damping of a connecting means between the two drive elements - one at least partially Decoupling of the inner and outer drive element. The drive unit is preferably a pulley unit, wherein the outer drive element a pulley, in particular pulley, and the inner drive element a hub for mounting on a shaft, such as a crankshaft or with the crank shaft operatively connected shaft one Internal combustion engine of a vehicle. The hub can also be immediate one piece be connected to a wave.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Freilauf Nabenseitig mit mindestens einem Federelement, das in axialer Richtung elastisch ist, mit der Nabe verbunden ist. Der Freilauf ist dann fest, z. B. form- oder reibschlüssig, mit der Scheibe verbunden. Der Freilauf umfasst vorzugsweise einen Freilaufträger, der über das Federelement mit der Nabe verbunden ist. Vorzugsweise ist des Weiteren vorgesehen, dass der Freilaufträger mindestens eine Nase umfasst und die Nabe mindestens eine Nase umfasst, zwischen denen das Federelement angeordnet ist. Das Federelement ist vorzugsweise eine Blattfeder, wobei die Blattfeder vorzugsweise in der Scheibenebene drehbeweglich mit der Nabe und/oder dem Freilaufträger verbunden ist. Die drehbewegliche Lagerung umfasst vorzugsweise ein Drehgelenk, wobei das Drehgelenk bevorzugt einen Bolzen, insbesondere einen Nietbolzen, umfasst. Vorzugsweise ist weiter vorgesehen, dass zwischen Nabe und Freilaufträger ein drehbewegliches Lager angeordnet ist. Das drehbewegliche Lage kann vorzugsweise ein Gleitlager oder ein Wälzlager sein.Preferably is provided that the freewheel hub side with at least one Spring element, which is elastic in the axial direction, with the hub connected is. The freewheel is then fixed, z. B. positive or frictional, with connected to the disc. The freewheel preferably comprises a freewheel carrier which over the Spring element is connected to the hub. Preferably, further provided that the freewheel carrier includes at least one nose and the hub comprises at least one nose, between where the spring element is arranged. The spring element is preferably a leaf spring, wherein the leaf spring preferably in the disc plane rotatably connected to the hub and / or the freewheel carrier is. The rotatable mounting preferably comprises a rotary joint, wherein the rotary joint preferably a bolt, in particular a Rivet bolt, includes. Preferably, it is further provided that between Hub and freewheel carrier a rotatable bearing is arranged. The rotatable position may preferably be a sliding bearing or a rolling bearing.

Alternativ ist auch eine geometrische Umkehr möglich, so dass der Freilauf scheibenseitig mit mindestens einem Federelement, das in axialer Richtung elastisch ist, mit der Scheibe verbunden ist. Der Freilauf ist dann fest mit der Nabe verbunden. In dieser alternativen Variante ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Antriebseinheit einen Freilaufträger umfasst, der über das Federelement mit der Scheibe verbunden ist. Weitere Ausgestaltungen dieser geometrischen Umkehr sind entsprechend der vorteilhaften Ausgestaltungen, wie sie in den Unteransprüchen für die Variante mit dem nabenseitigen Federelement genannt sind, möglich. Alternativ kann der Freilauf auch mit Nabe und Scheibe jeweils über elastische Elemente verbunden sein.alternative is also a geometric reversal possible, so the freewheel on the disk side with at least one spring element, in the axial Direction is elastic, is connected to the disc. The freewheel is then firmly connected to the hub. In this alternative variant it is preferably provided that the drive unit comprises a freewheel carrier, the over the spring element is connected to the disc. Further embodiments These geometric reversals are correspondingly advantageous Embodiments, as in the dependent claims for the variant with the hub side Spring element are called possible. Alternatively, the freewheel with hub and disc each elastic Be connected to elements.

Die axiale Schwingungsentkopplung wird bei der vorliegenden Erfindung durch axial weiche Elemente, die jedoch in Umfangsrichtung vergleichsweise steif sind, ermöglicht. Der axial notwendige Bauraum entspricht bisherigen Lösungen nach Stand der Technik, es sind also keine konstruktiven Änderungen bei einem Ersatz z.B von Riemenscheiben mit Freilauf nach Stand der Technik notwendig.The axial vibration decoupling is in the present invention by axially soft elements, but in the circumferential direction comparatively are stiff, allows. The axially necessary space corresponds to previous solutions State of the art, so there are no structural changes with a replacement for example of pulleys with freewheel to stand the technology necessary.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:in the Below are embodiments of the Invention explained with reference to the accompanying drawings. there demonstrate:

1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Freilaufs; 1 a section through an embodiment of a freewheel according to the invention;

2 das Ausführungsbeispiel der 1 in der Draufsicht. 2 the embodiment of 1 in the plan view.

1 zeigt einen axialen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, 2 zeigt das Ausführungsbeispiel in der Draufsicht. Eine Nabe 1 als radial inneres Antriebselement kann mit einer nicht dargestellten Welle verbunden werden. Die Nabe 1 umfasst dazu in bekannter Art und Weise beispielsweise eine Innenverzahnung 2, die in einen Wellensitz 3 übergeht, der weiter in eine Lochscheibe 4 mit einer Bohrung 5 übergeht, so dass die Nabe 1 beispielsweise mit einem Stehbolzen, auf den eine Mutter aufgeschraubt werden kann, mit der nicht dargestellten Welle zur Übertragung eines Drehmomentes verbunden werden kann. Alternativ ist es möglich, dass die Nabe 1 und die Welle einstückig gefertigt sind, die Nabe also ein unmittelbar einstückig an die Welle angeformtes Bauteil dieser ist. An der Nabe 1 sind nabenseitige Nasen 6 ausgebildet, die mit einer Bohrung 7 versehen sind. Die Nasen 6 der Nabe 1 sind gegenüber einem im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper 1a der Nabe 1 in einem Winkel von 90° radial nach außen sich erstreckend angeordnet. Radial außerhalb der Nabe 1 ist ein Freilaufträger 8 angeordnet, an den freilaufträgerseitige Nasen 9 angeformt sind. Die Nasen 9 sind gegenüber einem Grundkörper 8a, der eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, radial nach außen in einem Winkel von etwa 90° gebogen. In die Nasen 9 sind jeweils Bohrungen 10 eingebracht. 1 shows an axial section through an embodiment of a drive unit according to the invention, 2 shows the embodiment in the top view. A hub 1 as a radially inner drive element can be connected to a shaft, not shown. The hub 1 For this purpose, in a known manner, for example, an internal toothing 2 in a wave seat 3 passes, which continues into a perforated disc 4 with a hole 5 passes over, leaving the hub 1 for example, with a stud bolt on which a nut can be screwed, can be connected to the shaft, not shown, for transmitting a torque. Alternatively, it is possible that the hub 1 and the shaft are made in one piece, so the hub is a directly integrally formed on the shaft component of this. At the hub 1 are hub-side noses 6 formed with a bore 7 are provided. The noses 6 the hub 1 are opposite to a substantially cylindrical body 1a the hub 1 arranged at an angle of 90 ° extending radially outward. Radially outside the hub 1 is a freewheel carrier 8th arranged on the free-load carrier nose 9 are formed. The noses 9 are opposite a body 8a having a substantially cylindrical shape, bent radially outwardly at an angle of about 90 °. In the noses 9 are each holes 10 brought in.

Die Nasen 6 und 9 sind in etwa in der gleichen radialen Ebene zueinander angeordnet und sind mit Blattfedern 11 als Federelemente jeweils abwechselnd miteinander verbunden. Es ist also jeweils eine Nabenseitige Nase 6 mit einer freilaufträgerseitigen Nase 9 verbunden. Dazu weisen die Blattfedern 11 jeweils zwei Bohrungen 12 auf, so dass durch die Bohrungen 12 und jeweils einer Bohrung 7 der Nabenseitigen Nase 6 bzw. eine Bohrung 10 der freilaufträgerseitigen Nase 9 ein Nietbolzen 13 angeordnet ist. Die Nietbolzen 13 sind jeweils in der Lage, radial auf diese wirkende Kräfte zu übertragen, mithin Kräfte in Umfangsrichtung der Nabe 1 bzw. des Freilaufträgers 8. Die Steifigkeit der Blattfedern 11 in Umfangsrichtung ist dabei sehr groß, die Biegesteifigkeit in axialer Richtung der Drehachse 19 ist vergleichsweise gering. Durch die Blattfedern 11 ist es möglich, ein Drehmoment zwischen Nabe 1 und Freilaufträger 8 zu übertragen, wobei der Freilaufträger 8 gegenüber der Nabe 1 in axialer Richtung gegen die Federkraft der Blattfedern 11 verschoben werden kann.The noses 6 and 9 are arranged in approximately the same radial plane to each other and are with leaf springs 11 as spring elements alternately connected to each other. So it's always a hub nose 6 with a free-wheel carrier nose 9 connected. For this purpose, the leaf springs 11 two holes each 12 on, so through the holes 12 and one hole each 7 the hub side nose 6 or a hole 10 the free-wheel carrier nose 9 a rivet bolt 13 is arranged. The rivet bolts 13 are each capable of transmitting radially to these forces, thus forces in the circumferential direction of the hub 1 or the freewheel carrier 8th , The stiffness of the leaf springs 11 in the circumferential direction is very large, the bending stiffness in the axial direction of the axis of rotation 19 is comparatively low. Through the leaf springs 11 is it possible to have a torque between hub 1 and freewheel carrier 8th to transfer, with the freewheel carrier 8th opposite the hub 1 in the axial direction against the spring force of the leaf springs 11 can be moved.

Zwischen Nabe 1 und Freilaufträger 8 ist ein Gleitlager 14 angeordnet, dies kann beispielsweise eine Kunststoffbuchse sein. Die Buchse kann über eine nicht näher dargestellte Klemmverbindung oder Schraubverbindung oder dergleichen mit dem Freilaufträger 8 verbunden sein oder kann in diesen eingepresst sein. Radial außerhalb des Freilaufträgers 8 schließt sich ein Freilauf 15 an, wobei eine Innenschale 16 sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung kraftschlüssig mit dem Freilaufträger 8 verbunden ist und eine Außenschale 17 entsprechend in axialer wie radialer Richtung kraftschlüssig mit einer Riemenscheibe 18 als radial äußeres Antriebselement verbunden ist. Der Freilauf 15 hat die Aufgabe, in einer Drehrichtung ein Drehmoment zwischen Nabe 1 und Riemenscheibe 18 zu übertragen, in die andere Drehrichtung eine möglichst freie Relativdrehung zwischen beiden zu erlauben. Der Freilauf 15 kann in beliebiger Weise wie im Stand der Technik bekannt ausgebildet sein.Between hub 1 and freewheel carrier 8th is a plain bearing 14 arranged, this may for example be a plastic bushing. The socket can via a non-illustrated clamping connection or screw or the like with the freewheel carrier 8th be connected or can be pressed into this. Radially outside the freewheel carrier 8th closes a freewheel 15 on, with an inner shell 16 both in the circumferential direction and in the axial direction frictionally with the freewheel carrier 8th is connected and an outer shell 17 correspondingly in the axial and radial direction frictionally with a pulley 18 is connected as a radially outer drive element. The freewheel 15 has the task, in one direction of rotation, a torque between the hub 1 and pulley 18 to transmit in the other direction of rotation to allow the least possible relative rotation between the two. The freewheel 15 may be formed in any manner as known in the art.

Statt Nietbolzen 13 können hier auch Schraubbolzen oder dergleichen verwendet werden. Die Riemenscheibe 18 kann alternativ auch beispielsweise ein Zahnrad oder ein sonstiges beliebiges rotierendes Bauteil sein und wird hier deshalb allgemein als Scheibe bezeichnet. Die axiale Federsteifigkeit zwischen Nabe 1 und Freilaufträger 8 und damit die axiale Federsteifigkeit zwischen Nabe 1 und Riemenscheibe 18 ist abhängig von der Geometrie der Blattfedern 11. Je schlanker die Blattfedern 11 sind, dies bedeutet, je höher das Verhältnis des Abstandes der Bohrung 12 zum Querschnitt der Blattfedern 11 ist, desto geringer ist die Steifigkeit. Die Steifigkeit der Blattfedern 11 wird also wie die Steifigkeit eines Balkens bestimmt. Statt Blattfedern 11 könnten hier auch andere Federelemente verwendet werden. Beispielsweise könnten die Nasen 6 und 9 auch in axialer Richtung zur Deckung gebracht werden und zwischen beiden Schraubenfedern Gummipuffer oder dergleichen angeordnet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiels verfügt die Nabe 1 und der Freilaufträger 8 jeweils über drei Nasen, hier kann die Anzahl der Nasen aber auch anders gewählt werden, beispielsweise jeweils zwei Nasen, oder jeweils vier, fünf oder mehr Nasen.Instead of rivet bolts 13 here also bolts or the like can be used. The pulley 18 Alternatively, for example, may be a gear or any other rotating component and is therefore generally referred to as a disc here. The axial spring stiffness between hub 1 and freewheel carrier 8th and thus the axial spring stiffness between hub 1 and pulley 18 depends on the geometry of the leaf springs 11 , The slimmer the leaf springs 11 This means, the higher the ratio of the distance of the hole 12 to the cross section of the leaf springs 11 The lower the stiffness. The stiffness of the leaf springs 11 is thus determined as the stiffness of a bar. Instead of leaf springs 11 Other spring elements could also be used here. For example, the noses could 6 and 9 be brought in the axial direction to cover and be arranged between the two coil springs rubber buffer or the like. In the present embodiment, the hub has 1 and the freewheel carrier 8th in each case over three noses, here the number of noses but also differently be selected, for example in each case two noses, or in each case four, five or more noses.

11
Nabehub
22
Innenverzahnunginternal gearing
33
Wellensitzshaft seat
44
Lochscheibeperforated disc
55
Bohrungdrilling
66
Nasenose
77
Bohrungdrilling
88th
FreilaufträgerFreewheel carrier
99
Nasenose
1010
Bohrungdrilling
1111
Blattfederleaf spring
1212
Bohrungendrilling
1313
Nietbolzenrivet bolts
1414
Gleitlagerbearings
1515
Freilauffreewheel
1616
Innenschaleinner shell
1717
Außenschaleouter shell
1818
Riemenscheibepulley
1919
Drehachseaxis of rotation

Claims (14)

Antriebseinheit mit einem radial inneren Antriebselement (1) und einem radial äußeren Antriebselement (18) sowie einem zwischen dem inneren Antriebselement (1) und dem äußeren Antriebselement (18) angeordneten Freilauf (15), dadurch gekennzeichnet, dass das innere Antriebselement (1) und das äußere Antriebselement (18) axial gegeneinander verschiebbar sind.Drive unit with a radially inner drive element ( 1 ) and a radially outer drive element ( 18 ) and one between the inner drive element ( 1 ) and the outer drive element ( 18 ) arranged freewheel ( 15 ), characterized in that the inner drive element ( 1 ) and the outer drive element ( 18 ) are axially displaceable against each other. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Antriebselement eine Nabe (1) und das äußere Antriebselement eine Scheibe, insbesondere Riemenscheibe (18), ist.Drive unit according to claim 1, characterized in that the inner drive element is a hub ( 1 ) and the outer drive element a disc, in particular pulley ( 18 ) is. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (15) nabenseitig mit mindestens einem Federelement (11), das in axialer Richtung elastisch ist, mit der Nabe (1) verbunden ist.Drive unit according to claim 2, characterized in that the freewheel ( 15 ) hub side with at least one spring element ( 11 ), which is elastic in the axial direction, with the hub ( 1 ) connected is. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (15) einen Freilaufträger (8) umfasst, der über das Federelement (11) mit der Nabe (1) verbunden ist.Drive unit according to claim 3, characterized in that the freewheel ( 15 ) a freewheel carrier ( 8th ), which via the spring element ( 11 ) with the hub ( 1 ) connected is. Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilaufträger (15) mindestens eine Nase (9) umfasst und die Nabe (1) mindestens eine Nase (6) umfasst, zwischen denen das Federelement (11) angeordnet ist.Drive unit according to claim 4, characterized in that the freewheel carrier ( 15 ) at least one nose ( 9 ) and the hub ( 1 ) at least one nose ( 6 ), between which the spring element ( 11 ) is arranged. Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (11) eine Blattfeder ist.Drive unit according to claim 5, characterized in that the spring element ( 11 ) is a leaf spring. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (11) in der Scheibenebene drehbeweglich mit der Nabe (1) und/oder dem Freilaufträger (8) verbunden ist.Drive unit according to claim 6, characterized in that the leaf spring ( 11 ) in the disk plane rotatable with the hub ( 1 ) and / or the freewheel carrier ( 8th ) connected is. Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Lagerung ein Drehgelenk (7, 10, 12) umfasst.Drive unit according to claim 7, characterized in that the movable mounting a swivel joint ( 7 . 10 . 12 ). Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgelenk einen Bolzen (12), insbesondere Nietbolzen, umfasst.Drive unit according to claim 8, characterized in that the rotary joint is a bolt ( 12 ), in particular rivet bolts. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Nabe (1) und Freilaufträger (8) ein drehbewegliches Lager (14) angeordnet ist.Drive unit according to one of claims 4 to 9, characterized in that between hub ( 1 ) and freewheel carrier ( 8th ) a rotatable bearing ( 14 ) is arranged. Antriebseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbewegliche Lager (14) ein Gleitlager ist.Drive unit according to claim 10, characterized in that the rotatable bearing ( 14 ) is a sliding bearing. Antriebseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbewegliche Lager (14) ein Wälzlager ist.Drive unit according to claim 10, characterized in that the rotatable bearing ( 14 ) is a rolling bearing. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (15) scheibenseitig mit mindestens einem Federelement (11), das in axialer Richtung elastisch ist, mit der Scheibe verbunden ist.Drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that the freewheel ( 15 ) on the disk side with at least one spring element ( 11 ), which is elastic in the axial direction, is connected to the disc. Antriebseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Freilaufträger (8) umfasst, der mit dem Federelement (11) mit der Scheibe (18) verbunden ist.Drive unit according to claim 13, characterized in that it has a freewheel carrier ( 8th ), which with the spring element ( 11 ) with the disc ( 18 ) connected is.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012089129A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Hong Tao Universal parking brake based on reciprocating overrunning clutch mechanism, and operating method therefor

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