DE102006057793A1 - Triebrad eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Triebrad (1) eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors, mit einem mit einem Zugmittel in Wirkverbindung stehenden Laufmantel (2), mit einer mit der Antriebsachse eines Nebenaggregats drehfest verbundenen Nabe (3) und mit einer zwischen dem Laufmantel (2) und der Nabe (3) wirksam angeordneten Dämpfungseinrichtung (4) zur Verminderung von Drehschwingungen, wobei die Dämpfungseinrichtung (4) einen Federspeicher (5) umfasst, der zwischen dem Laufmantel (2) und der Nabe (3) wirksam angeordnet ist. Um eine wirtschaftlichere Herstellung des Laufmantels zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass der Laufmantel (2) aus einem Laufteil (6), einem Mitnehmerteil (7) und einer Federaufnahme (8) besteht, wobei das Laufteil (6) drehfest und bleibend mit dem Mitnehmerteil (7) verbunden ist und wobei das Mitnehmerteil (7) formschlüssig mit der Federaufnahme (8) verbindbar bzw. verbunden ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Triebrad eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors, mit einem mit einem Zugmittel in Wirkverbindung stehenden Laufmantel, mit einer mit der Antriebsachse eines Nebenaggregats drehfest verbundenen Nabe und mit einer zwischen dem Laufmantel und der Nabe wirksam angeordneten Dämpfungseinrichtung zur Verminderung von Drehschwingungen, wobei die Dämpfungseinrichtung einen Federspeicher umfasst, der zwischen dem Laufmantel und der Nabe wirksam angeordnet ist.
- Zur Vermeidung unerwünschter Drehschwingungen innerhalb eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors sind Triebräder der genannten Art bekannt.
- Aus der
DE 42 25 304 A1 ist ein scheibenförmiges Bauteil für einen Riementrieb bekannt, insbesondere zum Antrieb eines Nebenaggregats einer Brennkraftmaschine, das auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine befestigbar ist. Dabei enthält das scheibenförmige Bauteil eine Dämpfungseinrichtung, die zwischen einem an der Kurbelwelle befestigbaren Eingangsteil und einem relativ dazu verdrehbaren Ausgangsteil vorgesehen ist, wobei Eingangs- und Ausgangsteil über eine Wälzlagerung zueinander verdrehbar sind. - Die
DE 196 52 730 A1 offenbart ein für die Anordnung an einer Kurbelwelle vorgesehenes Triebrad eines Nebenaggregatezugs, dessen Dämpfungseinrichtung einen Federspeicher, einen Reibungsdämpfer und einen Schwingungstilger umfasst. - Die
DE 10 2005 029 351 A1 zeigt ein Triebrad zum Antreiben eines Nebenaggregats einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit einer Dämpfungseinrichtung, wobei das Triebrad mit einer Welle gekoppelt ist und wobei die Dämpfungseinrichtung einen ohne Schmiermittel arbeitenden Torsions-Schwingungsdämpfer umfasst. - Ähnliche Lösungen sind aus der
DE 102 16 082 A1 , aus derDE 103 10 831 A1 , aus derDE 602 00 178 T2 , aus derDE 195 35 889 A1 , aus derDE 44 27 636 A1 und aus derEP 0 980 479 B1 bekannt. - Der Aufbau eines vorbekannten Triebrades gemäß einer bevorzugten Bauart geht aus
1 hervor. Das Triebrad1 weist einen Laufmantel2 auf, der über ein Lager16 auf einer Nabe3 gelagert ist. Die Drehverbindung zwischen Laufmantel2 und Nabe3 wird über eine Dämpfungseinrichtung4 hergestellt, die einen Federspeicher5 aufweist. Es handelt sich dabei um eine Bogenfeder bzw. um eine Anzahl von Bogenfedern, die in entsprechenden Aufnahmen der Dämpfungseinrichtung angeordnet sind. Der eine stirnseitige Bereich21 des Triebrads1 ist dabei in üblicher Weise mit einer Abdeckung22 versehen. - Nachteilig ist bei den vorbekannten Lösungen, dass die Herstellung insbesondere des Laufmantels relativ aufwändig und damit teuer ist. Insbesondere muss die Bogenfederaufnahme für die Feder des Federspeichers meist aufwändig mittels eines Fräsprozesses hergestellt werden. Auch erfordert die Einbringung der Profilierung für das Zugmittel (in
1 in Form der V-förmigen Rillen für einen Keilriemen) einen entsprechenden Aufwand. - Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Triebrad der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass eine einfachere Fertigung des Laufmantels möglich wird, wobei hierdurch entsprechende Kosteneinsparpotentiale erschlossen werden sollen. Weiterhin soll erreicht werden, dass dennoch eine robuste Lagerung des Laufmantels sowie der mit ihm zusammenwirkenden Teile sichergestellt ist, so dass sich eine hohe Gebrauchsdauer ergibt. Ferner wird eine möglichst gute Kapselung der Lagerung des Triebrades gegen die Umgebung angestrebt.
- Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Laufmantel des Triebrades aus einem Laufteil, einem Mitnehmerteil und einer Federaufnahme – also aus mehreren Teilen – besteht, wobei das Laufteil drehfest und bleibend mit dem Mitnehmerteil verbunden ist und wobei das Mitnehmerteil formschlüssig mit der Federaufnahme verbindbar bzw. verbunden ist.
- Das Mitnehmerteil ist dabei bevorzugt als flacher Ring ausgebildet, der an seinem radial äußeren und/oder an seinem radial inneren Endbereich eine Profilierung aufweist, die in Umfangsrichtung mindestens einen Hinterschnitt aufweist. Als Profilierung kommt bevorzugt ein Zahnprofil zum Einsatz. Die Federaufnahme kann dabei mindestens eine Ausnehmung aufweisen, die der Form der Profilierung entspricht.
- Das Mitnehmerteil kann über seinen radial inneren Bereich an einem Sitzabschnitt des Laufteils relativ zu diesem zentriert werden.
- Das Mitnehmerteil kann am Laufteil mittels eines umgeformten Abschnitts des Laufteils fixiert sein. Dabei ist namentlich an eine Verstemmung bzw. Umbördelung gedacht.
- Das Laufteil und die Federaufnahme können über eine formschlüssige Verbindung in axiale Richtung relativ zueinander fixiert sein. Die formschlüssige Verbindung ist dabei bevorzugt als radialer Vorsprung am Laufteil ausgebildet, der mit einem radialen Vorsprung an der Federaufnahme zusammenwirkt. Der radiale Vorsprung am Laufteil ist dabei vorzugsweise nach außen und der radiale Vorsprung an der Federaufnahme nach innen gerichtet. Hiernach wird also eine formschlüssige Verbindung nach Art einer Clip-Verbindung hergestellt. Zwecks leichterer Montage ist dabei mit Vorteil vorgesehen, dass die radialen Vorsprünge im Radialschnitt gesehen gerundet ausgebildet sind.
- Das Mitnehmerteil besteht bevorzugt aus einem ebenen Blech. Es kann in wirtschaftlicher Weise durch einen Stanzvorgang hergestellt werden.
- Zwischen dem Laufmantel und der Nabe kann ein Lager angeordnet sein. Dieses kann ein Wälzlager, insbesondere ein zweireihiges Nadellager, sein. Das Lager kann eine Abdichtung beliebiger Art aufweisen.
- Die Nabe kann einen zylindrischen Endbereich aufweisen, der drehfest mit einem Mitnehmerelement verbunden ist. Die drehfeste Verbindung zwischen der Nabe und dem Mitnehmerelement kann als Vielkeilverbindung oder als Zahnprofilverbindung ausgebildet sein.
- Um ein hohes Drehmoment durch den Federspeicher zu erreichen, sieht eine Weiterbildung vor, dass der Wirkdurchmesser eines Federelements des Federspeichers größer ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Laufteils. Das Federelement ist dabei bevorzugt als Bogenfeder ausgebildet.
- Zwecks verbesserter Kühlung ist der stirnseitige Bereich des Triebrades vorzugsweise frei von einer Abdeckung.
- Die Dämpfungseinrichtung kann schließlich eine serielle Anordnung des Federspeichers und einer Rutschkupplung umfassen, wobei der Federspeicher zwischen dem Laufmantel und einer auf der Nabe drehbar gelagerten Mitnehmerscheibe sowie die Rutschkupplung zwischen der Mitnehmerscheibe und der Nabe wirksam angeordnet sind.
- Im Gegensatz zur vorbekannten einteiligen Ausbildung des Laufmantels wird es mit dem vorgeschlagenen Aufbau des Laufmantels möglich, in einfacherer und damit preiswerterer Weise den Laufmantel zu fertigen. wobei sich insbesondere die Montage der Einzelteile einfach gestaltet. Der Herstellungsaufwand kann also reduziert werden. Ferner ergibt sich ein stabiler Verbund der Einzelteile des Laufmantels, so dass eine hohe Verschleißfestigkeit und damit Lebensdauer sichergestellt sind.
- In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
-
1 den Radialschnitt durch ein Triebrad eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors im zusammengebauten Zustand gemäß einer vorbekannten Ausführungsform, -
2 in Explosionsdarstellung das Triebrad in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung, -
3 der Laufmantel des Triebsrades in Explosionsdarstellung, -
4 das mit dem Mitnehmerteil verbundene Laufteil des Laufmantels in perspektivischer Darstellung, -
5 der gesamte fertig montierte Laufmantel in perspektivischer Ansicht, -
6 den Radialschnitt durch den Laufmantel gemäß5 und -
7 eine vergrößerte Darstellung des Radialschnitts gemäß6 . - In
2 ist ein Triebrad1 eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors zu sehen, wobei die einzelnen Bauteile im auseinandergezogenen Zustand, also in Explosionsdarstellung, dargestellt sind. Dabei sind lediglich die hier interessierenden Bauteile bezeichnet. Das einem Nebenaggregat, beispielsweise einem Generator, zugeordnete Triebrad1 des Nebenaggregatezugs umfasst einen mit einem nicht dargestellten Zugmittel in Wirkverbindung stehenden Laufmantel2 , der wiederum aus mehreren Teilen6 ,7 und8 besteht, eine mit der Antriebsachse des Nebenaggregats drehfest verbundene Nabe3 und eine zwischen dem Laufmantel2 und der Nabe3 wirksam angeordnete Dämpfungseinrichtung4 zur Verminderung von Drehschwingungen. Der Laufmantel2 und namentlich das Laufteil6 hat an seinem Außenumfang eine an das verwendete Zugmittel angepasste Kontur, wobei vorliegend ein Keilrippenriemen als Zugmittel vorgesehen ist. Die Dämpfungseinrichtung4 wird aus einer seriellen Anordnung eines Federspeichers5 und einer Rutschkupplung23 gebildet. Der Federspeicher5 hat mehrere Bogenfedern20 , die zwischen dem Laufmantel2 und einer auf der Nabe3 drehbar gela gerten Mitnehmerscheibe24 angeordnet sind, die in axial einander gegenüberliegenden halboffenen Ringkammern (nicht bezeichnet) des Laufmantels2 und der Mitnehmerscheibe24 geführt sind, wobei diese an ihren Enden wechselseitig jeweils an einer umfangsseitigen Anschlagfläche eines Mitnahmenockens des Laufmantels2 und eines Mitnahmenockens der Mitnehmerscheibe24 anliegen. Die Rutschkupplung23 ist auf der dem Federspeicher5 axial abgewandten Seite zwischen der Mitnehmerscheibe24 und der Nabe3 angeordnet und weist einen ringscheibenförmigen Reibring auf, der zwischen einer Reibfläche der Mitnehmerscheibe24 und einem Mitnehmerelement18 angeordnet ist. Weitere Einzelheiten zu dieser Bauform sind in derDE 10 2005 059 030 A1 beschrieben, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. - Um ein möglichst großes Rückstellmoment aufgrund der Wirkung der Bogenfeder bzw. Bogenfedern
20 zu erzielen, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Teilkreis der Bogenfeder(n) möglichst groß gewählt wird, vorzugsweise größer als der Wirkdurchmesser des Laufteils6 . - Erwähnenswert ist in
2 noch, dass die Nabe3 einen zylindrischen Endbereich17 aufweist, der mit einer Zahnprofilverbindung19 versehen ist. Hiermit kann eine drehfeste Verbindung mit dem Mitnehmerelement18 hergestellt werden, das eine korrespondierende Zahnprofilverbindung19 aufweist. Damit wird bei der Nabe Material gespart. Weiterhin ist eine wirtschaftlichere Fertigung möglich (Fertigung im Durchgangsverfahren). - Details zur Ausgestaltung des Laufmantels
2 gehen aus den3 bis7 hervor. - Der Laufmantel
2 besteht aus insgesamt drei zusammengesetzten Teilen, nämlich aus einem Laufteil6 (Riemenscheibe), einem Mitnehmerteil7 (Zahnscheibe) und einer Federaufnahme8 (auch als Dämpferkäfig bezeichnet). Die drei Teile sind in3 in Explosionsansicht zu sehen. - Das Mitnehmerelement
7 ist eine ringförmige Blechscheibe, die in der dargestellten Form ausgestanzt ist. Sowohl im radial äußeren Bereich als auch in radial inneren Bereich weist das Mitnehmerelement7 eine Zahn-Profilierung9 bzw.10 auf. - Die innere Profilierung
10 dient nur zur Bildung von radial nach innen begrenzten Zentrierabschnitten, die bei der Montage von Laufteil6 und Mitnehmerteil7 an einem Sitzabschnitt12 des Laufteils6 aufliegen (s. insbesondere6 und7 ) und so das Mitnehmerteil7 zum Laufteil6 zentriert. - Damit die Mitnehmerscheibe
7 mit dem Laufteil6 sowohl in Umfangsrichtung als auch axial fest miteinander verbunden sind, ist ein sich zunächst axial erstreckender Endbereich am axialen Ende des Laufteils6 umgeformt, d. h. umbördelt bzw. verstemmt, so dass sich ein umgeformter Abschnitt13 bildet, der für eine bleibende Verbindung der beiden Teile sorgt. Mittels dieser Verbindung kann zuverlässig das Drehmoment übertragen werden. - Die drehfeste Verbindung zwischen der vormontierten Einheit bestehend aus dem Laufteil
6 und dem Mitnehmerteil7 und der Federaufnahme8 wird durch die am Außenumfang des Mitnehmerteils7 angeordnete Profilierung9 hergestellt. Hierzu weist die Federaufnahme8 entsprechend profilierte Ausnehmungen11 auf, in die die Profilierung9 eingreift. Dies ist am besten in5 zu erkennen. - Bei der Montage der Einheit
6 ,7 mit der Federaufnahme8 wird die Profilierung9 passgenau in die Ausnehmungen11 eingesetzt und dann die Teile6 ,7 und8 axial aufeinander zu geschoben. Wie es am besten in7 zu erkennen ist, befindet sich am Laufteil6 und dort im axialen Endbereich ein nach außen gerichteter radialer Vorsprung14 ; entsprechend hat die Federaufnahme8 einen nach innen gerichteten radialen Vorsprung15 . Der radiale Vorsprung14 hat dabei einen größeren Außendurchmesser als der radiale Vorsprung15 . Beide Vorsprünge bilden daher zusammen eine formschlüssige Verbindung nach Art einer Clip-Verbindung. - Das Lager
16 , das den Laufmantel2 relativ zur Nabe3 lagert, ist im Ausführungsbeispiel als zweireihiges Nadellager ausgebildet, das mit einer reibenden (Dichtring) und/oder mit einer nicht-reibenden Dichtung (Spaltdichtung) ausgestattet ist. Möglich ist auch der alternative Einsatz eines Gleitlagers. - Im linken stirnseitigen Bereich des Triebrads
1 ist im Stand der Technik – wie in1 eingezeichnet – zumeist eine Abdeckung22 vorhanden. Um den Abfluss von (Reibungs-)Wärme in einfacher Weise zu begünstigen, ist in vorteilhafter Weise bei der Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Abdeckung nicht vorgesehen. Es kommt zu einem weniger behinderten Wärmestrom von der Wärmequelle (Lagerung in der Mitte des Triebrads) zum stirnseitigen Bereich.
Claims (23)
- Triebrad (
1 ) eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors, mit einem mit einem Zugmittel in Wirkverbindung stehenden Laufmantel (2 ), mit einer mit der Antriebsachse eines Nebenaggregats drehfest verbundenen Nabe (3 ) und mit einer zwischen dem Laufmantel (2 ) und der Nabe (3 ) wirksam angeordneten Dämpfungseinrichtung (4 ) zur Verminderung von Drehschwingungen, wobei die Dämpfungseinrichtung (4 ) einen Federspeicher (5 ) umfasst, der zwischen dem Laufmantel (2 ) und der Nabe (3 ) wirksam angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufmantel (2 ) aus einem Laufteil (6 ), einem Mitnehmerteil (7 ) und einer Federaufnahme (8 ) besteht, wobei das Laufteil (6 ) drehfest und bleibend mit dem Mitnehmerteil (7 ) verbunden ist und wobei das Mitnehmerteil (7 ) formschlüssig mit der Federaufnahme (8 ) verbindbar bzw. verbunden ist. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerteil (
7 ) als flacher Ring ausgebildet ist, der an seinem radial äußeren und/oder an seinem radial inneren Endbereich eine Profilierung (9 ,10 ) aufweist, die in Umfangsrichtung mindestens einen Hinterschnitt aufweist. - Triebrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (
9 ,10 ) als Zahnprofil ausgebildet ist. - Triebrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federaufnahme (
8 ) mindestens eine Ausnehmung (11 ) aufweist, die der Form der Profilierung (9 ) entspricht. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerteil (
7 ) über seinen radial inneren Bereich an einem Sitzabschnitt (12 ) des Laufteils (6 ) relativ zum Laufteil (6 ) zentriert ist. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerteil (
7 ) am Laufteil (6 ) mittels eines umgeformten Abschnitts (13 ) des Laufteils (6 ) fixiert ist. - Triebrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der umgeformte Abschnitt (
13 ) eine Verstemmung oder Umbördelung ist. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufteil (
6 ) und die Federaufnahme (8 ) über eine formschlüssige Verbindung (14 ,15 ) in axiale Richtung relativ zueinander fixiert sind. - Triebrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung als radialer Vorsprung (
14 ) am Laufteil (6 ) ausgebildet ist, der mit einem radialen Vorsprung (15 ) an der Federaufnahme (8 ) zusammenwirkt. - Triebrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Vorsprung (
14 ) am Laufteil (6 ) nach außen und der radiale Vorsprung (15 ) an der Federaufnahme (8 ) nach innen weist. - Triebrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Vorsprünge (
14 ,15 ) im Radialschnitt gesehen gerundet ausgebildet sind. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerteil (
7 ) aus einem ebenen Blech besteht. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerteil (
7 ) durch einen Stanzvorgang hergestellt ist. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Laufmantel (
2 ) und der Nabe (3 ) ein Lager (16 ) angeordnet ist. - Triebrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (
16 ) als Wälzlager ausgebildet ist. - Triebrad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (
16 ) als zweireihiges Nadellager ausgebildet ist. - Triebrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (
16 ) eine Abdichtung aufweist. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (
3 ) einen zylindrischen Endbereich (17 ) aufweist, der drehfest mit einem Mitnehmerelement (18 ) verbunden ist. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfeste Verbindung zwischen der Nabe (
3 ) und dem Mitnehmerelement (18 ) als Vielkeilverbindung oder Zahnprofilverbindung (19 ) ausgebildet ist. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkdurchmesser eines Federelements (
20 ) des Federspeichers (5 ) größer ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Laufteils (6 ). - Triebrad nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (
20 ) als Bogenfeder ausgebildet ist. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitige Bereich (
21 ) des Triebrades (1 ) frei von einer Abdeckung (22 ) ist. - Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (
4 ) eine serielle Anordnung des Federspeichers (5 ) und einer Rutschkupplung (23 ) umfasst, wobei der Federspeicher (5 ) zwischen dem Laufmantel (2 ) und einer auf der Nabe (3 ) drehbar gelagerten Mitnehmerscheibe (24 ) sowie die Rutschkupplung (23 ) zwischen der Mitnehmerscheibe (24 ) und der Nabe (3 ) wirksam angeordnet sind.
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2006
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