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Die
Erfindung betrifft eine entkoppelte Riemenscheibe mit einer Primärmasse,
die drehfest mit einer entlang einer Rotationsachse verlaufenden Welle
verbindbar ist, und mit einer Sekundärmasse, die gegenüber
der Primärmasse drehbeweglich ist und die über
eine elastische Kupplung mit der Primärmasse verbunden
ist.
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Eingesetzt
wird die entkoppelte Riemenscheibe insbesondere in Antriebsaggregaten
von Kraftfahrzeugen, insbesondere Straßenkraftfahrzeugen.
In der Regel ist die Welle die Kurbelwelle des Antriebsaggregats. Über
die Riemenscheibe können zusätzlich externe Aggregate
und Einrichtungen angetrieben werden. Beispiele sind dafür
sind Generatoren zur Erzeugung elektrischer Energie, Pumpen und/oder
Starter des Antriebsaggregats.
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Der
Begriff Riemen schließt insbesondere den so genannten Keilrippenriemen
aber auch einen Zahnriemen (in welchem Fall das Keilnutenprofil durch
einen Zahnkranz ersetzt sein kann) mit ein.
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Derartige
Riemenscheiben sind hinsichtlich der Übertragung von mechanischen
Schwingungen zwischen dem Außenumfang der Sekundärmasse, an
welchem der Riemen angreift, einerseits und der Welle andererseits
zu dämpfen, d. h. schwingungstechnisch zu entkoppeln. Die
Kraftübertragung bzw. Drehmomentwandlung erfolgt daher
zumindest größten Teils über eine elastische
Kupplung der Riemenscheibe, die in der Regel radial innen an der
Primärmasse angreift und radial außen an der Sekundärmasse
angreift.
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Problematisch
dabei sind dabei jedoch die erheblichen mechanischen Belastungen
des elastischen Materials der Kupplung und des Materialübergangs
zwischen dem elastischen Material und anderen Teilen, die in der
Regel aus Metall bestehen. Üblicherweise ist das elastische
Material anvulkanisiert. Bei Schwingungen und Kräften,
die ausschließlich in radialer Richtung wirken, sind die
Kupplungen meist dauerhaft einsetzbar. Jedoch können auch
Scherkräfte und entsprechende Schwingungen auftreten, bei
denen die Kräfte zusätzlich in axialer Richtung wirken.
Dabei kann sich ohne zusätzliche Maßnahmen die
Ausrichtung des Außenumfanges der Riemenscheibe ändern,
sodass der am Außenumfang angreifende Riemen in unerwünschter
Weise beansprucht wird.
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Außerdem
ist es bekannt, die Riemenscheibe in einem einzigen Bauteil mit
einem Drehschwingungsdämpfer zu kombinieren. Der Dämpfer
dient zur Dämpfung von Drehschwingungen (Torsionsschwingungen)
der Welle.
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Eine
derartige Kombination ist beispielsweise aus der
EP 1 266 152 B1 bekannt.
Die Kombination weist einen integrierten Viskositäts-Drehschwingungsdämpfer
sowie ein Lager und eine Kupplung aus gummielastischem Werkstoff
zur relativ verdrehbaren und in Umfangsrichtung der Sekundärmasse elastischen
Abstützung der Sekundärmasse gegenüber
dem Dämpfergehäuse (der Primärmasse)
auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Kombination statt dem
Viskositäts-Drehschwingungsdämpfer einen Dämpfer
aus gummielastischem Werkstoff aufweisen.
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Bei
der Kombination sollen die Schwingungs-Eigenfrequenzen des Dämpfers
und der Kupplung weit genug auseinander liegen, sodass keine gegenseitige
Beeinflussung stattfindet. Ist die Dämpfungscharakteristik
des Dämpfers vorgegeben, schränkt dies aber die
Möglichkeiten der Konstruktion der Kupplung ein.
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Die
Sekundärmasse ist an ihrem in radialer Richtung innen liegenden
Rand mit zumindest einem Lager (in der Regel ein Gleitlager, denkbar
ist jedoch auch ein Wälzlager) versehen, das oder die eine
Relativbewegung der Sekundärmasse und der Primärmasse
in Umfangsrichtung (d. h. in der Drehrichtung um die Rotationsachse
der Welle) ermöglicht/ermöglichen und führt/führen.
Das zumindest eine Lager kann unter bestimmten Einsatzbedingungen
eines Fahrzeuges, dessen Antriebsaggregat mit der entkoppelten Riemenscheibe
versehen ist, in seiner Funktion beeinträchtigt werden.
Insbesondere kann Schmutz und/oder Wasser zwischen Lager-Teile und/oder
zwischen das Lager und andere Teile der Riemenscheibe gelangen.
Solche Einsatzbedingungen sind z. B. erfüllt, wenn ein
Radfahrzeug im Gelände, außerhalb öffentlicher
Straßen betrieben wird und/oder über mit Wasser
bedeckten Boden fährt.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine entkoppelte Riemenscheibe
anzugeben, wobei das Lager zwischen Primärmasse und Sekundärmasse
wirksam vor dem Eintreten von Schmutz und/oder Wasser geschützt
wird und wobei die elastische Entkopplung zwischen Primärmasse
und Sekundärmasse eine hohe Lebensdauer aufweist.
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Gemäß einem
grundlegenden Gedanken der vorliegenden Erfindung wird das Lager,
das eine Relativbewegung der Sekundärmasse und der Primärmasse
in Umfangsrichtung ermöglicht, zwischen zwei elastischen
Kupplungen angeordnet, wobei die Sekundärmasse und die
Primärmasse über beide elastische Kupplungen miteinander
verbunden sind. Insbesondere sind die Kupplungen ringförmig
und zumindest annähernd rotationssymmetrisch um die Rotationsachse
der Welle ausgestaltet und in axialer Richtung gegeneinander versetzt.
In diesem Zusammenhang ist die Anordnung des Lagers ”zwischen” den
Kupplungen so zu verstehen, dass sich das Lager an einer axialen
Position befindet und in entgegengesetzten Richtungen von dieser
axialen Position sich jeweils zumindest ein Teil der ersten und
der zweiten elastischen Kupplung befindet. Dies bedeutet jedoch
nicht, dass eine gerade Linie, die parallel zur Rotationsachse verläuft,
einen Bereich der ersten elastischen Kupplung mit dem Lager und
einem Bereich der zweiten elastischen Kupplung verbindet. Vielmehr
kann sich das Lager z. B. näher an der Rotationsachse befinden
als die radial innen liegenden Enden der elastischen Kupplungen.
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Die
elastischen Kupplungen müssen auch nicht vollständig
in axialen Bereichen liegen, die aus Sicht der axialen Position
des Lagers einander gegenüberliegen. Vielmehr kann z. B.
eine der beiden elastischen Kupplungen in ihrem Verlauf in radialer Richtung
verschiedene axiale Bereiche durchlaufen. Z. B. kann sich das radial
innen liegende Ende der einen Kupplung in demselben axialen Bereich
wie das radial weiter außen gelegene innere Ende der anderen
Kupplung befinden.
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In
allen Fällen wird das Lager jedoch vorzugsweise von den
beiden elastischen Kupplungen, der Primärmasse und der
Sekundärmasse geschlossen (d. h. in der Art eines Gehäuses)
gegen die Umgebung abgeschirmt. Daher kann weder Schmutz noch Wasser
in den örtlichen Bereich des Lagers gelangen.
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Ferner
stellt die Verwendung von zwei elastischen Kupplungen eine besonders
dauerhafte Konstruktion dar. Die Auswirkungen von Scherkräften, die
in axialer Richtung auf eine der Kupplungen wirken, werden durch
die jeweils andere Kupplung gemildert. Daher können die
einzelnen Kupplungen z. B. in axialer Richtung dünner ausgeführt
werden, wodurch der Platzbedarf gegenüber der Verwendung von
nur einer Kupplung nicht oder nur geringfügig größer
ist.
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Insbesondere
wird Folgendes vorgeschlagen: Eine entkoppelte Riemenscheibe, mit
- • einer Primärmasse, die
drehfest mit einer entlang einer Rotationsachse verlaufenden Welle verbindbar
ist,
- • einer Sekundärmasse, die gegenüber
der Primärmasse drehbeweglich ist und die über
eine erste elastische Kupplung mit der Primärmasse verbunden
ist,
- • zumindest einem Lager, das eine Relativbewegung der
Sekundärmasse und der Primärmasse in Umfangsrichtung
ermöglicht,
wobei die Sekundärmasse ausgestaltet
ist, an ihrem Außenumfang mit einem Riemen zusammenzuwirken,
sodass ein Drehmoment zwischen der Sekundärmasse und dem
Riemen übertragbar ist,
wobei die Riemenscheibe eine
zweite elastische Kupplung aufweist, über die die Sekundärmasse
mit der Primärmasse verbunden ist, und
wobei das Lager
zwischen der ersten und der zweiten elastischen Kupplung angeordnet
ist.
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Vorzugsweise
erfüllt das Lager, das zwischen den zwei elastischen Kupplungen
angeordnet ist, mehrere Lagerfunktionen, insbesondere Führung der
relativen Drehbewegung der Primärmasse und der Sekundärmasse
sowohl in axialer Richtung, als auch in radialer Richtung. Unter
der Führung der Drehbewegung in axialer Richtung wird verstanden, dass
das Lager eine relative Verschiebung der am Lager angrenzenden Bauteile
in der axialen Richtung auf ein erlaubtes Spiel begrenzt, während
die relative Drehbewegung ermöglicht ist. Ferner wird es
bevorzugt, dass das Lager die Drehbewegung in axialer Richtung sowohl
in der einen axialen Richtung als auch in der Gegenrichtung führt.
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Die
elastischen Kupplungen können insbesondere aus Gummi hergestellt
sein. Unter „Gummi” wird in der vorliegenden Beschreibung
jegliches elastomere Material verstanden, unabhängig davon,
ob es aus natürlichen Stoffen wie z. B. Naturkautschuk gewonnen
und/oder aus Kunststoff hergestellt wurde. Z. B. sind die Kupplungen
und eventuell vorhandene elastomere Elemente von Schwingungsdämpfern
aus einem polaren Kautschukmaterial, vorzugsweise einer hydrierten
Nitril-Butadien-Kautschukverbindung (HNBR) hergestellt. Es können
aber alternativ beispielsweise EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk),
ENR (Epoxidized Natural Rubber), EVA (Ethylene Vinyl Acetate), NBR
(Nitril-Butadien-Kautschuk), AEM (Ethylen-Acrylat-Kautschuk) oder
ACM (Polyacrylat-Kautschuk) verwendet werden.
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Zusätzlich
zu der elastischen Kupplung kann die Riemenscheibe eine weitere
Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen
aufweisen, z. B. eine in einer viskosen bzw. viskoelastischen Flüssigkeit
drehbeweglich gelagerte Dämpfungsmasse. Insbesondere kann
in die Primärmasse ein solcher Viskositätsdämpfer
zur Dämpfung von Torsionsschwingungen der Welle integriert
ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Dämpfungseinrichtung einen
Gummidämpfer aufweisen. Insbesondere kann die Primärmasse über
ein gummielastisches Element mit einer Tertiärmasse verbunden
sein, sodass die Primärmasse, das gummielastische Element
und die Tertiärmasse einen Schwingungsdämpfer
zur Dämpfung von Torsionsschwingungen bilden. Die Tertiärmasse
und die Sekundärmasse können über das
Lager gegeneinander drehbeweglich um die Rotationsachse gelagert
sein. Alternativ können die Sekundärmasse und
die Primärmasse über das Lager gegeneinander drehbeweglich
um die Rotationsachse gelagert sein und ist die Tertiärmasse
lediglich an die Primärmasse angekoppelt.
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Die
Verwendung von zwei Kupplungen löst die oben angesprochene
Problematik, dass das Bewegungsverhalten des Schwingungsdämpfers
kurzzeitig zu starken Spannungen in der elastischen Kupplung führt.
Zwei Kupplungen sind stabiler und es hat sich gezeigt, dass die
Auswirkungen des Bewegungsverhaltens des Schwingungsdämpfers
auf die Integrität des Kupplungsmaterials vernachlässigbar werden.
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Insbesondere
kann die Sekundärmasse einen Bereich aufweisen, der sich
von radial außen nach radial innen erstreckt und an seinem
radial innen liegenden Ende über das Lager drehbeweglich an
der Primärmasse abgestützt ist. Dabei kann dieser
Bereich der Sekundärmasse vollständig oder weitgehend
unmittelbar zwischen den einander gegenüberstehenden Kupplungen
verlaufen.
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Das
radial innen liegende Ende des Bereichs der Sekundärmasse,
der sich von radial außen nach radial innen erstreckt,
kann in gleichem oder geringerem radialen Abstand zu der Rotationsachse
liegen wie ein radial innen liegendes Ende der ersten und/oder zweiten
elastischen Kupplung. Bei der etwa gleichen radialen Position kann
die Primärmasse an ihrem Außenumfang eine im Wesentlichen
zylindrische Oberfläche aufweisen. Die Fertigung der Primärmasse
ist somit auf einfache Weise möglich. Außerdem
stützt sich das radial innen liegende Ende der Sekundärmasse
in diesem Fall an etwa gleicher radialer Position wie die elastischen
Kupplungen am Außenumfang der Primärmasse (über
das oder die Lager) ab. Daher liegt das Lager oder liegen die Lager
etwa zentral an gleicher radialer Position wie die inneren Enden
der Kupplung und das oder die Lager ist/sind nur in sehr geringem
Umfang ungleichmäßigen, in radialer Richtung wirkenden
Lagerkräften ausgesetzt. Das oder die Lager werden daher
wenig beansprucht und die Lebensdauer ist erhöht.
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Alternativ
kann die Primärmasse einen Bereich aufweisen, der sich
zwischen den einander gegenüberstehenden Kupplungen von
radial innen nach radial außen erstreckt, wobei sich die
Sekundärmasse über das Lager drehbeweglich an
dem radial außen liegenden Ende dieses Bereichs abstützt.
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Wiederum
alternativ kann das Lager zwischen den einander gegenüberstehenden
Kupplungen so angeordnet sein, dass eine relative Drehbewegung eines
ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs um die Rotationsachse
gelagert wird. Der erste Bereich ist ein Bereich der Primärmasse,
der sich zwischen den einander gegenüberstehenden Kupplungen
von radial innen nach radial außen erstreckt und an seinem
radial außen gelegenen Ende mit dem Lager zusammenwirkt.
Der zweite Bereich ist ein Bereich der Sekundärmasse, der
sich von radial außen nach radial innen zwischen den einander
gegenüberstehenden Kupplungen erstreckt, wobei an dem radial
innen liegendem Ende des zweiten Bereichs das Lager angeordnet ist.
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Wiederum
alternativ oder auch zusätzlich ist es möglich,
dass eine Tertiärmasse zur Bildung eines Schwingungsdämpfers
in dem Zwischenraum zwischen den einander gegenüberstehenden
Kupplungen angeordnet ist und über ein gummielastisches Element
mit einem radial außen liegenden Ende der Primärmasse
verbunden ist. Die Primärmasse und die Tertiärmasse
bilden daher zusammen mit dem gummielastischen Element einen Torsionsschwingungsdämpfer.
An einem radial außen liegenden Ende der Tertiärmasse
ist das Lager angeordnet, welches die relative Drehbewegung der
Primärmasse und der Sekundärmasse um die Rotationsachse ermöglicht.
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Das
radial außen liegende Ende einer der Kupplungen (vorzugsweise
beider Kupplungen) kann sich an der nach radial innen weisenden
Oberfläche eines äußeren Bereichs der
Sekundärmasse abstützen. Dieser äußere
Bereich kann an seinem Außenumfang ausgestaltet sein, mit
dem Riemen zusammenzuwirken. Z. B. ist an dem Außenumfang
ein entsprechendes Keilnutenprofil vorgesehen.
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Eine
besonders einfach und kostengünstig herzustellende Riemenscheibe,
die auch eine besonders hohe Lebensdauer aufweist, wird mit folgender Ausgestaltung
erreicht: Die erste und die zweite elastische Kupplung sind symmetrisch
zu einer Symmetrieebene ausgestaltet, die sich zwischen den elastischen
Kupplungen befindet und senkrecht zur Rotationsachse verläuft.
Alternativ oder zusätzlich haben die erste und die zweite
elastische Kupplung dieselben elastischen Eigenschaften und Eigenfrequenzen.
Aufgrund der symmetrischen Gestaltung werden die Kupplungen in gleicher
Weise beansprucht und werden einseitige Beanspruchungen des oder der
Lager vermieden.
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Die
zweite Kupplung oder ein Element, mit dem die zweite Kupplung durch
Vulkanisierung verbunden worden ist, kann in axialer Richtung von
dem Lager durch einen in radialer Richtung vorspringenden Bereich
der Primärmasse oder der Sekundärmasse getrennt
sein. Insbesondere kann die zweite Kupplung oder das mit dieser
durch Vulkanisieren verbundene Element an dem vorspringenden Bereich
anliegen und kann auf der gegenüberliegenden Seite des
vorspringenden Bereichs das Lager, insbesondere ein Gleitlager,
anliegen.
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Im
Fall des Bereichs der Sekundärmasse, der sich zwischen
den einander gegenüberstehenden Kupplungen von radial außen
nach radial innen erstreckt, ist der in radialer Richtung vorspringende Bereich
ein nach radial außen vorspringender Bereich der Primärmasse.
Im Fall des Bereichs der Primärmasse, der sich zwischen
den einander gegenüberstehenden Kupplungen von radial innen
nach außen erstreckt, ist der in radialer Richtung vorspringende
Bereich ein nach radial innen vorspringender Bereich der Sekundärmasse.
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Die
andere Kupplung, die erste Kupplung, kann in axialer Richtung unmittelbar
an das Lager angrenzen oder alternativ kann ein Element, mit dem die
erste Kupplung durch Vulkanisieren verbunden worden ist, in axialer
Richtung unmittelbar an das Lager angrenzen.
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Bei
der Herstellung der Riemenscheibe kann daher zunächst die
Sekundärmasse über das zumindest eine Lager mit
der Primärmasse gekoppelt werden und anschließend
die erste Kupplung so angeordnet werden, dass sie die Primärmasse
mit der Sekundärmasse verbindet.
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Ferner
gehört zum Umfang der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen
einer entkoppelten Riemenscheibe, insbesondere einer Riemenscheibe
in einer der weiter oben und/oder unten beschriebenen Ausgestaltungen,
wobei
- • eine Primärmasse,
die drehfest mit einer entlang einer Rotationsachse verlaufenden
Welle verbindbar ist, über eine erste elastische Kupplung
mit einer Sekundärmasse, die gegenüber der Primärmasse
drehbeweglich ist, verbunden wird,
- • zumindest ein Lager, das eine Relativbewegung der
Sekundärmasse und der Primärmasse in Umfangsrichtung
ermöglicht, zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse
angeordnet wird,
- • wobei die Sekundärmasse ausgestaltet ist,
an ihrem Außenumfang mit einem Riemen zusammenzuwirken,
sodass ein Drehmoment zwischen der Sekundärmasse und dem
Riemen übertragbar ist,
- • wobei die Sekundärmasse über eine
zweite elastische Kupplung mit der Primärmasse verbunden
wird,
sodass das Lager zwischen der ersten und der zweiten
elastischen Kupplung angeordnet ist.
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Ausführungsbeispiele
in der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 einen
axialen Schnitt durch eine entkoppelte Riemenscheibe, wobei die
Schnittebene die Rotationsachse der Welle enthält, mit
der die Primärmasse der Riemenscheibe drehfest verbindbar
ist, und
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2 einen
axialen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer
entkoppelten Riemenscheibe.
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1 zeigt
unten im Bild eine Rotationsachse 8, um die eine in 1 nicht
dargestellte Welle rotiert. Wenn die in 1 dargestellte
entkoppelte Riemenscheibe 3 auf der Welle montiert ist,
ist die Rotationsachse 8 auch die Rotationsachse der Riemenscheibe 3.
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1 zeigt
einen Schnitt durch die Riemenscheibe 3 lediglich auf einer
Seite der Rotationsachse 8. Da die Bauteile der Riemenscheibe 3 im
Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Rotationsachse 8 sind,
würde der bei einem vollständigen Schnittbild
unterhalb der Rotationsachse 8 liegende Teil achsensymmetrisch
bezüglich der Rotationsachse 8 zu dem in 1 dargestellten
Teil sein. Dass die wesentlichen Teile der Riemenscheibe, Primärmasse,
Sekundärmasse, Lager und Kupplungen sowie eventuell Drehschwingungsdämpfer
im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Rotationsachse sind,
gilt vorzugsweise auch für andere Ausgestaltungen der entkoppelten
Riemenscheibe.
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Oben
in 1 erkennt man den profilierten Außenumfang
der Sekundärmasse 11 der Riemenscheibe 3.
In an sich bekannter Weise können dort in den Bereichen 31, 32 zwei
Keilrippenriemen angeordnet werden und mit der Riemenscheibe 3 zusammenwirken,
so dass zwischen den Riemen einerseits und der Riemenscheibe 3 andererseits
Kräfte in Umfangsrichtung, d. h. in Drehrichtung um die
Rotationsachse 8 übertragen werden können.
Dabei können sowohl die Riemen die Riemenscheibe antreiben
als auch umgekehrt.
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Die
Sekundärmasse 11 hat ein im Wesentlichen T-förmiges
Profil. An dem Querschenkel des T, an dessen Oberseite sich der
Außenumfang der Riemenscheibe 3 und damit auch
der Außenumfang der Sekundärmasse 11 befindet,
sind zwei Kupplungen 12, 12a radial innenseitig
befestigt. Um die Herstellung zu vereinfachen, sind die Kupplungen 12, 12a in dem
Ausführungsbeispiel an ihren in radialer Richtung außen
liegenden und innen liegenden Enden zunächst mit einer
Metallbuchse 27, 27a; 28, 28a verbunden,
insbesondere durch Vulkanisieren verbunden. Bei der Montage der
Riemenscheibe 3 werden die durch die Buchsen 27, 28 sowie 27a, 28a mit
dem gummielastischen Material der Kupplungen 12, 12a gebildeten
Einheiten radial außenseitig mit der Unterseite des Querschenkels
des T der Sekundärmasse 11 und radial innenseitig
mit dem Außenumfang der Primärmasse 10 verbunden.
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Der
in radialer Richtung verlaufende Längsschenkel des T der
Sekundärmasse 11 ist mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet.
Er weist an seinem radial innen liegenden Ende 22 zwei
L-förmige Lagerelemente 26a, 26b auf,
die fest an dem Längsschenkel 21 befestigt sind,
z. B. mit Hilfe an sich bekannter Formwerkzeuge als Kunststoffteile
angespritzt worden sind. Die Lagerelemente können jedoch
auch z. B. Metallteile sein, deren von der Oberfläche der
Sekundärmasse 11 wegweisenden Außenoberflächen mit
Kunststoff, z. B. PTFE (Polytetrafluorethylen) beschichtet sind.
Die L-förmige Konfiguration der Lagerelemente 26a, 26b ermöglicht
gleichzeitig eine Lagerung in radialer als auch axialer Richtung.
Die Lagerelemente 26 sind als Teile eines Gleitlagers ausgestaltet.
Grundsätzlich wäre auch die Verwendung eines Wälzlagers
möglich oder separater Gleitlager für die axiale
und radiale Lagerung.
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Die
Primärmasse 10 weist an ihrem radial außen
liegenden Außenumfang einen Vorsprung 17 auf.
In den Raum links von dem Vorsprung 17 wird die Einheit
mit der zweiten Kupplung 12a und den Buchsen 27a, 28a eingebracht.
Zunächst wird jedoch die Sekundärmasse 11 mit
den Lagerelementen 26a, 26b von rechts in axialer
Richtung über den Außenumfang der Primärmasse 10 geschoben,
bis der kurze Schenkel des L-förmigen Lagerelements 26a an dem
seitlichen, in axialer Richtung orientierten Rand des Vorsprungs 17 anstößt.
Anschließend kann zunächst die erste Kupplung 12 oder
die zweite Kupplung 12a oder beide Kupplungen gleichzeitig
montiert werden. Die erste Kupplung 12 mitsamt der Buchsen 27, 28 wird
von rechts in axialer Richtung in den ringförmigen, von
dem Querschenkel der Sekundärmasse 11 und dem
Außenumfang der Primärmasse 10 gebildeten
Aufnahmeraum eingebracht, bis die Buchse 28 an dem rechten
L-förmigen Lagerelement 26b anstößt.
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Wie
aus 1 erkennbar ist, ist das Lager 26 hermetisch
gegen die Außenwelt abgeschirmt. Der Querschenkel des T
der Sekundärmasse 11, die Einheiten aus den Gummikupplungen 12, 12a und
ihren Buchsen 27, 27a; 28, 28a bilden
einen innen hohlen Ring um die Rotationsachse 8, in dem
der Längsschenkel 21 der Sekundärmasse 11 mitsamt
der daran angeordneten Lagerelemente 26a, 26b angeordnet
ist. Die rotationssymmetrischen Lagerelemente 26 ermöglichen
daher eine relative Verdrehung der Sekundärmasse 11 und
der Primärmasse 10 um die Rotationsachse 8,
wobei Drehausschläge aus einer Neutralstellung, in der
die Gummikupplungen 12, 12a kein Drehmoment zwischen
der Sekundärmasse 11 und der Primärmasse 10 ausüben,
möglich sind. Wegen der elastischen Eigenschaften der Kupplungen 12, 12a führen
solche Drehausschläge aus der Neutralstellung aber dazu,
dass eine Rückstellkraft bzw. ein Rückstellen
des Drehmoments wieder zum Erreichen der Neutralstellung der Sekundärmasse 11 und der
Primärmasse 10 relativ zueinander führt.
In der Regel treten auch Schwingungen um die Neutralstellung auf,
während die gesamte Riemenscheibe 3 um die Rotationsachse 8 rotiert.
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Außerdem
ist aus der 1 gut erkennbar, dass der Querschenkel
des T der Sekundärmasse 11 sehr stabil an den
gegenüberliegenden Enden von den Kupplungen 12, 12a gegen
den Außenumfang der Primärmasse 10 abgestützt
ist. In Kombination mit dem doppel-L-förmigen Lager 26 führt
dies zu einer sehr stabilen, gegen in axialer Richtung wirkende Scherkräfte
resistenten Konfiguration, so dass sowohl die Lebensdauer der Kupplungen 12, 12a als auch
der Lagerelemente 26 sehr hoch ist. Der oder die Riemen
werden weniger beansprucht. Die Geräuschbildung ist minimiert.
Das Lager führt die Drehbewegung in axialer Richtung sowohl
in der einen axialen Richtung als auch in der Gegenrichtung.
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Die
Riemenscheibe eignet sich daher besonders gut für den Einsatz
in Geländefahrzeugen. Es sind sowohl die Lagerelemente 26 gegen
Eindringen von Wasser und Schmutz geschützt, als auch widersteht
die Riemenscheibe 3 den besonderen mechanischen Beanspruchungen
beim Einsatz von Fahrzeugen im Gelände.
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An
der in 1 dargestellten Riemenscheibe können
Modifikationen vorgenommen werden. Z. B. müssen sich die
Gummielemente der Kupplungen 12, 12a nicht im
Wesentlichen in radialer Richtung zwischen der Primärmasse 10 und
der Sekundärmasse 11 erstrecken. Vielmehr kann
der Außenumfang, z. B. der Querschenkel des T, der Sekundärmasse 11 in
axialer Richtung gegen den Außenumfang der Primärmasse 10 versetzt
sein, so dass zumindest eine der Kupplungen in ihrem Verlauf von
radial innen nach radial außen sich auch in axialer Richtung
erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann insbesondere
mit der Primärmasse über eine gummielastische
oder viskoelastische Ankopplung eine Schwungmasse (Tertiärmasse)
verbunden sein.
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Ferner
kann der Außenumfang der Sekundärmasse anders
gestaltet sein. Insbesondere kann die Profilierung so ausgestaltet
sein, dass lediglich ein Riemen mit der Sekundärmasse zusammenwirkt.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform einer entkoppelten Riemenscheibe.
Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede zu der Konstruktion
erläutert, die in 1 dargestellt
ist. Die Primärmasse 50 weist einen zwischen den
Kupplungen 12a, 12 von radial innen nach radial
außen verlaufenden Bereich 51 auf, der an seinem
radial außen liegenden Ende über ein gummielastisches
Element 53 mit einer Tertiärmasse 55 verbunden
ist. Die Primärmasse 50, das gummielastische Element 53 und
die Tertiärmasse 55 bilden einen Torsionsschwingungsdämpfer zur
Dämpfung von Torsionsschwingungen der Welle und der damit
drehfest verbundenen Teile.
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Die
Tertiärmasse 55, die wie das gummielastische Element 53 im
Wesentlichen rotationssymmetrisch ist bezüglich der Rotationsachse 8,
ist an ihrem radial außenliegenden Außenumfang über
ein Lagerelement 56a, das ebenfalls im Wesentlichen rotationssymmetrisch
ist, gegen den in radialer Richtung innen liegenden Umfangsbereich
der Sekundärmasse 61 gelagert. Dies ermöglicht
eine relative Drehbewegung der Sekundärmasse 61 und
der Tertiärmasse 55 um die Rotationsachse 8.
Folglich ist auch eine relative Drehbewegung der Primärmasse 50 und
der Sekundärmasse 61 möglich.
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Die
Sekundärmasse ist daher im Gegensatz zu der Ausführungsform
gemäß 1 nicht mit einem sich radial
von außen nach innen erstreckenden Bereich ausgestattet,
der aber bei einer abgewandelten Ausgestaltung vorhanden sein kann.
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Bei
der Riemenscheibe gemäß 2 ist ein radial
vorspringender Bereich 57 vorgesehen, der jedoch im Gegensatz
zu der Ausführungsform gemäß 1 radial
nach innen von der Innenseite der Sekundärmasse 61 vorspringt.
Er hat jedoch im Wesentlichen dieselbe Funktion wie der radial nach
außen vorspringende Bereich 17 der Primärmasse 10 gemäß 1.
An der in 2 nach rechts weisenden Oberfläche
des Vorsprungs 57 befindet sich ein L-förmiges
Lagerelement 56a. Das zweite Lagerelement 56b ist
jedoch nicht L-förmig ausgestaltet, sondern I-förmig,
und dient lediglich der axialen Lagerung der möglichen
Drehbewegung zwischen der Tertiärmasse 55 und
dem radial außen liegenden Ende der Kupplung 12 bzw.
der damit fest verbundenen Hülse 27.
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Da
sich in dem durch die Primärmasse 50, die beiden
Kupplungen 12, 12a und die Sekundärmasse 61 gebildeten
nach außen abgeschirmten Innenraum sowohl das Lager 56a, 56b als
auch das gummielastische Element 53 befindet, werden diese Teile
gegen Verschmutzung geschützt. Bezüglich der Kupplungen 12, 12a und
der Art, wie die Kupplungen die Primärmasse 50 und
die Sekundärmasse 61 verbinden, ist die Konstruktion
gemäß 2 genauso stabil wie die Konstruktion
gemäß 1.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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