DE102009052611A1 - Belt pulley arrangement for belt drive of motor vehicle, has freewheel comprising sling flat spiral spring that is arranged coaxial to torsion spring, where torsion spring exhibits higher winding diameter than spiral spring - Google Patents
Belt pulley arrangement for belt drive of motor vehicle, has freewheel comprising sling flat spiral spring that is arranged coaxial to torsion spring, where torsion spring exhibits higher winding diameter than spiral spring Download PDFInfo
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibenanordnung, mit einer an einer Antriebswelle befestigbaren Nabe und einer auf der Nabe drehbar gelagerten Riemenscheibe, sowie mit einer schenkellosen Drehfeder, welche sich axial zwischen der Nabe und der Riemenscheibe erstreckt und radial zwischen Nabe und Riemenscheibe angeordnet ist sowie eine Drehmomentübertragung zwischen der Riemenscheibe und der Nabe ermöglicht, wobei die Drehfeder mit ihrem einen Ende gegen die Nabe sowie mit ihrem anderen Ende gegen die Riemenscheibe wirkt, und bei der die Riemenscheibenanordnung einen Freilauf aufweist, welcher aus einer Schlingbandfeder besteht, die radial zwischen der Nabe und der Riemenscheibe sowie koaxial zur Drehfeder angeordnet ist.The invention relates to a pulley arrangement, comprising a hub attachable to a drive shaft and a hub rotatably mounted on the pulley, and with a thighless torsion spring which extends axially between the hub and the pulley and is arranged radially between the hub and pulley and a torque transmission between the pulley and the hub, wherein the torsion spring acts with its one end against the hub and with its other end against the pulley, and wherein the pulley assembly comprises a freewheel which consists of a Schlingbandfeder, the radially between the hub and the pulley and is arranged coaxially with the torsion spring.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Riemenscheibenanordnungen, wie sie beispielsweise aus der ist
Die von einer Brennkraftmaschine bei ihrem Betrieb erzeugten Drehungleichförmigkeiten bzw. Drehschwingungen der Kurbelwelle sowie Triebstrangschwingungen bei Schaltvorgängen von Fahrzeuggetrieben werden über den Antriebsriemen nachteilig auf die Antriebswellen der Nebenaggregate übertragen. Diese Drehschwingungen in der Antriebsdrehzahl verursachen ohne weitere Maßnahmen dann auch Schwingungen in denjenigen Größen, die von den Nebenaggregaten aus der mechanischen Antriebsleistung erzeugt werden, also beispielsweise im Volumenstrom einer Pumpe oder in der elektrischen Leistung einer Elektromaschine. Sofern die Nebenaggregate im Bereich ihrer Antriebswellen vergleichsweise große Massenträgheiten aufweisen, wie beispielsweise eine Elektromaschine mit ihrem Rotor, verursachen die Drehschwingungen im Antriebsdrehmoment der Kurbelwelle bzw. in der Drehzahl des Antriebsriemens auch starke mechanische Belastungen an demselben, welche dessen Gebrauchsdauer nachteilig reduzieren.The rotational irregularities or torsional vibrations of the crankshaft generated by an internal combustion engine during its operation as well as drive train vibrations during gear changes of vehicle transmissions are disadvantageously transmitted via the drive belt to the drive shafts of the ancillary components. These torsional vibrations in the drive speed then cause, without further measures, vibrations in those quantities which are generated by the ancillary components from the mechanical drive power, that is, for example, in the volume flow of a pump or in the electric power of an electric machine. If the ancillaries in the range of their drive shafts have comparatively large inertia, such as an electric machine with its rotor, cause the torsional vibrations in the drive torque of the crankshaft or in the speed of the drive belt and strong mechanical loads on the same, which adversely reduce its service life.
Moderne Riemenscheibenanordnungen weisen daher neben einer auf einer Nabe drehgelagerten Riemenscheibe auch Entkopplungsmittel auf, mit denen diese Drehschwingungen nicht oder zumindest nur gedämpft auf die Antriebswellen der Nebenaggregate weiter gegeben werden. Durchweg werden als Entkopplungsmittel Freilaufeinrichtungen verwendet, die zwar eine Drehmomentübertragung von der Riemenscheibe auf die Antriebswelle des Nebenaggregats zulassen, eine Drehmomentübertragung in der entgegengesetzten Lastrichtung jedoch verhindern. Eine derartige, besonders vorteilhaft ausgebildete Anordnung wird in der nicht vorveröffentlichten
Eine gattungsbildende Riemenscheibenanordnung ist aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Riemenscheibenanordnung zu schaffen, welche Resonanzprobleme noch besser beheben kann.The invention has for its object to provide a generic pulley arrangement which resonance problems can fix even better.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe dadurch lösen lässt, dass die Drehfeder radial außen und die als Freilauf wirkende Schlingbandfeder radial innen zwischen der Drehfeder und der Nabe angeordnet ist.The invention is based on the finding that the stated object can be achieved in that the torsion spring is arranged radially on the outside and acting as a freewheel Schlingbandfeder radially inwardly between the torsion spring and the hub.
Die Erfindung geht daher aus von einer Riemenscheibenanordnung, mit einer an einer Antriebswelle befestigbaren Nabe und einer auf der Nabe drehbar gelagerten Riemenscheibe, sowie mit einer schenkellosen Drehfeder, welche sich axial zwischen der Nabe und der Riemenscheibe erstreckt und radial zwischen Nabe und Riemenscheibe angeordnet ist sowie eine Drehmomentübertragung zwischen der Riemenscheibe und der Nabe ermöglicht. Dazu wirkt die Drehfeder mit ihrem einen Ende gegen die Nabe sowie mit ihrem anderen Ende gegen die Riemenscheibe. Außerdem weist die Riemenscheibenanordnung einen Freilauf auf, welcher aus einer Schlingbandfeder besteht, die radial zwischen der Nabe und der Riemenscheibe sowie koaxial zur Drehfeder angeordnet ist. Zur Lösung der Aufgabe ist außerdem vorgesehen, dass die Drehfeder einen größeren Wicklungsdurchmesser als die Schlingbandfeder aufweist. The invention is therefore based on a pulley arrangement, with a fastened to a drive shaft hub and a rotatably mounted on the hub pulley, and with a thighless torsion spring, which extends axially between the hub and the pulley and is arranged radially between the hub and pulley and allows torque transmission between the pulley and the hub. For this purpose, the torsion spring acts with its one end against the hub and with its other end against the pulley. In addition, the pulley arrangement has a freewheel, which consists of a Schlingbandfeder, which is arranged radially between the hub and the pulley and coaxial with the torsion spring. To solve the problem is also provided that the torsion spring has a larger winding diameter than the Schlingbandfeder.
Durch diesen Aufbau wird im Vergleich zur Riemenscheibenanordnung der
Die Lagerung der Riemenscheibe erfolgt gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung über eine Kombination eines Kugellagers und eines Gleitlagers, die an den axial gegenüber liegenden Seiten der Riemenscheibenanordnung wirksam sind. Alle auftretenden Axialkräfte, beispielsweise die axiale Vorspannkraft der Drehfeder bzw. der Riemenschieflauf werden dabei durch das Kugellager aufgenommen, welches vorzugsweise als Rillenkugellager ausgebildet ist.The bearing of the pulley is carried out according to an advantageous embodiment of the invention via a combination of a ball bearing and a sliding bearing, which are effective on the axially opposite sides of the pulley assembly. All occurring axial forces, for example, the axial biasing force of the torsion spring or the belt skew are absorbed by the ball bearing, which is preferably designed as a deep groove ball bearing.
Die Drehfeder kann so ausgebildet sein, dass sie sich, wenn sie öffnend in Lastrichtung belastet wird, außen an die Innenmantelfläche der Riemenscheibenbohrung anlegt. Dies kommt einem festen Endanschlag gleich, so dass das übertragene Drehmoment bei Kontakt steigt sprunghaft an. Andererseits kann die Drehfeder auch so ausgebildet sein, dass die im Betrieb auftretenden Momente sie nicht bis zu diesem Anschlag im Durchmesser aufweiten.The torsion spring can be designed so that it, when it is loaded in opening in the loading direction, rests on the outside of the inner lateral surface of the pulley bore. This equals a fixed end stop, so that the transmitted torque increases sharply on contact. On the other hand, the torsion spring can also be designed so that the moments occurring during operation do not widen them up to this stop in diameter.
In einer konkreten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schlingbandfeder radial innen angeordnet und der Nabe zugewandt ist, und dass die Drehfeder radial außen angeordnet und der Riemenscheibe zugewandt ist.In a specific embodiment, it may be provided that the wrap-around strip spring is arranged radially inward and faces the hub, and that the torsion spring is arranged radially on the outside and faces the belt pulley.
In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass die Drehfeder an ihren beiden axialen Enden in jeweils einer Hülse aufgenommen ist, von denen eine Außenhülse drehfest mit einer radialen Innenmantelfläche der Riemenscheibe und eine Innenhülse drehfest mit der Außenmantelflache der Nabe verbunden ist, wobei sich die Innenhülse radial außen an einem Gleitlager abstützt, welches an der Innenmantelfläche der Riemenscheibe angeordnet ist, und wobei in der Außenhülse eine Distanzscheibe sowie in der Innenhülse ein radial ausgerichteter Gleitkörper angeordnet ist, an welche sich die Drehfeder zur Übertragung eines Drehmomentes von der Riemenscheibe zur Nabe beziehungsweise von der Nabe zur Riemenscheibe abstützt.In other practical developments can be provided that the torsion spring is accommodated at its two axial ends in each case a sleeve, of which an outer sleeve rotatably connected to a radial inner circumferential surface of the pulley and an inner sleeve rotatably connected to the outer circumferential surface of the hub, wherein the inner sleeve supported radially on the outside of a sliding bearing, which is arranged on the inner circumferential surface of the pulley, and wherein in the outer sleeve, a spacer and in the inner sleeve a radially aligned slider is arranged, to which the torsion spring for transmitting torque from the pulley to the hub or of the hub is supported to the pulley.
Eine andere Ausgestaltung der Riemenscheibenanordnung gemäß der Erfindung sieht vor, dass die Schlingbandfeder radial zwischen der Innenhülse und der Drehfeder angeordnet ist, wobei die Schlingbandfeder am Außenmantel der Innenhülse anliegt.Another embodiment of the pulley assembly according to the invention provides that the wrap band spring is arranged radially between the inner sleeve and the torsion spring, wherein the wrap band spring bears against the outer sleeve of the inner sleeve.
Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die Schlingbandfeder mit einem axial äußerem Ende fest mit einem axial äußeren Gleitkörper verbunden ist, welcher seinerseits fest mit dem axial äußeren Ende der Drehfeder verbunden ist.It is also within the scope of the invention to provide that the Schlingbandfeder is connected to an axially outer end fixed to an axially outer slider, which in turn is fixedly connected to the axially outer end of the torsion spring.
Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass entgegen der Lastrichtung der Riemenscheibenanordnung keine Verbindung der Schlingbandfeder zur Nabe besteht.Furthermore, it is preferably provided that, contrary to the load direction of the pulley arrangement, there is no connection of the looped belt spring to the hub.
Besonders vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Schlingbandfeder aus einem Federstahl besteht.Also particularly advantageous is an embodiment of the invention, which is characterized in that the Schlingbandfeder consists of a spring steel.
Es liegt ebenso im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die Verdrehsteifigkeit der Drehfeder in einem Bereich zwischen 0,2 und 0,5 Nm/° liegt.It is also within the scope of the invention to provide that the torsional stiffness of the torsion spring is in a range between 0.2 and 0.5 Nm / °.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur eine perspektivische Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Riemenscheibenanordnung.The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment with the accompanying drawings. Therein, the single figure shows a perspective longitudinal sectional view of a pulley assembly according to the invention.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Demnach zeigt die Figur eine Riemenscheibenanordnung
Das Wälzlager
Diese Hülse wird als Innenhülse
Die Außenhülse
Radial zwischen der im Längsschnitt U-förmigen Innenhülse
In Lastrichtung erfolgt die Drehmomentübertragung von der Riemenscheibe
Ein Deckel
In Abweichung von der in der Figur dargestellten Anordnung ist es auch möglich, anstatt der besonders vorteilhaften Anordnung mit den Hülsen
Erfindungsgemäß kommt es vor allem darauf an, dass die Schlingbandfeder
Weiterhin besitzt die Schlingbandfeder
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- RiemenscheibennanordnungRiemenscheibennanordnung
- 22
- Nabehub
- 33
- Riemenscheibepulley
- 44
- Wälzlagerroller bearing
- 55
- Gleitlagerbearings
- 66
- Drehfedertorsion spring
- 77
- Axiales Ende der DrehfederAxial end of torsion spring
- 88th
- Axiales Ende der DrehfederAxial end of torsion spring
- 99
- Innenring des WälzlagersInner ring of the rolling bearing
- 1010
- Innenmantelfläche der RiemenscheibeInner lateral surface of the pulley
- 1111
- Außenring des WälzlagersOuter ring of the rolling bearing
- 1212
- Wälzkörperrolling elements
- 1313
- Gleitring des GleitlagersSliding ring of the sliding bearing
- 1414
- Innenhülseinner sleeve
- 1515
- Außenmantelfläche der NabeOuter lateral surface of the hub
- 1616
- Außenhülseouter sleeve
- 1717
- Distanzscheibespacer
- 1818
- SchlingbandfederSchlingbandfeder
- 19 19
- Außenmantel der InnenhülseOuter jacket of the inner sleeve
- 2020
- Axial äußeres Ende der SchlingbandfederAxial outer end of the Schlingbandfeder
- 2121
- Gleitkörpersliding
- 2222
- Freilauffreewheel
- 2323
- Deckelcover
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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