DE102010006416A1 - Drive plate with integrated freewheel - Google Patents
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- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Triebscheibe (4b) eines Zugmitteltriebs (1) zum Antrieb von Nebenaggregaten einer Brennkraftmaschine. Dazu umfasst die eine richtungsgeschaltete Entkopplungseinrichtung (12) einschließende Triebscheibe (4b) eine Riemenscheibe (3a), die über ein Zugmittel (2), einen Riemen, weitere Riemenscheiben (5, 7, 8) des Zugmitteltriebs (1) verbindet. Im Einbauzustand ist die Triebscheibe (4b) über eine Nabe (13) drehstarr mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden, die radial beabstandet von einer Riemenscheibe (3a) umschlossen ist. In einem radial von der Nabe (13a) und der Riemenscheibe (3a) begrenzten Einbauraum (16) ist als Entkopplungseinrichtung (12) eine Freilaufkupplung (17) sowie ein Stützlager (18) für die Riemenscheibe (3) integriert.The invention relates to a drive pulley (4b) of a traction mechanism drive (1) for driving auxiliary units of an internal combustion engine. For this purpose, the drive pulley (4b), which includes a directionally switched decoupling device (12), comprises a belt pulley (3a) which connects further belt pulleys (5, 7, 8) of the traction mechanism drive (1) via a traction mechanism (2), a belt. In the installed state, the drive pulley (4b) is rigidly connected to a crankshaft of the internal combustion engine via a hub (13) which is surrounded by a belt pulley (3a) at a radial distance. In an installation space (16) delimited radially by the hub (13a) and the belt pulley (3a), an overrunning clutch (17) and a support bearing (18) for the belt pulley (3) are integrated as a decoupling device (12).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Triebscheibe eines Zugmitteltriebs zum Antrieb von Nebenaggregaten einer Brennkraftmaschine. Die Triebscheibe umfasst eine Riemenscheibe, die über ein Zugmittel, einen Riemen, weitere Riemenscheiben des Zugmitteltriebs verbindet, wobei der Riemenscheibe eine richtungsgeschaltete Entkopplungseinrichtung zugeordnet istThe present invention relates to a drive pulley of a traction mechanism drive for driving ancillaries of an internal combustion engine. The drive pulley comprises a pulley, which connects via a traction means, a belt, further pulleys of the traction drive, wherein the pulley is associated with a directional decoupling device
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die durch den motorischen Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine ausgelöste Drehungleichförmigkeit verursacht nachteilige Schwingungen, die über eine der Kurbelwelle zugeordnete Riemenscheibe in den Zugmitteltrieb eingeleitet werden.The rotational nonuniformity triggered by the engine combustion process of the internal combustion engine causes disadvantageous vibrations, which are introduced into the traction mechanism drive via a belt pulley associated with the crankshaft.
Die diskontinuierliche Arbeitsweise der Brennkraftmaschine bewirkt ungleichförmig wirkende Massenkräfte am Kurbelzapfen der Kurbelwelle. Infolge der sich periodisch verändernden Kräfte schwankt das Drehmoment an der Kurbelwelle um einen Mittelwert. Diese die Winkelgeschwindigkeit verändernden Schwankungen werden unmittelbar in den Zugmitteltrieb der Brennkraftmaschine übertragen.The discontinuous operation of the internal combustion engine causes non-uniform mass forces on the crank pin of the crankshaft. Due to the periodically varying forces, the torque on the crankshaft fluctuates about an average value. These fluctuations which change the angular velocity are transmitted directly to the traction mechanism drive of the internal combustion engine.
Der Antrieb von Neben- oder Hilfsaggregaten über einen Zugmitteltrieb, insbesondere Riementrieb ist für Fahrzeug-Brennkraftmaschinen üblich. Die ungleichförmige Drehbewegung der Kurbelwelle bewirkt in dem Zugmitteltrieb eine ständig wechselnde Beschleunigung und Verzögerung der anzutreibenden Aggregatemassen. Das Zugmittel, der Riemen hat die Aufgabe, diese Wechselmomente zu übertragen, was zu einem vorzeitigen Verschleiß und einer Geräuschanregung des Riemens führt. Der Zugmitteltrieb muss folglich entsprechend der größten auftretenden Belastung dimensioniert werden. Die Ungleichförmigkeit bewirkt in den Zugmitteltrieben eine Geräuschanregung, die sich nachteilig auf den Komfort des Fahrzeugs auswirkt.The drive of auxiliary or auxiliary units via a traction mechanism drive, in particular belt drive is customary for vehicle internal combustion engines. The non-uniform rotational movement of the crankshaft causes in the traction mechanism drive a constantly changing acceleration and deceleration of the aggregate masses to be driven. The traction means, the belt has the task to transmit these alternating moments, which leads to premature wear and a noise excitation of the belt. The traction mechanism must therefore be dimensioned according to the largest load occurring. The non-uniformity causes in the traction drives a noise excitation, which adversely affects the comfort of the vehicle.
Zur Minderung der Schwingungsamplituden sowie zur Vermeidung nachteiliger Resonanzen ist es bekannt, Schwingungstilger einzusetzen. Das Wirkprinzip dieser Tilger beruht darauf, die Resonanz des Schwingungssystems durch die Tilgermasse zu verhindern und die Amplituden der Tilgermasse durch eine Werkstoffdämpfung und/oder Reibung zwischen der Erregermasse und der Tilgermasse zu verringern. Der Aufbau eines bekannten Schwingungstilgers ist beispielsweise aus dem Vorlesungsumdruck
Weiterhin ist es bekannt, in einer Triebscheibe, einer Kurbelwellen-Riemenscheibe ein Federentkoppelungssystem oder ein Visco-hydraulisches System zu integrieren, die aufgrund relativ hoher Kosten und/oder Packaging-Gründen selten eingesetzt werden.Furthermore, it is known to integrate in a drive pulley, a crankshaft pulley, a spring decoupling system or a visco-hydraulic system, which are rarely used due to relatively high costs and / or packaging reasons.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Triebscheibe zu realisieren, die eine kompakt aufgebaute, kostengünstig darstellbare Entkopplungseinrichtung einschließt.The object of the present invention is to realize a drive disk which includes a compact design, cost-presentable decoupling device.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß eine Triebscheibe vorgesehen, die eine drehstarr mit einer Kurbelwelle verbundene Nabe umfasst, die radial beabstandet von einer Riemenscheibe umschlossen ist. In einem sich dabei einstellenden, radial von der Nabe und der Riemenscheibe begrenzten Einbauraum ist eine Freilaufkupplung integriert. Dabei ist die Riemenscheibe über eine Stützlagerung auf der Nabe verdrehbar gelagert.To achieve this object, an engine plate according to the invention is provided which comprises a rotationally fixed connected to a crankshaft hub, which is radially spaced from a pulley is enclosed. In an thereby adjusting, radially limited by the hub and the pulley installation space an overrunning clutch is integrated. The pulley is rotatably mounted on the hub via a support bearing.
Die auch als Freilaufeinheit zu bezeichnende Entkopplungseinrichtung besteht aus der Freilaufkupplung und der Stützlagerung, die gemäß der Erfindung vorteilhaft bauraumoptimiert innerhalb der Triebscheibe integriert ist. Dieser Aufbau ermöglicht eine gewünschte wirksame Entkopplung des Zugmitteltriebs bei einer durch die Drehungleichförmigkeit der Kurbelwelle bedingten Verzögerung. Die in den Zugmitteltrieb eingeleitete Drehbewegung ist dadurch gleichmäßig und unterliegt keinen Drehzahlschwankungen. Gleichzeitig werden sämtliche Komponenten im Zugmitteltrieb entlastet und können folglich kleiner beziehungsweise schwächer ausgelegt werden. Damit stellt sich ein erhebliches Einsparpotenzial hinsichtlich der Kosten, des Gewichts und des Bauraums ein. Weiterhin bietet die Erfindung die Möglichkeit einer Absenkung der Vorspannkraft, verbunden mit dem Einsatz eines schmaler und/oder weicher ausgebildeten Zugmittels, was sich vorteilhaft auf die Reibverluste auswirkt. Außerdem kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme ein standardmäßiges Zugmittel eingesetzt werden, da das eingesetzte Zugmittel, der Riemen, keine spezielle Beschichtung erfordert, da durch die erfindungsgemäße Maßnahme kein nachteiliges Schlupfrisiko besteht.The decoupling device, which can also be referred to as a freewheel unit, consists of the overrunning clutch and the support bearing, which, according to the invention, is advantageously integrated within the drive disk in an optimally space-saving manner. This structure allows a desired effective decoupling of the traction mechanism drive at a delay caused by the rotational irregularity of the crankshaft. The introduced into the traction drive rotary motion is thus uniform and is not subject to speed fluctuations. At the same time, all components in the traction drive are relieved and can consequently be made smaller or weaker. This creates a considerable savings potential in terms of cost, weight and installation space. Furthermore, the invention offers the possibility of lowering the preload force associated with the use of a narrower and / or softer traction means, which has an advantageous effect on the frictional losses. In addition, a standard traction means can be used by the inventive measure, since the traction means used, the belt, requires no special coating, as there is no adverse slip risk by the inventive measure.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung umfasst eine Triebscheibe, die sowohl eine Freilaufkupplung als auch eine Dämpfungseinrichtung einschließt. Die Dämpfungseinrichtung besteht aus einer Tilgermasse, die über ein elastisches Dämpfungselement mit einem Trägerelement verbunden ist, das separat zu der Freilaufkupplung mit der Nabe oder unmittelbar mit einem Flansch der Kurbelwelle in Verbindung steht.A preferred embodiment of the invention comprises a drive disk, which includes both an overrunning clutch and a damping device. The damping device consists of a damping mass, which has an elastic Damping element is connected to a support member which is separately to the overrunning clutch with the hub or directly with a flange of the crankshaft in connection.
Als Dämpfungselement bietet sich beispielsweise ein als Gummidämpfer oder als elastische Masse ausgebildetes Bauteil an. Das separat zu der Freilaufkupplung angeordnete Dämpfungselement in Verbindung mit der zugehörigen Tilgermasse ist bevorzugt über ein Trägerelement mit der Nabe verbunden ist, wobei die Tilgermasse axial oder radial ausgerichtet werden kann. Gemäß einer bevorzugten Anordnung ist die Dämpfungseinrichtung der Riemenscheibe axial vorgelagert. Alternativ dazu bietet es sich an, die Dämpfungseinrichtung in einer Ausnehmung der Riemenscheibe zu integrieren.As a damping element, for example, offers a trained as a rubber damper or elastic mass component. The damping element arranged separately from the one-way clutch in conjunction with the associated absorber mass is preferably connected to the hub via a carrier element, it being possible for the absorber mass to be aligned axially or radially. According to a preferred arrangement, the damping device of the pulley is axially upstream. Alternatively, it is advisable to integrate the damping device in a recess of the pulley.
Dazu kann beispielsweise eine spanlos durch ein Tiefziehverfahren hergestellte, ein C-förmiges Querschnittsprofil aufweisende Riemenscheibe verwendet werden, in deren Ausnehmung ein eine Kröpfung aufweisendes Trägerelement mit zugehöriger Dämpfungseinrichtung positioniert ist. Dabei umschließt die eine kreisringförmige Aufnahme bildende Kröpfung des Trägerelements die Freilaufkupplung, das oder die Stützlager sowie einen Innenschenkel der Riemenscheibe.For this purpose, for example, a non-cutting produced by a deep-drawing process, a C-shaped cross-sectional profile having pulley can be used, in the recess of which a crank-exhibiting carrier element is positioned with associated damping device. In this case, the an annular receiving receiving bend of the support member encloses the one-way clutch, the or the support bearing and an inner leg of the pulley.
Als Freilaufkupplung kann sowohl ein Klemmrollenfreilauf als auch ein Klemmkörperfreilauf eingesetzt werden, wobei diese Freiläufe als Außensternfreilauf oder als Innensternfreilauf ausführt werden können.As one-way clutch, both a clamping roller freewheel and a sprag freewheel can be used, these freewheels can be executed as an outer freewheel or as Innensternfreilauf.
Der konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Triebscheibe schließt weiterhin einen Aufbau ein, bei dem auf der Mantelfläche der topfartig gestalteten Nabe sowohl die Freilaufkupplung als auch die Stützlagerung geführt und abgestützt sind. Bevorzugt umfasst die Stützlagerung beidseitig der Freilaufkupplung angeordnete Lagerungen, die als Gleitlager oder als Wälzlager ausgeführt sind.The structural design of the drive plate according to the invention further includes a structure in which both the overrunning clutch and the support bearing are guided and supported on the lateral surface of the cup-shaped hub. Preferably, the support bearing arranged on both sides of the overrunning clutch bearings, which are designed as a sliding bearing or as a rolling bearing.
Zur kostengünstigen Herstellung bietet es sich an, die Nabe sowie das dem Dämpfungselement zugeordnete Trägerelement spanlos durch ein Tiefziehverfahren herzustellen. Zur Herstellung dieser Bauteile schließt die Erfindung weiterhin alternative oder unterschiedliche Verfahren ein.For cost-effective production, it makes sense to produce the hub and the damping element associated carrier element without cutting by a deep drawing process. To produce these components, the invention further includes alternative or different methods.
Die erfindungsgemäße Triebscheibe ist für Zugmitteltriebe einsetzbar, bei denen das Zugmittel über ein Spannsystem vorgespannt wird. Vorteilhaft ist die Triebscheibe gemäß der Erfindung mit allen mechanisch und/oder hydraulisch wirkenden Spannsystemen kombinierbar.The drive plate according to the invention can be used for traction drives, in which the traction means is biased by a clamping system. Advantageously, the drive disk according to the invention can be combined with all mechanically and / or hydraulically acting clamping systems.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Zeichnungen, in denen unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind, verdeutlichen die Erfindung. Es zeigen:The drawings, in which different embodiments are illustrated, illustrate the invention. Show it:
Detallierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
In
Der Zugmitteltrieb
Die
Gemäß
Die
Die Dämpfungseinrichtung
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zugmitteltriebtraction drive
- 22
- Zugmitteltraction means
- 3a3a
- Riemenscheibepulley
- 3b3b
- Riemenscheibepulley
- 4a4a
- Triebscheibedrive Windscreen
- 4b4b
- Triebscheibedrive Windscreen
- 4c4c
- Triebscheibedrive Windscreen
- 4d4d
- Triebscheibedrive Windscreen
- 55
- Riemenscheibepulley
- 66
- Generatorgenerator
- 77
- Riemenscheibepulley
- 88th
- Riemenscheibepulley
- 99
- Umlenkrolleidler pulley
- 1010
- Drehpunktpivot point
- 1111
- Kraftmittelpower means
- 1212
- Entkopplungseinrichtungdecoupling device
- 13a13a
- Nabehub
- 13b13b
- Nabehub
- 1414
- Bodenground
- 1515
- Öffnungopening
- 1616
- Einbaurauminstallation space
- 1717
- FreilaufkupplungOverrunning clutch
- 1818
- Stützlagersupport bearings
- 1919
- Mantelflächelateral surface
- 2020
- Dämpfungseinrichtungattenuator
- 2121
- Dämpfungselementdamping element
- 2222
- Trägerelementsupport element
- 2323
- Bodenground
- 2424
- Bohrungdrilling
- 2525
- Bohrungdrilling
- 2626
- Tilgermasseabsorber mass
- 2727
- Tilgermasseabsorber mass
- 2828
- Dämpfungselementdamping element
- 2929
- Aufnahmeadmission
- 3030
- Ausnehmungrecess
- 3131
- Kröpfungcranking
- 3232
- Innenschenkelinner thighs
- 3333
- Trägerelementsupport element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- „Verbrennungsmotoren” von Prof. Pischinger, Ausgabe 1982, Seite 167, Bild 6.2–6 [0005] "Internal combustion engines" by Prof. Pischinger, Edition 1982, page 167, Figure 6.2-6 [0005]
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"Verbrennungsmotoren" von Prof. Pischinger, Ausgabe 1982, Seite 167, Bild 6.2-6 |
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