DE102011111819B4 - "Entkoppelte Riemenscheibe" - Google Patents
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Abstract
Eine entkoppelte Riemenscheibe mit einer nabenförmigen Primärmasse (3), die drehfest mit einer entlang einer Rotationsachse (2) verlaufenden Welle verbindbar ist, einer Sekundärmasse (6), die gegenüber der Primärmasse (3) drehbeweglich ist und die über eine elastische Kupplung (10) mit der Primärmasse (3) verbunden ist und an der Außenseite ein Riemenprofil (7) zur Drehmomentübertragung zwischen der Sekundärmasse (6) und einem Riemen aufweist, wenigstens einem Lager (12), das eine Relativbewegung der Sekundärmasse (6) und der Primärmasse (3) in Umfangsrichtung ermöglicht, soll so weiter entwickelt werden, dass sie ein geringeres Gewicht aufweist und kostengünstiger herstellbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass wenigstens die Sekundärmasse (6) aus Kunststoff besteht, und dass das Lager (12) einstückig mit der Sekundärmasse hergestellt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine entkoppelte Riemenscheibe mit einer nabenförmigen Primärmasse, die drehfest mit einer entlang einer Rotationsachse verlaufenden Welle verbindbar ist, einer Sekundärmasse, die gegenüber der Primärmasse drehbeweglich ist und die über eine elastische Kupplung mit der Primärmasse verbunden ist und an der Außenseite ein Riemenprofil zur Drehmomentübertragung zwischen der Sekundärmasse und einem Riemen aufweist, wenigstens einem Gleitlager, das eine Relativbewegung der Sekundärmasse und der Primärmasse in Umfangsrichtung ermöglicht, wobei die Sekundärmasse und das Gleitlager aus Kunststoff bestehen und das Gleitlager einstückig mit der Sekundärmasse hergestellt ist.
- Derartige entkoppelte Riemenscheiben werden insbesondere in Antriebsaggregaten von Kraftfahrzeugen verwendet. In der Regel ist die Welle die Kurbelwelle des Antriebsaggregates. Über die Riemenscheibe können zusätzlich externe Aggregate und Einrichtungen wie Generatoren, Pumpen und dgl. angetrieben werden. Als Riemen können insbesondere Keilrippenriemen, aber auch Zahnriemen verwendet werden, je nach Auswahl des Riemens ist das Riemenprofil der Riemenscheibe entsprechend gestaltet (Keilnutenprofil, Zahnkranzprofil).
- Derartige Riemenscheiben sind in vielen Fällen 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 Drehmomentübertragung erfolgt in solchen Fällen daher im Wesentlichen über eine elastische Kupplung der Riemenscheibe, die üblicherweise radial innen an der Primärmasse und radial außen an der Sekundärmasse angreift.
- Die Sekundärmasse ist auf der dem Riemenprofil abgewandten radialen Innenseite mit zumindest einem Lager, insbesondere einem Gleitlager versehen, das eine Relativbewegung der Sekundärmasse und der Primärmasse in Umfangsrichtung (d. h. in der Drehrichtung um die Rotationsachse der Welle) ermöglicht und führt. Ein solches Lager ist in geeigneter Weise drehfest in die Sekundärmasse eingesetzt.
- Aus
DE 10 2009 011 697 B4 ist eine entkoppelte Riemenscheibe bekannt, bei der die Sekundärmasse aus Metall besteht. Diese Sekundärmasse weist axial nebeneinander bevorzugt zwei Riemenprofile auf, radial innenseitig ist sie über zwei Gleitlager aus Kunststoff auf der Primärmasse gelagert. - Eine derartige entkoppelte Riemenscheibe ist relativ aufwendig in der Herstellung und weist ein nicht unbeachtliches Gewicht auf, was dem ständigen Bestreben im Automobilbau nach Gewichtsreduzierung entgegensteht.
- Aus
DE 198 60 150 B4 ist es grundsätzlich bekannt, Riemenscheiben aus Kunststoff herzustellen, welche gegenüber metallischen Riemenscheiben ein deutlich reduziertes Gewicht aufweisen. - Aus
JP 2001 355 678 A - Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine derartige entkoppelte Riemenscheibe weiter zu verbessern.
- Diese Aufgabe wird bei einer entkoppelten Riemenscheibe der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Sekundärmasse und das Gleitlager aus zwei verschiedenen Kunststoffmaterialien bestehen und in einem 2-Komponenten-Spritzgießverfahren hergestellt sind.
- Die entkoppelte Riemenscheibe lässt sich dadurch auf einfache Weise herstellen und weist eine gegenüber Riemenscheiben mit Sekundärmasse aus Metall ein deutlich geringeres Gewicht auf. Da die Sekundärmasse und das Lager einstückig ausgebildet sind, sind auch keine zusätzlichen Montagevorgänge notwendig, d. h. das Lager muss nicht in die Sekundärmasse eingesetzt werden, sondern das aus Sekundärmasse und Lager bestehende einstückige Bauteil wird in einem 2-Komponenten-Spritzgießverfahren einstückig hergestellt.
- Damit können für die eigentliche Sekundärmasse mit dem Riemenprofil und für das Gleitlager verschiedene Kunststoffmaterialien verwendet werden, so dass das Bauteil optimal ausgelegt werden kann.
- Grundsätzlich ist es z. B. aus
DE 10 2005 010 444 A1 bekannt, ein Bauteil aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen in einem Spritzgießverfahren herzustellen. Ferner sind grundsätzlich auch Gleitlager aus Verbundmaterial, z. B. ausDE 10 2008 049 747 A1 bekannt. - Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Sekundärmasse seitlich angrenzend an das Gleitlager jeweils einen eine seitliche Anlagefläche für das Gleitlager bildenden Vorsprung aufweist. Die Sekundärmasse selbst dient dann beim 2-Komponenten-Spritzgießverfahren aufgrund der zusätzlichen seitlichen Anlageflächen als Formkörper für das Lager.
- Je nach Anwendungsfall kann das Gleitlager als Axiallager ausgebildet sein. Es kann auch als Radial- und Axiallager ausgebildet sein. Bei letzterer Variante kann das Gleitlager ein- oder zweiteilig ausgebildet sein, wobei es auch bei der zweiteiligen Ausbildung selbstverständlich integraler Bestandteil der Sekundärmasse ist, d. h. die Sekundärmasse mit den beiden Gleitlagerteilen sind einstückig ausgebildet.
- Die elastische Kupplung zwischen der Primär- und der Sekundärmasse kann je nach Anwendungsfall unterschiedlich gestaltet sein, sie kann z. B. von einer radialen oder axialen Elastomerfeder oder einer Stahlfeder gebildet sein.
- Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße entkoppelte Riemenscheibe.
- In der einzigen Figur ist eine entkoppelte Riemenscheibe allgemein mit
1 bezeichnet. Diese entkoppelte Riemenscheibe1 ist nur zur Hälfte dargestellt, da sie symmetrisch zu einer Rotationsachse2 ausgebildet ist. Entlang dieser Rotationsachse2 verläuft eine nicht dargestellte Welle, mit welcher eine nabenförmige Primärmasse3 der entkoppelten Riemenscheibe1 in nicht näher dargestellter Weise geeignet drehfest verbunden ist. Diese nabenförmige Primärmasse3 weist beim Ausführungsbeispiel einen axialen Bereich4 sowie einen radial nach außen gerichteten Bereich5 mit endseitigem axialen Ansatz5a auf. - Die gesamte nabenförmige Primärmasse
3 kann einstückig ausgebildet sein, sie kann aber auch, wie dargestellt, aus zwei fest miteinander verbundenen Einzelteilen bestehen, bevorzugt ist die nabenförmige Primärmasse3 durch Blechumformung hergestellt. - Die entkoppelte Riemenscheibe
1 weist darüber hinaus eine Sekundärmasse6 auf, die an ihrer radialen Außenseite ein Riemenprofil7 zur Drehmomentübertragung zwischen der Sekundärmasse6 und einem nicht dargestellten Riemen, z. B. Poy-V-Riemen, aufweist. Die Sekundärmasse6 weist beim Ausführungsbeispiel in Anpassung an die Form der Primärmasse3 eine etwa C-förmige Querschnittsform auf, mit einem an das Riemenprofil7 angrenzenden radialen Bereich8 und einem inneren axialen Bereich9 . - Die Sekundärmasse
6 ist mit der Primärmasse3 über eine elastische Kupplung10 verbunden, diese elastische Kupplung10 ist z. B. von einer radialen oder axialen Elastomerfeder gebildet und zwischen dem axialen Bereich4 der Primärmasse3 und dem axialen Bereich9 der Sekundärmasse6 angeordnet, z. B. an diese beiden Bereiche anvulkanisiert. Die elastische Kupplung10 kann darüber hinaus auch noch Stege11 aufweisen, mit denen sie umfänglich verteilt am radialen Bereich8 der Sekundärmasse6 anliegt. - Darüber hinaus weist die entkoppelte Riemenscheibe
1 ein Gleitlager12 aus Gleiteigenschaften aufweisenden Kunststoff auf, welches beim Ausführungsbeispiel als einteiliges Radial- und Axiallager ausgebildet ist, d. h. es weist einen axialen und einen radialen Bereich auf. Dieses Gleitlager12 ermöglicht eine Relativbewegung der Sekundärmasse6 und der Primärmasse4 in Umfangsrichtung und ist beim Ausführungsbeispiel zwischen dem axialen Bereich5a der Primärmasse3 und der Innenseite des Riemenprofiles7 der Sekundärmasse6 angeordnet. - Wesentlich für die erfindungsgemäße Gestaltung der entkoppelten Riemenscheibe
1 ist nun, dass die gesamte Sekundärmasse6 aus Kunststoff besteht, und dass das Gleitlager12 einstückig mit der Sekundärmasse6 hergestellt ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Sekundärmasse6 und das Gleitlager12 aus zwei verschiedenen Kunststoffmaterialien, wobei die Sekundärmasse6 seitlich angrenzend an das Gleitlager12 jeweils einen eine seitliche Anlagefläche für das Gleitlager12 bildenden Vorsprung13 bzw.14 aufweist. - Damit ist das Gleitlager
12 integraler Bestandteil der Sekundärmasse6 . Wenn es aus einem anderen Kunststoffmaterial als die Sekundärmasse6 besteht, kann die Sekundärmasse6 mit dem Gleitlager12 entweder in einem 2-Komponenten-Kunststoffspritzgießverfahren hergestellt werden oder in zwei aufeinander folgenden 1-Komponenten-Spritzgießverfahren, wobei dann zunächst die Sekundärmasse6 durch Spritzgießen hergestellt wird und anschließend das Gleitlager12 , wobei der entsprechende Bereich der bereits hergestellte Sekundärmasse6 dann gemeinsam mit den Vorsprüngen13 ,14 als Formkörper für den Spritzgießvorgang dient. - Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Sekundärmasse
6 und das Gleitlager12 aus einem einzigen Gleiteigenschaften aufweisenden Kunststoffmaterial bestehen, d. h. das Gleitlager12 ist dann nicht nur integraler Bestandteil der Sekundärmasse6 , sondern die Sekundärmasse6 bildet selbst das Gleitlager. - Die entkoppelte Riemenscheibe
1 ist beispielsweise auf einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Die eigentliche Drehmomentübertragung von der Welle zum Riemenprofil7 bzw. zur Sekundärmasse6 oder je nach Einbausituation auch umgekehrt, erfolgt über die drehelastische Kupplung10 , wobei mechanische Schwingungen zwischen dem Außenumfang der Sekundärmasse6 und der Welle schwingungstechnisch durch die drehelastische Kupplung10 gedämpft werden. Die Sekundärmasse6 kann sich aufgrund des Gleitlagers12 in Umfangsrichtung gegenüber der Primärmasse3 in gewissem Maße drehen. - Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So können die Primärmasse
3 und die Sekundärmasse6 selbstverständlich auch andere bekannte Formen aufweisen, welche eine Anordnung einer drehelastischen Kupplung10 und eines Gleitlagers12 ermöglichen.
Claims (5)
- Entkoppelte Riemenscheibe mit einer nabenförmigen Primärmasse (
3 ), die drehfest mit einer entlang einer Rotationsachse (2 ) verlaufenden Welle verbindbar ist, einer Sekundärmasse (6 ), die gegenüber der Primärmasse (3 ) drehbeweglich ist und die über eine elastische Kupplung (10 ) mit der Primärmasse (3 ) verbunden ist und an der Außenseite ein Riemenprofil (7 ) zur Drehmomentübertragung zwischen der Sekundärmasse (6 ) und einem Riemen aufweist, wenigstens einem Gleitlager (12 ), das eine Relativbewegung der Sekundärmasse (6 ) und der Primärmasse (3 ) in Umfangsrichtung ermöglicht, wobei die Sekundärmasse (6 ) und das Gleitlager (12 ) aus Kunststoff bestehen und das Gleitlager (12 ) einstückig mit der Sekundärmasse (6 ) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärmasse (6 ) und das Gleitlager (12 ) aus zwei verschiedenen Kunststoffmaterialien bestehen und in einem 2-Komponenten-Spritzgießverfahren hergestellt sind. - Riemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärmasse (
6 ) seitlich angrenzend an das Gleitlager (12 ) jeweils einen eine seitliche Anlagefläche für das Gleitlager (12 ) bildenden Vorsprung (13 ,14 ) aufweist. - Riemenscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (
12 ) als Axiallager ausgebildet ist. - Riemenscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (
12 ) als Radial- und Axiallager ausgebildet ist. - Riemenscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (
12 ) zweiteilig ausgebildet ist.
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