DE102012024958A1

DE102012024958A1 - Riemenscheibe für eine Kurbelwelle in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102012024958A1
Application number: DE102012024958.6A
Authority: DE
Inventors: Tobias Wolf
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-07-10
Also published as: US20140194237A1; CN103883672B; CN103883672A; US9175763B2

Abstract

Eine Riemenscheibe 1'; 1''; 1''' für eine Kurbelwelle in einem Fahrzeug wird bereitgestellt, wobei die Riemenscheibe 1'; 1''; 1''' auf einem, aus einem Motorblock herausragenden Ende der Kurbelwelle montierbar ist. Die Riemenscheibe 1'; 1''; 1''' weist eine Treibscheibe 3; 3', die auf dem aus dem Motorblock herausragenden Ende der Kurbelwelle drehfest fixierbar ist, einen Drehschwingungsdämpfer 2; 2', der einen Wulst 4; 4' aufweist, der mit der Treibscheibe 3; 3' elastisch verbunden ist, und einen Endkörper 18, der einen Hohlraum 6 aufweist, auf. Eine schalldämmende Komponente 7 ist in dem Hohlraum 6 angeordnet und der Hohlraum 6 ist mittels einer Abdeckscheibe 5 abgedeckt.

Description

Es wird eine Riemenscheibe für eine Kurbelwelle in einem Fahrzeug beschrieben.
Eine Riemenscheibe kann mit einem Drehschwingungsdämpfer vorgesehen werden. Eine Riemenscheibe mit einem Drehschwingungsdämpfer ermöglicht, dass die Drehschwingungen beim Kurbelwellenbetrieb von der Eigenschwingung der Kurbelwelle entkoppelt werden. Deshalb wird der Drehschwingungsdämpfer für eine Kurbelwelle auch häufig als Entkoppler bezeichnet. Die Drehschwingungen entstehen durch die abwechselnd auftretenden Verbrennungsdrücke in den einzelnen Zylindern des Verbrennungsmotors. Diese Drehschwingungen überlagern sich mit den Eigenschwingungen der Kurbelwelle, so dass es im Extremfall zum Bruch der Kurbelwelle kommen kann.
Somit dient der Drehschwingungsdämpfer auf dem herausstehenden Ende der Kurbelwelle dazu, die Frequenzdifferenz zwischen der Frequenz der Drehschwingungen und der Frequenz der Eigenschwingung der Kurbelwelle zu vergrößern. Dazu ist eine Treibscheibe fest mit der Kurbelwelle verbunden, während die Riemenscheibe über den Drehschwingungsdämpfer und über die Treibscheibe mit der Kurbelwelle schwingungsgedämpft verbunden ist. Somit können Drehschwingungen der Kurbelwelle reduziert bzw. nicht oder vermindert an die Transmission übertragen werden, um die Geräuschemission zu vermindern.
Weitere Verminderungen der Geräuschemissionen sind jedoch wünschenswert.
Eine Riemenscheibe für eine Kurbelwelle in einem Fahrzeug wird bereitgestellt, wobei die Riemenscheibe auf einem, aus einem Motorblock herausragenden Ende der Kurbelwelle montierbar ist. Die Riemenscheibe weist eine Treibscheibe, die auf dem aus dem Motorblock herausragenden Ende der Kurbelwelle drehfest fixierbar ist, einen Drehschwingungsdämpfer, der einen Wulst aufweist, der mit der Treibscheibe elastisch verbunden ist, und einen Endkörper, der einen Hohlraum aufweist, auf. Eine schalldämmende Komponente ist in dem Hohlraum angeordnet und der Hohlraum ist mittels einer Abdeckscheibe abgedeckt.
Durch das Anbringen einer Abdeckscheibe und durch das Einbringen einer schalldämmenden Komponente, die im Hohlraum des Endkörpers der Riemenscheibe durch die Abdeckscheibe gehalten wird, ist es möglich, die Schallemission sowohl der Riemenscheibe als auch der Treibscheibe, die unmittelbar mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung steht, deutlich zu vermindern.
Der Drehschwingungsdämpfer weist einen Wulst auf, der eine Masse bildet und der mit der Treibscheibe elastisch verbunden ist. Die elastische Verbindung und die Masse sehen den Drehschwingungsdämpfer vor. Die Drehschwingungsgeräusche, die von der Kurbelwelle über die Treibscheibe stirnseitig vom Motorbereich emittiert werden, werden zusätzlich direkt an der Emissionsquelle mithilfe der schalldämmenden Komponente soweit abgemildert, dass sie nicht als störend empfunden werden. Dazu kann die Abdeckscheibe in einem intensiven Kontakt mit der schalldämmenden Komponente stehen und derart an der Trennscheibe fixiert sein, dass auch über die Fixierung eine Schallübertragung weitestgehend vermieden wird.
Abhängig von der Gestaltung der Riemenscheibe kann die Treibschiebe oder der Drehschwingungsdämpfer den Endkörper mit dem Hohlraum vorsehen. Die Abdeckscheibe wird somit entweder auf der Treibscheibe, wenn diese den Endkörper bildet, oder auf dem Drehschwingsdämpfer, wenn dieser den Endkörper bildet, fixiert.
Die Abdeckscheibe ist in einem Ausführungsbeispiel auf dem Endkörper schalldämmend fixiert, um die Schallübertragung weiter zu reduzieren.
In einer Ausführungsform weist daher die schalldämmende Komponente einen flanschförmigen Kragen auf, der zwischen dem Endkörper und der Abdeckscheibe angeordnet ist. Somit hat in vorteilhafter Weise die Abdeckscheibe keinen unmittelbaren schallübertragenden Kontakt mit der schallemittierenden Quelle, so dass mit dem Kragen der schalldämmenden Komponente die Schalldämmung weiter verbessert wird.
In einer Ausführungsform weist die Fixierung zwischen der Abdeckscheibe und dem Endkörper schalldämmende Teile auf. Beispielsweise kann die Fixierung schalldämmende Beilagscheiben aufweisen, die zwischen der Abdeckscheibe und Schrauben bzw. Mutter der Fixierung angeordnet sind.
In einem Ausführungsbeispiel weist die schalldämmende Komponente zumindest ein Element auf, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem elastischen Schaumstoff, einem mit hydrophoben Lack getränkten Filzstoff, einem elastomeren faserigen Kunststoff und einem mit hydrophoben Lack beschichteten Korkstoff.
Als schalldämmendes Material der schalldämmenden Komponente wird gemäß einer weiteren Ausführungsform ein elastischer Schaumstoff eingesetzt, wie Moosgummi, Silikongummi, Zellkautschuk, Zellpolyethylen oder ähnliche gummielastische Materialien aus Elastomeren.
Auch faserige Stoffe, wie beispielsweise, Filzstoffe sind als schalldämmende Materialien geeignet und werden in einer weiteren Ausführungsform mit hydrophobem Lack getränkt, um die Langlebigkeit der Filzstoffe zu erhöhen.
Andere elastomere faserige Kunststoffe können als schalldämmendes Material eingesetzt werden, wobei die Fasern mithilfe von Bindemitteln zusammengehalten werde, zumal die schalldämmende Komponente, insbesondere der Kragen, erheblichen Zentrifugalkräften ausgesetzt ist.
Im Allgemeinen ist es auch möglich in einer weiteren Ausführungsform einen nachwachsenden Korkstoff einzusetzen, der zur Erhöhung der möglichen Einsatzdauer bzw. Betriebsdauer mit einem hydrophoben Lack beschichtet sein kann.
In einem Ausführungsbeispiel weist die schalldämmende Komponente eine Presspassung in dem Hohlraum auf.
Bei elastomeren Materialien ist es von Vorteil, wenn die schalldämmende Komponente eine Presspassung in Bezug auf einen Hohlraum, der sich frontseitig auf der Treibscheibe zwischen Wulst und Zentrum abzeichnet, vorzusehen. Mit dieser Presspassung in dem Hohlraum und der Presspassung zwischen Abdeckscheibe und Kragen der schalldämmenden Komponente kann sichergestellt werden, dass die schalldämmende Komponente im Betrieb der Keilriemenscheibe in der vorgesehenen schalldämmenden frontseitigen Position verbleibt.
Eine weitere Möglichkeit, den Sitz der schalldämmenden Komponente in dem Hohlraum abzusichern, ist es, die schalldämmende Komponente stoffschlüssig mit dem Hohlraum zu verbinden. Dieses kann in vorteilhafter Weise durch einen Klebstoff erfolgen, was jedoch die Demontage bei entsprechenden Wartungs- und Reparaturarbeiten erschwert, zumal die schalldämmende Komponente nicht zerstörungsfrei dem Hohlraum entnommen werden kann.
Der Wulst des Drehschwingungsdämpfers kann über zumindest einem Federelement oder über zumindest einer elastischen Komponente, wie zum Beispiel einen Gummiring, mit der Treibscheibe verbunden sein, um eine elastische Verbindung und folglich drehschwingungsdämpfende Verbindung zu bilden.
Der Drehschwingungsdämpfer ist in einer Ausführungsform über den Wulst mit der Riemenscheibe fest verbunden. Mit dieser festen Verbindung kann die Masse des Wulsts als dämpfend auf Drehschwingungen der Treibscheibe, die im Einsatz mit der Kurbelwelle fest verbunden ist, wirken.
Dazu weist die Abdeckscheibe in einer weiteren Ausführungsform Bohrungen auf, die mit Gewindebolzen auf dem Endkörperfluchten, wobei Muttern mit den Gewindebolzen in Eingriff stehen und die Abdeckscheibe und den Kragen der schalldämmenden Komponente auf dem Endkörper fixieren. Die Anzahl der Gewindebolzen, die Schallkontakt mit dem Endkörper haben, wird so gering wie möglich gehalten. Ebenfalls wird der Querschnitt dieser Gewindebolzen auf ein notwendiges Minimum reduziert. Zusätzlich können schwingungsdämpfende Beilagscheiben zwischen Mutter, Stehbolzen und Abdeckscheibe angeordnet werden, um die Schallkopplung so gering wie möglich zu halten.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Endkörper Gewindebohrungen und die Abdeckscheibe Bohrungen auf, die mit den Gewindebohrungen fluchten. Schrauben stehen mit den Gewindebohrungen in Eingriff und fixieren die Abdeckscheibe und den Kragen der schalldämmenden Komponente auf dem Endkörper.
Statt der Gewindebolzen sind lediglich Gewindebohrungen in dem Endkörper vorgesehen, so dass es möglich ist, die Abdeckscheibe über entsprechende Bohrungen in der Abdeckscheibe mit Schrauben auf dem Kragen der schalldämmenden Komponente zu fixieren. Dabei stehen die Schrauben mit den Gewindebohrungen in Eingriff, um die Abdeckscheibe und den Kragen der schalldämmenden Komponente auf dem Endkörper zu fixieren.
Weiterhin ist ein Fahrzeug vorgesehen, das einen Motorblock mit einer Kurbelwelle aufweist, die ein aus dem Motorblock herausragendes Kurbelwellenende aufweist, auf dem eine Riemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele angeordnet ist, wobei die Treibescheibe der Riemenscheibe mit der Kurbelwelle fest verbunden ist.
Ausführungsformen werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine schematische, auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Riemenscheibe mit Drehschwingungsdämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Riemenscheibe mit Drehschwingungsdämpfer gemäß 1 nach Zusammenbau der Riemenscheibe;
3 zeigt eine schematische, auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Riemenscheibe mit Drehschwingungsdämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform;
4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Riemenscheibe mit Drehschwingungsdämpfer gemäß 3 nach Zusammenbau der Riemenscheibe;
5 zeigt eine schematische, auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Riemenscheibe mit Drehschwingungsdämpfer gemäß einer dritten Ausführungsform.
1 zeigt eine schematische, auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Riemenscheibe 1' mit Drehschwingungsdämpfer 2' gemäß einer ersten Ausführungsform. Dabei ist die Riemenscheibe 1' als Mehrfachkeilriemenscheibe 1 ausgebildet und weist einen Endkörper 18 auf, der neben einem Ende einer in 1 nicht gezeigten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die Riemenscheibe 1' steht nicht direkt mit der Kurbelwelle in Verbindung, sondern ist mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über den Drehschwingungsdämpfer 2' verbunden.
Dazu weist die Riemenschiebe 1' eine Treibscheibe 3 auf, die unmittelbar auf einem frontseitigen Ende der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine drehfest fixiert ist. Der Drehschwingungsdämpfer 2' weist einen Wulst 4 auf, der die Schwungmasse des Drehschwingungsdämpfers 2' bildet, während die Riemenscheibe 1' über hier in 1 nicht sichtbare Federelemente mit dem Wulst 4 mechanisch und elastisch verbunden ist.
In diesem Ausführungsbeispiel bildet die Treibscheibe 3 den Endkörper 18 der Riemenscheibe 1'. Der Wulst 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel ringförmig und ist auf der Innenseite der Treibscheibe 3 angeordnet. Die Treibscheibe weist eine kreisförmige Kontur auf, wobei ein Hohlraum 6 in der Treibscheibe 3 gebildet ist. Der Hohlraum 6 ist kreisförmig und hat eine Tiefe, so dass er als topfförmig bezeichnet werden kann. Der Hohlraum 6 ist koaxial mit der Kurbelwelle und somit in der Mitte der Treibscheibe 3 angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform gemäß 1 geht es darum, die Schallemissionen, die durch den Drehschwingungsdämpfer 2' und insbesondere durch die Treibscheibe 3 des Drehschwingungsdämpfers 2' emittiert werden, effektiv zu dämpfen. Dazu ist eine schalldämmende Komponente 7 vorgesehen, die derart geformt ist, dass sie in dem Hohlraum 6 in der Treibscheibe 3 aufgenommen werden kann. Zusätzlich weist die schalldämmende Komponente 7 einen Kragen 8 auf, der über den kreisförmigen Hohlraum 6 hinauskragt und mit dem die schalldämmende Komponente 7 zwischen einer Abdeckscheibe 5 und der Treibscheibe 3 eingespannt wird.
Zum Einspannen weist die Treibscheibe 3 Gewindebolzen 10 auf, die mit Bohrungen 9 in der Abdeckscheibe 5 fluchten. Zum Fixieren der Abdeckscheibe 5 sind Muttern 11 vorgesehen, die über Beilagscheiben 14 die Abdeckscheibe 5 auf den Gewindebolzen 10 unter Einklemmen des Kragens 8 der schalldämmenden Komponente 7 aufschraubbar sind.
2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Riemenscheibe 1' mit Drehschwingungsdämpfer 2' gemäß 1 nach Zusammenbau der Riemenscheibe 1'. Nach dem Zusammenbau verschwindet die schalldämmende Komponente 7 bis auf den in 1 zu sehenden Kragen 8 vollständig in dem Hohlraum, der in 1 gezeigt wird. Somit ist die Riemenscheibe 1' mit dem Drehschwingungsdämpfer 2' durch die Abdeckscheibe 5 vollständig geschlossen, wobei aus der Abdeckscheibe 5 die Enden 15 der Gewindebolzen 10 herausragen. Dabei berühren die Muttern 11 nicht direkt die Abdeckscheibe 5, sondem sind mit schalldämmenden Beilagscheiben 14 auf der Abdeckscheibe 5 fixiert.
3 zeigt eine schematische, auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Riemenscheibe 1'' mit Drehschwingungsdämpfer 2'' gemäß einer zweiten Ausführungsform. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert.
Der Unterschied dieser zweiten Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform gemäß 1 besteht darin, dass keine Gewindebolzen vorgesehen sind, sondern in der Treibscheibe 3 Gewindebohrungen 12 eingelassen sind. Die Gewindebohrungen 12 fluchten mit entsprechenden Schrauben 13, die über Bohrungen 9 der Abdeckscheibe 5 in die Gewindebohrungen 12 eingeschraubt werden können. Dazu weisen die Schrauben 13 einen Inbuskopf 16 auf. Außerdem ist auch hier vorgesehen, dass schalldämmende Beilagscheiben 14 zwischen dem jeweiligen Kopf einer Inbusschraube 13 und der Abdeckscheibe 5 angeordnet sind.
4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Riemenscheibe 1'' mit Drehschwingungsdämpfer 2'' gemäß 3 nach Zusammenbau der Riemenscheibe 1''. Nach dem Zusammenbau unterscheiden sich die beiden Ausführungsformen lediglich darin, dass nun nur die Inbusköpfe 16 mit den schalldämmenden Beilagscheiben 14 aus der Abdeckscheibe 5 herausragen und damit weniger weit als in der ersten Ausführungsform von der Oberseite 17 der Abdeckscheibe 5 abstehen.
5 zeigt eine schematische, auseinander gezogene, perspektivische Ansicht einer Riemenscheibe 1''' mit Drehschwingungsdämpfer 2''' gemäß einer dritten Ausführungsform. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich durch den Endkörper 18 der Riemenscheibe 1'''. In der dritten Ausführungsform bildet der Drehschwingungsdämpfer 2''' den Endkörper 18 der Riemenscheibe 1''' und die Treibscheibe 3' ist auf die Innenseite des Wulsts 4' des Drehschwingungsdämpfers 2''' angeordnet.
In dieser dritten Ausführungsform ist der Hohlraum 6 in dem Drehschwingungsdämpfer 2''' angeordnet und die Abdeckscheibe 5 ist auf dem Drehschwingungsdämpfer fixiert, so dass die schalldämmende Komponente 7 im Hohlraum 6 des Drehschwingungsdämpfers 2''' angeordnet ist und zwischen dem Drehschwingungsdämpfer 2''' und der Abdeckscheibe 5 eingespannt ist.
Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1': Keilriemenscheibe
1'': Riemenscheibe
1''': Riemenscheibe
2': Drehschwingungsdämpfer
2'': Drehschwingungsdämpfer
2''': Drehschwingungsdämpfer
3: Treibscheibe
3': Treibscheibe
4: Wulst
4': Wulst
5: Abdeckscheibe
6: Hohlraum
7: schalldämmende Komponente
8: Kragen
9: Bohrung
10: Gewindebolzen
11: Mutter
12: Gewindebohrung
13: Schraube
14: Beilagscheibe
15: Ende eines Gewindebolzens
16: Inbuskopf
17: Oberseite
18: Endkörper

Claims

Riemenscheibe für eine Kurbelwelle in einem Fahrzeug, die auf einem, aus einem Motorblock herausragenden Ende der Kurbelwelle montierbar ist, aufweisend: – eine Treibscheibe (3; 3'), die auf dem aus dem Motorblock herausragenden Ende der Kurbelwelle drehfest fixierbar ist, – einen Drehschwingungsdämpfer (2; 2'), der einen Wulst (4; 4') aufweist, der mit der Treibscheibe (3) elastisch verbunden ist, und – einen Endkörper (18), der einen Hohlraum (6) aufweist, wobei eine schalldämmende Komponente (7) in dem Hohlraum (6) angeordnet ist und der Hohlraum (6) mittels einer Abdeckscheibe (5) abgedeckt ist.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, wobei die Treibscheibe (3; 3') den Endkörper (18) vorsieht.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, wobei der Drehschwingungsdämpfer (2; 2') den Endkörper (18) vorsieht.
Riemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckscheibe (5) auf dem Endkörper (18) schalldämmend fixiert ist.
Riemenscheibe nach einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schalldämmende Komponente (7) einen flanschförmigen Kragen (8) aufweist, der zwischen dem Endkörper (18) und der Abdeckscheibe (5) angeordnet ist.
Riemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schalldämmende Komponente (7) zumindest ein Element aufweist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem elastischen Schaumstoff, einem mit hydrophobem Lack getränkten Filzstoff, einem elastomeren faserigen Kunststoff und einem mit hydrophobem Lack beschichteten Korkstoff.
Riemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schalldämmende Komponente (7) eine Presspassung in dem Hohlraum (6) aufweist.
Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die schalldämmende Komponente (7) stoffschlüssig mit dem Hohlraum (6) verbunden ist.
Riemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wulst (4; 4') des Drehschwingungsdämpfers (2; 2') über zumindest einem Federelement oder über zumindest einer elastischen Komponente mit der Treibscheibe (3) verbunden ist.
Riemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drehschwingungsdämpfer (2; 2') über den Wulst (4; 4') mit der Riemenscheibe (1'; 1''; 1''') fest verbunden ist.
Riemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckscheibe (5) Bohrungen (9) aufweist, die mit Gewindebolzen (10) auf dem Endkörper (18) fluchten und wobei Muttern (11) mit den Gewindebolzen (10) in Eingriff stehen und die Abdeckscheibe (5) und den Kragen (8) der schalldämmenden Komponente (7) auf dem Endkörper (18) fixieren.
Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Endkörper (18) Gewindebohrungen (12) und die Abdeckscheibe (5) Bohrungen (9) aufweist, die mit den Gewindebohrungen (12) fluchten, und wobei Schrauben (13) mit den Gewindebohrungen (12) in Eingriff stehen und die Abdeckscheibe (5) und den Kragen (8) der schalldämmenden Komponente (7) auf dem Endkörper (18) fixieren.
Fahrzeug, das einen Motorblock mit einer Kurbelwelle aufweist, die ein aus dem Motorblock herausragendes Kurbelwellenende aufweist, auf dem eine Riemenscheibe (1'; 11''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist, wobei die Treibscheibe (3; 3') der Riemenscheibe (1'; 1''; 1''') auf dem aus dem Motorblock herausragenden Ende der Kurbelwelle drehfest fixiert ist.