DE102012202991A1 - Crankshaft pulley - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit einer Riemenscheibe, einem Getriebe, einer Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung und einem Freilauf. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kurbelwellenriemenscheibe eine schaltbare Dämpfungseinrichtung umfasst, die einen gedämpften und einen ungedämpften Betrieb des Getriebes ermöglicht.The invention relates to a crankshaft belt pulley for transmitting a torque between a crankshaft and a belt drive, with a belt pulley, a transmission, a clutch and / or braking device and a freewheel. The invention is characterized in that the crankshaft belt pulley comprises a switchable damping device which enables damped and undamped operation of the transmission.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit einer Riemenscheibe, einem Getriebe, einer Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung und einem Freilauf. The invention relates to a crankshaft pulley for transmitting a torque between a crankshaft and a belt drive, with a pulley, a transmission, a clutch and / or brake device and a freewheel.
Durch ein fertigungsbedingtes Zahnspiel kann das Getriebe im Betrieb der Kurbelwellenriemenscheibe unerwünschte Geräusche verursachen. Aus den deutschen Offenlegungsschriften
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kurbelwellenriemenscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die geräuscharm betrieben werden kann und einen guten Wirkungsgrad aufweist. The object of the invention is to provide a crankshaft pulley according to the preamble of
Die Aufgabe ist bei einer Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit einer Riemenscheibe, einem Getriebe, einer Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung und einem Freilauf, dadurch gelöst, dass die Kurbelwellenriemenscheibe eine schaltbare Dämpfungseinrichtung umfasst, die einen gedämpften und einen ungedämpften Betrieb des Getriebes ermöglicht. Der Freilauf ist zum Beispiel zwischen einem Sonnenrad des Planetengetriebes und der Riemenscheibe beziehungsweise einer Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe angeordnet. Alternativ kann der Freilauf zwischen einer Reibscheibe der Dämpfungseinrichtung und der Riemenscheibe beziehungsweise Riemenspur angeordnet sein. In einem generatorischen Betrieb ist die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung, die vorzugsweise als Hohlradbremse ausgeführt ist, geöffnet und die Dämpfungseinrichtung, die als Reibungskupplung zwischen Hohlrad und Riemenscheibe/Sonnenrad ausgeführt sein kann, vorzugsweise geschlossen. Das Drehmoment der Kurbelwelle wird dann über das Getriebe und den in dieser Momentenrichtung sperrenden Freilauf sowie über die geschlossene Dämpfungseinrichtung auf die Riemenscheibe übertragen. Negative Momentenstöße werden durch den Freilauf nicht übertragen, wodurch die Lebensdauer des Riementriebs verlängert wird. Durch die schaltbare Dämpfungseinrichtung kann das Getriebe in einem so genannten Blockumlauf spielfrei geschaltet werden. In einem übersetzten Betrieb kann das Getriebe ungedämpft mit einem normalen Zahnspiel, also spielbehaftet, betrieben werden, um den Getriebewirkungsgrad zu erhöhen. Das Getriebe und der Freilauf sind innerhalb der Riemenscheibe angeordnet. Die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung ist vorzugsweise außerhalb der Riemenscheibe angeordnet. The object is achieved in a crankshaft pulley for transmitting torque between a crankshaft and a belt drive, with a pulley, a transmission, a clutch and / or braking device and a freewheel, characterized in that the crankshaft pulley comprises a switchable damping device which a damped and allows undamped operation of the transmission. The freewheel is arranged, for example, between a sun gear of the planetary gear and the pulley or a belt track of the crankshaft pulley. Alternatively, the freewheel can be arranged between a friction disk of the damping device and the belt pulley or belt track. In a generator operation, the clutch and / or brake device, which is preferably designed as a ring gear, opened and the damping device, which can be designed as a friction clutch between the ring gear and pulley / sun, preferably closed. The torque of the crankshaft is then transmitted to the pulley via the transmission and the freewheel blocking in this torque direction as well as via the closed damping device. Negative torque surges are not transmitted by the freewheel, which extends the life of the belt drive. By the switchable damping device, the transmission can be switched without play in a so-called block circulation. In a translated operation, the transmission can be operated undamped with a normal backlash, so play, to increase the transmission efficiency. The transmission and the freewheel are arranged inside the pulley. The coupling and / or braking device is preferably arranged outside the pulley.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Dämpfungseinrichtung mit einer Bremsscheibe/Kupplungsscheibe der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung gekoppelt ist, um ein Umschalten der Dämpfungseinrichtung zwischen dem gedämpften und dem ungedämpften Betrieb des Getriebes zu ermöglichen. Durch die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung kann zum Beispiel ein Hohlrad des Getriebes festgesetzt werden, um einen Übersetzungsbetrieb des Getriebes zu aktivieren. Die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung ist vorzugsweise als Scheibenbremse ausgeführt. Die Scheibenbremse ist vorzugsweise mittels eines drehfest an einem Gehäuse angebrachten Bremssattels betätigbar. A preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the switchable damping device is coupled to a brake disc / clutch disc of the clutch and / or brake device to enable a switching of the damping device between the damped and the undamped operation of the transmission. By the coupling and / or braking device, for example, a ring gear of the transmission can be set to activate a transmission operation of the transmission. The coupling and / or braking device is preferably designed as a disc brake. The disc brake is preferably actuated by means of a rotationally fixed to a housing mounted caliper.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung eine beziehungsweise die Bremsscheibe umfasst, die fest mit einem Hohlrad des Getriebes verbunden ist. Das Getriebe ist vorzugsweise als Planetengetriebe mit einem Hohlrad, einem Sonnenrad und Planetenrädern ausgeführt. Die feste Verbindung zwischen dem Hohlrad und der Bremsscheibe ermöglicht zum einen die Übertragung von Drehmomenten. Darüber hinaus ermöglicht die feste Verbindung zwischen der Bremsscheibe und dem Hohlrad auf einfache Art und Weise eine Betätigung der Dämpfungseinrichtung über die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung. Another preferred exemplary embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the clutch and / or brake device comprises one or the brake disc which is fixedly connected to a ring gear of the transmission. The transmission is preferably designed as a planetary gear with a ring gear, a sun gear and planetary gears. The fixed connection between the ring gear and the brake disc allows for a transmission of torques. In addition, the fixed connection between the brake disc and the ring gear in a simple manner allows actuation of the damping device via the coupling and / or braking device.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass ein beziehungsweise das Hohlrad des Getriebes axial verschieblich ist, um den gedämpften und den ungedämpften Betrieb des Getriebes zu ermöglichen. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zu einer Drehachse der Kurbelwellenriemenscheibe beziehungsweise der Kurbelwelle. Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that one or the ring gear of the transmission is axially displaceable in order to enable the damped and undamped operation of the transmission. Axial means in the direction or parallel to a rotation axis of the crankshaft pulley or the crankshaft.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Dämpfungseinrichtung eine Reibscheibe und eine Gegenreibscheibe umfasst, die miteinander in Reibeingriff gebracht werden können, um den gedämpften Betrieb des Getriebes zu ermöglichen. Die Reibscheibe und die Gegenreibscheibe stellen eine Reibungskupplung dar, die dazu dient, unerwünschte Geräusche aufgrund des Zahnspiels im Blockumlauf des Getriebes abzustellen beziehungsweise zu dämpfen. Die Dämpfungseinrichtung beziehungsweise Reibungskupplung ist vorzugsweise zwischen dem Hohlrad und einem Sonnenrad des Getriebes oder einer Riemenscheibe beziehungsweise Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe wirksam. Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the switchable damping device comprises a friction disc and a counter-friction disc which can be frictionally engaged with one another to enable the damped operation of the transmission. The friction disc and the Gegenreibscheibe represent a friction clutch, which serves to turn off unwanted noise due to the backlash in the block circulation of the transmission or damp. The damping device or friction clutch is preferably between the ring gear and a sun gear of the transmission or a Pulley or belt track of the crankshaft pulley effective.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass eine der Reibscheiben relativ zu der anderen Reibscheibe bewegbar ist, um das Schalten der Dämpfungseinrichtung zu ermöglichen. Durch den Reibeingriff der beiden Reibscheiben wird ein gedämpfter Betrieb des Getriebes ermöglicht. Wenn die beiden Reibscheiben voneinander beabstandet sind, kann das Getriebe ungedämpft mit Spiel oder spielbehaftet betrieben werden. Eine der Reibscheiben ist zu diesem Zweck vorzugsweise in axialer Richtung relativ zu der anderen Reibscheibe bewegbar. Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that one of the friction plates is movable relative to the other friction disc to allow the switching of the damping device. Due to the frictional engagement of the two friction discs, a damped operation of the transmission is made possible. When the two friction plates are spaced from each other, the transmission can be operated unattenuated play or play. One of the friction plates is for this purpose preferably movable in the axial direction relative to the other friction disc.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Dämpfungseinrichtung eine Federeinrichtung umfasst, durch welche die Dämpfungseinrichtung in eine gedämpfte oder eine ungedämpfte Betriebsstellung vorgespannt ist. Die Federeinrichtung dient dazu, die Reibscheiben in Reibeingriff zu bringen. Die Federeinrichtung hat vorteilhaft eine degressive Kennlinie, wodurch lediglich in einem Lüftbereich der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung große Federkräfte wirken. In einem Betätigungsbereich der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung treten dann eher kleine Federkräfte auf. Das liefert den Vorteil, dass die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung mit der Dämpfungseinrichtung nicht stärker dimensioniert werden muss als bei herkömmlichen Kurbelwellenriemenscheiben ohne Dämpfungseinrichtung. A further preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the switchable damping device comprises a spring means by which the damping device is biased in a damped or an undamped operating position. The spring device serves to frictionally engage the friction plates. The spring device advantageously has a degressive characteristic, as a result of which large spring forces act only in a release region of the clutch and / or brake device. In an operating range of the clutch and / or braking device then occur rather small spring forces. This provides the advantage that the coupling and / or braking device with the damping device need not be dimensioned stronger than conventional crankshaft pulleys without damping device.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung eine Tellerfeder umfasst, die in axialer Richtung zwischen der Kurbelwelle und einem beziehungsweise dem Hohlrad des Getriebes eingespannt ist. Die Tellerfeder ist vorzugsweise radial innen an der Kurbelwelle und radial außen an dem Hohlrad abgestützt. Die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung ist vorzugsweise axial versetzt zur Bremsscheibe in federbelasteter Position angeordnet. A further preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the spring device comprises a plate spring, which is clamped in the axial direction between the crankshaft and one or the ring gear of the transmission. The plate spring is preferably radially inwardly supported on the crankshaft and radially outward on the ring gear. The coupling and / or braking device is preferably arranged axially offset from the brake disc in the spring-loaded position.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder radial innen an einem Lager abgestützt ist. Durch das Lager ist die Tellerfeder axial fest und rotatorisch frei abgestützt beziehungsweise aufgehängt. Alternativ kann die Tellerfeder fest an dem Planetenträger abgestützt beziehungsweise aufgehängt und über ein Lager rotatorisch vom Hohlrad entkoppelt sein. A further preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the plate spring is supported radially inwardly on a bearing. Through the bearing, the plate spring is axially fixed and rotatory freely supported or suspended. Alternatively, the diaphragm spring can be firmly supported or suspended on the planet carrier and be rotatably decoupled from the ring gear via a bearing.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder an einem Planetenträger des Getriebes abgestützt ist. Das Lager ist vorzugsweise zwischen dem Planetenträger und der Tellerfeder angeordnet. Der Planetenträger dient zur Lagerung von Planetenrädern des Getriebes und wird daher auch als Planetenradträger bezeichnet. Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the plate spring is supported on a planet carrier of the transmission. The bearing is preferably arranged between the planet carrier and the disc spring. The planet carrier is used for storage of planet gears of the transmission and is therefore also referred to as a planet carrier.
Das Getriebe ist innerhalb der Kurbelwellenriemenscheibe angeordnet und dient zum Beispiel dazu, das von einem Startergenerator über den Riementrieb auf die Riemenscheibe aufgebrachte Drehmoment bei einem Kaltstart eines Verbrennungsmotors zu erhöhen. Dazu ist der Planetenträger mit der Kurbelwelle verbunden und das Sonnenrad über den Freilauf mit der Riemenscheibe verbunden. Das Hohlrad kann durch die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung gegenüber einem Gehäuse, insbesondere einem Kurbelgehäuse, festgesetzt werden, wodurch die Übersetzung vom Sonnenrad zum Planetenträger aktiviert wird. Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung stellt vorzugsweise eine Reibungskupplung dar, die zwischen dem Hohlrad und der Riemenscheibe beziehungsweise dem Sonnenrad angeordnet ist. The transmission is arranged within the crankshaft pulley and serves, for example, to increase the torque applied by a starter generator via the belt drive to the pulley during a cold start of an internal combustion engine. For this purpose, the planet carrier is connected to the crankshaft and the sun gear connected via the freewheel with the pulley. The ring gear can be fixed by the coupling and / or braking device with respect to a housing, in particular a crankcase, whereby the translation from the sun gear to the planet carrier is activated. The damping device according to the invention preferably represents a friction clutch, which is arranged between the ring gear and the pulley or the sun gear.
Im generatorischen Betrieb ist die auch als Hohlradbremse bezeichnete Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung geöffnet und die Reibungskupplung beziehungsweise Dämpfungseinrichtung federkraftgeschlossen. Das Drehmoment der Kurbelwelle wird über den Planetenträger, die Planetenräder, innen das Sonnenrad und durch den in dieser Momentenrichtung sperrenden Freilauf sowie außen über die geschlossene Dämpfungseinrichtung beziehungsweise Reibungskupplung auf die Riemenscheibe übertragen. Negative Momentenstöße werden durch den Freilauf nicht übertragen, was als Dämpfungs- und Schutzwirkung bezüglich des Riemens wirkt, wobei das Sonnenrad in diesem Betriebszustand rückwärts läuft. In regenerative operation, the clutch and / or brake device, also referred to as a ring gear brake, is opened and the friction clutch or damping device is closed by a spring force. The torque of the crankshaft is transmitted to the pulley via the planet carrier, the planetary gears, inside the sun gear and through the freewheel blocking in this torque direction and externally via the closed damping device or friction clutch. Negative torque surges are not transmitted by the freewheel, which acts as a damping and protective effect with respect to the belt, the sun gear running in this operating state backwards.
Das Getriebe läuft im Generatorbetrieb als Block um. In einem Überholbetrieb läuft das Sonnenrad rückwärts. Durch das Abbremsen des Hohlrads gegenüber dem Sonnenrad können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung spielbedingte Geräusche und Verschleißerscheinungen, die durch Vibration des Motors verstärkt werden, minimiert werden. The gearbox runs in generator mode as a block. In an overtaking operation, the sun gear runs backwards. By braking the ring gear relative to the sun gear game-related noise and wear, which are amplified by vibration of the engine can be minimized using the damping device according to the invention.
Die eine Tellerfeder umfassende Federeinrichtung drückt in ihrem radial äußeren Bereich auf das Hohlrad, wodurch dieses verschoben wird und die daran angebrachte Gegenreibscheibe gegen die Reibscheibe am Sonnenrad beziehungsweise an der Riemenscheibe gedrückt wird. Durch die Tellerfeder wird das Hohlrad vorzugsweise außermittig zu der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung gedrückt und das Hohlrad gedämpft. Wenn die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung betätigt wird, dann wird das Hohlrad in die Mitte der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung gezogen und somit die Dämpfung des Getriebes aufgehoben. Ein Verschleiß eines gehäuseseitigen Bremsbelags wird vorzugsweise dadurch ausgeglichen, dass das Hohlrad um den Verschleißweg weiter in Richtung Gehäuse, insbesondere Kurbelgehäuse, gedrückt wird. The spring device comprising a plate spring presses in its radially outer region on the ring gear, whereby this is displaced and the counterpart disc attached thereto is pressed against the friction disc on the sun gear or on the pulley. By the plate spring, the ring gear is preferably pressed eccentrically to the clutch and / or braking device and damped the ring gear. If the clutch and / or braking device is actuated, then that will Ring gear pulled in the middle of the clutch and / or braking device, thus canceling the damping of the transmission. Wear of a housing-side brake pad is preferably compensated by the fact that the ring gear is pressed by the wear path further towards the housing, in particular the crankcase.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:
In den
Die Kurbelwellenriemenscheibe
Der Kurbelwellenriemenscheibe
Die Riemenscheibe
Das Hohlrad
Die Bremsscheibe
Im dargestellten Zustand ist die Bremseinrichtung
Der Freilauf
Zwischen dem Innenring und dem Außenring sind Freilaufkörper angeordnet. Der Innenring des Riemenscheibenfreilaufs
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist eine schaltbare Dämpfungseinrichtung
Die schaltbare Dämpfungseinrichtung
Durch eine Federeinrichtung
In
Bei der in den
Bei dem in
Bei der in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- KurbelwellenriemenscheibeCrankshaft pulley
- 22
- Kurbelwellecrankshaft
- 33
- Bremssattelcaliper
- 44
- Bremskolbenbrake pistons
- 55
- Bremsbelagbrake lining
- 66
- Bremsbelagbrake lining
- 77
- Bremsscheibebrake disc
- 2020
- Bremssattelcaliper
- 2121
- Planetengetriebeplanetary gear
- 2222
- Tilgerabsorber
- 2323
- Freilauffreewheel
- 2626
- Drehachseaxis of rotation
- 2828
- Kupplungs- und/oder BremseinrichtungClutch and / or braking device
- 3030
- radialer Flanschradial flange
- 3232
- Sonnenradsun
- 3434
- Planetenräderplanetary gears
- 3535
- Planetenradträgerplanet
- 3636
- Hohlradring gear
- 3838
- Trennwandungpartition wall
- 3939
- Trennwandungpartition wall
- 4040
- Riemenspurbelt track
- 4444
- Kurbelgehäusecrankcase
- 5050
- schaltbare Dämpfungseinrichtungswitchable damping device
- 5151
- Reibscheibefriction
- 5252
- GegenreibscheibeGegenreibscheibe
- 5454
- Federeinrichtungspring means
- 5555
- TellerfederBelleville spring
- 5656
- Lagercamp
- 5757
- Anschlagattack
- 6161
- KurbelwellenriemenscheibeCrankshaft pulley
- 6262
- schaltbare Dämpfungseinrichtungswitchable damping device
- 6363
- Reibscheibefriction
- 6464
- GegenreibscheibeGegenreibscheibe
- 6565
- Verbindungsstegconnecting web
- 6969
- Trennwandungpartition wall
- 7171
- KurbelwellenriemenscheibeCrankshaft pulley
- 72 72
- Tilgerabsorber
- 7373
- Freilauffreewheel
- 7474
- schaltbare Dämpfungseinrichtungswitchable damping device
- 7575
- Reibscheibefriction
- 7676
- GegenreibscheibeGegenreibscheibe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102007021233 A1 [0024] DE 102007021233 A1 [0024]
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