DE102013107420A1

DE102013107420A1 - Mechanisches System mit Einwegkupplung und Generator, der ein derartiges System umfasst

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Publication number: DE102013107420A1
Application number: DE102013107420.0A
Authority: DE
Inventors: Eve Goujon; Yves-André Liverato; Hervé Maury; Jean-Luc Jadeau; Romuald Lescorail; Ludovic Fenayon; Torbjorn Hedman; Alain Gezault; Jean-Marie Guegan
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2014-01-16
Also published as: CN103541998A; FR2993329A1; US9182029B2; FR2993329B1; US20140027235A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mechanisches System (1) mit Einwegkupplung, beispielsweise eine Riemenscheibe für einen Generator eines Kraftfahrzeugs, das ein erstes Element (10) und ein zweites Element (20), die im Verhältnis zueinander um eine zentrale Achse rotierend beweglich sind und eine ringförmige Aufnahme (E1) radial zur zentralen Achse begrenzen, eine Einwegkupplungsvorrichtung (30), die in der ringförmigen Aufnahme (E1) angeordnet ist und mindestens ein Lager (60; 70), das in der ringförmigen Aufnahme (E1) angeordnet ist, umfasst. Das mechanische System (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (60; 70) mindestens eine getriebene Buchse (61, 62; 71, 72) umfasst, die sich von den wesentlichen Bestandteilen (10, 11, 31, 32, 50, 52) der Einwegkupplungsvorrichtung (30) unterscheidet. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Generator, der ein derartiges mechanisches System (1) umfasst, das als Einwegkupplungs-Riemenscheibe ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mechanisches System mit Einwegkupplung, beispielsweise eine Riemenscheibe für einen Generator eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Generator, der ein derartiges mechanisches System umfasst, das als Einwegkupplungs-Riemenscheibe ausgebildet ist.
In bekannter Weise treibt ein Antriebsriemen einen externen Kranz einer Generator-Riemenscheibe an, die eine interne Nabe antreibt. Diese Riemenscheibe ist aufgrund der Drehungleichförmigkeit des Motors zahlreichen Geschwindigkeits- und Betriebsmomentschwankungen ausgesetzt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um diese auf die Riemenscheibe ausgeübten Geschwindigkeits- und Betriebsmomentschwankungen zu glätten, beispielsweise durch Anordnung einer Einwegkupplungsvorrichtung („one-way ciutch” oder „OWC” in Englisch), auch als Freilauf bezeichnet, zwischen der Nabe und dem Kranz. In einer Drehrichtung überträgt die Einwegkupplungsvorrichtung das Moment von der Nabe zum Kranz der Riemenscheibe, wogegen die Riemenscheibe in der anderen Drehrichtung im Freilauf funktioniert.
WO-A-2011 079 963 und FR-A-2 726 059 beschreiben jeweils ein mechanisches System vom Typ Riemenscheibe für einen Generator eines Kraftfahrzeugs, das zwei Lager und eine Einwegkupplungsvorrichtung umfasst, die zwischen einer Nabe und einem Kranz angeordnet sind.
In der WO-A-2011 079 963 sind die Lager Kugellager, mit geraden Kontakt, und ihre Buchsen sind nachbearbeitet. Die Kupplungsvorrichtung weist Nocken sowie Kupplungsbahnen auf, die direkt auf der Nabe und dem Kranz ausgebildet sind.
In der FR-A-2 726 059 sind die Lager Rollenlager oder Kugellager mit geraden Kontakten. Die Vorrichtung weist Kupplungsbahnen auf, die direkt auf der Nabe und dem Kranz ausgebildet sein können. Alternativ können die Kupplungsbahnen auf getriebenen Buchsen ausgebildet sein, die der Kupplungsvorrichtung und den Lagern gemeinsam sind. In diesem Fall ist die Vielseitigkeit der Buchsen reduziert, da sie im Hinblick auf Werkstoffe, Endbearbeitungen, Funktionen und Leistung nicht speziell an die Kupplungsvorrichtung oder die Lager anpassbar sind. Darüber hinaus sind die axialen und radialen Spiele, die dem System inhärent sind, schwieriger zu beherrschen, als wenn die Kupplungsvorrichtung und die Lager benachbart, aber getrennt wären.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes mechanisches System anzubieten.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung ein mechanisches System mit Einwegkupplung, beispielsweise eine Riemenscheibe für einen Generator eines Kraftfahrzeugs, zum Gegenstand, das ein erstes Element und ein zweites Element, die im Verhältnis zueinander um eine zentrale Achse rotierend beweglich sind und eine ringförmige Aufnahme radial zur zentralen Achse begrenzen, eine Einwegkupplungsvorrichtung, die in der ringförmigen Aufnahme angeordnet ist und mindestens ein Lager, das in der ringförmigen Aufnahme angeordnet ist, umfasst. Das mechanische System ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lager mindestens eine getriebene Buchse umfasst, die sich von den wesentlichen Bestandteilen der Einwegkupplungsvorrichtung unterscheidet.
Damit erlaubt die Erfindung, die Funktion und die Lebensdauer des mechanischen Systems zu verbessern, da jedes seiner wesentlichen Bestandteile speziell an seine Funktion angepasst werden kann. Insbesondere ist mindestens eine getriebene Buchse von dem oder den Organen getrennt, die die Kupplungsbahnen der Einwegkupplungsvorrichtung bilden, die eine besondere Endbearbeitung erhalten können, beispielsweise eine Nachbearbeitung oder eine Oberflächenbeschichtung. Darüber hinaus weisen die getriebenen Buchsen im Vergleich mit nachbearbeiteten Buchsen geringere Herstellungskosten auf. Ferner verbessert die Erfindung die Beherrschung der axialen Spiele und die Übernahme der axialen Last innerhalb des Systems.
Gemäß anderen vorteilhaften Merkmalen der Erfindung, die einzeln oder in Kombination herangezogen werden:

– ist die getriebene Buchse unterschiedlich von einem Organ oder Organen, die eine Kupplungsbahn der Einwegkupplungsvorrichtung bilden,
– weist die Einwegkupplungsvorrichtung mindestens ein Organ auf, das eine Kupplungsbahn bildet und sich vom ersten Element und vom zweiten Element unterscheidet,
– bildet das erste Element und/oder das zweite Element eine Kupplungsbahn für die Einwegkupplungsvorrichtung,
– umfasst das mechanische System ebenfalls mindestens ein zweites Lager, das mindestens eine getriebene Buchse einschließt, die sich von den wesentlichen Bestandteilen der Einwegkupplungsvorrichtung unterscheidet,
– ist das Lager oder mindestens eines der Lager, die das mechanische System ausrüsten, mit schrägen Kontakten,
– sind die Lager, die das mechanische System ausrüsten, mit schrägen Kontakten und auf der einen und der anderen Seite der Einwegkupplungsvorrichtung entlang der zentralen Achse angeordnet, vor allem gemäß einer O- oder X-Montage,
– schließt das Lager oder mindestens eines der Lager, die das mechanische System ausstatten, zwei getriebene Buchsen ein, die sich von den wesentlichen Bestandteilen der Einwegkupplungsvorrichtung unterscheiden,
– weist die oder mindestens eine der getriebenen Buchsen, die das Lager ausstatten, einen global radialen Rücksprung auf, der ein Kopplungsmittel dieses Lagers an das erste Element oder an das zweite Element bildet,
– umfasst das mechanische System ebenfalls ein Stützorgan gegen die getriebene Buchse, das ausgebildet ist, um das Spiel in dem Lager zu kontrollieren, das mit dieser getriebenen Buchse ausgestattet ist.

Die Erfindung hat ebenfalls einen Generator zum Gegenstand, der ein derartiges mechanisches System umfasst, das als eine Einwegkupplungs-Riemenscheibe ausgebildet ist.
Die Erfindung wird bei der Lektüre der nun folgenden Beschreibung besser verstanden werden, die lediglich als nicht beschränkendes Beispiel gegeben wird und sich auf die anliegenden Zeichnungen bezieht, von denen:

– die 1 ein axialer Schnitt eines erfindungsgemäßen mechanischen Systems vom Typ Generator-Riemenscheibe ist, das Lager und eine Einwegkupplungsvorrichtung umfasst, die zwischen einem Kranz und einer Nabe angeordnet sind,
– die 2 eine Ansicht in einem größeren Maßstab des Details II der 1 ist,
– die 3 eine zu der 2 analoge Ansicht einer Riemenscheibe ist, die einer zweiten Ausführungsform der Erfindung entspricht, und
– die 4 eine zu den 2 und 3 analoge Ansicht einer Riemenscheibe ist, die einer dritten Ausführungsform der Erfindung entspricht. Auf den 1 bis 2 ist eine erfindungsgemäße Riemenscheibe 1 dargestellt. Diese Riemenscheibe 1 ist ausgebildet, um einen Generator eines Kraftfahrzeugs auszustatten, der aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt ist.

Die Riemenscheibe 1 ist auf einer zentralen Achse X1 zentriert und umfasst einen externen Kranz 10, eine interne Nabe 20, eine Einwegkupplungsvorrichtung 30, ein Organ 50, zwei Lager 60 und 70 sowie zwei seitliche Flansche 80 und 90. Der Kranz 10 und die Nabe 20 begrenzen eine Aufnahme E1 mit ringförmigem Profil um die Achse X1. Die Elemente 30, 50, 60, 70, 80 und 90 sind in dieser Aufnahme E1 angeordnet.
Der Kranz 10 und die Nabe 20 sind zueinander um die zentrale Achse X1 rotierend beweglich. Der Kranz 10 umfasst externe Rillen 12, die ausgebildet sind, um teilweise einen Antriebsriemen aufzunehmen, wogegen die Nabe 20 eine innere Bohrung 21 umfasst, die ausgebildet ist, um eine Generatorwelle aufzunehmen, wobei der Riemen und die Welle aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt sind. Der Kranz 10 umfasst ebenfalls eine innere zylindrische Bohrung 11, wogegen die Nabe 20 einen externen Sitz 22 umfasst, die gemeinsam die Aufnahme E1 begrenzen. Der Sitz 22 umfasst eine zentrale zylindrische Fläche 24 sowie zwei seitliche zylindrische Flächen 26 und 27 mit Durchmessern, die etwas kleiner sind als der der Fläche 24, die sich parallel zur Achse X1 erstrecken. Die Flächen 26 und 27 sind mit dieser Fläche 24 anhand von jeweiligen Absätzen 28 und 29 verbunden, die sich radial zur Achse X1 erstrecken.
Die in der Aufnahme E1 angeordnete Vorrichtung 30 erlaubt, den Kranz 10 im Verhältnis zur Nabe 20, die in eine erste Drehrichtung R1 um die zentrale Achse X1 dreht, einzukuppeln, und, umgekehrt, den Kranz 10 im Verhältnis zur Nabe 20 in einer zweiten Drehrichtung R2, die der ersten Drehrichtung R1 entgegengesetzt ist, auszukuppeln. Auf den Beispielen der 1 und 2 umfasst die Vorrichtung 30 einen Käfig 31, der die Achse X1 umschließt, sowie Nocken 32, die von dem Käfig 31 gehalten werden. Die Nocken 32 sind um die Achse X1 verteilt und jeweils um eine zur Achse X1 parallele Achse rotierend im Verhältnis zum Käfig 31 angelenkt. Zwecks Vereinfachung ist auf der 1 nur ein Nocken 32, der sich über der Achse X1 befindet, dargestellt. Das Kuppeln erfolgt durch Zusammenarbeit der Nocken 32 mit den Kupplungsbahnen, die mit dem ersten Element 10 oder dem zweiten Element 20 rotierend verbunden sind. Im Rahmen der Erfindung gehören die Kupplungsbahnen zu den wesentlichen Bestandteilen der Kupplungsvorrichtung 30.
Ein anderes Beispiel für eine Einwegkupplungsvorrichtung 30 ist im Dokument WO-A-2011 079 963 beschrieben.
Wie auf den 1 und 2 gezeigt wird, ist das Organ 50 wie eine ringförmige Buchse ausgebildet, die über der Achse X1 zentriert ist. Dieses Organ 50 ist zwischen den Lagern 60 und 70 in der Aufnahme E1 angeordnet, anders gesagt, unterscheidet sich von den Lagern 60 und 70. Das Organ 50 umfasst eine interne zylindrische Bohrung 51 sowie externe zylindrische Flächen 52, 53 und 54, die über der Achse X1 zentriert sind. Auf der Seite des Lagers 60 umfasst das Organ 50 einen Rand 56, der als eine radiale ringförmige Fläche ausgebildet ist und die Flächen 51 und 53 verbindet. Auf der Seite des Lagers 70 umfasst das Organ 50 einen Abschnitt 57, der sich ab den Flächen 51 und 54 radial gegenüber der Achse X1 erstreckt. Das Organ 50 kann getrieben und vor allem durch Tiefziehen eines Metallblechs hergestellt sein. Die Flächen 52, 53 und/oder 54, die verschiedene Durchmesser aufweisen, können nachbearbeitet sein.
Die Lager 60 und 70 sind neben der Vorrichtung 30 in der Aufnahme E1 auf der einen und der anderen Seite dieser Vorrichtung 30 entlang der zentralen Achse X1 positioniert. Das Lager 60 umfasst eine externe Buchse 61 und eine interne Buchse 62, zwischen denen rollende Elemente 63 vom Typ Kugeln zwischengestellt sind, die von einem Käfig 64 gehalten werden. Das Lager 70 umfasst eine externe Buchse 71 und eine interne Buchse 72, zwischen denen rollende Elemente 73 vom Typ Kugeln zwischengestellt sind, die von einem Käfig 74 gehalten werden. Die Lager 60 und 70 sind Lager mit schrägen Kontakten mit X-Montage auf den Beispiel der 1 und 2. Alternativ können die Lager 60 und 70 gemäß einer O-Montage ausgebildet sein. Die Buchsen 61, 62, 71 und 72 sind im Rahmen der Erfindung getrieben, vor allem durch Tiefziehen eines Metallblechs hergestellt.
Ferner umfassen die internen Buchsen 62 und 72 jeweils einen jeweiligen radialen Rücksprung, 65 und 75, der ein Kopplungsmittel des Lagers 60 oder 70 auf der Nabe 20 bildet. Der Rücksprung 65 stützt sich auf dem Absatz 28 ab, wogegen sich der Rücksprung 75 auf dem Absatz 29 abstützt. Die Zusammenarbeit zwischen den Rücksprüngen 65 und 75 und den Absätzen 28 und 29 erlaubt, die Lager 60 und 70 präzise entlang der Achse X1 zu positionieren. Diese Zusammenarbeit erlaubt ebenfalls, die Lager 60 und 70 axial zu halten, wie nachfolgend in Verbindung mit den Flanschen 80 und 90 detailliert werden wird. Anders gesagt, jeder radiale Rücksprung 65 oder 75 bildet einen axialen Anschlag, der in den Buchsen 62 oder 72 integriert ist. Damit erlauben die Rücksprünge 65 und 75, das axiale Spiel zwischen den Lagern 60 und 70 und die Übernahme der axialen Last, die auf diese Lager 60 und 70 ausgeübt wird, zu beherrschen.
In der Praxis bilden die Flächen 11 und 52 die Kupplungsbahnen der Vorrichtung 30, die jeweils in Richtung der Achse X1 und entgegengesetzt zu dieser gedreht sind. Die Fläche 52 ist glatt und erhält vorzugsweise eine Anti-Verschleiß-Beschichtung oder eine andere Flächenbearbeitung, die für diese Anwendung geeignet ist. Alternativ kann die Fläche 52 gerillt oder gerippt sein, um die Reibung und die Haftung der Nocken 32 auf der Kupplungsbahn zu erhöhen. Auch die Fläche 11 kann eine Anti-Verschleiß-Beschichtung in der Zone erhalten, die zum Kontakt mit den Nocken 32 bestimmt ist.
Die getriebenen Buchsen 61, 62, 71 und 72 die Lager 60 und 70 unterscheiden sich im Rahmen der Erfindung von den Organen 10 und 50, die die Kupplungsbahnen 11 und 52 bilden. Die Bahn 11 ist direkt auf dem Kranz 10 ausgebildet, wogegen die Bahn 52 von dem Organ 50 gebildet wird, das sich von der Nabe 20 unterscheidet. Jedes Element 10, 50, 61, 62, 71 und 72 kann demnach eine Form, einen Werkstoff und eine Ausbildung aufweisen, die für seine Funktion geeignet sind, was bei den vorhandenen Systemen nicht der Fall ist, wo die Buchsen der Lager und die Bahnen der Lager von demselben einzigen Teil gebildet werden.
Das Organ 50 ist vorzugsweise mit einer einzigen Buchse des Lagers 60 oder 70 im Kontakt. Konkret ist der Rand 56 nicht mit der Buchse 62 des Lagers 60 im Kontakt, wogegen der Abschnitt 57 mit der Buchse 72 des Lagers 70 im Kontakt ist. Alternativ ist das Organ 50 mit keiner Buchse 62 oder 72 im Kontakt. So behindert das Organ 50 die Regulierung des axialen Spiels der Lager 60 und 70 nicht, wie nachfolgend erläutert werden wird.
Die seitlichen Flansche 80 und 90, die jeweils den Lagern 60 und 70 zugeordnet sind, erlauben eine Kontrolle des axialen Spiels innerhalb dieser Lager 60 und 70 und des Systems 1. Zu diesem Zweck weist der Flansch 80 eine Abstützfläche 81 gegen das Lager 60 auf, wogegen der Flansch 90 eine Abstützfläche 91 gegen das Lager 70 aufweist. Die Rücksprünge 65 und 75 bilden Rückhaltemittel der Lager 60 und 70 gemäß der axialen Richtung, wenn sich die Flansche 80 und 90 auf diesen Lagern 60 und 70 abstützen.
Der Flansch 80 ist gegen das Lager 60 angeordnet, außerhalb der Aufnahme E1, auf der anderen Seite des Lagers 60 im Verhältnis zur Vorrichtung 30. Der Flansch 80 umfasst einen externen U-förmigen Abschnitt 82, auf dem die Fläche 81 ausgebildet ist, sowie einen interne Abschnitt 83, der mit dem Abschnitt 82 verbunden ist und sich radial zur Achse X1 erstreckt. Der Abschnitt 82 ist gegen die Fläche 11 des Kranzes 10 ausgerichtet. Der Abschnitt 83 stützt eine Dichtung 89, die im dichten Kontakt mit der Fläche 26 der Nabe 20 angeordnet ist. Die Position des Flanschs 80 entlang der Achse X1 ist derart einstellbar, dass die Kräfte, die von der Fläche 81 auf die äußere Buchse 61 ausgeübt werden, einstellbar sind, was erlaubt, das interne axiale Spiel im Lager 60 zu kontrollieren. Gleichzeitig bildet der Rücksprung 65 ein Rückhaltemittel der inneren Buchse 62 gemäß der axialen Richtung parallel zur Achse X1.
Beispielsweise kann die Position des Flanschs 80 durch Schrauben in den Kranz 10 eingestellt werden, genauer durch Verschrauben des Abschnitts 82 im Verhältnis zur Fläche 11, wobei die zusätzlichen Gewinde und Bohrungen zum Zweck der Vereinfachung nicht auf den Figuren dargestellt sind. Gemäß einem anderen Beispiel kann der Flansch 80 in den Kranz 10 eingesetzt und durch axialen Schub verlagert werden. Der Flansch 80 kann, nachdem er platziert wurde, am Kranz 10 und/oder an der Buchse 61 durch Spannen, Crimpen, Kleben oder Schweißen befestigt werden. Alternativ kann der Flansch 80 mit Hilfe jedes anderen Mittels, das für diese Anwendung geeignet ist, eingestellt und/oder in Position befestigt werden.
Ebenso ist der Flansch 90 ist gegen das Lager 70 angeordnet, außerhalb der Aufnahme E1, auf der anderen Seite des Lagers 70 im Verhältnis zur Vorrichtung 30. Der Flansch 90 umfasst einen externen U-förmigen Abschnitt 92, auf dem die Fläche 91 ausgebildet ist, sowie einen interne Abschnitt 93, der mit dem Abschnitt 92 verbunden ist und sich radial zur Achse X1 erstreckt. Der Abschnitt 93 stützt eine Dichtung 99, die im dichten Kontakt mit der Fläche 27 der Nabe 20 angeordnet ist. Die Position des Flanschs 90 entlang der Achse X1 ist derart einstellbar, dass die Kräfte, die von der Fläche 91 auf die äußere Buchse 71 ausgeübt werden, einstellbar sind, was erlaubt, das interne axiale Spiel im Lager 70 zu kontrollieren. Gleichzeitig bildet der Rücksprung 75 ein Rückhaltemittel der inneren Buchse 72 gemäß der axialen Richtung parallel zur Achse X1. Die Mittel zum Einstellen und zur Positionsfixierung des Flanschs 90 sind mit den Mitteln des Flanschs 80 vergleichbar.
Da die Lager 60 und 70 mit schrägen Kontakten sind, ist das radiale Spiel mit dem internen radialen Spiel jedes dieser Lager 60 und 70 verbunden. Die getriebenen Buchsen 61 und 71 sind gekrümmt, mit ihrer Konkavität, die für die jeweiligen Kugeln 63 und 73 Rollbahnen bildet. Die Abstützflächen 81 und 91 sind im Verhältnis zu den radialen Abschnitten 83 und 93 und zu der konvexen externen Fläche der Buchsen 61 und 71, gegenüber den Kugeln 63 und 73 geneigt. Damit können die Flansche 80 und 90, neben dem axialen Spiel, ebenfalls das interne radiale Spiel jedes Lagers 60 und 70 kontrollieren.
Ferner erlaubt die Einstellung der internen Spiele der Lager 60 und 70 auch, das axiale Spiel innerhalb des Systems 1 zwischen den Buchsen 61, 62, 71 und 72 der Lager 60 und 70, der Vorrichtung 30 und dem Organ 50 einzustellen. Im Gegensatz dazu ist in den vorhandenen Systemen, die eine Buchse umfassen, der der Kupplungsvorrichtung und dem Lager gemeinsam ist, eine derartige Einstellung des axialen Spiels nicht möglich.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf eine Generator-Riemenscheibe mit einer Nabe und einem Kranz. Die Erfindung kann nämlich auf mechanische Systeme 1 jeden Typs angewendet werden, die ein erstes Element 10 und ein zweites Element 20 umfassen, die im Verhältnis zueinander rotierend um eine zentrale Achse X1 bewegbar sind, zwischen denen eine Einwegkupplungsvorrichtung 30 und mindestens ein Lager 60 angeordnet sind. Die Kupplung erfolgt durch Zusammenarbeit der Vorrichtung 30 mit mindestens einer Kupplungsbahn, die vom einem Organ gebildet wird, das mit dem ersten Element 10 oder dem zweiten Element 20 rotierend verbunden ist.
In einer nicht dargestellten Variante kann der Käfig 31, der die Nocken 32 stützt, mit einem der Elemente 10 oder 20 verbunden sein. In diesem Fall arbeiten die Nocken 32, die die Vorrichtung 30 ausstatten, mit einer einzigen Kupplungsbahn zusammen.
Gemäß einer anderen, nicht dargestellten Variante kann die Einwegkupplungsvorrichtung 30 anders als eine Nockenvorrichtung konfiguriert sein.
Gemäß einer anderen, nicht dargestellten Variante können die Stützorgane 80 und 90 gegen eine getriebene Buchse 61, 62, 71 oder 72 jede Form und/oder Ausbildung aufweisen, die für diese Anwendung geeignet ist. Beispielsweise kann die Abstützfläche 81 im Fall einer O-Montage gegen die innere Buchse 62 positioniert sein.
Gemäß einer anderen, nicht dargestellten Variante umfasst das System 1 kein Organ 50, so dass die Kupplungsbahnen direkte auf dem Kranz 10 und der Nabe 20 ausgebildet sind.
Gemäß einer anderen, nicht dargestellten Variante kann der radiale Rücksprung 65 oder 75 in einer Rille, einer Aussparung oder auf einer Stufe, die auf dem Sitz 22 ausgebildet ist, gekuppelt sein.
Gemäß einer anderen, nicht dargestellten Variante kann ein radialer Rücksprungabschnitt auf einer externen Buchse 61 und/oder 71 vorgesehen sein, wenn die Lager 60 und 70 gemäß einer O-Montage positioniert sind.
Gemäß einer anderen, nicht dargestellten Variante kann der Rücksprung 65 oder 75 leicht geneigt sein, beispielsweise gemäß einem Winkel zwischen 0° und 45° inklusive im Verhältnis zu der Richtung, die zur zentralen Achse X1 radial ist. Anders gesagt, ist in diesem Fall der Rücksprung 65 oder 75 nicht absolut radial, kann aber als global radialer Rücksprung qualifiziert werden, der für eine Zusammenarbeit mit dem Kranz 10 oder der Nabe 20 gemäß einer axialen Richtung parallel zur zentralen Achse X1 geeignet ist.
Auf der 3 ist eine zweite Ausführungsform eine Riemenscheibe 101 veranschaulicht.
Einige wesentliche Bestandteile der Riemenscheibe 101 sind mit den wesentlichen Bestandteilen der Riemenscheibe 1 der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform identisch und tragen dieselben Bezugszeichen. Es handelt sich um die Elemente 10, 20, 50, 60, 70, 89 und 99.
Weitere wesentliche Bestandteile der Riemenscheibe 101 sind mit den wesentlichen Bestandteilen der Riemenscheibe 101 vergleichbar und tragen dieselben Bezugszeichen plus 100. Es handelt sich um die Vorrichtung 130, die einen Käfig 131 und Nocken 132 umfasst, sowie um die Flansche 180 und 190, die Abstützflächen 181 und 191 und Abschnitte 182, 183, 192 und 193 umfassen.
Die Riemenscheibe 101 umfasst ferner ein Organ 140, das mit dem Organ 50 vergleichbar ist. Das Organ 140 ist in der Aufnahme E1 zwischen den Lagern 60 und 70 gegenüber dem Organ 50 angeordnet. Das Organ 140 ist wie eine ringförmige Buchse ausgebildet, die über der Achse X1 zentriert ist und unterscheidet sich von den Buchsen 62 und 72 der Lager 60 und 70. Das Organ 140 umfasst eine interne zylindrische Bohrung 141 und eine externe zylindrische Fläche 152, die über der Achse X1 zentriert sind. Auf der Seite des Lagers 60 umfasst das Organ 140 einen Abschnitt 146, der sich radial gegenüber der Achse X1 erstreckt. Auf der Seite des Lagers 70 umfasst das Organ 140 einen Rand 147, der wie eine radiale ringförmige Fläche ausgebildet ist. Das Organ 140 kann durch Tiefziehen hergestellt werden.
In der Praxis bilden die Flächen 52 und 141 die Kupplungsbahnen der Vorrichtung 130, die jeweils in Richtung der Achse X1 und entgegengesetzt zu dieser gedreht sind. Die Flächen 52 und 141 sind glatt und erhalten vorzugsweise eine Antiverschleiß-Beschichtung. Alternativ können die Flächen 52 gerillt oder gerippt sein, um die Reibung und die Haftung der Nocken 132 auf der Kupplungsbahn zu erhöhen. Erfindungsgemäß unterscheiden sich die getriebenen Buchsen 61, 62, 71 und 72 der Lager 60 und 70 von den Organen 50 und 140, die die Kupplungsbahnen 52 und 141 bilden.
Die Flansche 180 und 190 weisen im Vergleich mit den Flanschen 80 und 90 der ersten Ausführungsform eine leicht andere Struktur auf, funktionieren aber ähnlich. Die Flansche 180 und 190 sind vor ihrer Einstellung und Befestigung in Position von den Lagern 60 und 70 beabstandet dargestellt. Der externe Abschnitt 182 erstreckt sich axial ab dem radialen internen Abschnitt 183 bis zur Abstützfläche 181. Der externe Abschnitt 192 erstreckt sich axial ab dem internen radialen Abschnitt 193 bis zur Abstützfläche 191. Genauer stützt sich aufgrund ihres gekrümmten Profils eine Kante der Flächen 181 und 191 auf den Buchsen 61 und 71 ab. Ferner können die Einstellung und die Befestigung in Position der Flansche 180 und 90 mit Hilfe von Mitteln vorgenommen werden, die mit den Mitteln der Flansche 80 und 90 vergleichbar sind.
Auf der 4 ist eine dritte Ausführungsform eine Riemenscheibe 201 veranschaulicht.
Einige wesentliche Bestandteile der Riemenscheibe 201 sind mit den wesentlichen Bestandteilen der Riemenscheibe 1 der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform identisch und tragen dieselben Bezugszeichen. Es handelt sich um die Elemente 10, 20, 50, 60, 70, 89 und 99.
Einige wesentliche Bestandteile der Riemenscheibe 201 sind mit den wesentlichen Bestandteilen der Riemenscheibe 1 der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform identisch und tragen dieselben Bezugszeichen plus 200. Es handelt sich um die Nabe 220, die mit einem externen Sitz 222 ausgestattet ist, die Vorrichtung 230, die einen Käfig 231 und Nocken 232 umfasst, das Lager 260, das eine externe Buchse 261, eine interne Buchse 262, Kugeln 263 und einen Käfig 264 umfasst, das Lager 270, das eine externe Buchse 271, eine interne Buchse 272, Kugeln 273 und einen Käfig 274 umfasst sowie Dichtungen 289 und 288.
Die wichtigsten Unterschiede zu den vorangehenden Ausführungsformen betreffen die Tatsache, dass die Buchsen 261 und 262 des Lagers 260 die Kupplungsbahnen bilden, die Organe 50 und 140 fehlen sowie ein Keil 290 vorhanden ist. Ferner wird die Dichtung 289 von einem Stützteil 288 getragen, das mit der Buchse 261 verbunden ist, wogegen die Dichtung 299 von einem Stützteil 298 getragen wird, das mit der Buchse 271 verbunden ist. Der Sitz 222 ist eine zylindrische externe, im Vergleich mit dem Sitz 22 stufenfreie Fläche. Die Buchsen 261, 262, 271 und 272 der Lager 260 und 270 sind durch Tiefziehen hergestellt. Die Lager 260 und 270 sind mit schrägen Kontakten mit O-Montage.
Die äußere Buchse 261 weist eine interne Fläche 261a auf, die sowohl Kupplungsbahn für die Vorrichtung 230 als auch Rollbahn für die Kugeln 263 bildet. Die Buchse 261 weist einen in Richtung der Achse X1 verformten, anders gesagt, von der Fläche 11 des Kranzes 10 beabstandeten Abschnitt 261b auf. Die Buchse 261 weist ebenfalls zwei Ränder 261c und 261d auf, die jeweils nach außerhalb der Aufnahme E1 und zum Lager 270 ausgerichtet sind. Der Abschnitt 261b ist in größerer Nähe zum Rand 261c als zum Rand 261d der Buchse 261. Die innere Buchse 262 weist eine interne Fläche 262a auf, die sowohl Kupplungsbahn für die Vorrichtung 230 als auch Rollbahn für die Kugeln 263 ist. Die Buchse 262 weist ebenfalls zwei Ränder 262c und 262d auf, die jeweils nach außerhalb der Aufnahme E1 und zum Lager 270 ausgerichtet sind. Der Rand 262c ist gegenüber der Achse X1 verformt, anders gesagt, vom Sitz 222 der Nabe 220 beabstandet. Der Abschnitt 261b und der Rand 262c erlauben den Flächen 261a und 262b, gekrümmte Profile aufzuweisen, so dass das Lager 260 mit schrägen Kontakten ist.
Die Buchse 272 weist zwei Ränder 272c und 272d auf, die jeweils zum Lager 260 und nach außerhalb der Aufnahme E1 ausgerichtet sind. Der Rand 272d ist gegenüber der Achse X1 verformt, anders gesagt, vom Sitz 222 der Nabe 220 beabstandet. Die Buchsen 271 und 272 weisen gekrümmte Rollbahnen auf, so dass das Lager 260 mit schrägen Kontakten ist. Der Rand 272c erstreckt sich axial jenseits der Buchse 271 in Richtung des Rands 262d des Buchse 262. Vorzugsweise sind die Ränder 262d und 272c nicht im Kontakt, wie auf der 4 gezeigt wird.
Der Keil 290 weist eine Abstützfläche 291 auf, die an den Rand 272d anschlägt. Ein Abschnitt des Keils 290 kann sich zwischen dem Sitz 222 und der Buchse 272 einpassen. Der Keil 290 bildet ein Stützorgan gegen die Buchse 271, das geeignet ist, um das interne axiale und/oder radiale Spiel im Lager 270 zu kontrollieren.
Die Einstellung und die Befestigung des Keils 290 in Position können von Mitteln durchgeführt werden, die mit den Mitteln der Flansche 80 und 90 vergleichbar sind, die weiter oben beschrieben wurden.
In der Praxis bilden die Flächen 261a und 262a die Kupplungsbahnen der Vorrichtung 230, die jeweils in Richtung der Achse X1 und entgegengesetzt zu dieser gedreht sind. Erfindungsgemäß unterscheiden sich die getriebenen Buchsen 271 und 272 des Lagers 270 von den Buchsen 261 und 262, die mit den Kupplungsbahnen 261a und 262a ausgestattet sind.
In einer nicht dargestellten Variante wird eine erste Kupplungsbahn von einer der Buchsen 261 oder 262 gebildet, wogegen die andere Kupplungsbahn auf dem Kranz 10, auf der Nabe 20 oder auf einem Organ ausgebildet ist, das zwischen den Lagern 260 und 270 angeordnet ist.
Unabhängig von der Ausführungsform umfasst das mechanische System 1, 101 oder 201 mindestens ein Lager 60, 70 und/oder 270, das mindestens eine getriebene Buchse 61, 62, 71, 72, 271 und/oder 272 einschließt, die sich von den wesentlichen Bestandteilen 10, 11, 31, 32, 50, 52, 131, 132, 140, 141, 231, 232, 261, 261a, 262, 262a der Einwegkupplungsvorrichtung 30, 130 oder 230 unterscheidet.
Ferner können die technischen Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen insgesamt oder teilweise untereinander kombiniert werden. So ist das mechanische System im Hinblick auf Kosten, Funktion und Leistung anpassbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011079963 A [0003, 0004, 0015]
FR 2726059 A [0003, 0005]

Claims

Mechanisches System (1; 101; 201) mit Einwegkupplung, beispielsweise Generator-Riemenscheibe für ein Kraftfahrzeug, das umfasst: – ein erstes Element (10) und ein zweites Element (20; 220), die im Verhältnis zueinander um eine zentrale Achse (X1) rotierend bewegbar sind und eine ringförmige Aufnahme (E1) radial zur zentralen Achse (X1) begrenzen, – eine Einwegkupplungsvorrichtung (30; 130; 230), die in der ringförmigen Aufnahme (E1) angeordnet ist, und – mindestens ein Lager (60; 70; 270), das in der ringförmigen Aufnahme (E1) angeordnet ist, wobei das mechanische System (1; 101; 201) dadurch gekennzeichnet ist, dass das Lager (60; 70; 270) mindestens eine getriebene Buchse (61, 62; 71, 72; 271, 272) umfasst, die sich von den wesentlichen Bestandteilen (10, 11, 31, 32, 50, 52; 50, 52, 131, 132, 140, 141; 231, 232, 261, 261a, 262, 262a) der Einwegkupplungsvorrichtung (30; 130; 230) unterscheidet.
Mechanisches System (1; 101; 201) nach vorangehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die getriebene Buchse (61, 62; 71, 72; 271, 272) von einem Organ oder Organen (10, 50; 50, 140; 261, 262) unterscheidet, die eine Kupplungsbahn (11, 52; 52, 141; 261a, 262a) der Einwegkupplungsvorrichtung (30; 130; 230) bilden.
Mechanisches System (1; 101; 201) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwegkupplungsvorrichtung (30; 130) mindestens ein Organ (50; 50, 140; 261, 262) aufweist, das eine Kupplungsbahn (52; 52, 141; 261a, 262a) bildet und sich vom ersten Element (10) und vom zweiten Element (20; 220) unterscheidet.
Mechanisches System (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (10) und/oder das zweite Element (20) eine Kupplungsbahn (11) für die Einwegkupplungsvorrichtung (30; 130) bildet.
Mechanisches System (1; 101) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ebenfalls mindestens ein zweites Lager (60; 70) umfasst, das mindestens eine getriebene Buchse (61, 62; 71, 72) einschließt, die sich von den wesentlichen Bestandteilen (10, 11, 31, 32, 50, 52; 50, 52, 131, 132, 140, 141) der Einwegkupplungsvorrichtung (30; 130) unterscheidet.
Mechanisches System (1; 101; 201) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (60; 70; 270) oder mindestens eines der Lager (60, 70; 260, 270), das das mechanisches System (1; 101; 201) ausstattet, mit schrägen Kontakten ist.
Mechanisches System (1; 101; 201) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (60, 70; 260, 270), die das mechanische System (1; 101; 201) ausstatten, mit schrägen Kontakten sind und auf der einen und der anderen Seite der Einwegkupplungsvorrichtung (30; 130; 230) entlang der zentralen Achse (X1) angeordnet sind, vor allem gemäß einer O- oder X-Montage.
Mechanisches System (1; 101; 201) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (60; 70; 270) oder mindestens eines der Lager (60, 70; 260, 270), das das mechanische System (1; 101; 201) ausstattet, zwei getriebene Buchsen (61, 62; 71, 72; 271, 272) einschließt, die sich von den wesentlichen Bestandteilen (10, 11, 31, 32, 50, 52; 50, 52, 131, 132, 140, 141; 231, 232, 261, 261a, 262, 262a) der Einwegkupplungsvorrichtung (30; 130; 230) unterscheiden.
Mechanisches System (1; 101; 201) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder mindestens eine der getriebenen Buchsen (61, 62; 71, 72), die das Lager (60; 70) ausstattet, einen global radialen Rücksprung (65; 75) aufweist, der Kopplungsmittel dieses Lagers (60; 70) mit dem ersten Element (10) oder dem zweiten Element (20) bildet.
Mechanisches System (1; 101; 201) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ebenfalls ein Stützorgan (80; 90; 180; 190; 290) gegen die getriebene Buchse (62; 72; 272) umfasst, das zur Kontrolle des internen Spiels in dem Lager (60; 70; 270) geeignet ist, das mit dieser getriebenen Buchse (62; 72; 272) ausgestattet ist.
Generator, dadurch gekennzeichnet, dass er ein mechanisches System (1; 101; 201) nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst, das als eine Einwegkupplungs-Riemenscheibe ausgebildet ist.