DE102013108839A1

DE102013108839A1 - Riemenscheibenanordnung

Info

Publication number: DE102013108839A1
Application number: DE201310108839
Authority: DE
Inventors: Helmut Pamminger
Original assignee: Miba Sinter Austria GmbH
Current assignee: Miba Sinter Austria GmbH
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2014-02-20
Also published as: AT513334A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibenanordnung (1) umfassend eine erste Riemenscheibe (2), eine zweite Riemenscheibe (3) und eine Kupplungseinrichtung (4), wobei die zweite Riemenscheibe (3) zur Übertragung einer Antriebsenergie mit der ersten Riemenscheibe (2) über die Kupplungseinrichtung (4) verbindbar ist, wobei die Kupplungseinrichtung (4) eine erstes Kupplungselement (8) und ein zweites Kupplungselement (9) aufweist, und wobei das erste Kupplungselement (8) mit der ersten Riemenscheibe (2) und das zweite Kupplungselement (9) mit der zweiten Riemenscheibe (3) verbunden ist und die beiden Kupplungselemente (8, 9) formschlüssig miteinander verbindbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibenanordnung umfassend eine erste Riemenscheibe, eine zweite Riemenscheibe und eine Kupplungseinrichtung, wobei die zweite Riemenscheibe zur Übertragung einer Antriebsenergie mit der ersten Riemenscheibe über die Kupplungseinrichtung verbindbar ist, wobei die Kupplungseinrichtung eine erstes Kupplungselement und ein zweites Kupplungselement aufweist.
Schaltbare Riemenscheiben mit einer zu einer angetriebenen Riemenscheibe zuschaltbaren Riemenscheibe sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So beschreibt beispielsweise die WO 2005/103257 A1 ein Antriebssystem mit zwei Keilriemen. Eine Kupplungseinheit und eine Einwegkupplung sind dabei direkt an einer Antriebswelle montiert. Die Kupplungseinheit umfasst eine elektromagnetische Kupplung.
Hinsichtlich des Kupplungssystems ähnliche Konzepte sind aus der EP 2 002 137 B1 und der DE 197 54 872 A1 bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Riemenscheibenanordnung für ein Zwei-Riemenantriebssystem zu schaffen, die eine mechanische Zuschaltung der zweiten Riemenscheibe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit der eingangs genannten Riemenscheibenanordnung gelöst, bei der das erste Kupplungselement mit der ersten Riemenscheibe und das zweite Kupplungselement mit der zweiten Riemenscheibe verbunden sind und die beiden Kupplungselemente formschlüssig miteinander verbindbar sind.
Von Vorteil ist dabei, dass durch die formschlüssige Verbindung eine höhere Sicherheit der Drehzahlgleichheit der beiden Riemenscheiben erreicht werden kann, wenn diese Drehzahlgleichheit erforderlich ist. Darüber hinaus kann durch diese mechanische Kopplung der beiden Kupplungselemente miteinander ein relativ einfaches System der Riemenscheibenanordnung erreicht werden, das zudem einen geringen Bauraum beansprucht, da die beiden Kupplungselemente innerhalb der Riemenscheiben angeordnet werden können. Es sind damit auch keine Stromzuführungen zur Riemenscheibenanordnung erforderlich. Die Figuren zur Herstellung des Formschlusses selbst sind in der Regel einfach darstellbar, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung der Kupplungseinrichtung selbst und der gesamten Riemenscheibenanordnung ermöglicht wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Kupplungseinrichtung als Klauenkupplung mit Klauen ausgeführt ist, wobei das erste Kupplungselement als Kupplungsscheibe und das zweite Kupplungselement als Kupplungsnabe ausgebildet sind. Es wird damit eine bessere Kraftübertragung erreicht, insbesondere wenn die Klauen in Art einer Verzahnung ausgebildet sind. Darüberhinaus können sowohl die Kupplungsscheibe als auch die Kupplungsnabe einfach hergestellt werden, insbesondere auch mittels sintertechnischen Verfahren, da sich die beim Kuppeln der beiden Riemenscheiben auftretenden Kräfte und Momente aufgrund der unterschiedlichen Drehzahlen auf die mehreren Klauen aufteilen. Es kann bei Anwendung von sintertechnischen Verfahren auch auf eine aufwändige Nachbearbeitung verzichtet werden, wodurch die Herstellung der Riemenscheibenanordnung kostengünstiger gestaltet werden kann.
Dabei ist von Vorteil, wenn die Klauen mit einer Dachschräge ausgebildet sind. Es wird damit einerseits der Drehzahlangleich der beiden Riemenscheiben und andererseits das Einspuren der Klauen der Kupplungsscheibe in die Klauen der Kupplungsnabe vereinfacht, wodurch die Schaltzeit verkürzt werden kann.
Es kann auch vorgesehen werden, dass auf der Kupplungsnabe und/oder der Kupplungsscheibe zumindest bereichsweise zumindest ein Elastomerelement angeordnet ist. Es wird damit eine axiale Vorspannung der Kupplungsscheibe gegen die Kupplungsnabe erreicht. Zudem wird damit eine Geräuschdämpfung der Riemenscheibenanordnung bewirkt.
Das zweite Kupplungselement kann formschlüssig mit der zweiten Riemenscheibe verbunden sein, wodurch der Zusammenbau und die Wartung bzw. der Austausch einzelner Elemente der Riemenscheibenanordnung durch Reduktion der Bauteile vereinfacht werden kann.
Eine Vereinfachung der Riemenscheibenanordnung durch Reduktion der Bauteile wird auch erreicht, wenn zweite Kupplungselement in axialer Richtung über eine Schnappverbindung mit der zweiten Riemenscheibe gesichert ist.
Zur einfacheren Trennung der beiden Kupplungselemente voneinander kann vorgesehen werden, dass an der Kupplungsscheibe anliegend ein Federelement angeordnet ist, das die Rückstellung der Kupplungsscheibe unterstützt.
Es kann weiter vorgesehen werden, dass am ersten Kupplungselement anliegend zumindest ein Druckstück angeordnet ist. Es kann damit auf das Federelement verzichtet werden. Zudem wird damit verhindert, dass im geschalteten Zustand der Kupplungselemente die Kupplungsscheibe nach hinten aus dem Eingriff mit der Kupplungsnabe herausrutschen kann.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung:
1 eine erste Ausführungsvariante einer Riemenscheibenanordnung im Querschnitt;
2 eine zweite Ausführungsvariante einer Riemenscheibenanordnung im Querschnitt;
3 die Riemenscheibenanordnung nach 2 im Querschnitt und in Schrägansicht.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Zudem sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
In 1 ist einer erste Ausführungsvariante einer Riemenscheibenanordnung 1 im Querschnitt dargestellt. Die Riemenscheibenanordnung 1 umfasst eine erste Riemenscheibe 2, eine zweite Riemenscheibe 3 und eine Kupplungseinrichtung 4.
Die Riemenscheiben 2, 3 können dem Stand der Technik entsprechend ausgebildet sein. In der dargestellten Ausführungsvariante der Riemenscheibenanordnung 1 ist die erste Riemenscheibe 2 zur Aufnahme eines Keilrippenriemens mit 4 Keilrippen (4-PK Spur) und die zweite Riemenscheibe 3 zur Aufnahme eines Keilrippenriemens mit 8 Keilrippen (8-PK Spur). Diese dargestellte Ausführungsform ist jedoch nicht beschränkend zu sehen. Es können daher auch andere Riemenscheiben und Keilriemen verwendet werden, beispielsweise eine 5-PK oder eine 6 PK-Spur.
Die erste Riemenscheibe 2 kann mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle eines Motors über eine Trägerelement 5, z.B. eine Nabe, beispielsweise über Schrauben 6, verbunden sein, sodass also diese Riemenscheibe 2 ständig angetrieben wird, wenn der Motor läuft.
Die zweite Riemenscheibe 3 ist über ein Lagerelement 7, beispielsweise ein Kugel- oder ein Gleitlager, auf dem Trägerelement 5 drehbar gelagert. Das Lagerelement 7 kann ein- oder mehrreihig ausgeführt sein.
Diese zweite Riemenscheibe ist bedarfsweise zur ersten Riemenscheibe zuschaltbar ausgebildet, sich im zugeschalteten Modus beide Riemenscheiben 2, 3 angetrieben werden, wobei die Kraftübertragung bzw. die Übertragung des Antriebsmomentes bei zugeschalteter zweiter Riemenscheibe 3 von der ersten Riemenscheibe 2 über die Kupplungseinrichtung 4 auf die zweite Riemenscheibe 3 erfolgt.
Anders als im Stand der Technik beschrieben erfolgt die Zuschaltung der zweiten Riemenscheibe 3 zum Antrieb nicht elektromagnetisch sondern über eine formschlüssige Verbindung. Dazu umfasst die Kupplungseinrichtung 4 ein erstes Kupplungselement 8 und ein zweites Kupplungselement 9 die miteinander bedarfsweise formschlüssig verbindbar sind. Das erste Kupplungselement 8 ist mit der ersten Riemenscheibe 2 und das zweite Kupplungselement 9 ist mir der zweiten Riemenscheibe 3 verbunden. Beispielsweise kann das erste Kupplungselement 8 über die Schrauben 6 mit der ersten Riemenscheibe 2 verbunden bzw. an diesen entsprechend geführt sein. Das zweite Kupplungselement 9 kann über Schrauben mit der zweiten Riemenscheibe 3 drehfest verbunden sein. Prinzipiell bestehen aber auch andere Möglichkeiten der Verbindung, wie dies im Nachfolgenden noch erläutert wird.
In der bevorzugten und in den Figuren dargestellten Ausführungsvariante der Riemenscheibenanordnung 1 ist die Kupplungseinrichtung 4 als so genannte Klauenkupplung ausgeführt, wobei der Formschluss über die Klauen der beiden Kupplungselemente 8, 9 hergestellt wird. Dazu können das erste Kupplungselement 8 als Kupplungsscheibe und das zweite Kupplungselement 9 als Kupplungsnabe ausgebildet sein. Die Klauen der Klauenkupplung sind bei dieser Ausführungsvariante der Riemenscheibenanordnung in Art einer Verzahnung ausgebildet sein, wobei die Kupplungsscheibe eine Außenverzahnung 10 und die Kupplungsnabe eine Innenverzahnung 11 aufweisen. Prinzipiell ist aber auch die umgekehrte Ausführung möglich, sodass also die Kupplungsscheibe eine Innenverzahnung und die Kupplungsnabe eine Außenverzahnung aufweisen können.
Zur Ausbildung der Innenverzahnung 11 auf der Kupplungsnabe kann diese einen radial nach außen weisenden Steg 12 aufweisen, der in einen in axialer Richtung verlaufenden Ringsteg 13 mündet und der an seiner inneren, auf das Trägerelement 5 weisenden Oberfläche die Innenverzahnung trägt.
Die Außenverzahnung 10 der Kupplungsscheibe ist bevorzugt an einer radial nach außen wesenden und in axialer Richtung verlaufenden Oberfläche an dieser ausgebildet. Insbesondere bilden die Klauen der Außenverzahnung 10 die radial äußersten Flächen der Kupplungsscheibe aus, wie dies in 1 dargestellt ist.
Bevorzugt verläuft/verlaufen die Innenverzahnung 9 und/oder die Außenverzahnung 10 über den gesamten Umfang des ersten Kupplungselementes 8 bzw. des zweiten Kupplungselementes 9. Es sind jedoch auch Ausführungsvarianten möglich, bei denen die Innenverzahnung 9 und/oder die Außenverzahnung 10 unterbrochen sind, sich diese also nicht über den gesamten Umfang erstrecken. Beispielsweise können diese auf vier Quadranten des Umfangs aufgeteilt sein.
Die Klauen der Innen- und der Außenverzahnung 9, 10 können als einfache Quader ausgeführt sein. In der bevorzugten Ausführungsvariante der Riemenscheibenanordnung 1 weist die Innenverzahnung 9 oder die Außenverzahnung 10 oder weisen sowohl die Innenverzahnung 9 als auch die Außenverzahnung 10 aber so genannte Dachschrägen 14, 15 auf. Die Dachschrägen 14 der Innenverzahnung sind besser aus 3 ersichtlich.
Die Dachschrägen 14 und/oder 15 können an einer Stirnfläche 16 der Klauen ausgebildet sein, sodass diese Stirnflächen 16 also gegen die radiale Richtung geneigt sind. Der Neigungswinkel der Stirnfläche 16 kann dabei ausgewählt sein aus einem Bereich von 50° bis 180°, insbesondere aus einem Bereich von 60° bis 140°.
Alternativ oder zusätzlich dazu können auch Seitenflächen 17 der Klauen im Bereich der axialen Klauenendflächen gegen die Axialrichtung und gegebenenfalls gegen die Radialrichtung geneigt ausgebildet sein, sodass also die Klauen in ihren axialen Endbereichen zumindest annähernd spitz zulaufend ausgebildet sein können. Es kann dabei ein evolventenförmiges Verzahnungsprofil ausgebildet bzw. nachgebildet werden.
Es ist weiter möglich, dass ein Mittelbereich der Klauenendflächen nach wie vor vorhanden ist, wodurch kein spitzes Ende der Klauen ausgebildet wird, sondern ein stumpfes. Diese Klauenendfläche kann dabei in parallel zur Radialrichtung oder geneigt zu dieser ausgebildet sein.
Es sind sowohl in Hinblick auf die Stirnfläche 16 als auch in Hinblick auf die geneigten Seitenflächen 17 Ausbildungen mit mehreren unterschiedlich geneigten Teilflächen möglich.
Weiter ist es möglich, dass in den Endbereichen der Klauen sowohl die geneigten Stirnflächen 16 als auch die geneigten Seitenflächen 17 ausgebildet sind. Ebenso sind Mischvarianten möglich, bei denen beispielsweise die Außenverzahnung 10 lediglich die geneigten Seitenflächen 17 und die Innenverzahnung lediglich die geneigten Stirnflächen 16 (oder umgekehrt) oder sowohl die Außenverzahnung 10 als auch die Innenverzahnung 9 jeweils nur die geneigten Seitenflächen 17 oder die geneigten Stirnflächen 16 aufweisen.
Die Dachschrägen 14 und/oder 15 sind vorzugsweise lediglich in den aufeinander zu weisenden Endbereichen der Innenverzahnung 9 auf die Außenverzahnung 10 – in axialer Richtung betrachtet – ausgebildet, also jeweils nur auf einer Seite der Klauen.
Wie bereits erwähnt, wird im gekuppelten Zustand der beiden Kupplungselemente 8, 9 über die Klauen (Verzahnungen) der Formschluss zwischen diesen beiden Elementen hergestellt. Es ist aber prinzipiell möglich diesen Formschluss auch mittels anderer Figuren bzw. Elemente herzustellen, wenngleich die Klauenausbildung die bevorzugte ist.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Zwischenräume zwischen den Klauen eines Kupplungselementes 8 zumindest so groß sind, bevorzugt nur geringfügig größer, dass die Klauen des anderen Kupplungselementes 9 in diese Zwischenräume eingleiten können.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Riemenscheibenanordnung kann vorgesehen sein, dass auf dem ersten Kupplungselement 8, insbesondere der Kupplungsscheibe, und/oder dem zweiten Kupplungselement 9, insbesondere der Kupplungsscheibe, zumindest bereichsweise zumindest ein Elastomerelement 18 angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsvariante der Riemenscheibenanordnung 1 ist dieses Elastomerelement 18 an dem ersten Kupplungselement 8, insbesondere der Kupplungsscheibe, angeordnet, insbesondere mit diesem verbunden, und als Elastomerring ausgebildet, der sich über den gesamten Umfang des ersten Kupplungselementes 8 erstreckt, insbesondere durchgehend. Dieses Elastomerelement 18 kann dabei in einer Absetzung 19 bzw. einer Nut aufgenommen sein und überragt das erste Kupplungselement 8 in radialer Richtung, sodass es im gekoppelten Zustand der beiden Kupplungselemente 8, 9 zur Anlage an das zweite Kupplungselement 9 gelangt. Die Anlage kann beispielsweise an einer axialen Stirnfläche des Ringsteges 13 erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Elastomerelement 18 auch an dem zweiten Kupplungselement 9, insbesondere der Kupplungsnabe, angeordnet werden, wobei auch hier wiederum die Anordnung so erfolgt, dass das Elastomerelement 18 im gekoppelten Zustand der Kupplungselemente 8, 9 an dem ersten Kupplungselement 8 anliegt.
Als Elastomer für das Elastomerelement 18 kann beispielsweise ein Naturgummi oder ein synthetischer Gummi, beispielsweise ein TPE, verwendet werden. Es ist auch eine Verstärkung, beispielsweise eine Faserverstärkung, des Elastomerelementes 18 möglich.
Das Elastomerelement 18 kann mit dem jeweiligen Kupplungselement 8, 9 verklebt oder an diesem anvulkanisiert sein.
Neben der Reduktion des Geräuschpegels der Riemenscheibenanordnung 1 kann mit dem Elastomerelement 18 auch eine axiale Vorspannung des zweiten Kupplungselementes 9 in Bezug auf das erste Kupplungselement 8 erreicht werden, wodurch die Trennung der beiden Riemenscheiben 2, 3 bei nicht benötigter Antriebsleistung der zweiten Riemenscheibe 9 einfacher erfolgen kann.
Wenngleich bevorzugt ist es nicht zwingend erforderlich, dass das Elastomerelement 18 als Elastomerring ausgebildet ist. Es ist beispielsweise auch möglich dieses nur in diskreten Bereichen an dem ersten und/oder zweiten Kupplungselement 8, 9 vorzusehen, wobei auch hier wiederum die Möglichkeit besteht, dass sowohl am ersten als auch am zweiten Kupplungselement 8, 9 zumindest ein Elastomerelement 18 angeordnet ist.
Das Elastomerelement 18 kann einen rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Ebenso sind auch andere Querschnittsformen möglich, beispielsweise ein winkel- bzw. L-förmiger. Es besteht weiter die Möglichkeit, das das Elastomerelement 18 im Bereich der Zwischenräume zwischen Klauen des zweiten Kupplungselementes 9 – in axialer Richtung betrachtet – zumindest teilweise ausgenommen ist (bzw. im Bereich der Zwischenräume zwischen Klauen des ersten Kupplungselementes 8 bei Anordnung des Elastomerelementes 18 am zweiten Kupplungselemente 9), sodass also das Elastomerelement 18 teilweise eine Verlängerung der Klauen des ersten Kupplungselementes 8 bildet, wie die in 1 dargestellt ist. Eine in Richtung auf das zweite Kupplungselement 9 (oder das erste Kupplungselement 8 bei umgekehrter Anordnung) weisende Oberfläche des Elastomerelementes 18 kann zumindest teilweise mit einer Rundung 20 versehen sein.
In radialer Richtung unterhalb der Klauen bzw. im radial inneren Bereich des ersten Kupplungselementes 8 kann ein Federelement 21 angeordnet sein, mit dem das erste Kupplungselement 8 ebenfalls axial vorgespannt werden kann, um die Entkopplung der beiden Kupplungselemente 8, 9 zu vereinfachen. Dazu kann das Federelement 21 derart angeordnet bzw. ausgebildet sein, dass es während des Kopplungsvorganges gedehnt wird und die dadurch gespeicherte Energie dazu ausgenutzt wird, um das zweite Kupplungselement 8 beim Entkoppeln wieder in die Ruheposition zurückzuziehen. Es ist aber auch die umgekehrte Ausführung möglich, bei der das Federelement 21 zusammengedrückt wird. In diesem Fall ist natürlich die Einbaulage des Federelementes 21 eine andere als die in 1 dargestellte. Andererseits ist es aber auch möglich, dass das Federelement 18 im vorgespannten Zustand eingebaut wird, sodass es beim Koppeln der beiden Kupplungselemente 8, 9 in eine entspanntere bzw. entspannte Position zurückkehrt.
In der dargestellten Ausführungsvariante der Riemenscheibenanordnung 1 ist das Federelement 21 als Spiralfeder ausgebildet. Die Spiralfeder liegt dabei einerseits an dem ersten Kupplungselement 8, insbesondere der Kupplungsscheibe, und andererseits an der ersten Riemenscheibe 2 an. Weiter ist die Spiralfeder konzentrisch zur ersten Riemenscheibe 2 angeordnet.
Bei der Ausführungsvarianter der Riemenscheibenanordnung 1 nach 1 ist im Trägerelement 5 ein in axialer Richtung verschiebbarer Trägerelementteil 22 angeordnet. Dieser Trägerelementteil 22 kann zumindest annähernd hülsenförmig ausgebildet sein, wobei an seinem offenen Ende eine Absetzung 23 ausgeformt ist, in die das erste Kupplungselement 8, insbesondere die Kupplungsscheibe, reicht, sodass das erste Kupplungselement 8, nachdem es auf den Trägerelementteil 22 aufgeschoben wurde (wozu das erste Kupplungselement 8 eine entsprechende Bohrung bzw. Ausnehmung aufweist) in axialer und/oder in radialer Richtung an dem Trägerelementteil 22 anliegt. Die Spiralfeder ist dabei derart angeordnet, dass das erste Kupplungselement zwischen der Spiralfeder und dem Trägerelementteil 22 angeordnet ist.
Der Trägerelementteil 22 ist im Trägerelement, d.h. in einem annähernd hülsenförmigen Trägerelementgehäuse 24, in axialer Richtung verschiebbar ausgebildet. Durch die axiale Verschiebung des Trägerelementteils 22 und die axiale Vorspannung durch das Federelement 21 wird das erste Kupplungselement 8 in der Richtung des ersten Trägerelementteils 22 verschoben, sodass in weiterer Folge der Formschluss mit dem zweiten Kupplungselement 9 über die Klauen hergestellt wird und damit die zweite Riemenscheibe 3 angetrieben wird. Ein Anschlag 25 für das erste Kupplungselement 8, der durch eine Absetzung an der inneren Oberfläche des Trägerelementgehäuses 24 gebildet wird, dient dabei zur Begrenzung der Verschiebbarkeit des ersten Kupplungselementes 8. Zur Lösung des Formschlusses erfolgt die Bewegung des Trägerelementteils in umgekehrter Richtung.
Anstelle einer Spiralfeder können auch andere Federelemente 21 eingesetzt werden, beispielsweise Blattfedern oder Elastomerfederelemente.
Die Betätigung des Trägerelementteils 22 kann hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder gegebenenfalls elektrisch ausgelöst werden, wobei bei den letztgenannten Methoden entsprechende Aktoren zur Übertragung der Bewegung vorhanden sind, die auf das Trägerelementteil 22 wirken.
Das Trägerelementgehäuse 24 kann auf der offenen Seite im Bereich der zweiten Riemenscheibe 3 mit einem Trägerelementboden 26 verschlossen sein bzw. werden.
In der 2 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Riemenscheibenanordnung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen 1 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen 1 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Der wesentliche Unterschied dieser Ausführungsvariante der Riemenscheibenanordnung 1 nach 2 zu jener nach 1 ist, dass anstelle des Federelementes 21 zumindest ein Druckstück 27 am ersten Kupplungselement 8 anliegend angeordnet ist. Vorzugsweise sind über den Umfang des ersten Kupplungselementes 8 verteilt, insbesondere mit gleichem Abstand zueinander verteilt, mehrere Druckstücke 27 angeordnet, beispielsweise zwei, drei, vier, sechs, etc.
Das Druckstück 27 umfasst eine Kugel 28 und eine Feder 29, insbesondere eine Spiralfeder. Die Feder 29 ist dabei in einer Bohrung 30, insbesondere einer Sacklochbohrung, im Trägerelement 5, insbesondere im Trägerelementgehäuse 24, abgestützt und drückt die Feder 29 gegen das erste Kupplungselement 8.
Das erste Kupplungselement 8 wiederum weist an der der Kugel zugewandten Oberfläche einen Mittelsteg 31 auf, an den sich links und rechts – in axialer Richtung betrachtet – je ein abgerundeter Abschnitt 32, 33 anschließt, wobei der Rundungsradius dieser Abschnitte 32, 33 zumindest annähernd dem Radius der Kugel 28 entspricht. Die Kugel 28 wird also von einem dieser Abschnitte 32, 33 aufgenommen. In der in 2 dargestellten Stellung befindet sich die Kugel im rechten Abschnitt 32. Dies entspricht der geschlossenen Stellung der Kupplungseinrichtung 4. Um die Kupplungselemente 8, 9 zu entkuppeln und damit in die offene Stellung zu gelangen – wie sie in 1 dargestellt ist –, muss die Kugel 28 gegen die Feder 29 gedrückt werden, sodass sie den Mittelsteg 31 überwinden und von dem linken Abschnitt 33 aufgenommen werden kann, in dem sie dann wieder aufgrund der Federkraft der Feder 29 sowie der gerundeten Oberfläche dieses Abschnittes 33 verbleibt.
Um das Entweichen der Kugel 28 zu verhindern kann diese und gegebenenfalls die Feder 29 in einem, insbesondere hülsenförmigen Sicherungselement 34 gesichert sein. Das Sicherungselement 34 kann sich ebenfalls auf dem Trägerelement 5, insbesondere dem Trägerelementgehäuse 24 abstützen, wozu dieses Sicherungselement 34 flügelartige Fortsätze aufweisen kann, wie dies in 2 dargestellt ist.
Die Ausbildung der Abschnitte 32, 33 und des Mittelstegs 31 an der radial nach außen weisenden Oberfläche des ersten Kupplungselementes 8 kann sich dabei über den gesamten Umfang erstrecken. Es ist aber auch möglich, dass sich diese Ausbildung nur auf den Bereich der Anordnung des Druckstückes 27 beschränkt.
Mit der Anordnung des oder der Druckstücke(s) 27 kann auch eine Arretierung des ersten Kupplungselementes 8, insbesondere in der Stellung, in der die Kupplung geschlossen ist, erreicht werden.
Durch diese Ausbildung der Riemenscheibenanordnung kann auch auf eine hydraulische Betätigung der Kupplungseinrichtung 4 verzichtet werden.
Dies hat auch den Vorteil, dass die Kraft zum Öffnen der Kupplungsvorrichtung nicht permanent anliegen muss, wie dies bei hydraulischer Betätigung der Fall ist, sondern nur beim Schaltvorgang selbst.
In der 3 ist ein Detail einer weiteren und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Riemenscheibenanordnung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen 1 und 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie bereits voranstehend erwähnt, kann die Verbindung des zweiten Kupplungselementes 9 mit der zweiten Riemenscheibe 3 auch anders als durch eine Verschraubung erfolgen. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsvariante der Riemenscheibenanordnung 1 ist diese Verbindung über einen Formschluss hergestellt.
Dazu kann an dem zweiten Kupplungselement 9 ein Formelement 35 ausgebildet sein. Im der zweiten Riemenscheibe 3 ist eine der Form dieses Formelementes 35 entsprechende Ausnehmung 36 ausgebildet, in der das Formelement 35 zumindest teilweise aufgenommen ist.
Das Formelement 35 kann beispielsweise einen lappenförmigen Querschnitt wie in 3 dargestellt aufweisen. Es kann aber auch einen anderen Querschnitt – jeweils in axialer Richtung betrachtet – aufweisen, beispielsweise einen dreieckigen, viereckigen, etc.
Es besteht die Möglichkeit, dass nur ein derartiges Formelement 35 zur Herstellung des Formschlusses des zweiten Kupplungselementes 9 mit der zweiten Riemenscheibe 3 angeordnet ist. Vorzugsweis sind jedoch über den äußeren Umfang verteilt, insbesondere mit gleichem Abstand zueinander, mehrere Formelemente 35 angeordnet.
Das Formelement 35 ist bevorzugt einstückig mit dem zweiten Kupplungselement 9 verbunden, und ist insbesondere im Bereich eines zumindest annähernd vertikalen Steges 37 unterhalb einer Riemenaufnahme 38 der zweiten Riemenscheibe 3 (siehe 2) ausgebildet.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Riemenscheibenanordnung 1 kann vorgesehen sein, wie dies ebenfalls 3 zeigt, dass das zweite Kupplungselement 9 in axialer Richtung über eine Schnappverbindung 39 mit der zweiten Riemenscheibe 3 gesichert ist. Diese Schnappverbindung kann durch einen Ringsteg 40 an einer auf das zweite Kupplungselement 9 weisenden Oberfläche 41 der zweiten Riemenscheibe 3 und eine entsprechende Absetzung 42 an einer der zweiten Riemenscheibe 3 zugewandten Oberfläche 43 des zweiten Kupplungselementes 9 ausgebildet sein, wobei auch die umgekehrte Ausbildung möglich ist.
Bei allen Ausführungsvarianten der Riemenscheibenanordnung 1 befindet sich die Kupplungseinrichtung 4 jeweils innerhalb der Riemenscheiben 2, 3, d.h. unterhalb der Riemenaufnahmen 38 der Riemenscheiben 2, 3, wie dies aus den 1 und 2 ersichtlich ist, wodurch eine sehr kompakte Baugruppe erreicht werden kann.
Obwohl im Voranstehenden Teilbaugruppen der Riemenscheibenanordnung mit dem Ausdruck „umfassend“ beschrieben wurden, können einzelne, mehrere oder alle auch aus den beschriebenen Bauteilen bestehen.
Die Riemenscheibenanordnung kann beispielsweise dazu verwendet werden, um bei Kraftfahrzeugen, die mit einer Start-Stopp-Funktion ausgerüstet sind, im Stillstand die Aufrechterhaltung des Betriebes der Klimaanlage zu gewährleisten. Andere Anwendungen sind z.B. das bedarfsorientierte Zu- und Abschalten von Nebenaggregaten in Kraftfahrzeugen, beispielsweise von Wasserpumpen, Ölpumpen, etc..
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Riemenscheibenanordnung 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Riemenscheibenanordnung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Bezugszeichenliste

1: Riemenscheibenanordnung
2: Riemenscheibe
3: Riemenscheibe
4: Kupplungseinrichtung
5: Tägerelement
6: Schraube
7: Lagerelement
8: Kupplungselement
9: Kupplungselement
10: Außenverzahnung
11: Innenverzahnung
12: Steg
13: Ringsteg
14: Dachschräge
15: Dachschräge
16: Stirnfläche
17: Seitenfläche
18: Elastomerelement
19: Absetzung
20: Rundung
21: Federelement
22: Trägerelementteil
23: Absetzung
24: Trägerelementgehäuse
25: Anschlag
26: Trägerelementboden
27: Druckstück
28: Kugel
29: Feder
30: Bohrung
31: Mittelsteg
32: Abschnitt
33: Abschnitt
34: Sicherungselement
35: Formelement
36: Ausnehmung
37: Steg
38: Riemenaufnahme
39: Schnappverbindung
40: Ringsteg
41: Oberfläche
42: Absetzung
43: Oberfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2005/103257 A1 [0002]
EP 2002137 B1 [0003]
DE 19754872 A1 [0003]

Claims

Riemenscheibenanordnung (1) umfassend eine erste Riemenscheibe (2), eine zweite Riemenscheibe (3) und eine Kupplungseinrichtung (4), wobei die zweite Riemenscheibe (3) zur Übertragung einer Antriebsenergie mit der ersten Riemenscheibe (2) über die Kupplungseinrichtung (4) verbindbar ist, wobei die Kupplungseinrichtung (4) eine erstes Kupplungselement (8) und ein zweites Kupplungselement (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (8) mit der ersten Riemenscheibe (2) und das zweite Kupplungselement (9) mit der zweiten Riemenscheibe (3) verbunden ist und die beiden Kupplungselemente (8, 9) formschlüssig miteinander verbindbar sind.
Riemenscheibenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (4) als Klauenkupplung mit Klauen ausgeführt ist, wobei das erste Kupplungselement (8) als Kupplungsscheibe und das zweite Kupplungselement (9) als Kupplungsnabe ausgebildet sind.
Riemenscheibenanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauen mit zumindest einer Dachschräge (14, 15) ausgebildet sind.
Riemenscheibenanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kupplungsnabe und/oder der Kupplungsscheibe zumindest bereichsweise zumindest ein Elastomerelement (18) angeordnet ist.
Riemenscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kupplungselement (9) formschlüssig mit der zweiten Riemenscheibe (3) verbunden ist.
Riemenscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Kupplungselement (9) in axialer Richtung über eine Schnappverbindung (39) mit der zweiten Riemenscheibe (3) gesichert ist.
Riemenscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kupplungsscheibe anliegend ein Federelement (21) angeordnet ist.
Riemenscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Kupplungselement (8) anliegend zumindest ein Druckstück (27) angeordnet ist.