DE102013206853B4

DE102013206853B4 - Generatorfreilauf

Info

Publication number: DE102013206853B4
Application number: DE102013206853.0A
Authority: DE
Inventors: Matthias Lange
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2016-02-11
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: DE102013206853A1

Abstract

Generatorfreilauf (1) zum Anbau an einen Generator (3) eines Nebenaggregate-Riementriebs einer Brennkraftmaschine, umfassend: – eine vom Riemen anzutreibende Riemenscheibe (4), – eine auf die Generatorwelle (2) aufzuschraubende Nabe (7), – und einen radial zwischen der Riemenscheibe (4) und der Nabe (7) angeordneten Freilauf (5), der eine Relativverdrehung der Nabe (7) gegenüber der Riemenscheibe (4) in Antriebsdrehrichtung zulässt und entgegen der Antriebsdrehrichtung sperrt, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (4) axial verschiebbar auf der Nabe (7) gelagert ist, um sich in Riementrieben mit unterschiedlichen Nennmaßen (s) zwischen der jeweiligen Riemenebene und der generatorseitigen Anschraubfläche (9) für die Nabe (7) axial auf der Generatorwelle (2) auszurichten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Generatorfreilauf zum Anbau an einen Generator eines Nebenaggregate-Riementriebs einer Brennkraftmaschine. Der Generatorfreilauf umfasst:

– eine vom Riemen anzutreibende Riemenscheibe,
– eine auf die Generatorwelle aufzuschraubende Nabe,
– und einen radial zwischen der Riemenscheibe und der Nabe angeordneten Freilauf, der eine Relativverdrehung der Nabe gegenüber der Riemenscheibe in Antriebsdrehrichtung zulässt und entgegen der Antriebsdrehrichtung sperrt.

Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Generatorfreilauf ist beispielsweise aus der DE 195 11 188 A1 bekannt. Der zwischen der Riemenscheibe und der Nabe angeordnete Freilauf überträgt im gesperrten Zustand lediglich das (positive) Antriebsmoment von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auf die Generatorwelle, während die Übertragung eines (negativen) Bremsmoments bei dann geöffnetem Freilauf nicht möglich ist. Mit anderen Worten kann die Generatorwelle in deren Antriebsdrehrichtung schneller als die Riemenscheibe rotieren, so dass Drehschwingungen der antreibenden Kurbelwelle in deutlich reduziertem Umfang auf den Generator übertragen werden.
Seit der Markteinführung existiert eine nur noch schwer überschaubare Variantenvielfalt von Generatorfreiläufen, deren Hauptabmessungen bei identischem Funktionsprinzip an die unterschiedlichen Nebenaggregatetriebe angepasst sind.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Generatorfreilauf der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine universellere Einsetzbarkeit in unterschiedlichen Riementrieb-Designs konstruktiv zu verändern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1. Demnach soll die Riemenscheibe axial verschiebbar auf der Nabe gelagert sein und sich in Riementrieben mit unterschiedlichen Nennmaßen zwischen der jeweiligen Riemenebene und der generatorseitigen Anschraubfläche für die Nabe axial auf der Generatorwelle ausrichten können. Anders als bei der konventionellen „starren“ Bauweise der Generatorfreiläufe, die maßlich an jeden Riementrieb individuell anzupassen sind und sich dementsprechend voneinander unterscheidende Bauteile aufweisen, kann sich die axial schwimmend gelagerte Riemenscheibe selbstständig mit dem jeweiligen Abstandsmaß der Riemenebene relativ zur Generatorwelle ausrichten. Auf diese Weise lässt sich ein Generatorfreilauf darstellen, der in Nebenaggregate-Riementrieben mit unterschiedlichen Nennmaßen zwischen Riemenebene und Generator zugunsten einer deutlich reduzierten Variantenvielfalt bei der Erstausrüstung und im Ersatzteilmarkt einheitlich verbaut werden kann.
Die verschiebbare Lagerung der Riemenscheibe kann durch die zahlreichen bekannten Welle-Nabe-Schiebesitzverbindungen, insbesondere aber durch zwei Längsverzahnungen gebildet sein, die – radial und umfänglich möglichst spielfrei – axial verschiebbar ineinander eingreifen. Vorzugsweise handelt es sich um eine nabenfeste Außenlängsverzahnung, die einteilig mit der Nabe ausgebildet ist, und eine freilauffeste Innenlängsverzahnung in einer Hülse, die in einem Innenring des Freilaufs insbesondere mittels eines Pressverbands befestigt ist. Bei dieser Konstruktion können die Riemenscheibe und der Freilauf konventioneller Generatorfreiläufe maßlich unverändert übernommen werden, und die konstruktiven Änderungen lassen sich im wesentlichen auf die zusätzliche Hülse und die Längsverzahnungen beschränken.
Um die Längsverzahnungen ineinander montieren zu können und um nach der Montage ein Auseinanderfallen der Nabe und der Hülse zu verhindern, soll zumindest ein Endabschnitt der Nabe mit einem Wellensicherungsring versehen sein, der als Axialanschlag für die Hülse dient.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich auch der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Generatorfreilaufs dargestellt ist. Es zeigen:
1 den Generatorfreilauf in perspektivischer teilgeschnittener Ansicht auf die dem Generator abgewandte Vorderseite;
2 den Generatorfreilauf in perspektivischer teilgeschnittener Ansicht auf die dem Generator zugewandte Rückseite;
3 den Generatorfreilauf in teilgeschnittener Seitenansicht mit angedeutetem Generator.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der in den Figuren in verschiedenen Ansichten dargestellte Generatorfreilauf 1 wird in an sich bekannter Weise auf die Antriebswelle 2 eines Generators 3 aufgeschraubt, der in einem Nebenaggregate-Riementrieb einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Der Generatorfreilauf umfasst in radial einwärtiger Reihenfolge eine von einem Poly-V-Riemen anzutreibende Riemenscheibe 4, einen Freilauf 5, eine Hülse 6 und eine auf die Generatorwelle 2 aufzuschraubende Nabe 7. Das Aufschrauben erfolgt mittels eines Schraubwerkzeugs, das in einen Innenvielzahn 8 der Nabe eingreift. Das Festziehen der an sich bekannten und in den Figuren nicht erkennbaren Schraubverbindung erfolgt gegen eine generatorseitige Anschraubfläche 9 und hier gegen die äußere Stirnseite des Kugellagerinnenrings 10.
Der Freilauf 5 entkoppelt die relativ träge Generatormasse von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, indem er eine Relativverdrehung der Nabe 7 gegenüber der Riemenscheibe 4 in Antriebsdrehrichtung des Generators 3 zulässt und entgegen der Antriebsdrehrichtung sperrt. Die zugelassene Relativverdrehung ist folglich so orientiert, dass die mit der Nabe verbundene Generatorwelle 2 in Antriebsrichtung des Generators schneller als die Riemenscheibe drehen, d.h. die Riemenscheibe überholen kann. Es handelt sich um einen Klemmrollenfreilauf mit einem in der Riemenscheibe befestigten und hier eingepressten Außenring 11, einem auf der Hülse 6 befestigten und hier ebenfalls eingepressten Innenring 12 und zu beiden Seiten der Klemmrollen 13 jeweils einer Reihe käfiggeführter Nadelrollen 14. Die ebenfalls käfiggeführten Klemmrollen sind mittels Federn 15 gegenüber (hier nicht erkennbaren) Klemmrampen vorgespannt, die am Außenumfang des Innenrings eingeformt sind. Der Außenring weist über seine gesamte Länge einen gleichbleibenden Innendurchmesser auf und bildet die Laufbahn für die Nadelrollen und die Klemmrollen.
Der Freilauf 5 ist an beiden Seiten abgedichtet, uzw. generatorseitig mittels eines Profildichtrings 16 und gegenüberliegend mittels einer Lippendichtung 17, die am Innenumfang einer Axialanlaufscheibe 18 für den Freilauf anvulkanisiert ist. Als weiterer Schutz vor Kontamination dient eine Kappe 19, die auf der generatorfernen Seite in einer Umfangsnut 20 der Riemenscheibe 4 eingeschnappt ist.
Der Innenumfang der Hülse 6 ist mit einer achsparallelen Innenlängsverzahnung 21 versehen, die mit sehr geringem Radial- und Umfangsspiel auf einer Außenlängsverzahnung 22 auf dem Außenumfang der Nabe 7 axial verschiebbar gelagert ist. Durch die axiale Verschiebbarkeit können baugleiche Generatorfreiläufe 1 in Riementrieben mit unterschiedlichen Nennmaßen zwischen der jeweiligen Riemenebene und der Anschraubfläche für die Nabe verbaut werden, da die Riemenscheibe (innerhalb Rahmen des verfügbaren Verschiebewegs) durch den Riemen axial in der Riemenebene ausgerichtet wird. Der zur Verfügung stehende Verschiebeweg beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ca. 8 mm, was etwa einem Drittel der Riemenbreite entspricht. Das als „s“ bezeichnete Nennmaß ist exemplarisch als das nominale Abstandsmaß zwischen der Riemenmitte und der durch die Stirnseite des Kugellagerinnenrings 10 gebildeten Anschraubfläche 9 eingezeichnet.
Der Verschiebeweg der Riemenscheibe ist durch zwei Axialanschläge an den Endabschnitten der Nabe 7 begrenzt, nämlich generatorseitig durch einen die Außenlängsverzahnung 22 abschließenden Ringbund 23 der Nabe und gegenüberliegend durch einen Wellensicherungsring 24, der im Anschluss an die Montage der Nabe in die Hülse 6 in eine Umfangsnut 25 der Nabe eingesetzt wird. Alternativ zu dem Ringbund kann auch generatorseitig ein Wellensicherungsring als Axialanschlag dienen, wenn die Außenlängsverzahnung anschlagsfrei ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Generatorfreilauf
2: Antriebswelle des Generators / Generatorwelle
3: Generator
4: Riemenscheibe
5: Freilauf
6: Hülse
7: Nabe
8: Innenvielzahn
9: Anschraubfläche
10: Kugellagerinnenring
11: Außenring
12: Innenring
13: Klemmrolle
14: Nadelrolle
15: Feder
16: Profildichtring
17: Lippendichtung
18: Axialanlaufscheibe
19: Kappe
20: Umfangsnut der Riemenscheibe
21: Innenlängsverzahnung
22: Außenlängsverzahnung
23: Ringbund
24: Wellensicherungsring
25: Umfangsnut der Nabe

Claims

Generatorfreilauf (1) zum Anbau an einen Generator (3) eines Nebenaggregate-Riementriebs einer Brennkraftmaschine, umfassend: – eine vom Riemen anzutreibende Riemenscheibe (4), – eine auf die Generatorwelle (2) aufzuschraubende Nabe (7), – und einen radial zwischen der Riemenscheibe (4) und der Nabe (7) angeordneten Freilauf (5), der eine Relativverdrehung der Nabe (7) gegenüber der Riemenscheibe (4) in Antriebsdrehrichtung zulässt und entgegen der Antriebsdrehrichtung sperrt, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (4) axial verschiebbar auf der Nabe (7) gelagert ist, um sich in Riementrieben mit unterschiedlichen Nennmaßen (s) zwischen der jeweiligen Riemenebene und der generatorseitigen Anschraubfläche (9) für die Nabe (7) axial auf der Generatorwelle (2) auszurichten.
Generatorfreilauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axial verschiebbare Lagerung der Riemenscheibe (4) durch eine nabenfeste Außenlängsverzahnung (22) und eine freilauffeste Innenlängsverzahnung (21) gebildet ist, die sich mit der Außenlängsverzahnung (22) in axial verschiebbarem Eingriff befindet.
Generatorfreilauf (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nabenfeste Außenlängsverzahnung (22) auf der Nabe (7) ausgebildet ist und dass die freilauffeste Innenlängsverzahnung (21) in einer Hülse (6) ausgebildet ist, die in einem Innenring (12) des Freilaufs (5) eingepresst ist.
Generatorfreilauf (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Endabschnitt der Nabe (7) mit einem Wellensicherungsring (24) versehen ist, der als Axialanschlag für die Hülse (6) dient.