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Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibenanordnung für ein Startergetriebe zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit deren Hilfe beispielsweise eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit Nebenaggregaten, beispielsweise einer Lichtmaschine, einer Kraftstoffpumpe oder einer Motorölpumpe, angeschlossen werden kann und über die beispielsweise mithilfe eines elektrischen Starters ein Drehmoment in die Kurbelwelle eingeleitet werden kann, um die Brennkraftmaschine zu starten.
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Aus der Praxis ist bekannt, dass eine Riemenscheibenanordnung eine Riemenscheibe und ein radial innerhalb der Riemenscheibe angeordnetes Planetengetriebe aufweisen kann, das mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist. Das Planetengetriebe kann außerhalb über einen Aktuator betätigt werden und bewirkt eine Drehung der Kurbelwelle.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis, ein sicheres Betreiben einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs auf einfache und kostengünstige Weise zu ermöglichen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein sicheres Betreiben einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs auf einfache und kostengünstige Weise zu ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Riemenscheibenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist eine Riemenscheibenanordnung für ein Startergetriebe zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, mit einer Riemenscheibe, einer Reibkupplung, die radial innerhalb der Riemenscheibe angeordnet ist und mittels der die Riemenscheibe mit einer Kurbelwelle des Startergetriebes in Wirkverbindung bringbar ist, wobei die Reibkupplung eine Offenstellung, in der die Riemenscheibe von der Kurbelwelle getrennt ist, und eine Schließstellung aufweist, in der die Riemenscheibe mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung steht, und Betätigungsmitteln zum axialen Betätigen der Reibkupplung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung, wobei die Reibkupplung mittels eines an der Riemenscheibe angreifenden Startergenerators unter Verwendung der Betätigungsmittel betätigbar ist.
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Die erfindungsgemäße Riemenscheibenanordnung basiert folglich auf dem Prinzip, dass eine Kurbelwelle eines Startergetriebes mittels einer Reibkupplung, die innerhalb der Riemenscheibe angeordnet ist, während eines Motorstillstands des Kraftfahrzeugs mittels eines als Aktuator wirkenden Startergenerator betätigbar sein kann. Dazu kann die Riemenscheibenanordnung Betätigungsmittel aufweisen, die dazu eingerichtet sind, die Reibkupplung axial zu betätigen und zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung der Reibkupplung zu schalten.
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Die erfindungsgemäße Riemenscheibenanordnung basiert folglich auf einem einfachen Wirkprinzip und ermöglicht ein einfaches Betätigen der Kurbelwelle.
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Da die Riemenscheibenanordnung wenige Bauteile aufweist, kann sie insbesondere kostengünstig gefertigt werden. Insbesondere können zusätzliche Herstellungskosten vermieden werden, die auf einem Vorsehen eines Aktuators für eine ein Planetengetriebe aufweisende Riemenscheibenanordnung.
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Ferner kann die Riemenscheibenanordnung besonders kompakt ausgestaltet sein, da die Reibkupplung innerhalb der Riemenscheibe angeordnet ist und ein axialer Kraftübertrag der Betätigungsmittel auf die Reibkupplung zum Schalten der Reibkupplung zwischen ihrer Offenstellung und ihrer Schließstellung verwendet werden kann.
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Da die erfindungsgemäße Riemenscheibenanordnung mittels des Startergenerators die Kurbelwelle antreiben kann, kann die Riemenscheibenanordnung und das Startergetriebe besonders sicher betrieben werden, da insbesondere ein Ausfall eines externen Aktuators vermieden werden kann.
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Die erfindungsgemäße Riemenscheibenanordnung kann auch ein begrenztes Startmoment, beispielsweise bis etwa 200 Newtonmeter, für die Kurbelwelle bereitstellen, so dass die Riemenscheibenanordnung ein kostengünstiges Start-Stop-System mit Standklimatisierung ermöglichen kann und insbesondere für kleine Motoren verwendbar ist und einen Warmstart bei größeren Motoren ausführen kann.
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Insbesondere können die Betätigungsmittel als einstückiges oder mehrstückiges Kulissenelement ausgebildet sein, das ein Getriebeelement zum Übertragen einer Kraft darstellen kann.
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Die Betätigungsmittel und die Riemenscheibe können relativ zueinander verdrehbar ausgebildet sein, wobei die Betätigungsmittel dazu eingerichtet sein können, in einer ersten Relativdrehstellung bezüglich der Riemenscheibe die Reibkupplung mit einer ersten Axialkraft zum Drücken der Reibkupplung in die Schließstellung zu beaufschlagen und in einer zweiten Relativdrehstellung bezüglich der Riemenscheibe die Reibkupplung mit einer zweiten Axialkraft zum Halten der Reibkupplung in der Offenstellung zu beaufschlagen. Die erste Relativdrehstellung kann also der Schließstellung der Reibkupplung und die zweite Relativdrehstellung kann der Offenstellung der Reibkupplung zugeordnet sein. Die erste und zweite Axialkraft können dabei gleich oder verschieden sein. Folglich beruht das Schalten der Reibkupplung zwischen ihrer Schließstellung und ihrer Offenstellung mittels der Betätigungsmittel auf dem sogenannten Prinzip eines "mechanischen Zentralausrücker", bei dem eine Relativdrehbewegung zwischen zwei Bauteilen in einen axialen Kraftübertrag auf ein weiteres Bauteil umgewandelt werden kann. Dies kann eine besonders kompakte und kostengünstige Bauweise der Riemenscheibenanordnung bewirken.
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Insbesondere kann die Riemenscheibe drehbar ausgebildet sein und die Betätigungsmittel können mittels eines Freilaufs, der an einem drehfesten und lagefesten Stützelement, insbesondere einem Gehäuse der Riemenscheibenanordnung, abgestützt sein kann, lagefest und drehfest haltbar ausgebildet sein. Bei einem Drehen der Riemenscheibe in Drehrichtungssinn des Verbrennungsmotors kann der Freilauf insbesondere in Überholrichtung ausgebildet sein und die Betätigungsmittel können sich zusammen mit der Riemenscheibe drehen. Bei einem Antreiben der Riemenscheibe mittels des Startergenerators können die Betätigungsmittel drehfest und lagefest gehalten werden, während sich die Riemenscheibe relativ zu den Betätigungsmitteln entsprechend einer Rückwärtsdrehrichtung des Startergenerators entgegen der der durch den Verbrennungsmotor vorgegeben Drehrichtung der Riemenscheibe verdrehen kann. Dadurch kann eine Schaltung der Reibkupplung zwischen ihrer Offenstellung und ihrer Schließstellung mittels der Betätigungsmittel besonders einfach bewirkt werden.
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Die Riemenscheibenanordnung kann ferner zumindest ein Rastelement zum drehfesten Verrasten der Betätigungsmittel relativ zur Riemenscheibe oder zur Reibkupplung aufweisen, wobei die Betätigungsmittel eine, insbesondere kreisrund, geschlossene Laufbahn für das zumindest eine Rastelement mit zumindest einem ersten Rastpunkt, der der Offenstellung der Reibkupplung zugeordnet sein kann, und zumindest einem zweiten Rastpunkt aufweisen können, der der Schließstellung der Reibkupplung zugeordnet sein kann. Der zumindest erste Rastpunkt und der zumindest zweite Rastpunkt der Laufbahn der Betätigungsmittel können insbesondere stabile Rastpositionen, also selbsthemmende Rastpositionen, für das zumindest eine Rastelement darstellen. Diese Maßnahme kann bewirken, dass die Reibkupplung besonders sicher in ihrer Offenstellung oder in ihrer Schließstellung gehalten werden kann, da die Betätigungsmittel mittels des Rastelements relativ zur Riemenscheibe oder zur Reibkupplung drehfest gehalten werden können. Eine Lösung der Verrastung des Rastelements aus dem zumindest ersten oder dem zumindest zweiten Rastpunkt kann besonders einfach mittels des Startergenerators bewirkt werden, dessen geringes Drehmoment zum Antreiben der Riemenscheibe und somit zum Lösen des Rastelements ausreichen kann. Da die Betätigungsmittel eine geschlossene Laufbahn für das zumindest eine Rastelement aufweisen, kann ein Schalten der Reibkupplung zwischen ihrer Offenstellung und ihrer Schließstellung abwechselnd ausgeführt werden. Daher kann eine versehentlich falsche Schaltung der Reibkupplung stets, insbesondere bei einem Stillstand des Verbrennungsmotors, korrigiert werden.
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Die Betätigungsmittel können auf ihrer dem zumindest einen Rastelement zugewandten Seite rampenförmig ausgebildet sein und zumindest einen ersten Rampenabschnitt zwischen dem zumindest ersten Rastpunkt und dem zumindest zweiten Rastpunkt und zumindest einen zweiten Rampenabschnitt zwischen dem zumindest zweiten Rastpunkt und dem zumindest ersten Rastpunkt aufweisen, wobei eine Steigung des zumindest ersten Rampenabschnitts einen positiven Wert aufweisen kann und wobei eine Steigung des zumindest zweiten Rampenabschnitts einen negativen Wert aufweisen kann. Insbesondere kann die Steigung bezüglich einer Stirnfläche der Betätigungsmittel, die dem zumindest einen Rastelement zugewandt sein und/oder etwa senkrecht zu einer Drehachse der Riemenscheibenanordnung verlaufen kann, gemessen werden. Ein positiver Wert der Steigung des ersten Rampenabschnitts kann einem in Richtung des zumindest einen Rastelements ansteigendem zumindest ersten Rampenabschnitt zwischen dem ersten Rastpunkt und dem zweiten Rastpunkt entsprechen. Ein negativer Wert der Steigung des zweiten Rampenabschnitts kann einem in Richtung des zumindest einen Rastelements abfallenden zumindest zweiten Rampenabschnitt zwischen dem zweiten Rastpunkt und dem erstem Rastpunkt entsprechen. Auf diese Weise kann das zumindest eine Rastelement entlang der Laufbahn der Betätigungsmittel axial seine Position ändern, so dass über das zumindest eine Rastelement eine entlang der Laufbahn kontinuierlich wirkende axiale Kraftbeaufschlagung auf die Reibkupplung ermöglicht werden kann.
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Insbesondere kann eine insbesondere entlang der Laufbahn gemessene Länge des zumindest ersten Rampenabschnitts geringer als eine entsprechende Länge des zumindest zweiten Rampenabschnitts sein und/oder die Steigung des zumindest ersten Rampenabschnitts kann betragsmäßig größer als die Steigung des zumindest zweiten Rampenabschnitts sein. Die geringere Länge des zumindest ersten Rampenabschnitts im Vergleich zu der Länge des zumindest zweiten Rampenabschnitts kann ein besonders schnelles Schalten der Reibkupplung von ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung ermöglichen. Gleichzeitig kann ein versehentliches Schalten der Reibkupplung von ihrer Schließstellung in ihre Offenstellung vermieden werden, da das Rastelement einen vergleichsweise langen Weg entlang dem zumindest zweiten Rampenabschnitt zurücklegen muss. Die betragsmäßig größere Steigung des zumindest ersten Rampenabschnitts im Vergleich zu der Steigung des zumindest zweiten Rampenabschnitts kann ein ungewolltes Betätigen der Reibkupplung in die Schließstellung verhindern, da ein großer Hub des zumindest einen Rastabschnitts überwunden werden muss. Gleichzeitig wird durch die geringere Steigung des zumindest zweiten Rampenabschnitts im Vergleich zur Steigung des zumindest ersten Rampenabschnitts ein ungewolltes Schalten der Reibkupplung von ihrer Schließstellung in die Offenstellung verhindert. Sowohl der längere Weg des zumindest zweiten Rampenabschnitts als auch die geringere Steigung des zumindest zweiten Rampenabschnitts ermöglichen es, dass ein langsames Mitdrehen der Kurbelwelle bei einem Lösen der Wirkverbindung zwischen der Kurbelwelle und der Reibkupplung erfolgen kann und daher ein geringes Gegendrehen der Kurbelwelle im gerade gelösten Zustand klein sein kann. Dadurch kann eine Materialbeanspruchung der Riemenscheibenanordnung reduziert werden.
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Insbesondere kann die Laufbahn bezüglich einer Rotationsachse der Riemenscheibe im Wesentlichen konzentrisch ausgebildet sein, so dass die Betätigungsmittel eine konstruktiv besonders einfache Bauweise aufweisen können.
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Insbesondere kann die Laufbahn eine Vielzahl von ersten Rastpunkten und eine Vielzahl von zweiten Rastpunkten aufweisen, wobei entlang der Laufbahn gesehen jeweils ein erster Rastpunkt der Vielzahl der ersten Rastpunkte benachbart zu einem zweiten Rastpunkt der Vielzahl von zweiten Rastpunkten angeordnet sein kann. Insbesondere kann die Riemenscheibenanordnung ferner eine Vielzahl von Rastelementen aufweisen, und es kann je Rastelement der Vielzahl von Rastelementen ein erster Rastpunkt und ein zweiter Rastpunkt der Laufbahn vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Riemenscheibenanordnung drei Rastelemente, drei erste Rastpunkte und drei zweite Rastpunkte und optional entsprechende erste und zweite Rampenabschnitte aufweisen. Durch die zyklische Anordnung der Vielzahl von ersten und zweiten Rastpunkten entlang der geschlossenen Laufbahn der Betätigungsmittel können ein oder mehrere Rastelemente endlos zwischen einem ersten Rastpunkt und einem zweiten Rastpunkt bewegt werden, so dass sich die Offenstellung und die Schließstellung der Reibkupplung kontinuierlich abwechseln können. Das Versehen der Riemenscheibenanordnung mit der Vielzahl von Rastelementen kann eine Sicherheit beim Halten der Reibkupplung in ihrer Schließstellung oder in ihrer Offenstellung erhöhen.
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Insbesondere kann die Laufbahn eine sich zumindest teilweise entlang der Laufbahn erstreckende Aufnahme zum teilweisen Aufnehmen des zumindest einen Rastelements oder der Vielzahl von Rastelementen aufweisen, in der das zumindest eine Rastelement oder die Vielzahl der Rastelemente sicher geführt werden können.
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Insbesondere kann das zumindest eine Rastelement oder die Vielzahl von Rastelementen kugelförmig, also als Kugel, oder rollenförmig, also als Rolle mit vorzugsweise einer ballig ausgebildeten Zylindermanteloberfläche, ausgebildet sein. Diese Maßnahme kann bewirken, dass eine Reibungskraft zwischen den Betätigungsmitteln und dem Rastelement aufgrund einer Relativbewegung des Rastelements und der Betätigungsmittel reduziert sein kann, so dass eine Lebensdauer des Rastelements und der Betätigungsmittel erhöht werden kann.
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Die Riemenscheibenanordnung kann ferner ein Gegendruckelement für das zumindest eine Rastelement aufweisen, wobei das Gegendruckelement auf einer den Betätigungsmitteln abgewandten Seite des zumindest einen Rastelements angeordnet sein kann. Folglich können die Betätigungsmittel zusammen mit dem Rastelement und dem Gegendruckelement ein Lager bilden, bei dem das Gegendruckelement und die Betätigungsmittel sich relativ zueinander verdrehen können. Dies ermöglicht ein einfaches drehbewegliches Halten des Rastelements zwischen den Betätigungsmitteln und dem Gegendruckelement.
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Insbesondere können das Gegendruckelement und die Riemenscheibe relativ zueinander verdrehbar ausgebildet sein, wobei die Betätigungsmittel dazu eingerichtet sein können, in einer ersten Relativdrehstellung des Gegendruckelements bezüglich der Riemenscheibe die Reibkupplung mit einer ersten Axialkraft zum Drücken der Reibkupplung in die Schließstellung zu beaufschlagen und in einer zweiten Relativdrehstellung des Gegendruckelements bezüglich der Riemenscheibe die Reibkupplung mit einer zweiten Axialkraft zum Halten der Reibkupplung in der Offenstellung zu beaufschlagen. Die erste Relativdrehstellung kann der Schließstellung der Reibkupplung und die zweite Relativdrehstellung kann der Offenstellung der Reibkupplung zugeordnet sein. Die erste Axialkraft kann gleich oder verschieden zur zweiten Axialkraft sein. Folglich kann das Prinzip der "mechanischen Zentralausrücker" auch bei mit der Riemenscheibe mitdrehenden Betätigungsmitteln verwendet werden. Dadurch kann ebenfalls eine besonders kompakte und kostengünstige Bauweise der Riemenscheibenanordnung bewirkt werden.
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Insbesondere kann die Riemenscheibe und die Betätigungsmittel zueinander drehfest und drehbar ausgebildet sein und das Gegendruckelement kann mittels eines Freilaufs, der an einem drehfesten und lagefesten Stützelement, insbesondere einem Gehäuse der Riemenscheibenanordnung, abgestützt sein kann, lagefest und drehfest haltbar ausgebildet sein. Bei einem Drehen der Riemenscheibe in Drehrichtungssinn des Verbrennungsmotors kann der Freilauf insbesondere in Überholrichtung ausgebildet sein, so dass sich das Gegendruckelement zusammen mit der Riemenscheibe und den Betätigungsmitteln drehen kann. Bei einem Antreiben der Riemenscheibe mittels des Startergenerators kann das Gegendruckelement drehfest und lagefest gehalten werden, während sich die Riemenscheibe zusammen mit den Betätigungsmitteln relativ zu dem Gegendruckelement entsprechend der Rückwärtsdrehrichtung des Startergenerators entgegen der durch den Verbrennungsmotor vorgegeben Drehrichtung der Riemenscheibe verdrehen kann. Dadurch kann eine Schaltung der Reibkupplung zwischen ihrer Offenstellung und ihrer Schließstellung mittels der Betätigungsmittel besonders einfach bewirkt werden, indem die Reibkupplung in Abhängigkeit einer Relativdrehstellung des Gegendruckelements bezüglich zur Riemenscheibe mit einer Axialkraft der Betätigungsmittel beaufschlagt werden kann.
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Insbesondere kann das Gegendruckelement bei einer kugelförmigen Ausgestaltung des zumindest einen Rastelements auf seiner dem zumindest einen Rastelement zugewandten Seite im Wesentlichen rampenfrei ausgebildet sein. Diese Maßnahme kann insbesondere bei im Wesentlichen nicht gegen eine Drehachse der Betätigungsmittel kippbaren Betätigungsmitteln und/oder bei einem im Wesentlichen nicht gegen eine Drehachse des Gegendruckelement kippbaren Gegendruckelement verwirklicht sein, da das zumindest eine Rastelements nicht von einer Oberfläche des flachen Gegendruckelements abrutschen und das zumindest eine Rastelement sicher auf der Oberfläche des Gegendruckelements geführt sein kann.
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Alternativ kann das Gegendruckelement bei einer kugelförmigen Ausgestaltung des zumindest einen Rastelements auf seiner dem zumindest einen Rastelement zugewandten Seite bezüglich des rampenförmigen Betätigungselements gegenläufig rampenförmig ausgebildet sein, so dass ein Abstand zwischen den Betätigungsmitteln und dem Gegendruckelement entlang der Laufbahn im Wesentlichen kontant sein kann. Dadurch kann ein Schlupfen oder Lösen des zumindest einen Rastelements zwischen dem Gegendruckelement und dem rampenförmigen Betätigungselement verhindert werden. Insbesondere kann ein maximaler Hub entsprechender erster und zweiter Rampenabschnitten des Gegendruckelements und des zumindest ersten Rampenabschnitts und des zumindest zweiten Rampenabschnitts der Betätigungsmittel die Hälfte eines Hubs der zumindest ersten und zweiten Rampenabschnitte der Betätigungsmittel bei einem rampenfreien Gegendruckelement betragen. Ein Betätigen der Reibkupplung zwischen ihrer Schließstellung und ihrer Offenstellung kann dabei einen doppelten Relativdrehwinkel der Riemenscheibe und der Betätigungsmittel erfordern. Dadurch kann ein axialer Bauraum der Riemenscheibenanordnung besonders gering sein.
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Insbesondere kann das Gegendruckelement auf seiner dem kugelförmigen, zumindest einen Rastelement zugewandten Seite eine sich zumindest teilweise entlang einer Laufbahn erstreckende Aufnahme zum teilweisen Aufnehmen des zumindest einen Rastelements aufweisen, so dass die Sicherheit bei einer Führung des zumindest einen Rastelements erhöht sein kann.
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Insbesondere kann das Gegendruckelement bei einem rollenförmig ausgestalteten zumindest einen Rastelement zumindest eine Halteelement zum drehbeweglichen Halten des zumindest einen Rastelement aufweisen. Das zumindest eine Halteelement kann beispielweise als Nadelhülse oder als radial innen angeordneter, winkelförmiger Fortsatz des Gegendruckelements ausgebildet sein.
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Die Riemenscheibenanordnung kann ferner eine Tellerfeder aufweisen, die radial innerhalb der Riemenscheibe und zumindest teilweise benachbart zur Reibkupplung angeordnet sein kann und einen radial inneren Randbereich aufweisen kann, wobei der radial innere Randbereich der Tellerfeder mittels einer Bewegung des zumindest einen Rastelements entlang der Laufbahn axial verschiebbar sein kann. Ein radial äußerer Randbereich der Tellerfeder kann drehfest zwischen einem axialen Fortsatz der Riemenscheibe und der Reibkupplung bezüglich der Riemenscheibe oder einem benachbart zur Reibkupplung angeordneten radial äußeren Randbereich des Gegendruckelements angeordnet sein. Die Tellerfeder kann dabei gleichzeitig als axiale Federung der Reibkupplung an dem axialen Fortsatz der Riemenscheibe und als axiale Federung des Gegendruckelements und/oder der Betätigungsmittel dienen. Insgesamt wird durch diese Maßnahme eine axiale Kraft der Betätigungsmittel auf die Reibkupplung übertragen.
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Alternativ zu einem Vorsehen des Gegendruckelements kann insbesondere das zumindest eine Rastelement, das vorzugsweise als Rolle ausgebildet ist, direkt am radial inneren Randbereich der Tellerfeder, der vorzugsweise die Zungen aufweisen kann, befestigt sein, wodurch eine aufwändige Halterung des zumindest einen Rastelements mittels des Gegendruckelements entfallen kann.
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Die Betätigungsmittel können zumindest teilweise axial benachbart zu der Riemenscheibe und an einer Seite der Riemenscheibenanordnung angeordnet sein, die von der Kurbelwelle abgewandt sein kann, wobei die Betätigungsmittel auf ihrer dem zumindest einen Rastelement abgewandten Seite axial gelagert sein können und wobei das Gegendruckelement an einem radial inneren Randbereich der Tellerfeder axial angefedert angeordnet sein können. Dabei kann der radial innere Randbereich der Tellerfeder eine oder mehrere radial nach innen weisende Zungen aufweisen. Die axiale Lagerung der Betätigungsmittel insbesondere an einem Gehäuse oder einem axialen Fortsatz der Riemenscheibe kann eine Relativdrehung der Betätigungsmittel und der Riemenscheibe ermöglichen. Die axiale Anfederung des Gegendruckelements kann ein axiales Verschieben des zumindest einen Rastelements und des Gegendruckelements und damit der Tellerfeder entsprechend der Laufbahn der Betätigungsmittel ermöglichen, um die Reibkupplung mit einer axialen Kraft zu beaufschlagen. Diese Ausgestaltung der Riemenscheibenanordnung kann einen geringen Außendurchmesser der Riemenscheibenanordnung bewirken.
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Die Betätigungsmittel können radial innerhalb der Riemenscheibe angeordnet sein, wobei der radial innere Randbereich der Tellerfeder benachbart zu einer dem zumindest einen Rastelement abgewandten Seite des Gegendruckelements angeordnet und auf seiner dem Gegendruckelement abgewandten Seite axial angefedert sein kann, wobei die Betätigungsmittel an einer dem Gegendruckelement abgewandten Seite der Tellerfeder axial eingespannt sein können. Dabei kann das Gegendruckelement drehbar bezüglich der Riemenscheibe ausgebildet sein. Insbesondere kann die axiale Einspannung der Betätigungsmittel mittels eines benachbart zu der axialen Anfederung der Tellerfeder angeordneten schlitzten Sicherungsrings bewerkstelligt werden, und ein axialer Abschnitt der Betätigungsmittel kann durch die Tellerfeder hindurchgreifen und in dem Sicherungsring befestigt sein. Insbesondere kann der radial innere Randbereich der Tellerfeder ringförmig ausgebildet sein und somit kann eine aufwändige Ausgestaltung der Tellerfeder mit Zungen vermieden werden, die einen relativ großen axialen Bauraum beanspruchen können. Diese Maßnahme kann eine besonders kompakte Bauform der Riemenscheibenanordnung ermöglichen. Ein Außendurchmesser der Riemenscheibenanordnung kann insbesondere im Vergleich zu der zuvor beschriebenen Ausgestaltung größer sein.
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Die Betätigungsmittel können radial innerhalb der Riemenscheibe angeordnet sein, wobei die Betätigungsmittel auf ihrer dem Rastelement abgewandten Seite axial gelagert sein können, wobei ein radial äußerer Abschnitt des Gegendruckelements drehfest mit der Reibkupplung verbunden sein kann und benachbart zu dem radial äußeren Randbereich der Tellerfeder angeordnet sein kann. Insbesondere kann der radial innere Randbereich der Tellerfeder ringförmig ausgebildet sein und somit kann eine aufwändige Ausgestaltung der Tellerfeder mit Zungen vermieden werden, die einen relativ großen axialen Bauraum beanspruchen können. Ferner kann der Bauraum der Riemenscheibenanordnung in axialer Richtung insbesondere im Vergleich zu den zuvor genannten Ausgestaltungen der Riemenscheibenanordnung reduziert sein. Eine axiale Verringerung des Bauraums kann insbesondere etwa 15 Prozent betragen. Dadurch kann das Betätigen der Reibkupplung direkt an dem Gegendruckelement erfolgen, da das zumindest eine Rastelement in dem zumindest einen Halteelement des Gegendruckelements aufgenommen sein kann.
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In Kombination mit der zuletzt beschriebenen Ausgestaltung der Riemenscheibenanordnung kann das Gegendruckelement das zumindest eine Rastelement direkt aufnehmen und mittels der Betätigungsmittel axial bewegbar sein. Das Gegendruckelement kann als im Wesentlichen scheibenringförmige Anpressplatte ausgestaltet sein, die einen radial inneren kreisringförmigen Abschnitt aufweist, an dem zumindest ein Halteelement für das zumindest eine Rastelement angeordnet sein. Das Halteelement kann beispielsweise einen gewinkelten Körper aufweisen, der sich in Fortsetzung der Anpressplatte radial nach innen erstreckt und in Richtung des zumindest einen Rastelements geöffnet sein kann.
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Insbesondere können die drei zuvor genannten Ausgestaltungen der Riemenscheibenanordnung von einem Einsatzbereich der Riemenscheibenanordnung abhängen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Startergetriebe für einen Antriebsstrang zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Riemenscheibenanordnung, die oben beschrieben ist, einer Kurbelwelle, die mit einer Reibkupplung der Riemenscheibenanordnung drehfest verbunden ist und mit einer Riemenscheibe der Riemenscheibenanordnung in Wirkverbindung bringbar ist und einem Startergenerator, der an der Riemenscheibe angreift.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem Startergetriebe, das oben beschrieben ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1, 2 schematische Prinzipdarstellungen einer Riemenscheibenanordnung gemäß einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel,
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3 eine schematische Schnittdarstellung in Draufsicht auf eine Riemenscheibenanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
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4 Betätigungsmittel der Riemenscheibenanordnung in 3,
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5 eine schematische Schnittdarstellung in Draufsicht auf eine Riemenscheibenanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
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6 eine schematische Schnittdarstellung in Draufsicht auf eine Riemenscheibenanordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
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7 eine schematische Schnittdarstellung in Draufsicht auf eine Riemenscheibenanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
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8 eine schematische Querschnittdarstellung der Riemenscheibenanordnung in 7,
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9 eine schematische Schnittdarstellung in Draufsicht auf eine Riemenscheibenanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
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10 eine schematische Querschnittansicht der Riemenscheibenanordnung in 9,
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11 eine perspektivische Ansicht eines Gegendruckelements der Riemenscheibenanordnung in 10,
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12 eine perspektivische Ansicht des Gegendruckelements in 11 und von Betätigungsmitteln der Riemenscheibenanordnung in 10,
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13 eine schematische Schnittdarstellung in Draufsicht auf das Gegendruckelement und die Betätigungsmittel in 12.
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Die in 1 gezeigte Riemenscheibenanordnung 10 eines Startergetriebes eines Antriebsstrangs zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs weist eine Riemenscheibe 12 und eine Reibkupplung 14 auf, die radial innerhalb der Riemenscheibe 12 angeordnet ist und mittels der die Riemenscheibe 12 mit einer Kurbelwelle 16 in Wirkverbindung bringbar ist. Die Riemenscheibe 12 ist mittels einer Lagerung 18 auf der Kurbelwelle 16 gelagert. In einer Offenstellung der Reibkupplung 14 ist die Riemenscheibe 12 von der Kurbelwelle 16 getrennt, d.h. die Riemenscheibe 12 steht nicht in Wirkverbindung mit der Kurbelwelle 16, und in einer Schließstellung der Reibkupplung 14 steht die Riemenscheibe 12 mit der Kurbelwelle 16 in Wirkverbindung. Um ein Betätigen oder Schalten der Reibkupplung 14 zwischen ihrer Schließstellung und ihrer Offenstellung zu ermöglichen, weist die Riemenscheibenanordnung 10 Betätigungsmittel 20 zum axialen Betätigen der Reibkupplung 14 zwischen der Offenstellung und der Schließstellung der Reibkupplung 14 auf. Dazu sind die Betätigungsmittel 20 mittels eines an der Riemenscheibe 12 angreifenden Startergenerators des Startergetriebes antreibbar. Ferner sind die Betätigungsmittel 20 mittels eines Freilaufs 22 an einem Gehäuse 24 der Riemenscheibenanordnung 10 oder eines Gehäuses eines die Riemenscheibenanordnung 10 aufnehmenden Startergetriebes abgestützt.
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Die Betätigungsmittel 20 sind als einstückiges Kulissenelement ausgebildet, das eine geschlossene Laufbahn 26 für ein sich entlang der Laufbahn 26 beweglich ausgebildetes Rastelement 28 aufweist. Die Laufbahn 26 ist mit einem stabilen, ersten Rastpunkt 30 und einem stabilen, zweiten Rastpunkt 32 versehen. Der erste Rastpunkt 30 ist der Offenstellung der Reibkupplung 14 zugeordnet, und der zweite Rastpunkt 32 ist der Schließstellung der Reibkupplung 14 zugeordnet. Die Betätigungsmittel 20 weisen einen ersten Rampenabschnitt 34 zwischen dem ersten Rastpunkt 30 und dem zweiten Rastpunkt 32 und einen zweiten Rampenabschnitt 36 zwischen dem zweiten Rastpunkt 32 und dem ersten Rastpunkt 30 auf. Eine Steigung des ersten Rampenabschnitts 34 ist bezüglich einer Stirnfläche der Betätigungsmittel 20, die senkrecht zu einer durch die Kurbelwelle 16 definierten Drehachse der Riemenscheibenanordnung 10 verläuft und der Reibkupplung 14 zugewandt ist, positiv, und eine Steigung des zweiten Rampenabschnitts 36 ist bezüglich dieser Stirnfläche negativ. Daher steigt der erste Rampenabschnitt 34 in Richtung der Reibkupplung 14 gesehen an und der zweite Rampenabschnitt 36 fällt in Richtung der Reibkupplung 14 gesehen ab.
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In einem Betrieb der Riemenscheibenanordnung 10 wird die Riemenscheibe 12 mittels eines Verbrennungsmotors, der mit der Riemenscheibe 12 verbunden ist, angetrieben. Die Drehrichtung des Verbrennungsmotors entspricht der Drehrichtung der Riemenscheibe 12. Der Freilauf 22 befindet sich in Überholrichtung, so dass sich die Betätigungsmittel 20 mit der Riemenscheibe 12 mit drehen. Im Folgenden wird angenommen, dass sich die Reibkupplung 14 dabei in ihrer Schließstellung befindet. Das Rastelement 28 befindet sich also an dem stabilen Rastpunkt 32. Um die Reibkupplung 14 in ihre Offenstellung zu führen, dreht der Startergenerator bei einem Motorstillstand, bei dem der Verbrennungsmotor von der Riemenscheibe 12 abgekoppelt ist, die Riemenscheibe 12 in eine Rückwärtsrichtung bezüglich der durch den Verbrennungsmotor definierten Drehrichtung der Riemenscheibe 12. Der Freilauf 22 hält dabei die Betätigungsmittel 20 lagefest und drehfest, so dass sich die Betätigungsmittel 20 und die Riemenscheibe 12 relativ zueinander verdrehen. Das Rastelement 28 wandert entlang der Laufbahn 26 der Betätigungsmittel 20 vom zweiten Rastpunkt 32 zu dem ersten Rastpunkt 30. In der dem ersten Rastpunkt 30 zugeordneten Relativdrehstellung der Betätigungsmittel 20 bezüglich der Riemenscheibe 12 beaufschlagen die Betätigungsmittel 20 und das Rastelement 28 die Reibkupplung 14 mit einer Axialkraft, die mittels eines zweiseitig endenden Pfeils 38 angedeutet ist, und die Reibkupplung 14 ist in ihrer Offenstellung. Zu Beginn der Drehung der Riemenscheibe 12 wird die Kurbelwelle 16 mit der Riemenscheibe 12 beispielweise um etwa 50 Grad mit gedreht und bleibt erst drehfest bezüglich des Gehäuses des Startergetriebes, wenn sich die Reibkupplung 14 zu lösen beginnt. In der Offenstellung der Reibkupplung 14 kann beispielweise eine Standklimatisierung des Startergetriebes durchgeführt werden.
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Wird die Riemenscheibe 12 während des Motorstillstands relativ zu den Betätigungsmitteln 20 weiter verdreht, die wieder über den Freilauf 22 ortsfest und lagefest gehalten werden, wandert das Rastelement 28 entlang der Laufbahn 26 zu dem zweiten Rastpunkt 32. In dieser Relativdrehstellung der Betätigungsmittel 20 bezüglich der Riemenscheibe 12 wird die Reibkupplung 14 mittels der Betätigungsmittel 20 und des Rastelements 28 mit einer Axialkraft beaufschlagt, die größer als die in der zuvor beschriebenen Relativdrehstellung wirkenden Axialkraft 38 ist und die die Reibkupplung 14 in ihre Schließstellung drückt. Um den Verbrennungsmotor erneut zu starten, wird der Startergenerator zunächst wieder kurz rückwärts gedreht, und die Riemenscheibe 12 und die Betätigungsmittel 20 verdrehen sich relativ zueinander, bis das Rastelement 28 in der zweiten Rastposition 32 und die Reibkupplung 28 in ihrer Schließstellung ist. Im Anschluss daran erfolgt der Motorstart mittels eines Angreifens des Verbrennungsmotors an der Riemenscheibe 12. In einem normalen Betrieb des Startergetriebes befindet sich die Reibkupplung 14 in ihrer Schließstellung, und es kann beliebig zwischen einem Generatorbetrieb, bei dem der Startergenerator geladen wird, und einem Boost-Betrieb, bei dem der Startergenerator den Verbrennungsmotor unterstützt, gewechselt werden. Eine Abkopplung von Nebenaggregaten, beispielsweise einer Lichtmaschine, einer Kraftstoffpumpe oder einer Motorölpumpe, ist im normalen Betrieb der Riemenscheibenanordnung nicht möglich, da eine Schaltung der Reibkupplung 14 zwischen ihrer Schließstellung und ihrer Offenstellung nur bei stehendem Verbrennungsmotor erfolgen kann.
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Die in 2 dargestellte Riemenscheibenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Riemenscheibenanordnung 10 dadurch, dass die Betätigungsmittel 20 auf der der Kurbelwelle 16 zugewandten Seite angeordnet sind.
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Die in 3 gezeigte Riemenscheibenanordnung 10 eines Startergetriebes ist ähnlich zu der Riemenscheibenanordnung in 1 ausgebildet. Die Riemenscheibenanordnung 10 ist im Wesentlichen konzentrisch um eine Drehachse M einer Kurbelwelle 16 ausgebildet. Eine Reibkupplung 14 der Riemenscheibenanordnung 10 stellt eine normal geschlossene Reibkupplung dar, bei der ein innerer Lamellenträger 40 und ein äußerer Lamellenträger 42 gegen Lamellen eines Lamellenpakets 44, die sieben Reibflächen bilden, stets gedrückt sind. Der äußere Lamellenträger 42 ist mit der Kurbelwelle 16 drehfest verbunden. Der innere Lamellenträger 40 ist mittels eines zweireihigen Kugellagers 18 auf der Nabe 46 der Riemenscheibenanordnung 10 gelagert. Der innere Lamellenträger 40 ist ebenfalls drehfest mit der Riemenscheibe 12 verbunden und zentriert die Riemenscheibe 12. Der Freilauf 22 ist als Hülsenfreilauf ausgebildet und weist eine Stützhülse 48 auf, die von einer Freilaufhülse 50 umgeben ist. Die Stützhülse 48 ist mit einem Motorblock eines Gehäuses des Startergetriebes ortsfest montiert. Das Betätigungselement 20 ist als Kulissenelement ausgebildet und größtenteils axial benachbart zu der Riemenscheibe 12 und an einer Seite der Riemenscheibenanordnung 10 angeordnet, die von der Kurbelwelle 16 abgewandt ist. Die Betätigungsmittel 20 sind mittels eines Gleitlagers 52 axial und radial an einem topfförmigen Fortsatz 54 der Riemenscheibe 12 gelagert. Alternativ kann ein Wälzlager zwischen den Betätigungsmitteln 20 und dem axialen Fortsatz 54 vorgesehen sein.
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Die Betätigungsmittel 20 weisen einen hülsenförmigen oder ringförmigen Abschnitt 56 auf, an dem ein scheibenringförmiger Abschnitt 58 der Betätigungsmittel 20, beispielsweise ein Kurvenscheibenring, angeordnet ist. Jeweils drei erste und zweite Rampenabschnitte 34, 36 der Betätigungsmittel 20 springen von den scheibenringförmigen Abschnitt 58 in die Richtung der Kurbelwelle 18 vor. Eine Laufbahn 26 auf den rampenförmigen Abschnitten 34, 36 der Betätigungsmittel 20 ist flach ausgebildet.
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Die Riemenscheibenanordnung 10 weist ferner drei Rastelemente 28 auf, die jeweils als Rollen ausgebildet sind und in einem als Rollenträger dienenden Gegendruckelement 60 der Riemenscheibenanordnung 10 gehalten sind. Dazu weist das scheibenringförmige Gegendruckelement 60 drei axial in Richtung der Betätigungsmittel 20 vorspringende Halteelemente 61 auf. Das Gegendruckelement 60 ist auf einer den Betätigungsmitteln 20 abgewandten Seite der drei Rastelemente 28 angeordnet und über eine ringförmige Vorlasttellerfeder 62 an einer drehfest mit einer Tellerfeder 64 verbundenen Kunststoffscheibe 66 axial angefedert. Die Tellerfeder 64 ist radial innerhalb der Riemenscheibe 12 angeordnet, und ein radial innerer Randbereich 68 der Tellerfeder 64 ist mittels der Relativdrehung der Betätigungsmittel 20 und der Riemenscheibe 12 axial verschiebbar. Die Kunststoffscheibe 66 ist an dem als Zungen ausgebildeten radial inneren Randbereich 68 der Tellerfeder 64 angelegt, und nasenförmige Fortsätze der Kunststoffscheibe 66 greifen zwischen die Zungen 68 der Tellerfeder 64 ein, so dass eine Verdrehsicherung zwischen der Tellerfeder 64 und der Kunststoffscheibe 66 gebildet ist. Die Vorlasttellerfeder 62 hat umfänglich eine Verzahnung, um eine Verdrehsicherung bezüglich der Kunststoffscheibe 66 zu gewährleisten. Die an der Kunststoffscheibe 66 befestigte Vorlasttellerfeder 62 dient als Toleranzausgleich bei geschlossener Reibkupplung 14. Die in ihren Normalzustand vorgespannte Tellerfeder 64 stützt sich an dem Gegendruckelement 60 ab. Ein radial äußerer Randbereich 70 der Tellerfeder 64 ist radial zwischen einem axialen Fortsatz 72 der Riemenscheibe 12 und dem inneren Lamellenträger 40 der Reibkupplung 14 bezüglich der Riemenscheibe 12 drehfest eingespannt. Ein Elastomertilger 74, der als Feder- und Dämpfungselement dient, ist direkt mit einem Außenbereich der Kurbelwelle 16 verbunden und axial benachbart zu der Riemenscheibe 12 auf der der Kurbelwelle 16 zugewandten Seite der Riemenscheibenanordnung 10 angeordnet.
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Bei einem Betrieb der Riemenscheibenanordnung 10 laufen die drehbeweglich in den Halteelementen 61 aufgenommenen Rollen 28 über den scheibenringförmigen Abschnitt 58 der Betätigungsmittel 20 und übertragen den über die Laufbahn 26 der Betätigungsmittel 20 definierten Axialweg an die Zungen 68 der Tellerfeder 64. Dadurch wird der radial äußere Randbereich 70 der Tellerfeder 64 gegen den inneren Lamellenträger 40 der Reibkupplung 14 gedrückt. Die Lamellen des Lamellenpakets 44 werden durch die axiale Kraftbeaufschlagung, je nach Relativdrehstellung der Betätigungsmittel 20 und der Riemenscheibe 12, rotativ miteinander verbunden beziehungsweise voneinander getrennt. Der axiale Kraftfluss wird dabei über die Nabe 46 und das zweireihige Kugellager 18 geschlossen und an die Kurbelwelle 16 übertragen.
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Die in 4 gezeigten Betätigungsmittel 20 weisen eine konzentrische Bauform auf und sind bezüglich der Drehachse M konzentrisch angeordnet. Die Laufbahn 26 weist den ersten Rastpunkt 30, den zweiten Rastpunkt 32, den ersten Rampenabschnitt 34 und den zweiten Rampenabschnitt 36 auf, die jeweils als Gruppe dreimal entlang der Laufbahn 26 angeordnet sind. Der erste Rampenabschnitt 34 weist, bezüglich der radialen Erstreckung einer Stirnfläche der Betätigungsmittel 20 gemessen, eine größere Steigung als der zweite Rampenabschnitt 36 auf, während, entlang der Umfangsrichtung der Betätigungsmittel 20 gemessen, eine Länge des ersten Rampenabschnitts 34 kürzer als eine Länge des zweiten Rampenabschnitts 36 ist.
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Die in 5 gezeigte Riemenscheibenanordnung 10 ist ähnlich zu der Riemenscheibenanordnung 10 in 3 ausgebildet, weist allerdings anstelle der drei als Rollen ausgebildeten Rastelemente 28 drei als Kugeln ausgebildete Rastelemente 28 auf. Eine Laufbahn 26 von Betätigungsmitteln 20 weist eine Aufnahme 76 zum teilweisen Aufnehmen der Rastelemente 28 auf. Das Gegendruckelement 60 ist als gewinkelter Lagerring ausgebildet und weist eine Aufnahme 78 zum teilweisen Aufnehmen der Rastelemente 28 auf. Anstelle des Gleitlagers 52 ist ein Axialnadellager 52 oder Wälzlager zwischen dem scheibenringförmigen Abschnitt 58 der Betätigungsmittel 20 und dem axialen Fortsatz 54 der Riemenscheibe 12 angeordnet.
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Bei der in 6 gezeigten Riemenscheibenanordnung 10, die ähnlich zu der Riemenscheibenanordnung 10 in 3 ausgebildet ist, sind die Betätigungsmittel 20 radial innerhalb der Riemenscheibe 12 angeordnet. Die Betätigungsmittel 20 weisen einen gewinkelten Körper auf, der in einer von der Kurbelwelle 18 abgewandten Richtung geöffnet ist. Ein scheibenringförmiger Abschnitt 58 der Betätigungsmittel 20 ist ähnlich zu dem scheibenringförmigen Abschnitt 58 in 5 ausgebildet und weist in die von der Kurbelwelle 18 abgewandte Richtung. Ein ringförmiger Abschnitt 56 der Betätigungsmittel 20 ist radial außerhalb des scheibenringförmigen Abschnitts 58 angeordnet. Ein vorspringender Endabschnitt des ringförmigen Abschnitts 56 erstreckt sich drehfest bezüglich der Tellerfeder 64 durch die Tellerfeder 64 hindurch und ist unter Zug mittels eines Sicherungsrings 80 axial gehalten. Die Tellerfeder 64 weist einen ringförmigen radial inneren Randbereich 68 auf, der benachbart zu einer Seite eines Gegendruckelements 60 angeordnet ist, die von dem Rastelement 28 abgewandt ist. Das Gegendruckelement 60 ist ferner mittels einer Vorlasttellerfeder 62 an dem Sicherungsring 80 angefedert. Das Gegendruckelement 60 weist einen hülsenförmigen radial inneren Abschnitt 82 auf, der an der Freilaufhülse 50 des Freilaufs 22 angeordnet ist und von einem radial äußeren, radial nach außen vorspringenden scheibenringförmigen Abschnitt 84 umgeben ist. Der scheibenringförmige Abschnitt 84 des Gegendruckelements 60 ist gegenläufig rampenförmig zu dem rampenförmigen scheibenringförmigen Abschnitt 58 der Betätigungsmittel 20 ausgebildet und weist eine Aufnahme 78 für die Rastelemente 28 auf. Dadurch ergibt sich ein zentrischer Kraftangriff auf die kugelförmigen Rastelemente 28. Im Vergleich zu den in 5 gezeigten Betätigungsmitteln 20 beträgt ein Hub der Betätigungsmittel 20, der einer Höhe des scheibenringförmigen Abschnitts 58 bezüglich einer zum Rastelement 38 weisenden Stirnfläche der Betätigungsmittel 20 entspricht, die Hälfte. Ein Gesamthub der Betätigungsmittel 20 und des Gegendruckelements 60 ergibt sich als Summe des Hubs der scheibenringförmigen Abschnitte 58, 64 und entspricht dem Hub der Betätigungsmittel 20 in 5. Zum Bewegen der Reibkupplung 14 in ihre Schließstellung und in ihre Offenstellung ist daher der doppelte Relativdrehwinkel der Riemenscheibe 12 und der Betätigungsmittel 20 erforderlich, während die dafür notwendigen Verdrehmomente die Hälfte betragen.
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An einem Außendurchmesser einer Nabe 46 ist ein ringförmiger als dienender Kurbelwellendämpfer Elastomertilger 74 angebracht. Der Flansch des Elastomertilgers 74 ist mittels einer Zentralschraube an der Kurbelwelle 16 befestigt. Zur Übertragung der hohen Tilgermomente wird eine Axialverzahnung zwischen dem Elastomertilger 74 und der Nabe 46 verwendet, so dass ein zusätzlicher Formschluß zu dem Reibschluß durch die Zentralschraube erreicht ist.
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Ein Betrieb der Riemenscheibenanordnung 10 ist ähnlich zu einem Betrieb der Riemenscheibenanordnung 10 in 1 und 2. Allerdings wird dabei das Gegendruckelement 60 mittels eines Freilaufs 22 der Riemenscheibenanordnung 10 drehfest gehalten, und die Betätigungsmittel 20 drehen sich mit der Riemenscheibe 12 und dem inneren Lamellenträger 40 mit.
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Es wird angemerkt, dass die Betätigungsmittel 20 als das Gegendruckelement 60 und das Gegendruckelement 60 als die Betätigungsmittel 20 angesehen werden können.
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Die in 7, 8 gezeigten Riemenscheibenanordnung 10 ist ähnlich zu der Riemenscheibenanordnung in 6 ausgebildet. Die Darstellungen der Riemenscheibenanordnungen 10 in 6 und 7 sind zueinander spiegelbildlich. Das Gegendruckelement 60 ist als Rollenträger für die als Rollen ausgebildeten Rastelemente 28 ausgebildet und weist an einem scheibenringförmigen Abschnitt 84 des Gegendruckelements 60 drei Halteelemente 61 auf, so dass anstatt des rampenförmigen, scheibenringförmigen Abschnitts 84 ein Rollenlager für die Rastelemente 28 gebildet ist.
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Die in 9 gezeigte Riemenscheibenanordnung 10 ist ähnlich zu der Riemenscheibenanordnung in 7, 8 ausgebildet. Lamellen eines Lamellenpakets 44 einer Reibkupplung 14 definieren neun Reibflächen. Die Betätigungsmittel 20 sind ähnlich zu den Betätigungsmitteln 20 in 3 ausgestaltet und radial innerhalb der Riemenscheibe 12 angeordnet. Ein scheibenringförmiger Abschnitt 58 der Betätigungsmittel 20 ist mittels eines Axialnadellagers 52 axial an einem Lagerring 86 gelagert, der mittels einer Vorlasttellerfeder 62 gegen einen inneren Lamellenträger 40 der Reibkupplung 14 angefedert ist. Das Axialnadellager 52 ermöglicht eine kleine Reibung und somit kleine Betätigungsmomente bei einem Verdrehen des Betätigungselements 20 relativ zur Riemenscheibe 12. Das Gegendruckelement 60 ist als Anpressplatte ausgebildet und weist drei radial innen angeordnete Halteelemente 61 für die als Rollen ausgebildeten Rastelemente 28 auf. Ein radial äußerer Randbereich 88 des Gegendruckelements 60 ist drehfest mit dem inneren Lamellenträger 40 der Reibkupplung 14 verbunden. An einer der Reibkupplung 14 abgewandten Seite ist der radial äußere Randbereich 88 des Gegendruckelements 60 mittels einer Tellerfeder 64 gegen einem axialem Fortsatz 72 der Riemenscheibe 12 angefedert. Somit stützen sich die Betätigungsmittel 20 und die Rastelemente 28 in dem Gegendruckelement 60 mittels Durckbeaufschlagung gegeneinander ab, und es können insbesondere der Sicherungsring 80 in 7 und die Kunststoffscheibe 66 in 3 entfallen. Die Vorlasttellerfeder 62 verhindert ein Abheben der Rastelemente 28 von den Betätigungsmitteln 20, da der radial äußere Randbereich 88 des Gegendruckelement 60 nur bis zu einem Anliegen an den Lamellen axial bewegbar ist und diese Stellung des Gegendruckelements 60 auch fertigungsbedingt variieren kann. Kann das Gegendruckelement 60 nicht weiter an die Reibkupplung 14 geschlossen werden, werden de Betätigungsmittel 20 gegen die Rastelemente 28 mittels der Vorlasttellerfeder 62 gepresst. Dadurch werden Toleranzen ausgeglichen und störende Klappergeräusche vermieden.
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Wie in 11, 12 dargestellt, sind die gewinkelten Halteelemente 61 für die Rastelemente 28 radial innerhalb des plattenförmigen Gegendruckelements 60 angeordnet und weisen in die Richtung der Betätigungsmittel 20. Durchgangslöcher 90 des Gegendruckelements 60 sind radial benachbart zu den Halteelementen 61 vorgesehen, durch die der innere Lamellenträger 40 und das Gegendruckelement 60 befestigt sind.
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Ein Betrieb der Riemenscheibenanordnung 10 ist ähnlich zu einem Betrieb der Riemenscheibenanordnung 10 in 1, 3. Die Betätigungsmittel 20 werden mittels eines Freilaufs 22 der Riemenscheibenanordnung 10 drehfest gehalten, und das Gegendruckelement 60 dreht sich mit der Riemenscheibe 12 und dem inneren Lamellenträger 40 mit.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Riemenscheibenanordnung
- 12
- Riemenscheibe
- 14
- Reibkupplung
- 16
- Kurbelwelle
- 18
- Lagerung der Riemenscheibe auf der Kurbelwelle
- 20
- Betätigungsmittel
- 22
- Freilauf
- 24
- Gehäuse
- 26
- Laufbahn
- 28
- Rastelement
- 30
- Erster Rastpunkt
- 32
- Zweiter Rastpunkt
- 34
- Erster Rampenabschnitt
- 36
- Zweiter Rampenabschnitt
- 38
- Pfeil
- 40
- Innerer Lamellenträger
- 42
- Äußerer Lamellenträger
- 44
- Lamellen
- 46
- Nabe
- 48
- Stützhülse
- 50
- Freilaufhülse
- 52
- Axiallager
- 54
- Axialer Fortsatz der Riemenscheibe
- 56
- Ringförmiger Abschnitt der Betätigungsmittel
- 58
- Scheibenringförmiger Abschnitt der Betätigungsmittel
- 60
- Gegendruckelement
- 61
- Halteelement des Gegendruckelements
- 62
- Vorlasttellerfeder
- 64
- Tellerfeder
- 66
- Kunststoffscheibe
- 68
- Radial innerer Randbereich der Tellerfeder
- 70
- Radial äußerer Randbereich der Tellerfeder
- 72
- Axialer Fortsatz der Riemenscheibe
- 74
- Elastomertilger
- 76
- Aufnahme der Betätigungsmittel
- 78
- Aufnahme des Gegendruckelements
- 80
- Sicherungsring
- 82
- Hülsenförmiger Abschnitt des Gegendruckelements
- 84
- Scheibenringförmiger Abschnitt des Gegendruckelements
- 86
- Lagerring
- 88
- Radial äußerer Randbereich des Gegendruckelements
- 90
- Durchgangslöcher
