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Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibenanordnung, mit deren Hilfe ein Drehmoment einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors zum Antrieb von Nebenaggregaten des Kraftfahrzeugs über ein Zugmittel übertragen werden kann.
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Aus
WO 2012/135942 A1 ist eine Riemenscheibenanordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei der eine Antriebswelle mit einer Riemenscheibe über einen Dämpfer und einen ersten Schlingfederfreilauf gekoppelt werden kann, so dass bei überholender Antriebswelle ein gedämpftes Drehmoment von der Antriebswelle an die Riemenscheibe übertragen werden kann. Wenn von der Riemenscheibe ein Drehmoment in die Antriebswelle eingeleitet werden soll, beispielsweise um über die Riemenscheibe eine Startmoment zum Starten eines Kraftfahrzeugmotors einzuleiten, kann mit Hilfe eines elektromagnetisch betätigbaren zweiten Schlingfederfreilaufs die Antriebswelle mit der Riemenscheibe gekoppelt werden, wobei hierbei der Dämpfer und der erste Schlingfederfreilauf überbrückt werden.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis eine robust gestaltete Riemenscheibenanordnung einfach ansteuern zu können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine robust gestaltete und einfach anzusteuernde Riemenscheibenanordnung für ein Kraftfahrzeug 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 Kraftfahrzeug, insbesondere zum Antrieb von Nebenaggregaten, vorgesehen mit einer mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors verbindbaren Nabe, einer Riemenscheibe zur Drehmomentübertragung mit einem Zugmittel, einem Zug-Freilauf zur Übertragung eines Drehmoments von der Nabe an die Riemenscheibe zur Drehung der Riemenscheibe in eine Antriebsrichtung, einem, insbesondere als Schlingfederfreilauf ausgestalteten, schaltbaren Schub-Freilauf zur Übertragung eines Drehmoments von der in Antriebsrichtung drehenden Riemenscheibe an die Nabe, wobei der Schub-Freilauf zur Übertragung des Drehmoments vorgespannt ist, und einer einen Schalt-Freilauf aufweisenden Schalteinheit zum Schalten des Schub-Freilaufs, wobei der Schalt-Feilauf bei einer Drehung der Riemenscheibe entgegen der Antriebsrichtung den Schub-Freilauf durch eine Änderung der Vorspannung des Schub-Freilaufs schaltet und bei einer Drehung der Riemenscheibe in Antriebsrichtung frei läuft.
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Im regulären Zug-Betrieb, wenn bei eingeschaltetem Antriebsmotor ein Drehmoment über die Antriebswelle eingeleitet wird, kann der Zug-Freilauf sperren und ein Drehmoment an die Riemenscheibe übertragen, um Nebenaggregate des Kraftfahrzeugs anzutreiben. Bei einem Schubbetrieb kann der Zug-Freilauf frei laufen, so dass der Zug-Freilauf kein Drehmoment überträgt. Allerdings kann im Schubbetrieb der schaltbare Schub-Freilauf ein Drehmoment übertragen, beispielsweise um ein zusätzliches elektrisch generiertes Drehmoment über die Riemenscheibe in die Antriebswelle einzuleiten („Boost-Betrieb“). Wenn bei ausgeschaltetem Antriebsmotor Nebenaggregate, insbesondere ein Klimakompressor einer Klimaanlage, elektrisch betrieben werden sollen („Standklimatisierung“) kann mit Hilfe der Schalteinheit der Schub-Freilauf mechanisch in die Freilauf-Stellung gebracht werden, so dass sowohl der Zug-Freilauf als auch der Schub-Freilauf eine Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe unterbrechen. Dadurch werden bei der Standklimatisierung die Antriebswelle und nachfolgende Bauteile des Antriebsstrangs nicht mitgeschleppt. Hierzu ist es lediglich erforderlich zum Schalten des Schub-Freilaufs die Riemenscheibe kurzzeitig entgegen der Antriebsrichtung zu drehen, um mit Hilfe des Schalt-Freilaufs bei der Drehung der Riemenscheibe entgegen der Antriebsrichtung den Schub-Freilauf zu aktivieren und zu deaktivieren. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Betriebsmodus der Standklimatisierung nur bei ausgeschaltem Kraftfahrzeugmotor stattfindet und deswegen eine Drehung der Riemenscheibe entgegen der Antriebsrichtung zugelassen werden kann. Ferner wird ein elektrischer Generator zu diesem Zweck sowieso elektrisch angesteuert, so dass es nicht erforderlich eine separate elektrische Leitung zum Schalten des Schub-Freilaufs vorzusehen. Die Riemenscheibenanordnung ist dadurch robuster und betriebssicherer ausgeführt. Ferner kann eine elektrische Maschine leicht in verschiedenen Drehrichtungen betrieben werden. Durch den kurzzeitigen Betrieb der Riemenscheibe entgegen der Antriebsrichtung kann bei ausgeschaltetem Kraftfahrzeugmotor der Schub-Freilauf ohne separate elektrische Ansteuerung leicht mit Hilfe der mechanischen Schalteinheit geschaltet werden, so dass eine robust gestaltete und einfach anzusteuernde Riemenscheibenanordnung für ein Kraftfahrzeug ermöglicht ist.
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Die Riemenscheibe kann beispielsweise über einen Flachriemen, Keilriemen, Zahnriemen an ein Nebenaggregat, beispielsweise Kraftstoffpumpe, Motorölpumpe, Startergenerator, Klimakompressor angeschlossen sein. Insbesondere kann die Riemenscheibenanordnung einen Riemenscheibendämpfer zum Schutz des Riemens und/oder einen Kurbelwellentilger zum Schutz der Antriebswelle aufweisen, um Drehschwingungen und/oder Spitzenmomente zu dämpfen oder zu tilgen. Der Zug-Freilauf kann beispielsweise als Klemmkörper-, Rollen- oder Klinkenfreilauf ausgebildet sein, während der Schub-Freilauf vorzugsweise als Schlingfederfreilauf ausgestaltet ist. Der Schlingfederfreilauf kann eine Schlingfeder aufweisen, deren Enden in Umfangsrichtung relativ zueinander verdreht werden können, wodurch die Schlingfeder sich kontrahieren oder expandieren kann. Die Schlingfeder kann in der kontrahierten oder in der expandierten Stellung an einer Reibfläche anliegen und dadurch ein Drehmoment übertragen. Insbesondere ist ein Ende der Schlingfeder mit der Riemenscheibe gekoppelt, wobei die Schlingfeder zur Drehmomentübertragung an einer mit der Nabe gekoppelten Reibfläche anliegen kann, oder umgekehrt. Der Schalt-Freilauf kann insbesondere an einem feststehenden Bauteil, beispielsweise ein Motorgehäuse des Kraftfahrzeugmotors angreifen, so dass ein Teil der Schalteinheit bei einer Drehung der Riemenscheibe entgegen der Antriebsrichtung mit dem feststehenden Bauteil gesperrt werden kann und dadurch eine Relativdrehung zur Riemenscheibe erfährt. Dadurch ergibt sich eine Relativdrehung dieses Teils des Schalt-Freilaufs zum Schub-Freilauf, wodurch das Schalten des Schub-Freilaufs bewirkt werden kann.
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Insbesondere weist die Schalteinheit eine Rastkontur zum Einrasten eines Schaltstifts des Schub-Freilaufs in einer Freilaufstellung des Schub-Freilaufs auf, wobei der Schaltstift insbesondere mit einem freien Ende einer Schlingfeder des Schub-Freilaufs gekoppelt ist. Der Schaltstift kann dadurch in der Rastkontur festgehalten werden und den Schub-Freilauf in dieser Schaltstellung festhalten. Beispielsweise ist der Schub-Freilauf durch seine Vorspannung normalerweise in einer Sperrstellung, in welcher eine Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe vorgesehen ist. Durch die Schalteinheit kann die Vorspannung soweit geändert, insbesondere reduziert, werden, dass eine Drehmomentübertragung unterbrochen ist und der Schub-Freilauf sich in einer Freilaufstellung befindet. Hierzu kann bereits eine geringfügige Verlagerung des Schaltstifts ausreichend sein, beispielsweise um eine Schlingfeder um ein ausreichendes Ausmaß zu kontrahieren oder zu expandieren. Die Rastkontur kann hierzu einen entsprechend großen Bewegungsweg für den Schaltstift vorgeben und in der Freilaufstellung zurückhalten.
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Vorzugsweise weist die Schalteinheit eine relativ zur Rastkontur bewegbare Entrastschräge zum Bewegen des Schaltstifts aus der Rastkontur in eine Sperrstellung des Schub-Freilaufs auf. Die Entrastschräge kann sich relativ zur Rastkontur insbesondere verdrehen und gegen den in der Rastkontur eingerasteten Schaltstift drücken. Dadurch kann der Schaltstift auch gegen eine angreifende Federkraft aus der Rastkontur herausgedrückt werden und in seinen durch die Vorspannung des Schub-Freilaufs definierte Ausgangsstellung zurück bewegt werden.
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Besonders bevorzugt ist mit der Entrastschräge ein Einrastanschlag zum Mitnehmen des Schaltstifts in die Rastkontur verbunden. Der Einrastanschlag kann bei einer Drehung der Riemenscheibe entgegen der Antriebsrichtung an dem Schaltstift anschlagen und den Schaltstift bis zur Rastkontur mitnehmen. Die Rastkontur kann dadurch im Zugbetrieb weit genug von dem Schaltstift weg positioniert sein, dass auch bei Vibrationen kein unbeabsichtigtes Schalten des Schub-Freilaufs erfolgt.
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Insbesondere weist die Rastkontur eine Einführungsschräge zum Einführen des Schaltstifts in eine Rastvertiefung auf. Insbesondere können der Einrastanschlag und die Entrastschräge hierbei auf unterschiedlichen Radien vorgesehen sein. Der Schaltstift kann dadurch beispielsweise auf einem äußeren Radius an dem Einrastanschlag anschlagen und in eine auf einem kleineren Radius vorgesehene Rastvertiefung der Rastkontur gedrückt werden, während die Entrastschräge lediglich auf dem Radius der Rastvertiefung wirksam ist. Dadurch kann der Schaltstift leicht eingerastet und ausgerastet werden.
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Vorzugsweise ist die Rastkontur mit der Riemenscheibe und die Entrastschräge mit dem Schalt-Freilauf gekoppelt. Wenn die Riemenscheibe in Antriebsrichtung dreht, kann die Entrastschräge mit der Drehzahl der Riemenscheibe drehen, so dass sich im Wesentlichen keine Relativdrehung der Rastkontur zur Entrastschräge einstellt. Wenn die Riemenscheibe entgegen der Antriebsrichtung dreht, kann der Schalt-Freilauf eine Relativdrehung der Entrastschräge zur Rastkontur bewirken, um den Schaltstift aus der Rastkontur herauszudrücken. Im eingerasteten Zustand, wenn der Schaltstift in der Rastkontur eingerastet ist, können der Schaltstift und die Schaltkontur leicht gemeinsam mit der Drehzahl der Riemenscheibe drehen. Vorzugsweise weist der Schub-Freilauf eine Schlingfeder auf, deren von dem Schaltstift wegweisendes Ende mit der Riemenscheibe gekoppelt ist, so dass die Schlingfeder als Ganzes mitrotieren kann ohne mit anderen Bauteilen zu kollidieren oder zu reiben. Vorzugsweise kann die Schlingfeder zur Drehmomentübertragung an einer mit der Nabe gekoppelten Reibfläche anliegen.
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Besonders bevorzugt weist die Schalteinheit eine Rückstellfeder zur Positionierung der Schalteinheit in einen ungeschalteten Zustand bei stillstehender und/oder in Antriebsrichtung drehender Riemenscheibe auf, wobei insbesondere die Rückstellfeder die Entrastschräge von der Rastkontur weg bewegt. Wenn sich die Schalteinheit nicht in der Sperrstellung befindet kann die Rückstellfeder einen definierten Zustand der Schalteinheit einstellen und die Rastkontur in eine definierte Relativlage zur Entrastschräge positionieren. Wenn die Rastkontur in dieser Stellung zu der Entrastschräge beabstandet positioniert ist, kann sichergestellt werden, dass auch bei Vibrationen nicht unbeabsichtigt die Schalteinheit schaltet.
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Insbesondere ist der Schub-Freilauf durch eine mit der Riemenscheibe gekoppelte Vorspannfeder vorgespannt, wobei die Vorspannfeder insbesondere an einem freien Ende einer Schlingfeder des Schub-Freilaufs angreift. Durch die Vorspannfeder kann der Schubfreilauf in einen definierten Zustand gebracht werden, wenn kein Drehmoment in den Schubfreilauf eingeleitet wird. Insbesondere kann der Schub-Freilauf von der Vorspannfeder in eine Sperrstellung gebracht werden, beispielsweise indem die Schlingfeder von der Vorspannfeder von radial außen auf eine Außenseite einer Welle oder von radial innen auf eine Innenseite eines Rohrs reibschlüssig gepresst wird, während vorzugsweise das von der Vorspannfeder weg weisende Ende mit dem jeweils anderen Bauteil, dem Rohrs oder der Welle, drehfest verbunden sein kann. Das Rohr kann mit der Riemenscheibe gekoppelt sein, während die Welle mit der Nabe gekoppelt ist, oder umgekehrt.
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Vorzugsweise ist ein Schwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung zwischen der Nabe einerseits und dem Zug-Freilauf und dem Schub-Freilauf andererseits in Reihe geschaltet, wobei der Schwingungsdämpfer insbesondere eine Eingangseite und eine zur Eingangsseite über eine Bogenfeder relativ verdrehbare Ausgangsseite aufweist. Durch die Reihenschaltung des Schwingungsdämpfers sowohl zum Zug-Freilauf als auch zum Schub-Freilauf ist der Schwingungsdämpfer sowohl im Zugbetrieb als auch im Schub-Betrieb wirksam. Eine Überbrückung des Schwingungsdämpfers durch die Schalteinheit ist dadurch vermieden.
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Besonders bevorzugt bildet der Zug-Freilauf zumindest teilweise eine Baueinheit mit einem Stützlager, insbesondere ein Kugellager, zum Lagern der Riemenscheibe an der Nabe aus. Der Zug-Freilauf kann beispielsweise einen Außenring aufweisen, der gleichzeitig einen äußeren Lagerring des Stützlagers ausbildet. Zusätzlich oder alternativ kann der Zug-Freilauf einen Innenring aufweisen, der gleichzeitig einen inneren Lagerring des Stützlagers ausbildet. Beispielsweise ist die radiale Relativlage des Außenrings zum Innenring des Zug-Freilaufs durch das Stützlager definiert vorgegeben, so dass sich geringere konstruktive Anforderungen für den insbesondere als Klemmkörper-, Rollen- oder Klinkenfreilauf ausgestalteten Zug-Freilauf ergeben können, insbesondere bezüglich der Ausgestaltung und/oder Lagerung der Klemmkörper, Rollen oder Klinken.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, einer mit der Antriebswelle verbindbaren Riemenscheibenanordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und einem mit der Riemenscheibenanordnung verbindbaren Starter zum Starten der Brennkraftmaschine über einen Drehmomenteintrag in die Antriebswelle. Durch den kurzzeitigen Betrieb der Riemenscheibe entgegen der Antriebsrichtung kann bei ausgeschaltetem Kraftfahrzeugmotor der Schub-Freilauf ohne separate elektrische Ansteuerung leicht mit Hilfe der mechanischen Schalteinheit geschaltet werden, so dass eine robust gestaltete und einfach anzusteuernde Riemenscheibenanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeug ermöglicht 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: eine schematische Prinzipdarstellung einer Riemenscheibenanordnung,
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2a: eine schematische Prinzipdarstellung eines Teils der Riemenscheibenanordnung aus 1 in einer ersten Stellung während eines Schaltens zum Arretieren eines Schub-Freilaufs der Riemenscheibenanordnung aus 1,
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2b: eine schematische Prinzipdarstellung eines Teils der Riemenscheibenanordnung aus 1 in einer zweiten Stellung während eines Schaltens zum Arretieren des Schub-Freilaufs,
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2c: eine schematische Prinzipdarstellung eines Teils der Riemenscheibenanordnung aus 1 in einer dritten Stellung während eines Schaltens zum Arretieren des Schub-Freilaufs,
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2d: eine schematische Prinzipdarstellung eines Teils der Riemenscheibenanordnung aus 1 in einer vierten Stellung während eines Schaltens zum Arretieren des Schub-Freilaufs,
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3a: eine schematische Prinzipdarstellung eines Teils der Riemenscheibenanordnung aus 1 in einer ersten Stellung während eines Schaltens zum Lösen des Schub-Freilaufs,
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3b: eine schematische Prinzipdarstellung eines Teils der Riemenscheibenanordnung aus 1 in einer zweiten Stellung während eines Schaltens zum Lösen des Schub-Freilaufs,
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3c: eine schematische Prinzipdarstellung eines Teils der Riemenscheibenanordnung aus 1 in einer dritten Stellung während eines Schaltens zum Lösen des Schub-Freilaufs,
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3d: eine schematische Prinzipdarstellung eines Teils der Riemenscheibenanordnung aus 1 in einer vierten Stellung während eines Schaltens zum Lösen des Schub-Freilaufs,
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4: eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Riemenscheibenanordnung aus 1,
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5: eine schematische Draufsicht der Riemenscheibenanordnung aus 4 und
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6: eine schematische Explosionsansicht der Riemenscheibenanordnung aus 4.
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Die in 1 dargestellte Riemenscheibenanordnung 10 weist eine beispielsweise als Kurbelwelle eine Kraftfahrzeugmotors ausgestaltete Antriebswelle 12 auf, die über einen Schwingungsdämpfer 14 zur Dämpfung von Drehschwingungen der Antriebswelle 12 ein Drehmoment mit einer Riemenscheibe 16 austauschen kann. Die Riemenscheibe 16 kann über ein Zugmittel Nebenaggregate eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Klimakompressor einer Klimaanlage, antreiben und kann über das Zugmittel ein Startmoment eines Startergenerator in die Riemenscheibenanordnung 10 einleiten. Das Drehmoment der Antriebswelle 12 kann im Zugbetrieb über einen Zug-Freilauf 18 an die Riemenscheibe 16 übertragen werden, wobei der Zug-Freilauf 18 sich im Schubbetrieb, wenn über die Riemenscheibe 16 ein Drehmoment in Richtung der Antriebswelle 12 eingeleitet wird, in einer Freilaufstellung befindet und kein Drehmoment überträgt. Parallel zum Zug-Freilauf 18 ist ein schaltbarer Schub-Freilauf 20 vorgesehen, der im Schubbetrieb ein Drehmoment von der Riemenscheibe 16 an die Antriebswelle 12 übertragen kann. Der Zug-Freilauf 18 und der Schub-Freilauf 20 sind in Reihe zu dem Schwingungsdämpfer 14 geschaltet.
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Der Schubfreilauf 20 ist als Schlingfeder-Freilauf mit einer Schlingfeder 22 ausgestaltet, wobei ein Ende der Schlingfeder 22 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Riemenscheibe 16 gekoppelt ist, während das andere Ende der Schlingfeder 22 mit einem Schaltstift 24 gekoppelt ist. Das dem Schaltstift 24 zugeordnete Ende der Schlingfeder 22 und/oder der Schaltstift 24 können mit Hilfe einer an der Riemenscheibe 16 abgestützten Vorspannfeder 26 vorgespannt sein, so dass sich die Schlingfeder 22 in einer definierten Ausgangsstellung befindet, die der Sperrstellung oder Freilaufstellung des Schub-Freilaufs 20 entsprechen kann.
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Über den Schaltstift 24 kann der Schub-Freilauf 20 mit Hilfe einer Schalteinheit 28 ein- und ausgeschaltet werden. Im eingeschalteten Zustand kann der Schub-Freilauf 20 ein Drehmoment im Schubbetrieb übertragen und im Zugbetrieb frei laufen. Im ausgeschalteten Zustand kann eine Drehmomentübertragung des Schub-Freilaufs 20 von der Riemenscheibe 16 zur Antriebswelle 12 unterbrochen sein. Die Schalteinheit 20 weist eine mit der Riemenscheibe 16 gekoppelte Rastkontur 30 auf, die eine Rastvertiefung 32 zur drehfesten Aufnahme des Schaltstifts 24 aufweist. Die Schalteinheit 28 weist ein relativ zur Rastkontur 30 bewegbares Schaltglied 34 auf, das über einen Einrastanschlag 36 den Schaltstift 24 gegen eine Einrastschräge 38 der Rastkontur 30 drücken kann, wodurch der Schaltstift 24 in die Rastvertiefung 32 gelangt und der Schub-Freilauf 20 ausgeschaltet ist. Mit Hilfe einer Entrastschräge 42 des Schaltglieds 34 kann der Schaltstift 24 aus der Rastvertiefung 32 der Rastkontur 30 herausgedrückt werden, wodurch der Schub-Freilauf 20 wieder eingeschaltet ist. Vorzugsweise ist die Entrastschräge 42 federnd angebunden, so dass die Entrastschräge 42 seitlich wegfedern kann, wenn der Schaltstift 24 in die Rastvertiefung 32 der Rastkontur 30 hineingedrückt wird, so dass die Entrastschräge 42 den in die Rastvertiefung 32 hinein gleitenden Schaltstift 24 nicht blockiert. Die Relativbewegung des Schaltglieds 34 relativ zur Rastkontur 30 erfolgt nur, wenn die Riemenscheibe 16 entgegen der Antriebsrichtung der Antriebswelle 12 dreht. Das Schaltglied 34 ist über einen Schalt-Freilauf 44 mit einem feststehenden Bauteil gekoppelt, wobei der Schalt-Freilauf 44 bei einer Drehung der Riemenscheibe 12 entgegen der Antriebsrichtung der Antriebswelle 12 sperrt und bei einer Drehung der Riemenscheibe 12 in Antriebsrichtung frei läuft. Bei einer Drehung der Riemenscheibe 12 in Antriebsrichtung kann mit Hilfe einer an der Riemenscheibe 16 abgestützten Rückstellfeder 46 das Schaltglied 34 von der Rastkontur 30 soweit weg bewegt werden, dass der Einrastanschlag 36 und die Entrastschräge 42 zu der Rastvertiefung 32 deutlich beabstandet ist.
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Wenn beispielsweise zur Einstellung eines Standklimatisierungsbetriebs zum Abkoppeln des Schleppmoments des Kraftfahrzeugmotors der Schub-Freilauf 20 ausgeschaltet werden soll, befindet sich die Riemenscheibenanordnung zunächst in der in 2a dargestellten Situation. Zunächst dreht die Riemenscheibe 16 entgegen der Antriebsrichtung, so dass sich die mit der Riemenscheibe 16 mitdrehende Rastkontur 30 relativ zu dem von dem Schalt-Freilauf 44 festgehaltenen Schaltglied 34 drehen kann bis der Einrastanschlag 36 des Schaltglieds 34 an dem Schaltstift 24 anschlägt (2b). Der Einrastanschlag 36 nimmt den Schaltstift 24 gegen die Federkraft der Vorspannfeder 26 mit, bis der Schaltstift 24 an der Einrastschräge 38 der Rastkontur 30 anschlägt und an der Einrastschräge 38 entlang in die Rastvertiefung 32 gelangt, wodurch eine Drehmomentübertragung des Schub-Freilaufs 20 in Schubrichtung unterbrochen wird (2c). In dieser Stellung kann die Schalteinheit blockieren, wodurch sich für den die Riemenscheibe 16 entgegen der Antriebsrichtung antreibenden Startergenerator ein entsprechend hohes Widerstandsmoment ergibt, das als Signal für eine Drehrichtungsumkehr gedeutet werden kann. Die Riemenscheibe 16 kann dann in Antriebsrichtung angetrieben werden, wodurch der Schalt-Freilauf entsperrt und frei läuft. Dadurch kann die Rückstellfeder 46 das Schaltglied 34 von der Schaltkontur 30 weg drücken, so dass der Schaltstift 24 in der Rastvertiefung 32 sicher zurückgehalten wird (2d).
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Wenn der Standklimatisierungsbetrieb beendet werden soll, kann in der in 3a dargestellten Situation, die im Wesentlichen der in 2d dargestellten Situation entspricht, die Riemenscheibe 16 entgegen der Antriebsrichtung gedreht werden, wodurch der Schalt-Freilauf 44 sperrt und das Schaltglied 34 auf die Rastvertiefung 32 zu bewegt wird bis die Entrastschräge 38 an dem Schaltstift 24 anschlägt (3b). Der Schaltstift 24 kann an der Entrastschräge 38 entlang aus der Rastvertiefung 32 herauswandern und von der Vorspannfeder 26 gegen den Einrastanschlag 36 bewegt werden (3c). Nachfolgend kann die Riemenscheibe 16 von dem Startergenerator und/oder von der Antriebswelle 12 wieder in Antriebsrichtung gedreht werden, so dass der Schalt-Freilauf 44 frei läuft und die Rückstellfeder 46 das Stellglied 34 von der Rastvertiefung 32 weg bewegt (3d). Die Vorspannfeder 26 kann den Schaltstift 24 und die Schlingfeder 22 in die beabsichtigte Ausgangsposition bewegen, in welcher der Schub-Freilauf 20 über die Schlingfeder eine Drehmomentübertragung in Schubrichtung vornehmen kann, beispielsweise um ein über die Riemenscheibe 16 eingeleitetes Startmoment zum Starten des Kraftfahrzeugmotors in die Antriebswelle 12 einleiten zu können.
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Wie in 4 und 5 dargestellt kann die Riemenscheibe 16 über ein Stützlager 48 an einer mit der Antriebswelle 12 verschraubbaren Nabe 40 gelagert und abgestützt sein. Das Stützlager 48 ist in axialer Richtung in direkter Nachbarschaft zu dem Zug-Freilauf 18 positioniert, so dass ein Außenring 50 des Zug-Freilaufs 18 einstückig mit einem äußeren Lagerring 52 des Stützlagers 48 ausgeführt sein kann.
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Der Schwingungsdämpfer 14 weist eine einen Bogenfederkanal 54 ausbildende Primärmasse 56 auf, die drehfest mit der Nabe 40 verbunden ist. Die Primärmasse 56 ist über eine Bogenfeder 58 mit einem an der Nabe 40 gelagerten Ausgangsflansch 60 gekoppelt. Die Primärmasse 56 bildet eine Eingangsseite des Schwingungsdämpfers 14 aus, während der Ausgangsflansch 60 eine Ausgangsseite des Schwingungsdämpfers 14 ausbildet. Der Ausgangsflansch 60 ist mit einem Innenring 62 des Zug-Freilaufs 18 drehfest verbunden. Zusätzlich weist der Ausgangsflansch 60 ein angenietetes Rohrstück 64 auf, das ein Teil des Schub-Freilaufs 20 ausbildet. An dem Rohrstück 64 kann die mit der Riemenscheibe 16 gekoppelte Schlingfeder 22 reibschlüssig anliegen, um in der Sperrstellung ein Drehmoment zu übertragen. In der dargestellten Freilaufstellung ist die Schlingfeder 22 soweit kontrahiert, dass ein Reibschluss zwischen der Schlingfeder 22 und dem Rohrstück 20 unterbrochen ist.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit der Primärmasse 56 zusätzlich ein als Gummitilger ausgebildeter Schwingungstilger 66 verbunden. Der Schwingungstilger 66 weist eine Tilgermasse 68 auf, die über ein gummielastisches Material 70 mit der Primärmasse 56 verbunden ist.
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Wie in 6 dargestellt kann der Schaltstift 24 mit einem Schub-Innenring 72 des Schub-Freilaufs 20 verbunden sein. Der Schub-Innenring 72 kann einen in Umfangsrichtung weisenden Anschlag 74 aufweisen, der an einem Ende der Schlingfeder 22 anliegen kann und dadurch den Schaltstift 24 mit diesem Ende der Schlingfeder 22 koppelt. Die Vorspannfeder 26 kann an dem Schub-Innenring 72 angreifen und dadurch die Schlingfeder 22 über den Anschlag 74 vorspannen und bei einem durch die Schalteinheit 28 ausgelösten Schaltvorgang den Schaltstift 24 zurück in die der Vorspannung entsprechende Stellung der Schlingfeder 22 bewegen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Riemenscheibenanordnung
- 12
- Antriebswelle
- 14
- Schwingungsdämpfer
- 16
- Riemenscheibe
- 18
- Zug-Freilauf
- 20
- Schub-Freilauf
- 22
- Schlingfeder
- 24
- Schaltstift
- 26
- Vorspannfeder
- 28
- Schalteinheit
- 30
- Rastkontur
- 32
- Rastvertiefung
- 34
- Schaltglied
- 36
- Einrastanschlag
- 38
- Einrastschräge
- 40
- Nabe
- 42
- Entrastschräge
- 44
- Schalt-Freilauf
- 46
- Rückstellfeder
- 48
- Stützlager
- 50
- Außenring
- 52
- äußerer Lagerring
- 54
- Bogenfederkanal
- 56
- Primärmasse
- 58
- Bogenfeder
- 60
- Ausgangsflansch
- 62
- Innenring
- 64
- Rohrstück
- 66
- Schwingungstilger
- 68
- Tilgermasse
- 70
- gummielastisches Material
- 72
- Schub-Innenring
- 74
- Anschlag
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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