-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlaufscheibe, einen Zahnriementrieb, eine Kurbelwellenanordnung sowie eine Betriebsvorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Anlaufscheibe für einen Zahnriementrieb, z.B. für eine Kurbelwellenanordnung, einen Zahnriementrieb für eine Kurbelwellenanordnung, eine Kurbelwellenanordnung für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug, z.B. ein mit einem Hubkolbenmotor oder mit einem Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug.
-
Bei vielen technischen Anwendungen, z.B. im Bereich der Fahrzeugtechnik, werden Zahnriementriebe verwendet, um bestimmte Aggregate zu steuern und/oder anzutreiben. Dies betrifft zum Beispiel auch Steuertriebe, zum Beispiel für Ventilsteuerungen, oder den Betrieb von Ölpumpen mittels Ölpumpentrieben über eine Ankopplung an eine Kurbelwelle eines Hubkolben- oder Verbrennungsmotorsystems.
-
Um bei Zahntrieben die axiale Bewegung des verwendeten Zahnriemens zu begrenzen oder zu unterdrücken, werden so genannte Anlaufscheiben verwendet, welche einzeln und dann einseitig oder paarweise und zweiseitig an einem jeweiligen Riemenprofil axial angrenzen und radial über den Durchmesser oder Umfang des Zahnriemenprofils überstehen und so im Betrieb eine axiale Bewegung des mit dem Zahnriemenprofils kämmenden Zahnriemens durch Anlaufen oder Anstoßen an der Anlaufscheibe einschränken.
-
Problematisch ist bei der Montage der vergleichsweise geringe Bauraum bei bestimmten Antriebsaggregaten, wodurch entweder die Montage und die Wartung entsprechender Anlaufscheiben behindert werden oder Zahnriementriebe auf Grund der Montage- und Wartungsproblematik überhaupt nicht für den Einsatz in Erwägung gezogen werden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anlaufscheibe für einen Zahnriementrieb, einen Zahnriementrieb als solchen, eine Kurbelwellenanordnung und ein Fahrzeug zu schaffen, bei welchen Montageprobleme und dergleichen im Hinblick auf eine Anlaufscheibe entfallen.
-
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Anlaufscheibe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1, bei einem Zahnriementrieb erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 7, bei einer Kurbelwellenanordnung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 8 und bei einem Fahrzeug erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anlaufscheibe für einen Zahnriementrieb oder eines Zahnriementriebes und insbesondere für eine Kurbelwellenanordnung oder einer Kurbelwellenanordnung geschaffen mit einem Scheibenkörper, der im montierten Zustand in axialer Ansicht die Form einer Kreisringscheibe und zentral ein Loch zur Montage an einer Kurbelwelle aufweist, wobei der Scheibenkörper aus Kreisringscheibensegmenten mehrteilig aufgebaut ist. Aufgrund des mehrteiligen Aufbaus des Scheibenkörpers der Anlaufscheibe aus einer Mehrzahl von Kreisscheibensegmenten lässt sich die Anlaufscheibe auch bei sehr eingeschränktem Bauraum um eine entsprechende Achse oder Welle montieren oder im Zusammenhang mit einem Wartungsprozess handhaben, z. B. austauschen. Dies ist ein erheblicher Vorteil gegenüber einteiligen oder einstückigen Anlaufscheiben, bei welchen die Anlaufscheibe als Ganzes auf einen dann endständigen Achsenbereich aufzusetzen wäre. Die Mehrteiligkeit ermöglicht auch das Anbringen an einer Achse oder Welle an einer beliebigen und damit nicht endständigen Position.
-
Besonders einfach gestalten sich die Herstellung und auch die Handhabung der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe dann, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Scheibenkörper aus zwei Kreisringscheibensegmenten aufgebaut ist. Dadurch wird die zu handhabende Komponentenanzahl besonders gering gehalten.
-
Herstellungstechnisch ergeben sich Vorteile, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe die Kreisringscheibensegmente gleich aufgebaut sind. Das bedeutet auch, dass die Lagerhaltung vereinfacht wird, weil die komplette Anlaufscheibe aus einer entsprechenden Anzahl identischer Kreisringscheibensegmente zusammensetzbar ist.
-
Hinsichtlich der Herstellung der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe und ihrer Komponenten sind verschiedene Möglichkeiten denkbar.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe können die Kreisringscheibensegmente als separat hergestellte Komponenten oder Elemente ausgebildet sein.
-
Ein besonders hohes Maß an mechanischer Integrität und Abstimmung der einzelnen Kreisringscheibensegmente aufeinander ergibt sich aber dann, wenn gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe die Kreisringscheibensegmente der auszubildenden Anlaufscheibe als Komponenten oder Elemente ausgebildet werden, die aus einer materialeinstückigen und/oder materialeinheitlichen Kreisringscheibe durch nachfolgende Trennung entstehen. Das bedeutet in der Praxis, dass eine Anlaufscheibe als solche in einem Stück hergestellt und danach vor der Montage an einen Zahnriementrieb in eine entsprechende Mehrzahl von Kreisringscheibensegmenten unterteilt wird, die bei gemeinsamer Montage den Scheibenkörper der Anlaufscheibe bilden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zahnriementrieb geschaffen, welcher insbesondere für eine Kurbelwellenanordnung oder als Teil einer Kurbelwellenanordnung vorgesehen ist, vorzugsweise als Teil eines Steuertriebes und/oder eines Ölpumpentriebes.
-
Der erfindungsgemäße Zahnriementrieb ist ausgebildet mit einem Zahnriemenprofil, welches auf einer Achse oder Welle angeordnet oder anordenbar ist, und mit mindestens einer erfindungsgemäßen Anlaufscheibe, welche axial benachbart zum Zahnriemenprofil angeordnet und ausgebildet ist, eine axiale Bewegung eines mit dem Zahnriemenprofil kämmenden Zahnriemens zu begrenzen oder zu verhindern.
-
Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung das Schaffen einer Kurbelwellenanordnung mit einer Welle und mit einem erfindungsgemäßen Zahnriemenprofil. Das Zahnriemenprofil ist auf der Welle oder Kurbelwelle der Kurbelwellenanordnung ausgebildet und angeordnet.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kurbelwellenanordnung weist diese eine Mehrzahl Hauptlager zur drehbaren Lagerung der Welle und einen Kurbelwellenflansch auf. Dabei ist der Zahnriementrieb axial zwischen dem Kurbelwellenflansch und einem axial auf den Kurbelwellenflansch folgenden Hauptlager angeordnet.
-
Durch die Endständigkeit des Zahnriementriebes im Bereich des Kurbelwellenflansches ergibt sich eine besonders einfache Montage an der Kurbelwellenanordnung einerseits sowie eine geeignete Kopplung für einen Steuertrieb und/oder einen Nebenaggregattrieb andererseits, und zwar im Gesamtzusammenhang des Antriebskonzeptes bei einem Hubkolben- oder Verbrennungsmotorantrieb.
-
Eine besonders kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Kurbelwellenanordnung ergibt sich gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform dann, wenn dies eine Mehrzahl Hauptlager zur drehbaren Lagerung der Welle und einen Kurbelwellenflansch aufweist, wobei der Zahnriementrieb axial zwischen dem Kurbelwellenflansch und einem axial auf den Kurbelwellenflansch folgenden Hauptlager angeordnet ist.
-
Im Hinblick auf die Kurbelwellenanordnung können eine oder zwei Anlaufscheiben zur Begrenzung der axialen Bewegung eines mit dem Zahnriemenprofil kämmenden Zahnriemens ausgebildet sein.
-
Demnach ist es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kurbelwellenanordnung vorgesehen, dass eine Anlaufscheibe des Zahnriementriebes auf einer vom Kurbelwellenflansch axial abgewandten Seite und/oder auf einer dem Kurbelwellenflansch axial zugewandten Seite des Zahnriemenprofils angeordnet ist.
-
Häufig werden bei Kurbelwellenanordnungen für den Antrieb bestimmte Aggregate mit der Welle drehfest gekoppelte und somit drehend umlaufende Kurbelwellenzahnräder eingesetzt. In diesem Zusammenhang ergibt sich eine besonders kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Kurbelwellenanordnung, wenn eine Anlaufscheibe des Zahnriementriebes an der Welle gehaltert und radial gesichert wird durch ein Kurbelwellenzahnrad, insbesondere nach Art eines die Anlaufscheibe an einem Außenumfang halternden Zahnringes.
-
Schließlich ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch eine Betriebsvorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Fahrzeug mit einem Verbrennungs- oder Hubkolbenmotor als Antrieb, bei welcher der Antrieb eine erfindungsgemäße Kurbelwellenanordnung aufweist.
-
Kurzbeschreibung der Figuren
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
-
1-1 bis 1-3 in schematischen axialen und axial geschnittenen Seitenansichten eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe.
-
2 bis 5 zeigen in perspektivischen und teilweise geschnittenen Seitenansichten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kurbelwellenanordnung unter Verwendung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe.
-
6 bis 9 zeigen in schematischen und teilweise geschnittenen Seitenansichten bzw. nach Art einer axialen Draufsicht verschiedene Aspekte des Aufbaus und der Montage einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe an einer Kurbelwellenanordnung.
-
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1-1 bis 9 Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben.
-
Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form von einander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.
-
Die 1-1 bis 1-3 zeigen in axialen Seitenansichten bzw. in einer axial geschnittenen Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe 10.
-
Die in den 1-1 bis 1-3 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe 10 besteht aus einem Scheibenkörper 16, welcher aus zwei identischen Kreisringscheibensegmenten 11 und 12 aufgebaut ist. Diese sind in der 1-1 mit ihren sich radial erstreckenden Kontakt- oder Berührungsflächen 13 und 14 zusammengefügt, so dass sie im Zusammenwirken den Scheibenköper 16 nach Art eines Kreisscheibenringes bilden, welcher hier zu einer Spiegelebene 15 parallel zur xz-Ebene symmetrisch aufgebaut ist.
-
Die 1-3 zeigt die Kreisringscheibensegmente 11 und 12 in einem voneinander getrennten Zustand, bei welchem die Kontaktflächen 13 und 14 voneinander separiert sind.
-
In den 1-1 und 1-3 liegen der Scheibenkörper 16 der Anlaufscheibe 10 und die den Scheibenkörper 16 bildenden Kreisringscheibensegmente 11 und 12 in der yz-Ebene, auf welcher die Symmetrieachse X senkrecht steht und parallel zur x-Richtung verläuft.
-
Die 1-2 zeigt die Anlaufscheibe 10 aus den 1-1 und 1-3 mit einem Blick auf die xz-Ebene und somit auf das erste Kreisringscheibensegment 11 des Scheibenkörpers 16 und dessen Kontakt- oder Berührungsfläche 13.
-
Die 2 bis 5 zeigen in perspektivischen bzw. geschnittenen Seitenansichten die Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kurbelwellenanordnung 1 unter Verwendung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe 10.
-
Zu erkennen ist die Welle 2 oder Kurbelwelle der Kurbelwellenanordnung 1 mit dem Hauptlagerzapfen 3 und den Hauptlagern 4 und den Hub- oder Pleuelzapfen 5 und den Hublagern oder Pleuellagern 6 im Wechsel miteinander, wobei entsprechend eine Anzahl von Kurbelwangen 7 ausgebildet ist. Endständig ist der Kurbelwellenflansch 8 mit entsprechenden Befestigungsmitteln 8-1 gezeigt.
-
Bei der Ausführungsform gemäß den 2 bis 5 ist eine Anlaufscheibe 10 zwischen dem Kurbelwellenflansch 8 und dem endständigen Hauptlager 4 angeordnet. Die Anlaufscheibe 10 ist auch hier erfindungsgemäß zweigeteilt ausgebildet und wird radial von einem Kurbelwellenzahnrad 9 – z.B. nach Art eines Zahnringes – gesichert und so an der Welle 2 gehaltert.
-
Zwischen der Anlaufscheibe 10 und dem Flansch 8 ist ein entsprechendes Zahnriemenprofil 21 eines Zahnriementriebes 20 angeordnet. Durch das Vorsehen der Anlaufscheibe 10 wird bei der Ausführungsform gemäß der 2 bis 5 die axiale Bewegung eines im Betrieb mit dem Zahnriemenprofil 21 kämmenden Zahnriemens zu der vom Flansch 8 abgewandten Seite 21-1 des Zahnriemenprofils 21 hin begrenzt.
-
Zusätzlich kann eine zweite Anlaufscheibe 10 auf der dem Flansch 8 zugewandten Seite 21-2 des Zahnriemenprofils 21 vorgesehen werden. Dies ist in den 2 bis 5 nicht gezeigt, dort kann das Anlaufen des mit dem Zahnriemenprofil 21 kämmenden Zahnriemens z. B. gegenüber dem Flansch 8 erfolgen.
-
Die 6 bis 9 zeigen weitere Details der Anordnung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe 10 an einer Kurbelwellenanordnung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Dabei sind insbesondere in den Schnittdarstellungen der 6 und 7 die vom Flansch 8 abgewandte Seite 21-1 und dem Flansch 8 zugewandte Seite 21-2 des Zahnriemenprofils 21 zu erkennen. Bei diesen Ausführungsformen ist die Anlaufscheibe 10 auf der vom Flansch 8 abgewandten Seite 21-1 des Zahnriemenprofils 21 angeordnet.
-
7 zeigt einen Montageschritt, bei welchem zunächst die Kreisringscheibensegmente 11 und 12 des Scheibenkörpers 16 im Bereich der vom Flansch 8 abgewandten Seite 21-1 des Zahnriemenprofils 21 angelegt werden, um dann mit dem Kurbelwellenzahnrad 9 nach Art eines den Außenumfang des Scheibenkörpers 6 umfassenden Zahnringes befestigt zu werden.
-
Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden an Hand der folgenden Darlegungen weiter erläutert:
Derzeit werden bei Zahnriementrieben 20 einteilige rotationssymmetrische Anlaufscheiben 10 verwendet.
-
Bei bestimmten Antriebs- und Motorkonzepten befinden sich der Steuertrieb und/oder ein Ölpumpenantrieb an einem hinteren oder getriebeseitigen Motorende. Daher ist der Platz für Steuertrieb und/oder für einen Ölpumpentrieb deutlich begrenzt.
-
Derzeit werden daher bei Steuertrieben und/oder für einen Ölpumpentrieb als Zugmittel Ketten verwendet.
-
Die Verwendung von Zahnriemen können hinsichtlich Akustik, Kosten, Gewicht und Package Vorteile bieten, lassen sich aber – wenn überhaupt – wegen des verringert zur Verfügung stehenden Montageraumes nur aufwendig realisieren.
-
Bei der Verwendung eines Zahnriementriebes 20, muss die axiale Bewegung des Zahnriemens im Trieb 20, also auf dem Zahnriemenprofil 21, begrenzt werden. Dafür können Anlaufscheiben verwendet werden.
-
Im Falle eines Zahnriemens für einen Steuertrieb oder für einen Ölpumpentrieb
- – sind ein Zahnriemenprofil 21
- – sowie eine Anlaufscheibe 10 an der Kurbelwelle 2 notwendig,
- – wobei letztere eine sehr feine Oberfläche aufweist und insbesondere vom Zahnriemenhersteller geforderte Oberflächeneigenschaften einhält.
-
Bei einem Steuertrieb und/oder einem Ölpumpentrieb am hinteren Motorende ist eine einteilige Anlaufscheibe montagetechnisch und vom Bauvolumen her nicht möglich.
-
Daher wird erfindungsgemäß eine zweiteilige Anlaufscheibe 10 vorgeschlagen. Die Teilung der Anlaufscheibe 10 und ihres Scheibenkörpers 16 in mehrere Kreisringsegmente 11, 12 kann in mechanisch bearbeiteter Form oder durch Cracken erstellt werden.
-
Radial wird die Anlaufscheibe 10 durch einen Zahnring 9 gesichert. Axial wird die Anlaufscheibe 10 durch die Geometrie der Kurbelwelle 2 gesichert.
-
Durch die erfindungsgemäß mehrteilige Anlaufscheibe 10 wird eine Beschränkung der axialen Bewegung eines Zahnriemens an der Kurbelwelle 2 überhaupt erst möglich, wenn die Bauraumverhältnisse deutlich eingeschränkt sind.
-
Es stellen sich zusätzlich Packagevorteile ein, und zwar in dem Sinne, dass keine Motorverlängerung notwendig ist und also der Abstand zwischen dem letzten Hauptlager der Kurbelwelle und dem Kurbelwellenflansch vergleichsweise gering gehalten werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kurbelwellenanordnung
- 2
- Welle, Kurbelwelle
- 3
- Hauptlagerzapfen
- 4
- Hauptlager
- 5
- Hubzapfen, Pleuelzapfen
- 6
- Hublager, Pleuellager
- 7
- Kurbelwange
- 8
- Kurbelwellenflansch
- 8-1
- Befestigungsmittel
- 9
- Kurbelwellenzahnrad
- 10
- Anlaufscheibe
- 11
- Kreisscheibensegment
- 12
- Kreisscheibensegment
- 13
- Kontaktfläche
- 14
- Kontaktfläche
- 15
- Spiegelebene
- 16
- Scheibenkörper
- 20
- Zahnriementrieb
- 21
- Zahnprofil, Zahnriemenprofil
- 21-1
- vom Flansch 8 abgewandte Seite des Zahnriemenprofils 21
- 21-2
- dem Flansch 8 zugewandte Seite des Zahnriemenprofils 21
- x
- Raumrichtung
- X
- Symmetrieachse, Kurbelwellenachse
- y
- Raumrichtung
- z
- Raumrichtung
