DE102016209598A1

DE102016209598A1 - Riemenscheibenentkoppler

Info

Publication number: DE102016209598A1
Application number: DE102016209598.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Hauck; Jens Schäfer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2036-06-02
Also published as: WO2017206993A1; DE102016209598B4

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Riemenscheibenentkoppler (1, 1´) zur Antriebsmomentübertragung zwischen dem Riemen eines Startergenerator-Riementriebs und dem Startergenerator, umfassend: – eine Riemenscheibe (2),– eine auf der Generatorwelle des Startergenerators zu befestigende Nabe (4, 4´), – eine Entkopplerfeder (11, 11´), die bei angetriebenem Startergenerator das Antriebsmoment des Riemens von der Riemenscheibe auf die Nabe überträgt,– und eine Sperre, die bei antreibendem Startergenerator das Antriebsmoment der Generatorwelle von der Nabe auf die Riemenscheibe überträgt, Die Sperre soll durch ein Schlingband (12, 12´) gebildet sein, das im Antriebsmomentfluss zwischen der Riemenscheibe und der Nabe parallel zur Entkopplerfeder geschaltet ist und bei antreibendem Startergenerator die Riemenscheibe drehsteif gegen die Nabe schlingt.Proposed is a pulley decoupler (1, 1 ') for driving torque transmission between the belt of a starter-generator belt drive and the starter generator, comprising: - a pulley (2), - a hub (4, 4') to be mounted on the generator shaft of the starter generator, - a decoupler spring (11, 11 '), which transmits the drive torque of the belt from the pulley to the hub when the starter generator is driven, and a lock which transmits the driving torque of the generator shaft from the hub to the pulley when the starter generator is driving a Schlingband be formed (12, 12 '), which is connected in the drive torque flow between the pulley and the hub parallel to the decoupling spring and the pulley rotates torsionally stiff against the hub when driving starter generator.

Description

Die Erfindung betrifft einen Riemenscheibenentkoppler zur Antriebsmomentübertragung zwischen dem Riemen eines Startergenerator-Riementriebs und dem Startergenerator. Der Riemenscheibenentkoppler umfasst:

– eine Riemenscheibe,
– eine auf der Generatorwelle des Startergenerators zu befestigende Nabe,
– eine Entkopplerfeder, die bei angetriebenem Startergenerator das Antriebsmoment des Riemens von der Riemenscheibe auf die Nabe überträgt,
– und eine Sperre, die bei antreibendem Startergenerator das Antriebsmoment der Generatorwelle von der Nabe auf die Riemenscheibe überträgt.

The invention relates to a Riemenscheibenentkoppler for driving torque transmission between the belt of a starter-belt drive and the starter generator. The pulley decoupler includes:

A pulley,
A hub to be mounted on the generator shaft of the starter generator,
A decoupler spring, which transmits, with the starter generator driven, the drive torque of the belt from the pulley to the hub,
- And a lock that transmits the drive torque of the generator shaft from the hub to the pulley with driving starter generator.

Riemenscheibenentkoppler (in der englischsprachigen Fachliteratur als `Decoupler´ oder `Isolator´ bezeichnet) kompensieren Drehschwingungen und -ungleichförmigkeiten, die von der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine in deren Nebenaggregate-Riementrieb eingeleitet werden, und sind typischerweise auf dem Generator angeordnet. Falls der Generator ein Startergenerator ist, der im elektromotorischen Betrieb die Brennkraftmaschine zwecks Startens oder Boostens über den Riementrieb antreibt, ist das bei Generatorfreiläufen übliche Überholen der Generatorwelle ohne Weiteres nicht möglich. Vielmehr muss der Riemenscheibenentkoppler in dieser relativen Drehrichtung sperren, um das vom Startergenerator erzeugte Antriebsmoment via Nabe und Riemenscheibe auf den Riemen übertragen zu können. Pulley decouplers (referred to in the English-language literature as `decoupler 'or' isolator ') compensate torsional vibrations and non-uniformities introduced by the crankshaft of an internal combustion engine into its accessory belt drive and are typically located on the generator. If the generator is a starter generator which drives the internal combustion engine in the electromotive operation for the purpose of starting or boosting via the belt drive, the usual overrunning of the generator shaft during generator freewheels is not possible without further ado. Rather, the pulley decoupler must lock in this relative direction of rotation in order to transmit the drive torque generated by the starter generator via the hub and pulley on the belt can.

Ein gattungsgemäßer Riemenscheibenentkoppler ist aus der EP 2 010 792 B1 bekannt. Die das Antriebsmoment bei antreibendem Startergenerator von der Nabe auf die Riemenscheibe übertragende Sperre ist dort durch umfänglich feste Endanschläge gebildet, die die Verdrehbarkeit der Nabe relativ zur Riemenscheibe begrenzen. Ein wesentlicher Nachteil der Festanschläge besteht in der hohen Geräuschentwicklung, die mit der Anschlaggeschwindigkeit der Nabe gegen die Riemenscheibe stärker wird.A generic pulley decoupler is from the EP 2 010 792 B1 known. The lock transmitting the drive torque from the hub to the pulley when the starter generator is driven is formed there by circumferentially fixed end stops which limit the rotatability of the hub relative to the pulley. A major disadvantage of the hard stops is the high noise, which is stronger with the velocity of the hub against the pulley.

Ein weiterer gattungsgemäßer Riemenscheibenentkoppler ist aus der EP 1 730 425 B1 bekannt und konstruktiv so ausgeführt, dass die Entkopplerfeder eine in beide Verdrehrichtungen, d.h. in Öffnungs- und in Schließrichtung belastbare Schraubendrehfeder ist. In der einen Verdrehrichtung überträgt die Feder das vom Riemen ausgehende Antriebsmoment entkoppelnd auf den Startergenerator, und in der anderen Verdrehrichtung wirkt die Feder als seinen Durchmesser änderndes Schlingband, das sich aufgrund des Start- oder Boostmoments entweder öffnet oder zusammenzieht und dabei die Riemenscheibe drehsteif gegen die Nabe schlingt. Ein Nachteil dieser Konstruktion ist die erhebliche Schwierigkeit, die unterschiedlichen Funktionen der Feder und des Schlingbands in demselben Bauteil zufriedenstellend zu verwirklichen.Another generic pulley decoupler is from the EP 1 730 425 B1 known and constructively designed so that the decoupler spring is in both directions of rotation, ie in the opening and closing direction resilient screw torsion spring. In one direction of rotation, the spring transmits the drive torque originating from the belt to the starter generator, and in the other direction of rotation the spring acts as its diameter changing loop, which either opens or contracts due to the starting or boosting torque and thereby torsionally stiffens the pulley Hub is looping. A disadvantage of this construction is the considerable difficulty in satisfactorily realizing the different functions of the spring and the sling in the same component.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Riemenscheibenentkoppler der eingangs genannten Art mit einer alternativen Ausführung der Sperre anzugeben.Proceeding from this, the present invention seeks to provide a pulley decoupler of the type mentioned with an alternative embodiment of the barrier.

Die Lösung hierfür ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1. Demnach soll die Sperre durch ein Schlingband gebildet sein, das im Antriebsmomentfluss zwischen der Riemenscheibe und der Nabe parallel zur Entkopplerfeder geschaltet ist und bei antreibendem Startergenerator die Riemenscheibe drehsteif gegen die Nabe schlingt. The solution for this arises from the features of claim 1. Accordingly, the lock should be formed by a Schlingband which is connected in the drive torque flow between the pulley and the hub parallel to the decoupling spring and the pulley rotates torsionally stiff against the hub at driving starter generator.

Anders als bei dem oben erwähnten Riemenscheibenentkoppler mit Festanschlägen bewirkt das Schlingband einen vergleichsweise sanften Sperrvorgang der Riemenscheibe gegenüber der Nabe, wenn der Startergenerator beginnt, das Antriebsmoment von der Nabe auf die Riemenscheibe zu übertragen. Außerdem ermöglicht die als separates Schlingband ausgebildete Sperre ein jeweils optimales, da voneinander weitgehend unabhängiges Design von Entkopplerfeder und Schlingband.Unlike the abovementioned fixed butt pulley decoupler, the sling provides a comparatively smooth locking action of the pulley with respect to the hub as the starter generator begins to transmit the drive torque from the hub to the pulley. In addition, the lock formed as a separate Schlingband a respective optimal, since each other largely independent design of decoupler spring and Schlingband.

Vorzugsweise ist das Schlingband über (umfänglichen) Formschluss der Schlingbandenden mit der Riemenscheibe einerseits und der Nabe andererseits in Eingriff. Der Formschluss der Schlingbandenden kann so ausgeführt sein, dass er entweder unidirektional in nur eine oder bidirektional in beide Relativdrehrichtungen von Riemenscheibe zu Nabe wirkt. Dazu kann das Schlingband in Achsrichtung des Riemenscheibenentkopplers abgewinkelte Schlingbandenden aufweisen, die in Aussparungen der Riemenscheibe und der Nabe eingreifen. Alternativ können die Schlingbandenden als umfänglich von der Kreisform abweichende Schenkel geformt sein, die in dazu korrespondierende Aufnahmen seitens der Riemenscheibe und der Nabe formschlüssig eingreifen.Preferably, the Schlingband over (circumferential) positive engagement of the Schlingbandenden with the pulley on the one hand and the hub on the other hand in engagement. The form-fitting of the Schlingbandenden can be designed so that it acts either unidirectional in only one or bidirectional in both directions of relative rotation of pulley to hub. For this purpose, the sling band in the axial direction of the Riemenscheibenentkopplers have angled Schlingbandenden that engage in recesses of the pulley and the hub. Alternatively, the Schlingbandenden can be shaped as circumferentially deviating from the circular leg, which engage positively in corresponding receptacles on the part of the pulley and the hub.

Die Ausführung mit unidirektional oder bidirektional wirkendem Formschluss hängt vor allem von den Einbauverhältnissen des Schlingbands im Riemenscheibenentkoppler ab:

a.) wenn sich das Schlingband in entlastetem Zustand bereits in Reibeingriff mit dessen Reibkontaktpartnern an der Nabe und an der Riemenscheibe befindet, dann tordiert der Formschluss das Schlingband bei angetriebenem Startergenerator zweckmäßigerweise entgegen dessen Schlingrichtung, um ein ungewolltes Sperren des Schlingbands bei den entkopqpelnden Relativverdrehungen der antreibenden Riemenscheibe gegenüber der Nabe zuverlässig zu verhindern. Ein auch in dazu entgegen gesetzter Relativdrehrichtung wirkender Formschluss ist optional und unterstützt den Sperrvorgang des Schlingbands bei antreibendem Startergenerator.
b.) wenn sich das Schlingband in entlastetem Zustand (mit Radialspiel) außer Reibeingriff mit dessen Reibkontaktpartnern an der Nabe und an der Riemenscheibe befindet, dann tordiert der Formschluss das Schlingband bei antreibendem Startergenerator zweckmäßigerweise in dessen Schlingrichtung, um das Schlingband zuverlässig in den zum Sperrvorgang führenden Reibeingriff mit dessen Reibkontaktpartnern zu bringen. Ein auch in dazu entgegen gesetzter Relativdrehrichtung wirkender Formschluss ist optional und erhöht die Sicherheit des Schlingbands gegen ungewolltes Sperren des Schlingbands bei den entkoppelnden Relativverdrehungen der antreibenden Riemenscheibe gegenüber der Nabe.

The version with unidirectional or bi-directional positive locking depends above all on the installation conditions of the sling band in the pulley decoupler:

a.) If the Schlingband is already in frictional engagement with its Reibkontaktpartnern on the hub and on the pulley in the unloaded state, then the positive connection twisted the driven belt starter generator against its direction of curl to prevent unwanted locking of the Schlingbands in the entkopqpelnden Relativverdrehungen driving pulley relative to the hub reliably prevent. One also in opposite relative direction of rotation acting positive locking is optional and supports the locking process of the sling belt at driving starter generator.
b.) If the Schlingband in unloaded condition (with radial clearance) is frictional engagement with the Reibkontaktpartnern on the hub and on the pulley, then the form fit twisted the Schlingband at driving starter generator expediently in the Schlingrichtung to the Schlingband reliably in the for locking leading friction engagement with its Reibkontaktpartnern to bring. An interlocking action also acting in the opposite direction of relative rotation is optional and increases the safety of the sling band against unintentional locking of the sling band in the decoupling relative rotations of the driving pulley relative to the hub.

Das Radialspiel vereinfacht den Einbau des Schlingbands in erheblichem Maße, da das Schlingband kraftfrei oder zumindest kraftarm über bzw. in dessen Reibkontaktpartner axial montierbar ist. Der in Schlingrichtung wirkende Formschluss ermöglicht es, das Schlingband im Anschluss an dessen axiale Montage in Schlingrichtung vorzuspannen, um den drehmomentfreien Übergangswinkel des Riemenscheibenentkopplers bei dessen Lastwechseln zwischen angetriebenem Startergenerator – die Entkopplerfeder ist gerade weitestgehend oder vollständig entspannt und das Schlingband sperrt noch nicht – und antreibendem Startergenerator – das Schlingband beginnt zu sperren – zu minimieren.The radial clearance simplifies the installation of the Schlingbands to a considerable extent, since the Schlingband is force-free or at least low power over or in the Reibkontaktpartner axially mounted. The Schlingband acting in the loop direction makes it possible to bias the Schlingband following its axial mounting in Schlingrichtung to the torque-free transition angle of the Riemenscheibenentkopplers at its load changes between driven starter generator - the decoupler spring is just largely or completely relaxed and the Schlingband locks not yet - and driving Starter generator - the looping tape begins to lock - to minimize.

In einer dazu alternativen Drehmomentkennung von Entkopplerfeder und Schlingband kann ein vergleichsweise großer Übergangswinkel in dem genannten Lastwechselbereich des Riemenscheibenentkopplers erforderlich sein.In an alternative torque detection of decoupler spring and Schlingband a comparatively large transition angle may be required in said load change region of the pulley decoupler.

Die Entkopplerfeder ist vorzugsweise eine sich in Achsrichtung des Riemenscheibenentkopplers erstreckende Schraubendrehfeder mit schenkellosen Federenden, die bei angetriebenem Startergenerator das Antriebsmoment von der Stufe eines axial rampenförmig ansteigenden Federtellers der Riemenscheibe auf die Stufe eines axial rampenförmig ansteigenden Federtellers der Nabe übertragen.The decoupler spring is preferably a helical torsion spring extending in the axial direction of the pulley decoupler, with legless spring ends which, when the starter generator is driven, transmit the drive torque from the step of an axially ramped spring plate of the pulley to the step of an axially ramped spring plate of the hub.

Der Drehmomentverlauf während des Sperrvorgangs des Schlingbands kann ferner dadurch beeinflusst werden, dass das Schlingband in einem mittleren Abschnitt, der gegen die Riemenscheibe und gegen die Nabe schlingt, einen gegenüber den Schlingbandenden verschiedenen Durchmesser hat, wobei der Durchmesser des mittleren Abschnitts entweder

a.) größer ist, falls das Schlingband die Entkopplerfeder umschließt, oder
b.) kleiner ist, falls die Entkopplerfeder das Schlingband umschließt.

The torque curve during the locking process of the sling band can be further influenced by the fact that the sling band has a different diameter than the sling band ends in a middle section which snaps against the belt pulley and against the hub, the diameter of the middle section being either

a.) Is greater, if the Schlingband encloses the Entkopplerfeder, or
b.) Is smaller, if the decoupling spring encloses the Schlingband.

Das sich in Axialrichtung verändernde Radialspiel zwischen dem Schlingband und dessen Reibkontaktpartnern führt in beiden Fällen zu einer progressiven Drehmoment-Kennlinie mit dementsprechend „weichem“ Eingriff, da die einzelnen Windungen des Schlingbands nicht gleichzeitig, sondern sukzessive mit den Reibkontaktpartnern in Eingriff kommen. Im Fall a.) hat der Wickelkörper des Schlingbands eine bauchige Form und im Fall b.) eine mittig eingeschnürte Form. The axially varying radial clearance between the looping belt and its Reibkontaktpartnern leads in both cases to a progressive torque curve with accordingly "soft" engagement, since the individual turns of the Schlingbands not simultaneously, but successively with the Reibkontaktpartnern engaged. In the case a.), The winding body of the Schlingbands has a bulbous shape and in the case b.) A centrally constricted shape.

Der sukzessive Eingriff des Schlingbands kann alternativ oder ergänzend auch durch eine nicht-zylindrische Formgebung der Reibkontaktpartner erzielt werden. Wenn sich das Schlingband im entspannten Zustand befindet, soll die Radialspieldifferenz zwischen der engsten Stelle zwischen Schlingband und Reibkontaktpartner und der weitesten Stelle zwischen Schlingband und Reibkontaktpartner bis zu etwa 1 mm betragen. The successive engagement of the sling band can alternatively or additionally also be achieved by a non-cylindrical shaping of the friction contact partners. When the sling band is in a relaxed state, the radial clearance difference between the narrowest point between the sling band and the friction contact partner and the widest point between the sling band and the friction contact partner should be up to about 1 mm.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Riemenscheibenentkoppler für einen Startergenerator-Riementrieb einer Brennkraftmaschine dargestellt sind. Es zeigen:Further features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, in which two embodiments of the invention pulley decoupler for a starter-belt drive of an internal combustion engine are shown. Show it:

1 den ersten Riemenscheibenentkoppler in perspektivischem Längsschnitt; 1 the first pulley decoupler in perspective longitudinal section;

2 den ersten Riemenscheibenentkoppler in perspektivisch explodierter Darstellung; 2 the first pulley decoupler exploded in perspective exploded view;

3 das Schlingband gemäß 2 in vergrößerter Einzelteildarstellung; 3 the sling band according to 2 in enlarged detail view;

4 die Riemenscheibe des ersten Riemenscheibenentkopplers in perspektivischer Einzelteildarstellung; 4 the pulley of the first pulley uncoupler in perspective Einzelteildarstellung;

5 die Nabe des ersten Riemenscheibenentkopplers in perspektivischer Einzelteildarstellung; 5 the hub of the first pulley uncoupler in perspective Einzelteildarstellung;

6 die Drehmomentkennung der Riemenscheibenentkoppler in schematischer Diagrammdarstellung; 6 the torque detection of pulley decoupler in a schematic diagram representation;

7 den zweiten Riemenscheibenentkoppler in perspektivischem Längsschnitt; 7 the second pulley decoupler in perspective longitudinal section;

8 das Schlingband des zweiten Riemenscheibenentkopplers in perspektivischer Einzelteildarstellung. 8th the sling band of the second pulley decoupler in perspective detail view.

Die 1 und 2 zeigen den ersten Riemenscheibenentkoppler 1 im Längsschnitt bzw. als Explosion. Eine hohlzylindrische Riemenscheibe 2, deren vom Riemen umschlungener Außenmantel 3 der Poly-V-Form des Riemens entsprechend profiliert ist, wird vom Riemen in der in 2 eingezeichneten Drehrichtung angetrieben. Die Riemenscheibe 2 ist drehbar auf einer Nabe 4 gelagert, die fest mit der Generatorwelle eines Startergenerators verschraubt wird. Hierzu hat die Nabe 4 im Mittelabschnitt 5 ein nicht dargestelltes Innengewinde und am generatorfernen, vorderen Endabschnitt einen Innenvielzahn 6 als Eingriffskontur für das Schraubwerkzeug. Die Lagerung der Riemenscheibe 2 auf der Nabe 4 erfolgt am generatorseitigen Ende radial und axial mittels eines Wälzlagers 7 und am generatorfernen Ende radial mittels eines Gleitlagers 8. Das Wälzlager 7 ist ein einreihiges und beidseitig abgedichtetes Kugellager. Das Gleitlager 8 ist ein geschlitzter Radiallagerring aus Polyamid, der mit dem Innenumfang der Riemenscheibe 2 in unmittelbarem Gleitkontakt steht. Die Riemenscheibe 4 hat am generatorfernen Ende eine Umfangsnut 9, in die nach dem Verschrauben des Riemenscheibenentkopplers 1 auf die Generatorwelle eine Schutzkappe 10 eingeschnappt wird. The 1 and 2 show the first pulley decoupler 1 in longitudinal section or as an explosion. A hollow cylindrical pulley 2 , whose belt wrapped by the outer jacket 3 The poly-V shape of the belt is profiled according to the belt in the in 2 driven direction of rotation driven. The pulley 2 is rotatable on a hub 4 stored, which is bolted to the generator shaft of a starter generator. For this the hub has 4 in the middle section 5 an unillustrated internal thread and the generator remote, front end portion of a Innenvielzahn 6 as an engagement contour for the screwing tool. The bearing of the pulley 2 on the hub 4 takes place at the generator end radially and axially by means of a rolling bearing 7 and at the far end of the generator radially by means of a sliding bearing 8th , The rolling bearing 7 is a single row and double sealed ball bearing. The plain bearing 8th is a slotted radial bearing ring made of polyamide, with the inner circumference of the pulley 2 is in direct sliding contact. The pulley 4 has a circumferential groove at the far end of the generator 9 into which after screwing the pulley decoupler 1 on the generator shaft a protective cap 10 is snapped.

Die für die Funktion des Riemenscheibenentkopplers 1 wesentlichen Komponenten sind eine Entkopplerfeder 11 und ein als Sperre dienendes Schlingband 12. Die Wickelkörper der als Schraubendrehfeder ausgebildeten Entkopplerfeder 11 und des Schlingbands 12 erstrecken sich in und vorliegend konzentrisch zur Achsrichtung des Riemenscheibenentkopplers 1, wobei in diesem ersten Ausführungsbeispiel die Entkopplerfeder 11 das Schlingband 12 umschließt. Im gesperrten Zustand ist der Wickelkörper des Schlingbands 12 eingeschnürt und befindet sich mit dessen Innenumfang in Drehmoment übertragendem Haftreibungskontakt mit Reibkontaktpartnern der Riemenscheibe 2 und der Nabe 4. Bei den Reibkontaktpartnern handelt es sich um den Außenmantel 13 eines zylindrischen Vorsprungs 14 der Riemenscheibe 2 einerseits und einen Außenmantel 15 der Nabe 4 andererseits. The for the function of the pulley decoupler 1 essential components are a decoupler spring 11 and a locking band serving as a barrier 12 , The winding body of the trained as a helical spring decoupler spring 11 and the girdle 12 extend in and present concentric with the axial direction of the Riemenscheibenentkopplers 1 , In this first embodiment, the decoupler spring 11 the Schlingband 12 encloses. In the locked state, the winding body of the sling is 12 constricted and located with its inner circumference in torque transmitting static friction contact with Reibkontaktpartnern the pulley 2 and the hub 4 , The friction contact partners are the outer sheath 13 a cylindrical projection 14 the pulley 2 on the one hand and an outer sheath 15 the hub 4 on the other hand.

Wie es in Zusammenschau mit den 4 und 5 hervorgeht, liegt die Entkopplerfeder 11 mit schenkellosen Federenden 16 und 17 an einem Federteller 18 der Riemenscheibe 2 einerseits und einem Federteller 19 der Nabe 4 andererseits an. Beide Federteller 18, 19 steigen axial rampenförmig an, wobei die Federenden 16, 17 stirnseitig zwischen den durch die axiale Rampenform der Federteller 18, 19 gebildeten Stufen 20 und 21 eingespannt sind. Das Schlingband 12 ist im Antriebsmomentfluss zwischen der Riemenscheibe 2 und der Nabe 4 parallel zur Entkopplerfeder 11 geschaltet und hat Schlingbandenden 22 und 23, die in Achsrichtung des Riemenscheibenentkopplers 1 abgewinkelt sind und formschlüssig in Aussparungen 24 und 25 der Riemenscheibe 2 bzw. der Nabe 4 eingreifen. Bei beiden Aussparungen 24, 25 handelt es sich um Durchstellungen in den Federtellern 18, 19 am Grund der jeweiligen Stufe 20, 21, wobei die nabenseitige Aussparung 25 auch in 1 sichtbar ist. As it is in conjunction with the 4 and 5 shows, lies the decoupler spring 11 with thighless spring ends 16 and 17 on a spring plate 18 the pulley 2 on the one hand and a spring plate 19 the hub 4 on the other hand. Both spring plates 18 . 19 rise axially ramped, the spring ends 16 . 17 frontally between the through the axial ramp shape of the spring plate 18 . 19 formed stages 20 and 21 are clamped. The Schlingband 12 is in the momentum flux between the pulley 2 and the hub 4 parallel to the decoupler spring 11 switched and has Schlingbandenden 22 and 23 in the axial direction of the pulley decoupler 1 are angled and form-fitting in recesses 24 and 25 the pulley 2 or the hub 4 intervention. With both recesses 24 . 25 these are settings in the spring plates 18 . 19 at the bottom of each stage 20 . 21 , wherein the hub-side recess 25 also in 1 is visible.

Aufgrund des Eingriffs der Schlingbandenden 22, 23 in die Aussparungen 24, 25 wirkt der Formschluss vorliegend in beide Relativdrehrichtungen von Riemenscheibe 2 zu Nabe 4, so dass das Schlingband 12 über die Schlingbandenden 22, 23 sowohl in die (sperrende) Schlingrichtung tordiert und dabei zusammengeschnürt wird als auch entgegen der Schlingrichtung tordiert und dabei im Durchmesser aufgeweitet wird. Die das zugehörige Sperrmoment bzw. Öffnungsmoment erzeugenden Kräftepaare sind in 3 verdeutlicht, wobei das jeweils an den Schlingbandenden 22, 23 mit schwarzen Pfeilen eingezeichnete Kräftepaar das Sperrmoment erzeugt und wobei das dazu entgegen gerichtete und mit weißen Pfeilen eingezeichnete Kräftepaar das Öffnungsmoment erzeugt. Due to the engagement of the Schlingbandenden 22 . 23 in the recesses 24 . 25 The form-fitting acts in this case in both relative directions of rotation of the pulley 2 to hub 4 so that the snare tape 12 about the Schlingbandenden 22 . 23 both in the (blocking) twisting direction twisted and tied together as well as against the direction of twisting twisted and thereby widened in diameter. The associated locking torque or opening moment generating pairs of forces are in 3 clarified, with each at the Schlingbandenden 22 . 23 The pair of forces drawn by means of black arrows generates the blocking moment and the pair of forces opposing it and drawn with white arrows generates the opening moment.

Im unbelasteten Zustand ist der Innendurchmesser des Schlingbands 12 größer als der Außendurchmesser des zylindrischen Vorsprungs 14 und der Außendurchmesser des Außenmantels 15, um das Schlingband 12 axial kraftarm über dessen Reibkontaktpartner montieren zu können. Die umfängliche Relativpositionierung der Schlingbandenden 22, 23, der Aussparungen 24, 25, der Stufen 20, 21 und der Federenden 16, 17 ist derart, dass sich das montierte Schlingband 12 unter Vorspannung in Sperrrichtung befindet, um das Radialspiel gegenüber den Reibkontaktpartnern zu reduzieren und ggfls. zu eliminieren. Als Reaktion auf diese Vorspannung spannt das Schlingband 12 die Stufen 20, 21 gegen die Federenden 16, 17, wenn kein äußeres Drehmoment auf den Riemenscheibenentkoppler 1 wirkt. In the unloaded state, the inner diameter of the sling is 12 larger than the outer diameter of the cylindrical projection 14 and the outer diameter of the outer jacket 15 to the sling band 12 axial force can be mounted on its Reibkontaktpartner axially. The circumferential relative positioning of the Schlingbandenden 22 . 23 , the cutouts 24 . 25 , the steps 20 . 21 and the spring ends 16 . 17 is such that the mounted Schlingband 12 under bias in the reverse direction to reduce the radial play against the Reibkontaktpartnern and ggfls. to eliminate. In response to this bias, the snare strap tensions 12 the steps 20 . 21 against the spring ends 16 . 17 when there is no external torque on the pulley decoupler 1 acts.

Die zugehörigen Drehmomente sind in 6 schematisch dargestellt, wobei die durchgezogene Linie das Drehmoment der Entkopplerfeder 11 und die gestrichelte Linie das Drehmoment des Schlingbands 12 jeweils in Abhängigkeit des relativen Drehwinkels von Riemenscheibe 2 zu Nabe 4 zeigen. Die in Sperrrichtung wirkende Vorspannung des Schlingbands 12 ist an dem Offset der Drehmomente gegenüber dem Koordinatenursprung erkennbar und bewirkt bei negativer Relativverdrehung eine im wesentlichen sofort einsetzende Sperrwirkung des Schlingbands 12, wenn der Startergenerator im Übergang zum elektromotorischen Betrieb mit dem Antreiben beginnt. Der dabei steil ins Negative abfallende Drehmomentverlauf des Schlingbands 12 ist charakteristisch für dessen Sperrwirkung, bei der die Riemenscheibe 2 drehsteif gegen die Nabe 4 geschlungen wird. Die Entkopplerfeder 11 ist in diesem Betriebsmodus drehmomentfrei. The associated torques are in 6 shown schematically, wherein the solid line, the torque of the decoupler spring 11 and the dashed line the torque of the sling 12 depending on the relative angle of rotation of the pulley 2 to hub 4 demonstrate. The reverse bias of the sling band 12 is recognizable by the offset of the torques relative to the origin of the coordinates and, in the case of a negative relative rotation, produces a blocking effect of the sling band which essentially starts immediately 12 when the starter generator starts to drive in transition to electromotive operation. The thereby falling steeply into the negative torque curve of the Schlingbands 12 is characteristic of its locking effect, in which the pulley 2 torsionally stiff against the hub 4 is looped. The decoupler spring 11 is torque-free in this operating mode.

Bei angetriebenem Startergenerator befindet sich der Riemenscheibenentkoppler 1 im Betriebsbereich positiver Relativdrehwinkel. Dabei steigt das Drehmoment der Entkopplerfeder 11 aufgrund ihrer relativ großen Steifigkeit steiler an als sich das ebenfalls in Öffnungsrichtung aufweitende Schlingband 12. When the starter generator is driven, the pulley decoupler is located 1 in the operating range positive relative rotation angle. The torque of the decoupler spring increases 11 due to their relatively high stiffness steeper than the also widening in the opening direction Schlingband 12 ,

Bei nicht dargestellten Alternativausführungen kann der Formschluss zwischen Riemenscheibe, Nabe und Schlingband umfänglich unidirektional wirken. Falls einerseits das unbelastete Schlingband – wie im dargestellten Ausführungsbeispiel – mit Radialspiel gegenüber den Reibkontaktpartnern montiert wird, dann kann das in Öffnungsrichtung wirkende (weiße) Kräftepaar gemäß 3 entfallen. Denn in diesem Fall ist das Risiko eines unkontrollierten Sperrens des Schlingbands klein. Falls anderseits das unbelastete Schlingband mit nur geringem oder insbesondere ohne Radialspiel gegenüber den Reibkontaktpartnern montiert wird, dann kann das in Schließrichtung wirkende (schwarze) Kräftepaar gemäß 3 entfallen. Denn in diesem Fall gelangt das Schlingband bereits durch den Reibkontakt in sperrenden Eingriff, so dass auf die Vorspannung des Schlingbands in Schließrichtung verzichtet werden kann. In alternative embodiments, not shown, the positive connection between the pulley, hub and wrap band circumferentially unidirectional act. If on the one hand the unloaded Schlingband - as in the illustrated embodiment - is mounted with radial play against the Reibkontaktpartnern, then acting in the opening direction (white) force pair according to 3 omitted. Because in this case the risk of uncontrolled locking of the sling is small. On the other hand, if the unloaded Schlingband with little or in particular without radial play against the Reibkontaktpartnern is mounted, then acting in the closing direction (black) force pair according to 3 omitted. Because in this case, the Schlingband already passes through the frictional contact in blocking engagement, so that can be dispensed with the bias of the Schlingbands in the closing direction.

Zur Funktionsweise des Riemenscheibenentkopplers:

1.) Der Startergenerator befindet sich im generatorischen Betrieb und wird folglich vom Riemen in der Drehrichtung gemäß 1 angetrieben. Dabei wird das Antriebsmoment des Riemens via Außenmantel 3 der Riemenscheibe 2 – Stufe 20 des Federtellers 18 der Riemenscheibe 2 – Federende 16 der Entkopplerfeder 11 – Entkopplerfeder 11 – Federende 17 der Entkopplerfeder 11 – Stufe 21 des Federtellers 19 der Nabe 4 – Nabe 4 auf die Generatorwelle übertragen. Die Elastizität der Entkopplerfeder 11 kompensiert die Übertragung der Drehschwingungen des Riemens auf die Generatorwelle. Bei negativen Relativdrehwinkeln von Riemenscheibe 2 zu Nabe 4 wird ein Sperren infolge eines unkontrollierten Reibeingriffs des Schlingbands 12 durch dessen formschlüssig erzeugte Aufweitung gegenüber dessen Reibkontaktpartnern verhindert.
2.) Der Startergenerator befindet sich im elektromotorischen Betrieb und treibt folglich den Riemen ebenfalls in der Drehrichtung gemäß 1 an. Dabei wird das Antriebsmoment der Generatorwelle via Nabe 4 – Außenmantel 15 der Nabe 4 – Innenumfang des sperrenden Schlingbands 12 – zylindrischer Vorsprung 14 der Riemenscheibe 2 – Außenmantel 3 der Riemenscheibe 2 auf den Riemen übertragen.

For the operation of the pulley decoupler:

1.) The starter generator is in regenerative operation and is therefore in accordance with the belt in the direction of rotation 1 driven. The drive torque of the belt via outer jacket 3 the pulley 2 - Step 20 of the spring plate 18 the pulley 2 - spring end 16 the decoupler spring 11 - Decoupler spring 11 - spring end 17 the decoupler spring 11 - Step 21 of the spring plate 19 the hub 4 - hub 4 transferred to the generator shaft. The elasticity of the decoupler spring 11 compensates for the transmission of the torsional vibrations of the belt to the generator shaft. At negative relative angles of rotation of pulley 2 to hub 4 becomes a lock due to an uncontrolled frictional engagement of the girdle 12 prevented by its form-fitting widening against the Reibkontaktpartnern.
2.) The starter generator is in electromotive operation and thus drives the belt also in the direction of rotation according to 1 at. The drive torque of the generator shaft via hub 4 - outer jacket 15 the hub 4 - Inner circumference of the locking band 12 - cylindrical projection 14 the pulley 2 - outer jacket 3 the pulley 2 transferred to the belt.

7 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Riemenscheibenentkopplers 1´. Dieser unterscheidet sich bei ansonsten gleicher Funktionalität von dem zuvor erläuterten Riemenscheibenentkoppler 1 zunächst durch die radial vertauschte Anordnung von Schlingband 12´ und Entkopplerfeder 11´, die in diesem Fall vom Schlingband 12´ umschlossen ist. Dementsprechend sind die Wickelrichtungen von Schlingband 12, 12´ und Entkopplerfeder 11, 11´ bei dem ersten Riemenscheibenentkoppler 1 gleich und bei dem zweiten Riemenscheibenentkoppler 1´ gegensätzlich. Im gesperrten Zustand ist der Wickelkörper des Schlingbands 12´ aufgeweitet und befindet sich mit dessen Außenumfang in Drehmoment übertragendem Haftreibungskontakt mit dem Innenmantel 26 einer in der Riemenscheibe 2´ eingepressten Hülse 27 einerseits und mit dem Innenmantel 28 eines zylindrischen Vorsprungs 29 der Nabe 4´ andererseits. Die Hülse 27 vereinfacht die Herstellung der Riemenscheibe 2´, die mit einem im wesentlichen konstanten Innendurchmesser einer aufwandsarmen Drehbearbeitung zugänglich ist. 7 shows the second embodiment of a Riemenscheibenentkopplers invention 1 , This differs with otherwise the same functionality of the pulley decoupler explained above 1 initially by the radially reversed arrangement of Schlingband 12' and decoupler spring 11' , in this case from the Schlingband 12' is enclosed. Accordingly, the winding directions of Schlingband 12 . 12' and decoupler spring 11 . 11' at the first pulley decoupler 1 the same and at the second pulley decoupler 1 contradictory. In the locked state, the winding body of the sling is 12' widened and located with its outer circumference in torque-transmitting static friction contact with the inner shell 26 one in the pulley 2' pressed sleeve 27 on the one hand and with the inner jacket 28 a cylindrical projection 29 the hub 4' on the other hand. The sleeve 27 simplifies the production of the pulley 2' , which is accessible with a substantially constant inner diameter of a low-effort turning.

Ein weiterer Unterschied besteht in der nicht-zylindrischen, bauchigen Formgebung des Schlingbands 12´, dessen Wickelkörper einen mittleren Abschnitt 30´ aufweist, der einen gegenüber den Schlingbandenden 22´, 23´ größeren Durchmesser hat. Der größte Durchmesser befindet sich an der axialen Trennfuge zwischen dem Vorsprung 29 der Nabe 4´ und der Hülse 27, so dass das Radialspiel zwischen diesen Reibkontaktpartnern und dem nicht sperrenden Schlingband 12´ zu den Schlingbandenden 22´, 23´ hin zunimmt, vorliegend von etwa 0,2 mm auf 1 mm. Dies bewirkt, dass die Sperrwirkung des Reibkontakts vom mittleren Abschnitt 30´ des Schlingbands 12´ ausgeht und sich mit sukzessiv bis zu den Schlingbandenden 22´, 23´ aufweitendem Schlingband 12´ erhöht. Das sich axial verändernde Radialspiel zwischen dem Schlingband 12´ und dessen Reibkontaktpartnern ermöglicht es, den Drehmomentverlauf bei einsetzender Sperrwirkung des Schlingbands 12´ dahingehend zu beeinflussen, dass der Riemenscheibenentkoppler 1´ mit einem mehr oder weniger großen Drehmomentgradienten „hart“ bzw. „sanft“ in den gesperrten Betriebszustand übergeht. Die so angepasste Drehmomentcharakteristik lässt sich bei dem ersten Riemenscheibenentkoppler 1 ebenso verwirklichen. Bei zylindrischen Reibkontaktpartnern wäre dabei das Schlingband 12 in dessen mittlerem Abschnitt 30 im Durchmesser eingeschnürt.Another difference is the non-cylindrical bulbous shape of the sling 12' whose winding body has a central section 30' the one opposite the Schlingbandenden 22' . 23' has larger diameter. The largest diameter is located at the axial parting line between the projection 29 the hub 4' and the sleeve 27 , so that the radial clearance between these Reibkontaktpartnern and the non-locking Schlingband 12' to the Schlingbandenden 22' . 23' increases, in the present case from about 0.2 mm to 1 mm. This causes the locking effect of the frictional contact from the middle section 30' the girdle 12' goes out and with successively up to the Schlingbandenden 22' . 23' widening Schlingband 12' elevated. The axially changing radial clearance between the Schlingband 12' and its Reibkontaktpartnern makes it possible, the torque curve with the onset of locking effect of the sling 12' in that the pulley decoupler 1 with a more or less large torque gradient "hard" or "soft" passes into the locked operating state. The thus adapted torque characteristic can be in the first pulley decoupler 1 realize as well. For cylindrical Reibkontaktpartnern would be the Schlingband 12 in its middle section 30 constricted in diameter.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Riemenscheibenentkoppler Riemenscheibenentkoppler
22: Riemenscheibe pulley
33: Außenmantel der Riemenscheibe Outer jacket of the pulley
44: Nabe hub
55: Mittelabschnitt der Nabe Center section of the hub
66: Innenvielzahn Internal serrations
77: Wälzlager roller bearing
8 8th: Gleitlager bearings
99: Umfangsnut circumferential groove
1010: Schutzkappe protective cap
1111: Entkopplerfeder Entkopplerfeder
1212: Schlingband Schlingband
1313: Außenmantel (zylindrischer Vorsprung der Riemenscheibe) Outer jacket (cylindrical projection of the pulley)
1414: zylindrischer Vorsprung der Riemenscheibe cylindrical projection of the pulley
1515: Außenmantel der Nabe Outer jacket of the hub
1616: Federende (seitens Riemenscheibe) Spring end (pulley side)
1717: Federende (seitens Nabe) Spring end (by hub)
1818: Federteller (seitens Riemenscheibe) Spring plate (pulley side)
1919: Federteller (seitens Nabe) Spring plate (hub side)
2020: Stufe (seitens Riemenscheibe) Step (pulley side)
2121: Stufe (seitens Nabe) Stage (by hub)
2222: Schlingbandende (seitens Riemenscheibe) Loop end (pulley side)
2323: Schlingbandende (seitens Nabe) Schlingbandende (by hub)
2424: Aussparung (seitens Riemenscheibe) Recess (pulley side)
2525: Aussparung (seitens Nabe) Recess (by hub)
2626: Innenmantel der Hülse Inner jacket of the sleeve
2727: Hülse shell
2828: Innenmantel (zylindrischer Vorsprung) Inner jacket (cylindrical projection)
2929: zylindrischer Vorsprung cylindrical projection
3030: mittlerer Abschnitt middle section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2010792 B1 [0003]
EP 1730425 B1 [0004]

Claims

Pulley decoupler ( 1 . 1 ) for driving torque transmission between the belt of a starter-generator belt drive and the starter generator, comprising: - a pulley ( 2 ), - a hub to be mounted on the generator shaft of the starter generator ( 4 . 4' ), - a decoupler spring ( 11 . 11' ), with the starter generator driven, the drive torque of the belt from the pulley ( 2 ) on the hub ( 4 . 4' ) transmits, - and a lock, the driving torque of the generator shaft from the hub with driving starter generator ( 4 . 4' ) on the pulley ( 2 ) transmits, characterized in that the lock by a Schlingband ( 12 . 12' ) formed in the drive torque flow between the pulley ( 2 ) and the hub ( 4 . 4' ) parallel to the decoupler spring ( 11 . 11' ) and with the starter generator driving the pulley ( 2 ) torsionally stiff against the hub ( 4 . 4' ) is looping.

Pulley decoupler ( 1 . 1 ) according to claim 1, characterized in that the Schlingband ( 12 . 12' ) about form-fitting the Schlingbandenden ( 22 . 22' . 23 . 23' ) with the pulley ( 2 ) on the one hand and the hub ( 4 . 4' On the other hand is engaged.

Pulley decoupler ( 1 . 1 ) according to claim 2, characterized in that the Schlingband ( 12 . 12' ) in the axial direction of the pulley decoupler ( 1 . 1 ) angled loop ends ( 22 . 22' . 23 . 23' ) which form-fit in recesses ( 24 . 25 ) of the pulley ( 2 ) and the hub ( 4 . 4' ) intervene.

Pulley decoupler ( 1 . 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the Schlingband ( 12 . 12' ) with the pulley ( 2 ) and the hub ( 4 . 4' ) is engaged in such a way that the pulley ( 2 ) with driven starter generator the Schlingband ( 12 . 12' ) twisted contrary to the direction of its loop.

Pulley decoupler ( 1 . 1 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the sling band ( 12 . 12' ) about the form-fitting of the Schlingbandenden ( 22 . 22' . 23 . 23' ) both contrary and in the direction of its twisting twisted.

Pulley decoupler ( 1 . 1 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the sling band ( 12 . 12' ) about the form-fitting of the Schlingbandenden ( 22 . 22' . 23 . 23' ) biased in the direction of sling in the pulley decoupler ( 1 . 1 ) is mounted.

Pulley decoupler ( 1 . 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the decoupler spring ( 11 . 11' ) in the axial direction of the pulley decoupler ( 1 . 1 ) extending helical spring with legless spring ends ( 16 . 17 ), with the starter generator driven, the drive torque from the stage ( 20 ) of an axially ramp-shaped spring plate ( 18 ) of the pulley ( 2 ) to the level ( 21 ) of an axially ramp-shaped spring plate ( 19 ) the hub ( 4 . 4' ) transfer.

Pulley decoupler ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the Schlingband ( 12' ) in a middle section which is against the pulley ( 2 ) and against the hub ( 4' ), one towards the Schlingbandenden ( 22' . 23' ) has different diameters, wherein the diameter of the middle section is either a.) Larger, if the Schlingband ( 12' ) the decoupler spring ( 11' ), or b.) is smaller, if the decoupler spring encloses the looping belt.