DE102018112162B4 - Riemenscheibenentkoppler mit angespritzter Riemenspur, Gleitlager und Axialreibring - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer Riemenscheibe dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden nicht sequentiellen Schritte umfasst:a) Anspritzen einer Riemenspur auf einen Grundkörper der Riemenscheibe;b) Anspritzen eines Gleitlagers auf den Grundkörper;c) Anspritzen eines Axialreibrings auf den Grundkörper.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Riemenscheibe mit angespritzter Riemenspur, angespritztem Gleitlager und angespritztem Axialreibring sowie besagte Riemenscheibe und einen Riemenscheibenentkoppler umfassend besagte Riemenscheibe.
- Riemenscheibenentkoppler kommen in Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren oder Elektromotoren zum Einsatz. Insbesondere Verbrennungsmotoren werden derart konzipiert, dass sie den Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen minimieren. Dazu werden die Motordrehzahl und die Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors reduziert sowie Start-Stopp-Systeme eingesetzt, die bei Stillstand des Fahrzeugs den Verbrennungsmotor abschalten und bei erneutem Anfahren den Motor wieder anlassen. Besagte Maßnahmen zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen beanspruchen den Verbrennungsmotor, da diese auch zu erhöhten Schwingungen und einer stärkeren Belastung der Bauteile führen. Um dennoch die volle Motorleistung ausschöpfen und eine Langlebigkeit der Bauteile sicherstellen sowie einen ruhigen Fahrzeuginnenraum frei von Lärm und Vibrationen für Insassen des Fahrzeugs bereitstellen zu können, müssen die Schwingungen des Motors gedämpft werden. Dazu wird ein Riemenscheibenentkoppler eingesetzt. Der Riemenscheibenentkoppler ist dabei in einem Nebenaggregatetrieb des Verbrennungsmotors angeordnet und direkt an der Kurbelwelle montiert. Durch den Riemenscheibenentkoppler wird verhindert, dass sich Schwingungen bzw. Vibrationen des Motors auf andere Aggregate oder Bauteile übertragen. Im Wesentlichen ist der Riemenscheibenentkoppler aus zwei Massen aufgebaut. Die beiden Massen sind über ein FederDämpfer-System miteinander verbunden. Die Massen sind im Wesentlichen zwei konzentrische Bauteile, wobei die äußere Masse als Riemenscheibe bezeichnet wird. An der Riemenscheibe liegt ein Riemen des Nebenaggregatetriebs an. Um eine möglichst schlupf-freie Übertragung von Drehmoment zwischen dem Riemenscheibenentkoppler und dem Riemen gewährleisten zu können, weist die Riemenscheibe eine Riemenspur auf, die eine ausreichende Reibung zwischen der Riemenscheibe und dem Riemen zur Übertragung des an dem Riemenscheibenentkoppler anliegenden Drehmoments bereitstellt. Die Riemenscheibe umfasst weiterhin ein Gleitlager um ein Gleiten zwischen der Riemenscheibe und der inneren der beiden im Wesentlichen konzentrischen Massen zu ermöglichen. Zudem weist die Riemenscheibe einen Axialreibring auf.
- Die Riemenscheibe bzw. die Riemenspur wird in einem aufwändigen und kostenintensiven Rollier-Verfahren aus Stahl insbesondere weichem zum Kaltumformen geeignetem Stahl wie beispielsweise Tiefziehstahl DD12/DD13 hergestellt. Das Gleitlager besteht aus Verbundmaterial und wird in die Riemenscheibe oder einen Deckel des Riemenscheibenentkopplers eingepresst. Der Axialreibring besteht aus Kunststoff und wird auf die Riemenscheibe montiert.
- Aus den Veröffentlichungen
DE 10 2009 011 697 A1 ,GB 2 112 898 A DE 10 2011 111 819 A1 sind bereits Riemenscheibenentkoppler bekannt, bei denen einzelne Teile wie zum Beispiel die Riemenscheibenspur aus einem Kunststoff gefertigt sind. - Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, die Herstellung der Riemenscheibe zu vereinfachen und deren Herstellungskosten zu reduzieren.
- Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie die Riemenscheibe und den Riemenscheibenentkoppler gemäß den weiteren unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
- Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Riemenscheibe die folgenden nicht sequentiellen Schritte:
- a) Anspritzen einer Riemenspur auf einen Grundkörper der Riemenscheibe,
- b) Anspritzen eines Gleitlagers auf den Grundkörper und
- c) Anspritzen eines Axialreibrings auf den Grundkörper.
- Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Riemenscheibe für einen Riemenscheibenentkoppler wenigstens eine Riemenspur, die auf einen Grundkörper der Riemenscheibe aufgespritzt ist und ein Gleitlager, das auf den Grundkörper aufgespritzt ist und einen Axialreibring, der auf den Grundkörper aufgespritzt ist.
- Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Riemenscheibenentkoppler eine Riemenscheibe. Die Riemenscheibe umfasst wenigstens eine Riemenspur, die auf einen Grundkörper der Riemenscheibe aufgespritzt ist und ein Gleitlager, das auf den Grundkörper aufgespritzt ist und einen Axialreibring, der auf den Grundkörper aufgespritzt ist.
- Der Grundkörper der Riemenscheibe weist eine Spurfläche auf. Die Spurfläche ist eine im Wesentlichen radial nach außen weisende Umfangsmantelfläche eines Zylinders an einem äußeren Umfang des Grundkörpers. Auf die Spurfläche des Grundkörpers wird die Riemenspur in Schritt a) aufgespritzt. Die aufgespritzte Riemenspur weist eine Oberflächenstruktur auf, die eine Reibung zwischen der Riemenspur und einem Riemen eines Nebenaggregatetriebs bereitstellt. Dabei ist die Reibung ausreichend, um ein an dem Riemenscheibenentkoppler anliegendes Drehmoment zwischen der Riemenscheibe und dem Riemen zu übertragen. Der Grundkörper weist ferner eine Lagerfläche auf. Die Lagerfläche ist eine im Wesentlichen radial nach innen weisende Umfangsmantelfläche eines Zylinders an einer inneren Aussparung des Grundkörpers. Auf die Lagerfläche des Grundkörpers wird das Gleitlager in Schritt b) aufgespritzt. Das aufgespritzte Gleitlager ermöglicht ein Gleiten zwischen der Riemenscheibe und einer zweiten Masse des Riemenscheibenentkopplers. Der Grundkörper weist zudem eine Ringfläche auf. Die Ringfläche ist eine im Wesentlichen in axiale Richtung weisende ringförmige Scheibenfläche um die innere Aussparung herum. Auf die Ringfläche des Grundkörpers wird der Axialreibring in Schritt c) aufgespritzt.
- Durch das Aufspritzen der Riemenspur und des Gleitlagers und des Axialreibrings werden die aufwendigen Fertigungsschritte Rollieren der Riemenscheibe und Einpressen des Gleitlagers und Montieren des Axialreibrings vermieden. Dies führt zu einer Reduzierung der Fertigungskosten und Fertigungsdauer von Riemenscheiben.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden wenigstens zwei der Schritte a) bis c) gleichzeitig ausgeführt.
- Es können die Riemenspur, das Gleitlager und der Axialreibring gleichzeitig aufgespritzt werden. Dies entspricht einem Aufspritzen der Riemenspur, des Gleitlagers und des Axialreibrings in einem einzigen Schritt des Verfahrens.
- Durch das gleichzeitige Aufspritzen mehrerer Elemente, nämlich der Riemenspur, des Gleitlagers und des Axialreibrings, wird die Fertigungsdauer und somit auch die Fertigungskosten von Riemenscheiben weiter reduziert.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird für die Riemenspur in Schritt a) oder das Gleitlager in Schritt b) oder den Axialreibring in Schritt c) ein Material umfassend wenigstens einen Kunststoff verwendet.
- Es können auch verschiedene Kunststoffe als Material bzw. als Bestandteil des Materials für die Riemenspur, das Gleitlager und den Axialreibring verwendet werden. Dabei können auch jeweils unterschiedliche Materialien, also Materialien umfassend jeweils einen oder mehrere unterschiedliche Kunststoffe, für die Riemenspur und/oder das Gleitlager und/oder den Axialreibring verwendet werden. Die Riemenspur und/oder das Gleitlager und/oder der Axialreibring können somit aus demselben Material umfassend wenigstens einen Kunststoff oder aus jeweils verschiedenen Materialien umfassend jeweils wenigstens einen Kunststoff bestehen.
- Durch den Einsatz eines Materials umfassend Kunststoff für die Riemenspur und/oder das Gleitlager und/oder den Axialreibring als kostengünstige Alternative zu Stahl bzw. Verbundmaterial werden die Fertigungskosten weiter gesenkt.
- Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Grundkörper aus Stahl gefertigt.
- Der Grundkörper der Riemenscheibe wird durch Kaltverformung, insbesondere durch Tiefziehen, gefertigt. Das Material für den Grundkörper ist daher Stahl, bevorzugt weicher zum Kaltumformen geeigneter Stahl, weiter bevorzugt Tiefziehstahl und besonders bevorzugt DD12-Stahl oder DD13-Tiefziehstahl.
- Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend durch in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Ausführungsbeispiele dienen nur dem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und sind keinesfalls einschränkend auszulegen.
-
1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. -
2 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Riemenscheibe. -
3 zeigt eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Riemenscheibenentkopplers. - In
1 ein Verfahren1 zur Herstellung einer Riemenscheibe schematisch dargestellt. In einem Schritt a) erfolgt ein Anspritzen einer Riemenspur auf eine Spurfläche eines Grundkörpers der Riemenscheibe. In einem Schritt b) erfolgt ein Anspritzen eines Gleitlagers auf eine Lagerfläche des Grundkörpers und in einem Schritt c) erfolgt ein Anspritzen eines Axialreibrings auf eine Ringfläche des Grundkörpers. In den Schritten a) bis c) kann für die Riemenspur, das Gleitlager und/oder den Axialreibring ein Material verwendet werden, das wenigstens einen Kunststoff aufweist. Der Grundkörper der Riemenscheibe kann aus einem Stahl, bevorzugt aus weichem zum Kaltumformen geeignetem Stahl, weiter bevorzugt aus Tiefziehstahl und besonders bevorzugt aus DD12-Stahl oder DD13-Stahl gefertigt sein. - In
2 ist eine Riemenscheibe10 im Schnitt dargestellt. Die Riemenscheibe10 umfasst einen Grundkörper11 mit einer Spurfläche12 , einer Lagerfläche15 und einer Ringfläche18 . Die Spurfläche12 ist eine im Wesentlichen radial nach außen weisende Umfangsmantelfläche eines Zylinders an einem äußeren Umfang des Grundkörpers11 . Die Lagerfläche15 ist eine im Wesentlichen radial nach innen weisende Umfangsmantelfläche eines Zylinders an einer inneren Aussparung16 des Grundkörpers11 . Die Ringfläche18 ist eine im Wesentlichen in axiale Richtung weisende ringförmige Scheibenfläche um die innere Aussparung16 herum. - Auf die Spurfläche
12 des Grundkörpers11 ist eine Riemenspur13 aufgespritzt (vgl. Schritt a) des Verfahrens gemäß1 ). Die Riemenspur13 kann aus einem Material bestehen, das mindestens einen Kunststoff aufweist. Die aufgespritzte Riemenspur13 weist eine Oberflächenstruktur14 auf, die eine Reibung zwischen der Riemenspur13 und einem Riemen eines Nebenaggregatetriebs bereitstellt. Dabei ist die Reibung ausreichend um ein an einem Riemenscheibenentkoppler (s.3 ) anliegendes Drehmoment zwischen der Riemenscheibe10 und dem Riemen zu übertragen. Auf die Lagerfläche15 ist ein Gleitlager17 aufgespritzt (vgl. Schritt b) des Verfahrens gemäß1 ). Das aufgespritzte Gleitlager17 ermöglicht ein Gleiten zwischen der Riemenscheibe10 und einer zweiten Masse (s.3 ) des Riemenscheibenentkopplers. Auf die Ringfläche18 ist ein Axialreibring19 aufgespritzt (vgl. Schritt c) des Verfahrens gemäß1 ). - In
3 ist ein Riemenscheibenentkoppler20 isometrisch dargestellt. Der Riemenscheibenentkoppler umfasst eine Riemenscheibe10 gemäß2 und eine zweite Masse21 . Die Zweite Masse21 und die Riemenscheibe10 können aufgrund des Gleitlagers17 und des Axialreibrings19 aneinander gleiten. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Verfahren zur Herstellung einer Riemenscheibe
- 10
- Riemenscheibe
- 11
- Grundkörper
- 12
- Spurfläche
- 13
- Riemenspur
- 14
- Oberflächenstruktur
- 15
- Lagerfläche
- 16
- innere Aussparung
- 17
- Gleitlager
- 18
- Ringfläche
- 19
- Axialreibring
- 20
- Riemenscheibenentkoppler
- 21
- zweite Masse
Claims (8)
- Verfahren zur Herstellung einer Riemenscheibe dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden nicht sequentiellen Schritte umfasst: a) Anspritzen einer Riemenspur auf einen Grundkörper der Riemenscheibe; b) Anspritzen eines Gleitlagers auf den Grundkörper; c) Anspritzen eines Axialreibrings auf den Grundkörper.
- Verfahren gemäß
Anspruch 1 , wobei für die Riemenspur in Schritt a) oder das Gleitlager in Schritt b) oder den Axialreibring in Schritt c) ein Material umfassend wenigstens einen Kunststoff verwendet wird. - Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Grundkörper aus Stahl gefertigt ist.
- Riemenscheibe für einen Riemenscheibenentkoppler dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe umfasst: - eine Riemenspur, die auf einen Grundkörper der Riemenscheibe aufgespritzt ist und - ein Gleitlager, das auf den Grundkörper aufgespritzt ist und - einen Axialreibring, der auf den Grundkörper aufgespritzt ist.
- Riemenscheibe gemäß
Anspruch 4 , wobei die Riemenspur oder das Gleitlager oder der Axialreibring aus einem Material bestehen, das wenigstens einen Kunststoff aufweist. - Riemenscheibe gemäß
Anspruch 4 oder5 , wobei der Grundkörper aus Stahl gefertigt ist. - Riemenscheibenentkoppler umfassend eine Riemenscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe umfasst: - eine Riemenspur, die auf einen Grundkörper der Riemenscheibe aufgespritzt ist und - ein Gleitlager, das auf den Grundkörper aufgespritzt ist und - einen Axialreibring, der auf den Grundkörper aufgespritzt ist.
- Riemenscheibenentkoppler gemäß
Anspruch 7 , wobei die Riemenscheibe eine Riemenscheibe gemäß einem derAnsprüche 5 oder6 ist.
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