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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausgangsteil für einen Riemenscheibenentkoppler, einen entsprechenden Riemenscheibenentkoppler, insbesondere für ein elektrisches Zusatzaggregat eines Kraftfahrzeugs wie eine Lichtmaschine oder einen Startergenerator und ein entsprechendes Kraftfahrzeug.
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In Kraftfahrzeugen werden elektrische Aggregate wie beispielsweise Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor als Antriebsmotor eingesetzt. Auch der Einsatz von Startergeneratoren, die die Funktion eines Anlassers und einer Lichtmaschine miteinander verbinden, sind bekannt. Diese werden oft über einen Riemen mit einer Welle durch den Antriebsmotor angetriebenen Welle angetrieben. Hierzu sind ferner Riemenscheibenentkoppler bekannt, durch die Drehmoment vom Riemen auf das elektrische Aggregat und umgekehrt übertragbar ist, wobei der Riemenscheibenentkoppler gleichzeitig eine Dämpfung von Ungleichförmigkeiten über eine Federeinrichtung bewirkt. Eine solche ist beispielsweise aus der
DE 10 2013 206 444 A1 bekannt. Der Riemenscheibenentkoppler weist hier ein radial außenliegendes Riemenscheibenprofil auf, welches zu einem entsprechenden Profil des Riemens korrespondiert, so dass diese zur Drehmomentübertragung zusammenwirken können. Das Riemenscheibenprofil wird dabei aus einem Blech ausgebildet, welches ein erstes Bauteil eines Ausgangsteils des Riemenscheibenentkopplers bildet. Die Dicke dieses Bleches wird dabei durch die fertigungstechnischen Randbedingungen der Fertigung des Riemenscheibenprofils bestimmt. So kann es vorkommen, dass das entsprechende Blech vergleichsweise dicker ausgelegt werden muss, um das entsprechende Riemenscheibenprofil herstellen zu können. Da dieses Blech nicht nur im Bereich des Riemenscheibenprofils, sondern grundsätzlich zur Bildung des Ausgangsteils des Riemenscheibenentkopplers eingesetzt wird, ist das Gewicht des Riemenscheibenentkopplers größer als strukturell notwendig, gleichzeitig kann sich je nach Bauweise der notwendige axiale Bauraum über ein strukturell notwendiges Maß vergrößern, was beim aufgrund der steigenden Anzahl von Baugruppen in Kraftfahrzeugen nachteilig ist.
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Die Veröffentlichungen
US 2004/0 014 540 A1 ,
DE 10 2014 223 228 B3 ,
WO 2015/010 190 A1 und
DE 10 2007 034 538 A1 offenbaren einen Riemenscheibenentkoppler und ein Ausgangsteil für diesen, umfassend ein Gehäuse zur Aufnahme mindestens einer Federeinrichtung und ein radial außen mit dem Gehäuse verbundenes zylindermantelförmiges Riemenscheibenelement, welches radial außen ein Riemenscheibenprofil aufweist.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere den Aufbau eines Riemenscheibenentkopplers zu ermöglichen, dessen Gewicht reduziert ist und bei dem der notwendige axiale Bauraum nicht durch die Fertigung des Riemenscheibenprofils bestimmt wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Ausgangsteil für einen Riemenscheibenentkoppler umfasst ein Gehäuse zur Aufnahme mindestens einer Federeinrichtung und ein radial außen mit dem Gehäuse verbundenes zylindermantelförmiges Riemenscheibenelement, welches radial außen ein Riemenscheibenprofil aufweist. Dabei ist das Gehäuse aus mindestens einem mit einer Schweißverbindung verbundenen zweiten Blech ausgebildet. Dies erlaubt die Bildung eines Gehäuses mit geschlossenem Querschnitt zur Aufnahme der mindestens einen Federeinrichtung aus einem gebogenen Blech, welches mit mindestens einer Schweißverbindung verbunden ist. Die Schweißverbindung kann insbesondere als Schweißnaht oder auch als ein oder mehrere Schweißpunkte ausgebildet werden.
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Unter zylindermantelförmig wird eine Ausgestaltung verstanden, bei der das Riemenscheibenelement die Form eines an beiden Stirnseiten offenen Zylinders aufweist, der radial außen das Riemenscheibenprofil aufweist. Insbesondere ist das Riemenscheibenelement als eine Art Hülse gebildet, die radial außen auf das Gehäuse geschoben wird und beispielsweise durch ein Schrumpfpressverfahren mit dem Gehäuse verbunden wird.
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Die Trennung des Ausgangsteils in ein radial innen liegendes Gehäuse zur Aufnahme mindestens einer Federeinrichtung umfassend mindestens eine Bogenfeder und ein radial außen liegendes zylindermantelförmiges Riemenscheibenelement erlaubt eine sehr freie Auslegung des Riemenscheibenentkopplers, da insbesondere die Blechdicke des Gehäuses nicht mehr durch die für die Ausbildung des Riemenscheibenprofils notwendige Blechdicke vorgegeben wird. Somit ist eine Auslegung möglich, bei der die Blechdicke des Gehäuses kleiner ist als die Blechdicke des Riemenscheibenelements. Dies erlaubt die Ausbildung von leichteren Riemenscheibenentkopplern bei gleichen Leistungsdaten wie entsprechenden aus dem Stand der Technik bekannten Riemenscheibenentkopplern. Weiterhin kann Bauraum eingespart werden im Vergleich zu den als bekannt angenommenen Lösungen bei denen das Riemenscheibenprofil, da das Gehäuse aus einem dünneren Blech ausgebildet werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Riemenscheibenelement kraftschlüssig mit dem Gehäuse verbunden.
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Eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Riemenscheibenelement und Gehäuse lässt sich einfach herstellen. Insbesondere ist eine Ausgestaltung bevorzugt, bei der das Riemenscheibenelement durch eine Schrumpfpressverbindung mit dem Gehäuse verbunden ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Riemenscheibenprofil durch Rollieren ausgebildet worden.
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Unter Rollieren wird eine spanende Bearbeitung des entsprechenden Werkstücks verstanden. Durch Rollieren lassen sich in einfacher Art und Weise Riemenscheibenprofile in das Riemenscheibenelement einbringen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Riemenscheibenelement aus einem ersten Blech mit einer ersten Blechdicke und das Gehäuse aus einem zweiten Blech mit einer zweiten Blechdicke ausgebildet, wobei die zweite Blechdicke kleiner ist als die erste Blechdicke.
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Dies erlaubt die Ausbildung von vergleichsweise leichteren Riemenscheibenentkopplern, da die für die Ausbildung der für das Riemenscheibenprofil notwendigen Blechdicke nicht mehr für die Ausbildung zumindest eines Teils des Gehäuses notwendig ist.
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Weiterhin wird ein Riemenscheibenentkoppler vorgeschlagen, umfassend ein Eingangsteil umfassend eine Nabe, ein erfindungsgemäßes Ausgangsteil, wobei Eingangsteil und Ausgangsteil um eine gemeinsame Drehachse drehbar sind, und eine Federeinrichtung, durch die das Ausgangsteil und das Eingangsteil um die gemeinsame Drehachse relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind.
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Bevorzugt weist der Riemenscheibenentkoppler ein Gleitlager, insbesondere aus einem Kunststoff, zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil, bevorzugt zwischen Nabe und Ausgangsteil, auf.
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Weiterhin wird ein riemengetriebener elektrischer Generator, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eine Lichtmaschine, umfassend mindestens einen erfindungsgemäßen Riemenscheibenentkoppler vorgeschlagen.
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Weiterhin wird ein Startergenerator, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen erfindungsgemäßen Riemenscheibenentkoppler vorgeschlagen.
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Weiterhin wird Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor vorgeschlagen, wobei eine Welle des Antriebsmotors mit einem erfindungsgemäßen Riemenscheibenentkoppler gekoppelt ist.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1: einen Ausschnitt eines als bekannt angenommenen Riemenscheibenentkopplers;
- 2 eine erste Ansicht eines Riemenscheibenentkopplers;
- 3 eine zweite Ansicht eines Riemenscheibenentkopplers; und
- 4 ein Kraftfahrzeug.
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In der Beschreibung der Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. 1 zeigt einen als bekannt angenommenen Riemenscheibenentkoppler 1 im Ausschnitt mit einem Ausgangsteil 2, welches als Gehäuse für eine Federeinrichtung 3 mit mindestens einer Bogenfeder 4 dient. Der Riemenscheibenentkoppler 1 weist ferner ein Eingangsteil 5 auf, welches einen Federflansch 6 umfasst, an dem die Bogenfeder 4 anliegt. Die Federeinrichtung 3 bewirkt dabei eine begrenzte Verdrehbarkeit zwischen Ausgangsteil 2 und Eingangsteil 5 um eine gemeinsame Drehachse. Das Eingangsteil 5 weist ferner eine hier nicht gezeigte Nabe auf, die mit einer Welle beispielsweise eines elektrischen Generators, beispielsweise einer Lichtmaschine, oder eins Startergenerators (einer Einheit, die die Funktionalität einer Lichtmaschine und eines Anlassers vereint) verbunden ist. Riemenscheibenentkoppler 1 weist radial außen ein Riemenscheibenprofil 7 auf, welches als Laufmittel für ein nicht gezeigtes Zugmittel (einen Riemen) wirkt, welches ein korrespondierendes Profil aufweist.
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Das Ausgangsteil 2 ist zweiteilig ausgebildet, wobei ein erstes Bauteil 10 aus einem Blech 8 geformt, welches eine Blechdicke 9 aufweist. In dieses Blech 8 wird dabei das Riemenscheibenprofil 7 durch Rollieren eingebracht. Um das Riemenscheibenprofil 7 in das Blech 8 durch Rollieren einbringen zu können, muss das Blech eine bestimmte Mindestblechdicke aufweisen. Die Blechdicke 9 ist also größer oder gleich dieser Mindestblechdicke. In das erste Bauteil 10 wird ein zweites Bauteil 11 eingepresst, um das Ausgangsteil 2 zu bilden. Das erste Bauteil 10 erstreckt sich nicht nur radial, sondern auch axial und trägt damit zur gesamten Baulänge des Riemenscheibenentkopplers 1 in axialer Richtung bei.
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2 zeigt die hier beschriebene Variante eines Riemenscheibenentkopplers 12 mit einem Ausgangsteil 13. Dieses weist ein erstes Bauteil auf, welches als Gehäuse 14 für eine Federeinrichtung 15 mit mindestens einer Bogenfeder 16 dient. Das Gehäuse 14 ist dabei aus einem zweiten Blech 17 mit einer zweiten Blechdicke 18 ausgebildet, welches mit einer Schweißverbindung 19. Radial außen weist das Ausgangsteil 13 ein zylindermantelförmiges Riemenscheibenelement 20 auf, welches ein Riemenscheibenprofil 21, welches in seiner Form dem Riemenscheibenprofil 7 entspricht, aufweist. Das Riemenscheibenelement 20 ist dabei kraftschlüssig über Schrumpfpressen mit dem Gehäuse 14 verbunden. Das Riemenscheibenelement 20 ist dabei aus einem ersten Blech 22 ausgebildet, welches eine erste Blechdicke 23 aufweist. Die erste Blechdicke 23 wird dabei so gewählt, dass das gewünschte Riemenscheibenprofil 21 beispielsweise durch Rollieren aus dem ersten Blech 22 ausgebildet werden kann. Jedoch ist die zweite Blechdicke 18 des zweiten Blechs 17 unabhängig davon wählbar und kann insbesondere wie hier kleiner gewählt werden, so dass Bauraum in axialer Richtung bei sonst gleichen Parametern des Riemenscheibenentkopplers 12 im Vergleich zum Riemenscheibenentkoppler 1 eingespart werden kann. Gleichzeitig reduziert sich das Gewicht des Riemenscheibenentkopplers 12.
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Der Riemenscheibenentkoppler 12 weist ferner ein Eingangsteil 24 auf, welches mit einem Federflansch 25 an der Bogenfeder 16 anliegt. Eingangsteil 24 und Ausgangsteil 13 sind um eine gemeinsame Drehachse drehbar. Durch die Federeinrichtung 15 sind das Ausgangsteil 13 und das Eingangsteil 24 um die gemeinsame Drehachse relativ zueinander begrenzt verdrehbar. Hierdurch können eventuelle Drehungleichheiten zwischen Eingangsteil 24 und Ausgangsteil 13 gedämpft werden.
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3 zeigt sehr schematisch den Riemenscheibenentkoppler12 aus 2 in einer weiteren Ansicht. Es wird auf die zu 2 gemachten Ausführungen verwiesen. An dem Riemenscheibenprofil 21 liegt ein Zugmittel 26 (ein Riemen) an, Drehmoment lässt sich vom Ausgangsteil 13 über das Riemenscheibenprofil 21 des zylindermantelförmigen Riemenscheibenelementes 20 auf das Zugmittel 26 übertragen und umgekehrt. Das Eingangsteil 24 weist eine Nabe 27 auf, die drehfest mit einer Welle eines Motors verbunden werden kann. Zwischen Nabe 27 und dem Ausgangsteil 13 ist ein Gleitlager 28 ausgebildet. Das Eingangsteil 24 weist ferner Federflansche auf, die in dieser Figur aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt sind. Eingangsteil 13 und Ausgangsteil 25 können um die identische Drehachse 29 rotieren.
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4 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 30 mit einem Antriebsmotor 31, bevorzugt zumindest einem Verbrennungsmotor, der einen Riemenscheibenentkoppler 12 auf einer Welle 34 des Antriebsmotors 31 aufweist. Das Zugmittel 26 ist entsprechend mit dem Riemenscheibenentkoppler 12 verbunden und dient der Übertragung des Drehmoments auf einen nicht gezeigten Riementrieb.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Riemenscheibenentkoppler
- 2
- Ausgangsteil
- 3
- Federeinrichtung
- 4
- Bogenfeder
- 5
- Eingangsteil
- 6
- Federflansch
- 7
- Riemenscheibenprofil
- 8
- Blech
- 9
- Blechdicke
- 10
- Erstes Bauteil
- 11
- Zweites Bauteil
- 12
- Riemenscheibenentkoppler
- 13
- Ausgangsteil
- 14
- Gehäuse
- 15
- Federeinrichtung
- 16
- Bogenfeder
- 17
- Zweites Blech
- 18
- Zweite Blechdicke
- 19
- Schweißverbindung
- 20
- Riemenscheibenelement
- 21
- Riemenscheibenprofil
- 22
- Erstes Blech
- 23
- Erste Blechdicke
- 24
- Eingangsteil
- 25
- Federflansch
- 26
- Zugmittel
- 27
- Nabe
- 28
- Gleitlager
- 29
- Drehachse
- 30
- Kraftfahrzeug
- 31
- Antriebsmotor
- 34
- Welle
