DE102022100342B4

DE102022100342B4 - Riemenscheibenentkoppler

Info

Publication number: DE102022100342B4
Application number: DE102022100342.6A
Authority: DE
Inventors: Joseph Gissler; Holger Lietzenmaier
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-01-10
Filing date: 2022-01-10
Publication date: 2023-11-23
Anticipated expiration: 2042-01-11
Also published as: DE102022100342A1

Abstract

Riemenscheibenentkoppler (1) mit einer primärseitigen Nabe (3) und einer sekundärseitigen Riemenscheibe (7), mit einem primärseitigen Flansch (4), der über eine Federeinrichtung (6) mit der sekundärseitigen Riemenscheibe (7) gekoppelt ist, wobei die primärseitige Nabe (3) einstückig mit dem primärseitigen Flansch (4) zur Bildung eines Nabenflansches (2) verbunden ist, wobei der Nabenflansch (2) aus einem Metallblech durch Stanzen und Tiefziehen ausgebildet ist, wobei der Nabenflansch (2) einen axialen Reibring (14) umfasst, wobei eine Tellerfeder (15) ausgebildet ist, die an der Riemenscheibe (7) festgelegt ist und durch die die Riemenscheibe (7) gegen den axialen Reibring (14) vorgespannt ist, wobei der axiale Reibring (14) am Nabenflansch (2) angespritzt ist und bei dem mindestens eines der folgenden Gleitlager am Nabenflansch angespritzt ist: A) ein Radiallager (13) und B) ein Axiallager (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenflansch (2) mindestens eine Durchgangsöffnung (17) aufweist, die den axialen Reibring (14) mit einem Axiallager (11) und/oder einem Radiallager (13) verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Riemenscheibenentkoppler mit einer primärseitigen Nabe und einer sekundärseitigen Riemenscheibe, und mit einem primärseitigen Flansch, der über eine Federeinrichtung mit der sekundärseitigen Riemenscheibe gekoppelt ist.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2018 112 162 A1 ist ein Riemenscheibenentkoppler mit einer Riemenscheibe bekannt, die einen Grundkörper umfasst, der aus Stahl gefertigt ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 207 833 A1 ist eine Triebscheibe mit einem Zugmittelanbindungsbereich und einem Wellenanbindungsbereich bekannt, der entgegen der Dämpfungswirkung von mindestens einer Federeinrichtung relativ zu dem Zugmittelanbindungsbereich verdrehbar ist, wobei die Triebscheibe einen Ringkörper mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit einer Basis aufweist, von der im Ringquerschnitt betrachtet, ein erster Schenkel mit dem Zugmittelanbindungsbereich und ein zweiter Schenkel abgewinkelt ist, der radial innerhalb des ersten Schenkels angeordnet ist.
Aus der Veröffentlichung DE 196 52 730 A1 ist Riemenscheibenentkoppler mit einer primärseitigen Nabe und einer sekundärseitigen Riemenscheibe, mit einem primärseitigen Flansch, der über eine Federeinrichtung mit der sekundärseitigen Riemenscheibe gekoppelt ist, wobei die primärseitige Nabe einstückig mit dem primärseitigen Flansch zur Bildung eines Nabenflansches verbunden ist. Der Nabenflansch umfasst ein als axialer Reibring wirkendes Gleitlager, wobei der axiale Reibring am Nabenflansch angespritzt ist.
Die DE 10 2018 104 135 A1 offenbart einen weiteren Riemenscheibenentkoppler, der eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer Pendelmasse aufweist, wobei die Pendelmasse mit einer Reibkraft beaufschlagt ist, die durch eine erste Reibeinrichtung mit einer ersten Feder und zumindest einem Reibelement erzeugt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung eines Riemenscheibenentkopplers mit einer primärseitigen Nabe und einer sekundärseitigen Riemenscheibe, und mit einem primärseitigen Flansch, der über eine Federeinrichtung mit der sekundärseitigen Riemenscheibe gekoppelt ist, zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.
Der erfindungsgemäße Riemenscheibenentkoppler mit einer primärseitigen Nabe und einer sekundärseitigen Riemenscheibe, mit einem primärseitigen Flansch, der über eine Federeinrichtung mit der sekundärseitigen Riemenscheibe gekoppelt ist, wobei die primärseitige Nabe einstückig mit dem primärseitigen Flansch zur Bildung eines Nabenflansches verbunden ist, wobei der Nabenflansch aus einem Metallblech durch Stanzen und Tiefziehen ausgebildet ist, wobei der Nabenflansch einen axialen Reibring umfasst, wobei eine Tellerfeder ausgebildet ist, die an der Riemenscheibe festgelegt ist und durch die die Riemenscheibe gegen den axialen Reibring vorgespannt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass der axiale Reibring am Nabenflansch angespritzt ist. Dabei ist zusätzlich mindestens eines der folgenden Gleitlager am Nabenflansch angespritzt: A) ein Radiallager und B) ein Axiallager.
Das Anspritzen des axialen Reibrings und ggf. des Radiallagers und/oder des Axiallagers erfolgt unter Verwendung mindestens eines thermoplastischen Kunststoffs, der so erhitzt wird, dass er im schmelzflüssigen Bereich vorliegt und dann entsprechend an den Nabenflansch angespritzt werden kann. Der Riemenscheibenentkoppler wird mit seiner primärseitigen Nabe, beispielsweise mit Hilfe einer Zentralschraube, an eine Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angebunden. Mit seiner sekundärseitigen Riemenscheibe wird der Riemenscheibenentkoppler in einen Riementrieb des Kraftfahrzeugs eingebunden. Die Federeinrichtung dient zur Darstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers in dem Riemenscheibenentkoppler und umfasst zu diesem Zweck zum Beispiel mehrere Bogenfedern, die in der Riemenscheibe positioniert und geführt sind. Der primärseitige Flansch greift an den Bogenfedern an. Die einstückige Verbindung zwischen der Nabe und dem Flansch zur Bildung des Nabenflansches liefert unter anderem den Vorteil, dass ein Einzelteil entfällt. Darüber hinaus entfällt eine Schnittstelle zwischen der Nabe und dem Flansch. Dadurch kann ein lastabhängiges und unerwünschtes Verdrehen zwischen der Nabe und dem Flansch, das im Betrieb des Riemenscheibenentkopplers ein Lösen der Zentralschraube von der Kurbelwelle verursachen könnte, sicher verhindert werden. Darüber hinaus ist der Nabenflansch einfach und kostengünstig herstellbar, zum Beispiel durch Umformen aus einem Stahlblechmaterial. Darüber hinaus wird die Fettdichtheit der Riemenscheibe verbessert. Durch das Anspritzen des axialen Reibrings wird konstruktiv einfach eine Reibeinrichtung realisiert, die einfacher zu fertigen und zu montieren ist, da ein zusätzliches Bauteil durch das Anspritzen des axialen Reibrings entfällt.
Außerdem weist der Nabenflansch mindestens eine Durchgangsöffnung auf, die den axialen Reibring mit einem Axiallager und/oder einem Radiallager verbindet. So können Elemente auf unterschiedlichen Seiten, also beispielsweise einerseits der axiale Reibring und andererseits Axiallager und/oder Radiallager des Nabenflansches zur Lagerung des Nabenflansches in axialer Richtung bezogen auf eine Rotationsachse des Riemenscheibenentkopplers und/oder in radialer Richtung bezogen auf die Rotationsachse, ausgebildet werden, die sich durch die Durchgangsöffnung verbinden und so die Stabilität und Haltbarkeit des axialen Reibrings und des Axiallagers und/oder des Radiallagers verbessen.
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.
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: ein erstes Beispiel eines Riemenscheibenentkopplers im Querschnitt; und
2: ein zweites Beispiel eines Riemenscheibenentkopplers im Querschnitt.

1 zeigt schematisch ein erstes Beispiel eines Riemenscheibenentkopplers 1 im Querschnitt. Dieser umfasst einen Nabenflansch 2, einstückig ausgebildet aus einer Nabe 3 und einem Flansch 4. Der Nabenflansch 2 ist aus einem Metallblech, ausgebildet, durch einen Stanzvorgang mit nachfolgendem Tiefziehvorgang. Der Nabenflansch 2 ist primärseitig angeordnet, also drehfest mit einer Welle 5, insbesondere einer Kurbelwelle einer nicht gezeigten Verbrennungskraftmaschine, bevorzugt im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, verbunden. Der Nabenflansch 2 ist dabei über eine Federeinrichtung 6 mit einer sekundärseitigen Riemenscheibe 7 verbunden. Die Federeinrichtung 6 umfasst dabei mindestens eine Bogenfeder 8. Die Riemenscheibe 7 umfasst dabei einen Riemenauflagefläche 9, über die Drehmoment von der Welle 5 über den primärseitigen Nabenflansch 2 und die Federeinrichtung 6 auf die sekundärseitige Riemenscheibe 7 und über die Riemenauflagefläche 9 an ein nicht gezeigtes auf der Riemenauflagefläche 9 aufliegendes Zugmittel, insbesondere einen Riemen, übertragen werden kann. Ferner umfasst der Riemenscheibenentkoppler 1 einen Deckel 10, der drehfest mit der Riemenscheibe 7 verbunden ist.
Über ein Axiallager 11 ist der Nabenflansch 2 in Richtung einer Rotationsachse 12 des Riemenscheibenentkopplers 1 am Deckel 10 gelagert. Über ein Radiallager 13 ist der Nabenflansch 2 in radialer Richtung bezogen auf die Rotationsachse 12 an der Riemenscheibe 2 gelagert. Ferner weist der Nabenflansch 2 in einem radialen Bereich 19 einen axialen Reibring 14 auf. Über eine Tellerfeder 15, die an der Riemenscheibe 7 abgestützt ist, wird in Richtung der Rotationsache 12 eine Kraft auf den Reibring 14 aufgebracht, durch die die Bewegung des Nabenflansches 2 relativ zur Riemenscheibe 7 gebremst wird. Hierdurch wird die Riemenscheibe 7 gegen den axialen Reibring 14 vorgespannt. Hierzu liegt die Tellerfeder 15 an dem Reibring 14 an. Axiallager 11, Radiallager 13 und axialer Reibring 14 bilden dabei Elemente 16, die aus einem thermoplastischen Kunststoff wie beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polypropylen (PP) und/oder Polyethylen (PE) ausgebildet sind. Die Elemente 16 werden dabei an den Nabenflansch 2 angespritzt. Hierzu wird nach Ausbildung des Nabenflansches 2 der mindestens eine thermoplastische Kunststoff auf eine Temperatur erwärmt, in der sich dieser verformen lässt, also schmelzflüssig ist, und das mindestens eine Element 16 durch einen Spritzvorgang mit dem thermoplastischen Kunststoff im entsprechenden Bereich des Nabenflansches 2 erzeugt. Je nach Einsatz des entsprechenden Elementes 16 ist es bevorzugt möglich, unterschiedliche Elemente 16 aus unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen auszubilden. Bevorzugt wird der axiale Reibring 14, Axiallager 11 und Radiallager 13 aus Polyamidebasierten faserverstärkten Werkstoff, insbesondere einem kohlefaserverstärkten Werkstoff, ausgebildet, der als Hauptbestandteil Polyamide umfasst, bevorzugt unter Zusatz von Polytetrafluorethylen. Insbesondere kann der Nabenflansch 2 auch Durchgangsöffnungen 17 aufweisen, die einzelne Elemente 16 miteinander verbinden, so dass durch die Durchgangsöffnung 17 thermoplastischer Kunststoff gespritzt werden kann. Hierdurch wird die Herstellung der Elemente 16 durch Anspritzen erleichtert und gleichzeitig die Haltbarkeit der Elemente 16 verbessert.
Durch das Anspritzen des axialen Reibrings 14 und ggf. des Axiallagers 11 und/oder des Radiallagers 13 aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff wird die Herstellung des Riemenscheibenentkopplers 1 vereinfacht, da auf eine aufwändige Nachbearbeitung des Nabenflansches 2, beispielsweise durch spanende Bearbeitungsverfahren verzichtet werden kann. Gleichzeitig können so der axiale Reibring 14 und ggf. Axiallager 11 und/oder Radiallager 13 vor Montage mit dem Nabenflansch 2 verbunden werden, so dass statt einer Vormontage mehrerer Bauteile eine Montage des Nabenflansches 2 mit axialem Reibring 14 und ggf. Axiallager 11 und/oder Radiallager 13 erfolgen kann. Dies erleichtert die Fertigung des Riemenscheibenentkopplers 1.
2 zeigt ein zweites Beispiel eines Riemenscheibenentkopplers 1. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden hier nur die Unterschiede des zweiten Beispiels im Vergleich zum ersten Beispiel beschrieben, darüber hinaus wird auf die oben gemachten Ausführungen zum ersten Beispiel verwiesen. Im Unterschied zum ersten Beispiel weist im zweiten Beispiel der Riemenscheibenentkoppler 1 zusätzlich eine Schutzkappe 18 auf, die in die Riemenscheibe 7 eingeclipst ist, um den inneren Freiraum des Riemenscheibenentkopplers 1 gegenüber de Umgebung abzuschließen.
Der Riemenscheibenentkoppler 1 weist einen Nabenflansch 2 auf, der einstückig aus einer Nabe 3 und einem Flansch 4 gebildet ist. Ein axialer Reibring 14 ist durch Anspritzen am Nabenflansch 2 ausgebildet, so dass die Montage des Riemenscheibenentkopplers 1 vereinfacht wird. Zusätzlich kann auch ein Axiallager 11 und/oder ein Radiallager 13 am Nabenflansch 2 angespritzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Riemenscheibenentkoppler
2: Nabenflansch
3: Nabe
4: Flansch
5: Welle
6: Federeinrichtung
7: Riemenscheibe
8: Bogenfeder
9: Riemenauflagefläche
10: Deckel
11: Axiallager
12: Rotationsachse
13: Radiallager
14: Reibring
15: Tellerfeder
16: Element
17: Durchgangsloch
18: Schutzkappe
19: Radialer Abschnitt

Claims

Riemenscheibenentkoppler (1) mit einer primärseitigen Nabe (3) und einer sekundärseitigen Riemenscheibe (7), mit einem primärseitigen Flansch (4), der über eine Federeinrichtung (6) mit der sekundärseitigen Riemenscheibe (7) gekoppelt ist, wobei die primärseitige Nabe (3) einstückig mit dem primärseitigen Flansch (4) zur Bildung eines Nabenflansches (2) verbunden ist, wobei der Nabenflansch (2) aus einem Metallblech durch Stanzen und Tiefziehen ausgebildet ist, wobei der Nabenflansch (2) einen axialen Reibring (14) umfasst, wobei eine Tellerfeder (15) ausgebildet ist, die an der Riemenscheibe (7) festgelegt ist und durch die die Riemenscheibe (7) gegen den axialen Reibring (14) vorgespannt ist, wobei der axiale Reibring (14) am Nabenflansch (2) angespritzt ist und bei dem mindestens eines der folgenden Gleitlager am Nabenflansch angespritzt ist: A) ein Radiallager (13) und B) ein Axiallager (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenflansch (2) mindestens eine Durchgangsöffnung (17) aufweist, die den axialen Reibring (14) mit einem Axiallager (11) und/oder einem Radiallager (13) verbindet.