DE2808332C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Riemenscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine Riemenscheibe solchen Aufbaus ist in der einen oder anderen Form aus mehreren Entgegenhaltungen bekannt (DE-OS 21 52 934; DE-GM 68 10 456) und besteht aus zwei identischen, geprägten Scheibenhälften, die jeweils zusammengesetzt und an einem entsprechenden Wellenende befestigt, üblicherweise von einer auf das Wellenende aufgeschraubten Spannmutter gehalten sind.

Bei der aus zwei Scheibenhälften bestehenden Spannrolle entsprechend DE-OS 21 52 934 sind innere gebrauchte Teilbe­ reiche der beiden Scheibenhälften auf den Außenring eines Wälzlagers aufgezogen oder aufgeschrumpft, der insofern eine Art separate Nabe für die Riemenscheibe bildet.

Dabei verläuft die Form beider Scheibenhälften nach innen grundsätzlich unter Einnahme eines im wesentlichen M-förmigen Querschnitts, so daß dann, wenn von dem aufgezogenen Riemen auf die Außenfläche der Riemenscheibe ein starker Druck ausgeübt wird, dieser aufgrund der Querschnittsform dazu führt, daß die Enden innerer umgefalteter Kragen, die auf dem Wälzlageraußenring aufliegen, sich an diesem sozusagen festkrallen und beide die Riemenscheibe bildenden Blechhalbschalen gegen eine axiale Verschiebung sichern. Axiale Spannkräfte werden bei dieser bekannten Ausführungsform weder von dem Wälzlageraußenring aufgenommen, der durch die zwischengelegten Kugeln auf dem Wälzlagerinnenring gehalten ist, noch von den inneren Riemenscheibenbereichen, die unter radialer Spannung auf dem Wälzlageraußenring sitzen.

Bekannt ist ferner eine Keilriemenscheibe (FR-PS 5 60 573), die über eine gesonderte Nabe verfügt, auf welcher beidseitige, an ihrem äußeren Umfang nochmals speziell durch gegenseitige Nietungen verbundene Scheibenhälften befestigt sind. Die gesonderte Nabe ist trommelartig aus Vollmaterial hergestellt mit einer inneren Bohrung, auf welcher sie auf das zugeordnete Wellenende aufgebracht wird. Es ist dann auch die Nabe, die entsprechende Spannkräfte beim Aufziehen auf die Welle aufnimmt, wobei zum sicheren Sitz der beiden speziell geprägten, insofern identischen Blechscheibenhälften auf der Nabe diese, innere Teile der Scheibenhälften einfassend, trompetenartig aufgeweitet ist, so daß die Scheibenhälften mit der Nabe praktisch vernietet sind. Schließlich wird zur Erzielung eines sicheren Sitzes noch vorgeschlagen, im Übergangsbereich zwischen den Scheibenhälften und der massiven Nabe zusätzliche Verstärkungsringe vorzusehen, die an das Blechmaterial der Scheibenhälften angenietet sind.

Die Riemenscheibe des eingangs schon genannten DE-GM 68 10 456 besteht ebenfalls aus zwei spiegelgleich ausgebildeten Hälften, die jeweils eine Nabe und einen nach Art eines Hohlkegelstumpfes ausgebildeten Scheibenrand aufweisen. Die Verbindung der einzelnen Scheibenhälften erfolgt mittels durchgeprägter Zapfen, die in entsprechende Öffnungen der Gegenhälfte eingesteckt und dort durch Stauchen festgesetzt werden. Im Nabenbereich sind die beiden geprägten Riemenscheibenhälften massiv ausgebildet, so daß sich beim festen Anziehen einer auf das Wellende aufgeschraubten, die Riemenscheibe dort haltenden Spannmutter keine Festigkeitsprobleme ergeben; um die Riemenscheibe gegen ein Drehen gegenüber der Welle zu sichern, kann ein Keil oder eine Paßfeder in zugeordnete Keilnuten von Welle und innerem Nabenbereich eingesetzt sein.

Bekannt ist ferner eine Mehrfach-Riemenscheibenanordnung (US-PS 25 46 782), bei der die Außenschalen der beiden äußeren Riemenscheiben in geeigneter Weise auf den Außenring von Kugellagern aufgezogen oder aufgeschrumpft sind, während die inneren Schalen an den äußeren jeweils durch Schweißpunkte, sonst offensichtlich freischwebend gehalten sind. Soweit hier Festigkeitsanforderungen im Nabenbereich auftauchen, werden diese von den Kugellager-Außenringen übernommen, auf denen, ähnlich wie bei der schon genannten DE-OS 21 52 934, die aus geprägtem Blech bestehenden Riemenscheibenhälften aufgezogen sind.

Bei einer weiteren bekannten Riemen- oder Seilscheibe (DE-PS 85 171) sind die beiden hier die jeweilige Riemen­ scheibe bildenden Blechhälften schuhkartonartig ineinander­ gesteckt und daher auch nicht identisch, da eine der Blechschalen die andere jeweils zur Gänze aufnimmt. Die hierdurch gebildete Riemen- oder Seilscheibe ist insgesamt von rechteckförmigem Querschnitt und verfügt im Nabenbereich nicht über zueinander im Abstand angeordnete konzentrische Zylinderringflächen, die einen rechteckförmigen Hohlraum einschließen.

Schließlich ist eine Halterung von Keilriemenscheiben auf Wellen bekannt (DE-GM 19 45 019), bei der die Riemenscheibe sich zwar aus unmittelbar auf der Welle befestigten, jedoch ungleichen Blechpreßteilen zusammensetzt, die von einer Spannmutter herrührenden axialen Kräfte jedoch nur gering sind, da im Nabenbereich zwischen den beiden Scheibenhälften und daher in deren Innerem eine Feder vorgesehen ist, die die Scheibenhälften auseinanderdrückt und auf einem vorgegebenen Abstand hält. Hierdurch ist es möglich, die jeweilige, aus kostengünstigen Blechpreß­ teilen aufgebaute Riemenscheibe verstellbar auszubilden.

Allgemein ist es bei aus zwei einzelnen Hälften bestehenden Riemenscheiben bekannt, den inneren, die konzentrische Aufnahmebohrung für die Welle umgebenden Teil eben auszubilden, so daß zur positionsgerechten Montage der Riemenscheibe eine größere Anzahl von Beilagscheiben erforderlich ist; außerdem ist der eigentliche Berührungs- und Kontaktbereich der Riemenscheibe mit der sie tragenden Welle oder dem Wellenende gering, so daß die eigentliche Befestigungs- und Haltekraft von der Spann- oder Kontermutter aufgebracht werden muß, die über Beilagscheiben auf den Nabenbereich der Riemenscheibe einen axialen Druck ausübt und diese dadurch hält. Allerdings kann bei festem Anziehen der Kontermutter die Riemenscheibe eine Verdrehung erfahren, so daß zusätzliche Arretiermittel vorzusehen sind, die die Riemenscheibe gegen ein solches Mitdrehen sichern. Dies ist deshalb erforderlich, weil im Anwendungsbereich von Kraftfahrzeugen die Riemenscheibe häufig Markierungen trägt, insbesondere wenn sie an bestimmten Wellen der Brennkraftmaschine befestigt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfach aufgebaute und herzustellende Riemenscheibe zu schaffen, die sich problemlos durch zwei identische, geprägte Scheibenhälften zusammensetzen läßt, dennoch aber einen festen Nabenteil bildet, der auch starkem Anziehen der Spannmutter am Wellenende widersteht und selbst vollflächig auf der Welle aufsitzt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Riemenscheibe löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß einerseits ein breiter, vollflächig auf der zugeordneten Welle oder dem Wellenende aufsitzender Nabenteil gebildet ist, der bei Montage eine Vielzahl der sonst notwendigen Beilagscheiben überflüssig macht, und daß andererseits der Nabenteil eine so hinreichende Festigkeit aufweist, daß auch bei starkem Anziehen der Kontermutter oder Spannmutter eine Beschädigung oder Formänderung der Riemenscheibe im Nabenbereich ausgeschlossen ist, obwohl die Nabe sich aus den gleichen geprägten Blechformteilen mit gleicher Wanddicke zusammensetzt, wie die restliche Riemenscheibenstruktur.

Vorteilhaft ist ferner, daß identisch geprägte Scheibenhälften verwendet werden können, die den festen Nabenteil beim Zusammenfügen bilden; ferner ist vorteilhaft, daß auch bei von dem Riemen aufgebrachten starken radialen Kräften ein Schiefziehen oder eine sonstige Verformung nicht auftreten kann, denn die rechteckförmige Kastenstruktur der Nabe ermöglicht eine entsprechend widerstandsfähige Aufnahme des, falls gewünscht, auch starken axialen, von der Spannmutter ausgeübten Drucks.

Im einzelnen ist die Nabe aus zwei kreisscheibenförmigen Zylinderringflächen konzentrisch zum Wellenende, auf dem die Riemenscheibe sitzt, gebildet, die verbunden sind über zwei beidseitige, kreisscheibenförmige Anlagering­ flächen, auf die dann von der einen Seite, gegebenenfalls über eine Beilegescheibe der axiale Druck der Spannmutter und auf der anderen Seite der Gegendruck, etwa von einem Drehstromgeneratorventilator, einwirkt und aufgefangen wird. Das hohle Nabenviereckprofil ist geeignet, auch kräftige axiale Drücke aufzufangen, da die konzentrischen Zylinderringflächen senkrecht zu den axialen, einwirkenden Kräften verlaufen und daher nicht auf Biegung, sondern nur auf eine Knickverformung beansprucht werden können, die in einem wesentlich höheren Bereich liegende Kräfte erforderlich macht, deren Werte daher auch bei starkem Anziehen der Spannmutter mit Sicherheit nicht erreicht werden können.

Vorteilhaft ist ferner die ein Mitdrehen der Riemenscheibe beim Anziehen der Spannmutter verhindernde Verdrehsicherung, die unmittelbar am vergrößerten Nabenteil und vorzugsweise einstückig an dieses angeformt ist.

Auch hierdurch wird die Montage der Riemenscheibe sicherer, da für den festen unwucht- und schlagfreien Sitz der Riemenscheibe die von der Spannmutter aufgebrachten axialen Druckkräfte voll ausgenutzt werden können, ohne daß diese hierdurch gleichzeitig die dann lediglich kraftschlüssig wirkende Sicherung gegen ein Verdrehen übernehmen muß.

Schließlich ist vorteilhaft, daß in axialer Richtung der Nabenbereich nach beiden Seiten symmetrisch in der Riemenscheibenquerebene bis nahe zum äußeren Rand der Quererstreckung der Riemenscheibenaußenränder reicht, so daß für die Montage lediglich an beiden Seiten je eine Beilagscheibe im Normalfall erforderlich ist. Die Nabe baut daher selbst in der axialen Richtung sehr breit, verfügt aber durch ihre spezielle Form dennoch über die erforderliche Festigkeit für das Auffangen der Spannmutter­ kräfte.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt die Riemenscheibe in einer Querschnittdarstellung auf einem Wellenende montiert, zusammen mit einem Lüfterrad, das zu einem Drehstrom- oder Gleichstromgenerator bei einem Kraftfahrzeug gehören kann.

Beschreibung des Erfindungsbeispiels

Es versteht sich, daß die vorliegende Riemenscheibe überall dort angewendet und auf Wellen, Spindeln, Wellenenden u. dgl. montiert werden kann, wo eine Drehmitnahme von dieser Welle über den der Riemenscheibe zugeordneten Riemen auf eine andere Welle erfolgen soll. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann es sich um eine einem Drehstrom- oder Gleichstromgenera­ tor für dessen Antrieb zugeordnete Riemenscheibe 1 handeln, die auf dem Wellenende 2 des eine Drehleistung abgebenden oder auf­ nehmenden Aggregats, hier des Drehstromgenerators, mittels einer Mutter 3 befestigt ist. Die Riemenscheibe besteht aus zwei, im wesentlichen identischen Scheibenhälften 1 a und 1 b, die beispielsweise aus einem geeigneten Materialstück durch Tiefziehen geprägt sein können. Dabei können die äußeren, zwi­ schen sich den Übertragungsriemen aufnehmenden Riemenscheiben­ bereiche beider Riemenscheibenhälften 1 a und 1 b von beliebiger, beim Ausführungsbeispiel von V-förmiger Gestalt sein, wenn etwa für die Drehmitnahme ein Keilriemen verwendet wird. Wesentlich ist, und hierin besteht der Grundgedanke vorliegender Erfin­ dung, daß die Riemenscheibe 1 eine ausgeprägte Nabenstruktur 4 aufweist, die von den geprägten Scheibenhälften gebildet wird. Diese Riemenscheibennabe wird bei der Prägung oder beim Tief­ ziehen der jeweiligen Riemenscheibenhälften 1 a, 1 b dadurch mit­ gebildet, daß jeder Riemenscheibenhälfte 1 a, 1 b in dem die Durchtrittsöffnung für das Wellenende 2 umgebenden Bereich eine Ausbauchung 5 verliehen wird, die jeweils nach außen gerichtet ist. Diese Ausbauchung 5 ist etwa von U-förmiger Querschnitts­ form, wobei ein an äußere, den Riemen aufnehmende Rie­ menscheibenbereichen angrenzender und mit diesen einstückig verbundener erster Schenkel 5 a etwa senkrecht nach außen vor­ stößt. Dieser Schenkel 5 a geht rechtwinklig in ein Basisteil 5 b über, welches in einer zum Durchmesser der Riemenscheibe oder der Wellendurchtrittsöffnung parallelen Ebene liegt. An diesen Basisteil schließt sich dann einstückig in rechtwinkliger Ab­ biegung der zweite innere Schenkel 5 c an. Da beide Riemenschei­ benhälften 1 a und 1 b im wesentlichen die gleiche Form haben, ergibt sich beim sinngemäßen Zusammenfügen der Riemenscheiben­ hälften der der Zeichnung entnehmbare Nabenbereich, wobei es sich versteht, daß die soeben angegebene Erläuterung sich auf die Querschnittsdarstellung bezieht. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß der innere Schenkel 5 c bei der in Wirklichkeit run­ den, eine räumliche Abmessung aufweisenden Riemenscheibenhälfte eine innere zylindrische und das Wellenende 2 umgebende Ring­ fläche bildet, die nach vorn oder hinten (je nach Riemenschei­ benhälfte) in die vom Basisteil gebildete senkrechte Ringfläche übergeht, an die sich dann die zweite, äußere und bezüglich der gesamten Riemenscheibe nach innen gerichtete zylindrische Ring­ fläche (dem Schenkel 5 a entsprechen) anschließt.

Da die einander zugewandten Flächen jeder Riemenscheibenhälfte 1 a, 1 b, d. h. der Übergangsbereich 6 vom Riemenaufnahmeteil in die äußere Zylinderringfläche 5 a und die inneren Enden der inneren Zylinderringflächen 5 c plane Abschlußflächen in einer zum Riemenscheibendurchmesser parallelen Ebene bilden, ergibt sich die in der Zeichnung gezeigte geschlossene Gesamtform einer Riemenscheibe mit einer geschlossenen Nabe, deren nun­ mehr nach außen ragende vertikale Ringflächen 5 b je nach Wunsch entweder innerhalb der durch die äußeren Randbereiche 3 jeder Riemenscheibenhälfte gebildeten Schalenform verbleiben oder zur Montageerleichterung über diese auch noch hinausreichen können. Diese äußeren Ringflächen 5 b nehmen die axialen Druck­ kräfte beim Befestigen der Riemenscheibe auf, während die Außenflächen der inneren Zylinderringflächen 5 c, die zusammen eine zum Wellenende 2 konzentrische Zylinderform bilden, auf diesem Wellenende bündig aufsitzen und für eine verwindungs­ freie senkrechte Befestigung der Riemenscheibe auf dem Wellen­ ende 2 sorgen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt die Riemen­ scheibe zusammen mit einem Lüfterrad 9 auf dem Wellenende, so daß zur Trennung von Lüfterrad und Riemenscheibe eine Zwischen­ beilagscheibe 10 vorgesehen ist; eine weitere Beilagscheibe 11 liegt zwischen den äußeren Nabenteilen der Riemenscheibe (ver­ tikale Ringfläche 5 b) und der Befestigungsmutter 3.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Er­ findung sind bei der Prägung des Nabenteils vorzugsweise beider Riemenscheibenhälften 1 a und 1 b nach innen, also zur Welle ra­ gende Nasen 12 a, 12 b stehen gelassen. Diese Nasen ragen dann bei der Montage in eine nach vorne offene Nut 13 der Welle 2 und verhindern so ein Mitdrehen der Riemenscheibe 1 beim An­ ziehen der Mutter 3 bzw. bei sonstigen, möglicherweise auftre­ tenden starken Tangentialkräften, so daß auf die üblicherweise der Verbindung Welle-Riemenscheibe dienenden Scheibenfeder ver­ zichtet werden kann.

Da der Nabenteil der Riemenscheibe aus Blech vorzugsweise der gleichen Wandstärke besteht, wie auch die übrigen Riemenschei­ benteile, ergibt sich eine erheblich kostengünstigere Herstel­ lung, verglichen mit Riemenscheiben, deren Nabenteile aus Voll­ material bestehen. Die angegebene Art der Strukturierung und Prägung der Riemenscheibennabe je zur Hälfte durch die beiden Riemenscheibenhälften sichert eine ausreichende Festigkeit der Riemenscheibe und ihres Nabenbereiches, die auch rauhen Bean­ spruchungen gewachsen ist.

Claims (2)

1. Riemenscheibe mit einer von einem inneren Nabenteil gebildeten Wellendurchtrittsöffnung und einem äußeren, der Aufnahme des Übertragungsriemens dienenden Schei­ benbereich, insbesondere für Drehstrom- oder Gleich­ stromgeneratoren bei Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei gleichen, sich nach außen keilförmig erweiternden, geprägten Scheibenhälften mit einstückig übergehenden, die Nabe bildenden gebauten Innenteilbereichen da­ durch gekennzeichnet, daß

• a) jeder Innenteilbereich jeder Scheibenhälfte (1 a, 1 b) eine äußere, zum Wellenende, auf dem die Scheibe sitzt, konzentrische und an den äußeren Riemen­ scheibenbereich einstückig angrenzende erste Zylinderringfläche (5 c), eine zu dieser senkrecht verlaufende, äußere im Querschnitt den Basisteil (5 b) des U-förmigen Nabenprofils bildende zweite Ringfläche und eine innere, zur äußeren und zum Wellenende konzentrische Zylinderringfläche (5 c) umfaßt, und
• b) beim Zusammenfügen die aneinandergrenzenden Teil­ bereiche beider Scheibenhälften (1 a, 1 b) jeweils plane, zueinander konzentrische Ringflächen bilden derart, daß die Nabe (4) aus einem inneren Hohlraum und ein geschlossenes Rechteckprofil bildenden, an­ einandergrenzenden Profilhälften besteht und daß
• c) die Nabe mit den inneren Zylinderringflächen (5 c) beider Scheibenhälften (1 a, 1 b) breitflächig, bündig und über eine formschlüssige Verdrehsicherung auf dem Wellenende (2) befestigt ist.

2. Riemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Verdrehsicherung von der inneren Zylinderringfläche (5 c) mindestens einer Scheibenhälfte (1 a, 1 b) eine in Richtung auf die Welle gerichtete Arretiernase (12 a, 12 b) ausgeht, die in einer nach vorn offenen Nut (13) des Wellenendes (2) sitzt.