DE60017339T2

DE60017339T2 - Riemenscheibe mit Einwegkupplung

Info

Publication number: DE60017339T2
Application number: DE60017339T
Authority: DE
Inventors: Hideki Fujiwara
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: EP1101978A1; US6588560B1; EP1256745B1; US7004861B2; DE60017339D1; EP1256745A3; EP1256745A2; DE60036567T2; DE60036567D1; US20020183147A1; EP1101978B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Riemenscheibeneinheit zur Anbringung in einer Hilfsvorrichtung, bei welcher es sich um eine riemengetriebene Vorrichtung handelt, die beispielsweise mit einer Kurbelwelle eines Fahrzeugmotors gekoppelt wird. Beispiele für eine solche Hilfsvorrichtung sind ein Kompressor einer Klimaanlage, eine Wasserpumpe, eine Lichtmaschine und ein Kühlgebläse beispielsweise eines Fahrzeugs.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Riemenscheibeneinheit der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus JP 11-230314 A bekannt, welches Dokument den nächstliegenden Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 repräsentiert. Beide axiale Enden des äußeren Rings einer Einwegkupplung sind erweitert, und die erweiterten Bereiche dienen als äußere Ringe von Wälzlagern. Laufflächen-Nuten, die als Laufflächen für Wälzlagerelemente der jeweiligen Wälzlager dienen, sind auf der inneren Umfangsoberfläche beider erweiterter Bereiche des äußeren Rings der Einwegkupplung ausgebildet. Durch Weglassen des äußeren Rings der Wälzlager können Montageteile zwischen einem äußeren Ringkörper und einem Wälzlager sowie die Anzahl von Teilen und Arbeitsstunden zum Zusammenbau vermindert werden.
Ferner ist ein Ausführungsbeispiel einer nach dem Stand der Technik bekannten Riemenscheibeneinheit in den 8 und 9 dargestellt. In diesen Figuren bezeichnen die Bezugsziffern 81, 82, 83 und 84 jeweils eine Riemenscheibe, eine Welle, eine Einwegkupplung und ein Wälzlager. Die Einwegkupplung 83 umfasst einen Innenring 85, einen Außenring 86, eine Anzahl von Rollen 87, einen Käfig 88 und eine Schraubenfeder 89.
Wenn der Käfig 88 in einer solchen Einwegkupplung 83 in der Winkel- und/oder der axialen Richtung in Bezug auf den Innenring 85 blockiert, neigen die Funktionen des Blockierens und des Freilaufs der Einwegkupplung 83 zur Instabilität. Daher sind zwei radial nach innen weisende Vorsprünge 90, 91 in unterschiedlichen Winkelpositionen auf einem der Wellenenden des Käfigs 88 vorgesehen, und zwei Schlitze 91, 91 mit unterschiedlichen Winkelpositionen sind auf einem der Enden des Innenrings 85 angebracht; die Vorsprünge 90, 90 und die Schlitze 91, 91 greifen in axialer Richtung ineinander ein, so dass der Käfig 88 genau in einer vorbestimmten Position in der Winkelrichtung und in der axialen Richtung in Bezug auf den Innenring 85 positioniert wird, um eine solche Instabilität zu vermeiden.
Bei der Positionierung des Käfigs 88 in der bekannten Einwegkupplung 83 besteht Raum für Verbesserungen.
Beim Stand der Technik ist der Innenring 85 mit Kraft auf die Welle 82 aufgepreßt, so dass eine Drehung um die Welle verhindert wird. Das Aufpassen verursacht jedoch einen Spannung, die in der Winkelrichtung auf den Innenring 85 wirkt. Die Spannung neigt dazu, sich in der inneren Kante der Schlitze 91, 91 des Innenrings 85 zu konzentrieren. Daher besteht die Gefahr des Auftretens von Rissen im Innenring 85, die von dem Spannungs-Konzentrationspunkt ausgehen.
Weitere Probleme sind die niedrige Arbeitseffizienz bei der Anbringung der Schlitze 91, 91 und die Notwendigkeit einer Nachbehandlung zum Entfernen von Graten. Daher sind die Herstellungskosten hoch.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Riemenscheibeneinheit zu schaffen, die die Konstruktion zur axialen Positionierung des Käfigs der Einwegkupplung umfasst und keinen strukturell schwachen Bereich aufweist, während ein vereinfachtes Herstellungsverfahren verwendet wird.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
Die Riemenscheibeneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale des Anspruchs 1.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion wird die Bewegung des Käfigs der Riemenscheibeneinheit in axialer Richtung begrenzt, ohne dass Ausneh mungen oder vorspringende Bereiche zur Begrenzung einer solchen Bewegung verwendet werden, die in dem Käfig und dem Innenring der Riemenscheibeneinheit gemäß dem Stand der Technik angeordnet sind. Daher kann die Konstruktion der Riemenscheibeneinheit vereinfacht werden und strukturell schwache Bereiche können eliminiert werden. Darüber hinaus können die Fertigungsschritte zur Formung der Ausnehmungen und vorspringenden Bereiche weggelassen werden, so dass die Herstellungskosten reduziert werden können.
Der Innendurchmesser des erfindungsgemäßen Käfigs ist vorzugsweise kleiner als der Außendurchmesser der Lauffläche des Innenrings des anderen Wälzlagers. Aufgrund einer solchen Konstruktion wird die Bewegung des Käfigs in beiden axialen Richtungen begrenzt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Ziele sowie Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen deutlich:
1 ist ein Längsschnitt durch einen oberen Bereich einer bevorzugten Ausführungsform der Riemenscheibeneinheit gemäß dem Stand der Technik;
2 ist ein Schnitt durch 1 entlang der Linie (2)-(2), aus der Richtung der Pfeile betrachtet;
3 ist eine perspektivische Ansicht des Innenrings und des Käfigs einer Einwegkupplung;
4 ist ein Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Riemenscheibeneinheit;
5 ist ein Schnitt durch 4 entlang der Linie (5)-(5), aus der Richtung der Pfeile betrachtet;
6 ist eine perspektivische Ansicht des Innenrings und des Käfigs einer Einwegkupplung;
7 zeigt ein Beispiel des Abdeckens der Hohlwelle der in 4 gezeigten Riemenscheibeneinheit während der Karburierungsbehandlung.
8 ist ein Längsschnitt durch den oberen Bereich der Riemenscheibeneinheit gemäß dem Stand der Technik.
9 ist eine Schnittansicht von 8 entlang der Linie (9)-(9), aus der Richtung der Pfeile betrachtet.
In allen Figuren sind vergleichbare Bauteile durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Riemenscheibeneinheit gemäß dem Stand der Technik ist im folgenden mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.
Die Riemenscheibeneinheit A umfasst eine Riemenscheibe 1, eine Hohlwelle 2, eine Einwegkupplung 3 und zwei Wälzlager 4 und 5.
Die Riemenscheibe 1, die ein Beispiel für den äußeren Ring dargestellt, weist auf ihrer Umfangsoberfläche eine wellenförmige Nut zur Auflage eines V-förmig gerippten Riemens B auf. Die Riemenscheibe wird durch den V-förmig gerippten Riemen B beispielsweise in Kombination mit einer Kurbelwelle eines Fahrzeugmotors zur Drehung angetrieben.
Die Hohlwelle 2, die ein Beispiel für die innere Welle darstellt, ist in die Innenseite der Riemenscheibe 1 eingesetzt und an einer Eingangswelle einer Hilfsvorrichtung eines Fahrzeugmotors (nicht dargestellt) befestigt, zum Beispiel eines Rotors einer Lichtmaschine.
Die Einwegkupplung 3 umfasst einen Innenring 10, einen Außenring 11, einen Ring-Käfig 12 aus synthetischem Harz, eine Anzahl von Rollen 13 und eine elliptische Schraubenfeder 14 als elastisches Element. Die Einwegkupplung 3 ist in der Mitte des gegenüberliegenden ringförmigen Raums zwischen der Riemenscheibe 1 und der Hohlwelle 2 angeordnet.
Zwei Wälzlager 4, 5 sind in dem ringförmigen Raum zwischen der Riemenscheibe 1 und der Hohlwelle 2 zu beiden Seiten der Einwegkupplung 3 in der axialen Richtung angeordnet.
Die Wälzlager 4, 5 sind Rillenkugellager von allgemein bekannter Art und umfassen jeweils einen Innenring 21, 31, einen Außenring 22, 32, eine Anzahl von Rollen 23, 33 und einen Ring-Käfig 24, 34 aus synthetischem Harz. Dichtungen 6 sind an einem äußeren Ende der jeweiligen Wälzlager 4, 5 in der axialen Richtung angeordnet.
Wahlweise können die Wälzlager 4, 5 Schrägkugellager, Rollenlager oder Kegelrollenlager sein.
Die Einwegkupplung 3 umfasst einen Innenring 10, einen Außenring 11, einen Käfig 12, eine Anzahl von Rollen 13 und eine Anzahl von Schraubenfedern 14.
Der Innenring 10 ist auf den äußeren Umfang der Hohlwelle 2 durch Preßsitz aufgepasst. Eine Anzahl flacher keilförmiger Nockenoberflächen 10a mit unterschiedlichen Winkelpositionen ist auf dem äußeren Umfang des Innenrings 10 angebracht. Die Anzahl der Nockenoberflächen 10a ist in diesem Ausführungsbeispiel gleich 8, und daher ist die äußere Form des Innenrings 10 ein Oktaeder.
Der Außenring 11 ist durch Preßpassung in die innere Oberfläche der Riemenscheibe 1 eingepasst. Die innere Oberfläche des Außenrings 11 ist zylindrisch ausgebildet.
Der Käfig 12 ist in dem ringförmigen Raum zwischen dem Innenring 10 und dem Außenring 11 angeordnet und in der Winkelrichtung und in der axialen Richtung in Bezug auf den Innenring 10 ausgerichtet. Die Innenseite des Käfigs 12 berührt den Umlaufbereich des Innenrings 10. Eine Anzahl von Taschen 12a mit unterschiedlichen Winkelstellungen ist in dem Käfig 12 in Be reichen entsprechend den jeweiligen Nockenoberflächen 10a des Innenrings 10 angeordnet. Die Taschen 12a durchstoßen den Käfig 12 in radialer Richtung. Ein Vorsprungsbereich 12b ist auf der inneren Oberfläche jeder Tasche 12a angeordnet.
Jede der Taschen 12a ist mit einzelnen Rollen 13 versehen, und der Rollbereich der Rollen 13 ist in der Winkelrichtung begrenzt.
Eine Schraubenfeder 14 ist in jeder der Taschen 12a an dem Vorsprungsbereich 12b angeordnet. Die Schraubenfeder 14 drückt die Rolle 13 in einen begrenzten Keilraum (Blockierseite) zwischen der Nockenoberfläche 10a und der inneren Oberfläche des Außenrings 11.
Im folgenden wird die Funktionsweise der Riemenscheibeneinheit A erläutert.
Wenn die relative Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 1 höher ist als diejenige der Hohlwelle 2, rollt die Rolle 13 der Einwegkupplung 3 in den begrenzten Keilraum, was zu einem Blockierzustand führt. Dies führt dazu, dass sich die Riemenscheibe 1 und die Hohlwelle 2 zu einem einzigen Körper verbinden und synchron rotieren.
Wenn andererseits die relative Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 1 kleiner ist als diejenige der Hohlwelle 2, rollt die Rolle 13 der Einwegkupplung 3 in den breiteren Keilraum, was zu einem Freilaufzustand führt. Dies führt dazu, dass die Übertragung der Rotationsenergie von der Riemenscheibe 1 auf die Hohlwelle 2 unterbrochen wird. Nach dem Abbruch der Übertragung der Rotationsenergie rotiert die Hohlwelle 2 lediglich aufgrund ihrer Rotationsträgheit weiter.
Wenn eine solche Riemenscheibeneinheit A an einer Lichtmaschine eines Fahrzeugmotors verwendet wird, kann die Drehung des Rotors der Lichtmaschine auf einem hohen Niveau aufrecht erhalten werden, unabhängig von Schwankungen der Rotation der Kurbelwelle, welche die Energiequelle für den Riemen B darstellt. Somit kann die Effizienz bei der Erzeugung elektrischer Energie vergrößert werden.
Wenn nämlich die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle anwächst, befindet sich die Einwegkupplung 3 im Blockierzustand, und die Hohlwelle 2 und die Riemenscheibe 1 rotieren synchron. Wenn andererseits die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle abnimmt, befindet sich die Einwegkupplung 3 im Freilaufzustand, und die Hohlwelle 2 setzt ihre Rotation aufgrund ihrer Rotationsträgheit fort, unabhängig von der Abnahme der Rotationsgeschwindigkeit der Riemenscheibe 1.
Im folgenden wird die axiale Positionierung des Käfigs 12 in der Einwegkupplung 3 beschrieben.
Die innere Oberfläche des Käfigs 12 ist so geformt, dass sie an die äußere Oberfläche des Innenrings 10 angepasst ist. Somit wird eine Winkelrotation des Käfigs 12 in Bezug auf den Innenring 10 verhindert.
Der Außenring r des Innenrings 10 der Einwegkupplung, d.h., der Innenradius r des Käfigs 12 ist kleiner bemessen als die Außenradien R1, R2 des Umlaufbereichs von jedem der Innenringe 21,31 der Wälzlager 4,5.
Demnach sind abgestufte Wände 2e1, 2e2 an beiden Seiten des Käfigs 12 vorhanden, die die axiale Bewegung des Käfigs 12 in beiden axialen Richtungen begrenzen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, Vorsprungsbereiche und Ausnehmungsbereiche in den Käfig 12 und dem Innenring 10 vorzusehen. Solche Bereiche sind bei der nach dem Stand der Technik bekannten Riemenscheibeneinheit zur Begrenzung der Bewegung in beiden axialen Richtungen erforderlich. Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Aufbau des Käfigs 12 und des Innenrings 10 vereinfacht werden und strukturell schwache Bereiche können eliminiert werden. Daher können die Fertigungskosten vermindert werden.
Im folgenden wird eine Riemenscheibeneinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 4 bis 6 beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform werden die Innen- und Außenringe 10,11 der Einwegkupplung 3 und die Innen- und Außenringe 21, 31, 22, 32 der Wälzlager 4, 5 von der Riemenscheibeneinheit A weggelassen, so dass die Anzahl der Fertigungsteile vermindert wird und die Fertigungskosten reduziert werden.
Die Umlaufbereiche der Innenringe 21, 31 werden durch die äußere Oberfläche der Hohlwelle 3 gebildet, die Umlaufbereiche der Außenringe 22, 32 werden durch die innere Oberfläche der Riemenscheibe 1 gebildet.
Ein Wälzlager 4 ist ein Rillenkugellager mit einer Anzahl von Kugeln 23 und einem kronenförmigen Käfig 24 zum Halten der Kugeln 23, und das andere Wälzlager 5 ist ein Käfig- und Rollen-Lager mit einer Anzahl von Rollen 33 und einem Käfig 34 zum Halten der Rollen 33.
Im folgenden sind die Formen der Riemenscheibe 1 und der Hohlwelle 2 erläutert.
Die Hohlwelle 2 ist in drei axiale Zonen eingeteilt: Eine zentrale Zone 2a und zwei Endzonen 2b, 2c zu beiden Seiten der zentralen Zone 2a in der axialen Richtung.
Auf der äußeren Oberfläche der zentralen Zone 2a der Hohlwelle 2 ist eine Anzahl von Nockenoberflächen 10a in unterschiedlichen Winkelpositionen so angebracht, dass sie einen oktaedrischen Querschnitt bilden. Die Nockenoberflächen 10a bilden den Umlaufbereich des Innenrings der Einwegkupplung 3. Andererseits sind die äußeren Oberflächen der Hohlwelle 2 in den seitlichen Zonen 2b, 2c kreisförmig und bilden die Umlaufbereiche der Innenringe der Wälzlager 4, 5. Der äußere Radius in einer Endzone 2b der Hohlwelle 2 ist größer bemessen als derjenige der äußeren Endzone 2c. Dieser Aufbau vereinfacht das aufeinanderfolgende Zusammensetzen der Wälzlager 4 und der Einwegkupplung 3 in dem Raum zwischen der Riemenscheibe 1 und der Hohlwelle 2 von einer Seite der Hohlwelle her.
Außerdem ist der äußere Radius von jedem der Umlaufbereiche der Innenringe so bemessen, dass er stufenweise in Richtung des Wälzlagers 5 abnimmt.
Hierdurch wird es möglich, die Hohlwelle 2 durch plastische Verformung wie etwa durch Kaltverformung oder Ziehen gleichmäßig zu formen.
Laufflächen 1a, 2f sind auf der äußeren Oberfläche der Hohlwelle 2 jeweils in der Endzone 2b und der entsprechenden inneren Oberfläche der Riemenscheibe 1 angeordnet und Kugeln 23 des Wälzlagers 4 sind dazwischen angeordnet.
Eine Umfangsnut 2d ist auf der äußeren Oberfläche der Hohlwelle 2c in der Endzone 2c angeordnet, und ein entsprechender Ring-Vorsprung 34a ist auf der inneren Oberfläche des Käfigs 34 des Wälzlagers 5 angeordnet. Der Ring-Vorsprung 34a greift in die Umfangsnut 2d ein. Der Käfig 34 des Wälzlagers 5 wird durch diesen Eingriff axial positioniert.
Der Käfig 12 der Einwegkupplung 3 ist oktaedrisch ausgebildet, passend zu der äußeren Form der Hohlwelle 2 in der zentralen Zone 2a. Auf diese Weise wird der Käfig gehalten und hält die Rollen 13, so dass die Rotation des Käfigs 12 um die Hohlwelle 2 behindert wird.
Der Radius des maximalen Radiusbereichs der Nockenoberfläche 10a ist im wesentlichen identisch mit dem Radius des Umlaufbereichs des Innenrings des Wälzlagers 4. Ferner ist der Radius des minimalen Radiusbereichs der Nockenoberfläche 10a im wesentlichen identisch mit dem Radius des Umlaufbereichs des Innenrings des Wälzlagers 5.
Daher ist der äußere Radius des Innenrings der Einwegkupplung 3, nämlich der Innenradius des Käfigs 3 kleiner als der äußere Radius des Umlaufbereichs des Innenrings des Wälzlagers 4. Demnach ist eine abgestufte Wand 2e3 an einer Seite des Käfigs 2 der Einwegkupplung 3 in axialer Richtung geformt. Die abgestufte Wand begrenzt die axiale Bewegung des Käfigs 12 in einer Richtung.
Im übrigen wird die axiale Bewegung des Käfigs 12 der Einwegkupplung 3 in der anderen Richtung durch den Käfig 34 des Wälzlagers 5 begrenzt.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird offensichtlich, dass die axiale Bewegung des Käfigs 12 der Einwegkupplung 3 in beiden axialen Richtungen ohne Verwendung eines Vorsprungsbereichs und eines Ausnehmungsbereichs begrenzt werden kann, so dass ein strukturell schwacher Bereich eliminiert werden kann und die Fertigungskosten vermindert werden können.
Der Innenring 10 der Einwegkupplung 3 der in den 1 bis 4 dargestellten Riemenscheibeneinheit A kann wie folgt hergestellt werden.
Das Material des Innenrings 10 sollte aus einer Gruppe von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ausgewählt werden. Bevorzugt ist einsatzgehärteter Stahl wie etwa SCr415 gemäß JIS (Japanischer Industriestandard) als ein solcher Niedrigkohlenstoff-Stahl zu verwenden. Die Nockenoberfläche 10a sollte auf der äußeren Oberfläche eines zylindrischen Niedrigkohlenstoff-Stahlmaterials durch plastische Verformung wie beispielsweise Kaltformen oder Ziehen geformt werden. Dann soll die äußere Oberfläche des Innenrings 10 zementiert und poliert werden.
Mit anderen Worten, unter Verwendung eines Materials, dessen plastische Verformung relativ leicht vorgenommen werden kann, kann die Vielzahl von Nockenoberflächen 10a auf der äußeren Oberfläche des Innenrings 10 leicht durch Kaltformen oder Ziehen hergestellt werden.
Bei dem Kaltform- oder Ziehprozess wird eine Anzahl von Nockenoberflächen 10a gleichzeitig durch plastische Verformung auf der äußeren Oberfläche des Innenrings 10 geformt. Andererseits wird gemäß dem Stand der Technik die Anzahl von Nockenoberflächen 10a aufeinanderfolgend durch Drehen hergestellt. So wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Arbeitsvorgang zur Herstellung der Nockenoberflächen 10a im Vergleich zum Stand der Technik vereinfacht. Daher wird die Produktivität erhöht. Ferner kann jede Nockenoberfläche 10a mit höherer Positionierungsgenauigkeit geformt werden.
Die Abnutzungsbeständigkeit kann durch Zementieren zur Härtung der Nockenoberfläche 10a, die durch einen Kaltform- oder Ziehvorgang geformt ist, vergrößert werden.
Nichtsdestotrotz kann der Innenring 10 der Einwegkupplung 3 eine Form von hoher Präzision aufweisen, dessen Herstellungskosten vermindert sind.
Im übrigen ist bei der Zementierung des Innenrings 10 eine lokale Zementierung der äußeren Oberfläche des Innenrings 10 vorzuziehen. Der Grund hierfür liegt darin, dass bei einer Zementierung der inneren Oberfläche des Innenrings 10 der mit einem Gewinde versehene Bereich gleichzeitig zementiert wird. In diesem Fall tritt ein Problem eines Wasserstoffmangels auf. Daher ist eine Maskierung des mit dem Gewinde versehenen Bereichs erforderlich.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Abdeckung für eine lokale Zementierung, die es ermöglicht, die Zementierung lediglich auf der äußeren Oberfläche des Innenrings 10 vorzunehmen. Ein Innenring 10 wird auf den Umfang eines Lagerschafts C aufgesetzt. Eine Abdeckung D wird auf ein Ende des Lagerschafts C aufgeschraubt, so dass beide axialen Endungen und das Mittelloch des Innenrings 10 von außen abgedeckt sind, und nur die äußere Oberfläche des Innenrings 10 liegt nach außen hin frei.
Wahlweise kann die Hohlwelle 2 der in 4 gezeigten Riemenscheibeneinheit A wie folgt hergestellt werden.
Das Material der Hohlwelle 2 kann aus einer Gruppe von Niedrigkohlenstoff-Stählen ausgewählt werden. Die Hohlwelle 2 sollte aus einem Niedrigkohlenstoff-Stahlmaterial durch Kaltformen oder Ziehen geformt werden. Bevorzugt wird die äußere Oberfläche der Hohlwelle 2 zementiert. Vorzugsweise wird einsatzgehärteter Stahl, z.B. SCr415 gemäß JIS (Japanischer Industriestandard) als ein solcher Niedrigkohlenstoff-Stahl verwendet.
Bei der kalten elastischen Verformung wird die Anzahl von Nockenoberflächen 10a und die Umlaufbereiche der Rollen gleichzeitig durch plastische Verformung der äußeren Oberfläche der Hohlwelle 2 gebildet. In Gegensatz dazu wird beim Stand der Technik die Vielzahl von Nockenoberflächen 10a und die Umlaufbereiche nacheinander durch Drehen geformt. Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Arbeitsvorgang bei der Herstellung der Nockenoberfläche 10a und der Umlaufbereiche der Walzen im Vergleich zum Stand der Technik vereinfacht werden. Daher kann die Produktivität erhöht werden.
Ein Problem einer niedrigen Abnutzungsbeständigkeit kann auftreten, wenn ein Niedrigkohlenstoff-Stahlmaterial verwendet wird. Die Abnutzungsbestän digkeit kann jedoch durch die Zementierung zur Härtung der Oberfläche der anderen Oberfläche der Hohlwelle 2 nach der kalten elastischen Verformung vergrößert werden. Durch die Verwendung einer Hohlwelle 2 mit einer hohen Präzision, die preiswert hergestellt wird, können die Herstellungskosten der Riemenscheibeneinheit A vorteilhaft gesenkt werden, und die Produktqualität kann verbessert werden.
Im übrigen ist aus dem gleichen Grund wie beim Innenring 10 eine lokale Zementierung der äußeren Oberfläche der Hohlwelle 2 vorzuziehen. Daher wird eine maskierte Zementierung der Hohlwelle 2 bevorzugt, wie sie in 7 dargestellt ist.

Claims

Riemenscheibeneinheit mit: einer inneren Welle (2); einem äußeren Ring (1), der konzentrisch zu der inneren Welle (2) angeordnet ist; einer Einwegkupplung (3) mit einer Anzahl von Rollen (13), die in einem ringförmigen Zwischenraum zwischen der inneren Welle (2) und dem äußeren Ring (1) angeordnet sind; zwei Wälzlagern (4,5), die in dem ringförmigen Zwischenraum auf der ein und der anderen Seite der Einwegkupplung (3), bezogen auf die Axialrichtung angeordnet sind, wobei die Einwegkupplung (3) einen Käfig (12) umfasst, der den Bewegungsbereich der Anzahl der Rollen (13) beschränkt, und die Einwegkupplung (3) einen Innenring (10) aufweist, der mit einer Anzahl von Nockenflächen (10a) auf der anderen Umfangsfläche versehen ist, wobei der innere Radius des Käfigs (12) der Einwegkupplung (3) kleiner ist als der äußere Radius des Umlaufbereiches des inneren Ringes (21,31) eines der beiden Wälzlager (4,5), und die Endfläche des Käfigs (12) der Einwegkupplung (3) in Bezug auf die axiale Bewegung durch eine Endfläche des Innenrings eines Wälzlagers (4,5) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Umfangsfläche der inneren Welle (2) in einer axialen Zone (2a) als Lauffläche des Innenringes (10) der Einwegkupplung (3) ausgebildet ist, die äußere Umfangsfläche der inneren Welle (2) in einer axialen Endzone (2c,2b) eine Lauffläche des Innenringes (21,31) des Wälzlagers (4,5) bildet, und die innere Umfangsfläche des Außenringes (1) kreisförmig ausgebildet ist und eine Lauffläche des Außenrings (11,22,32) der Einwegkupplung (3) und der Wälzlager (4,5) bildet, wobei ein keilförmiger Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangsfläche der inneren Welle (2) und der inneren Umfangsfläche des Außenringes (1) gebildet ist, wobei der maximale Radiusbereich des äußeren Radius der flachen Nockenflächen (10a) im wesentlichen identisch ist mit dem äußeren Radius des Umlaufbereichs des Innenringes (21,31) eines der Wälzlager (4,5), wobei der kleinste Radiusbereich des äußeren Radius der flachen Nockenflächen (10a) im wesentlichen identisch ist zu dem äußeren Radius des Umlaufbereichs des Innenringes (21,31) des anderen Wälzlagers (4,5), und der Käfig (34) des anderen Wälzlagers (4,5) axial in Bezug auf die innere Welle (2) angeordnet ist.
Riemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, bei der der innere Radius des Käfigs (12) kleiner ist als der äußere Radius der Lauffläche des inneren Ringes (21,31) des einen Wälzlagers (4,5)
Riemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, wobei die äußere Oberfläche der inneren Welle (2) in der anderen axialen Endzone eine Lauffläche des Innenringes (21,31) des anderen der Wälzlager (4,5) ist.
Riemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, wobei eine Umfangsnut (2d) auf der äußeren Oberfläche der inneren Welle in der anderen Zone vorgesehen ist, dass ein radial nach innen gerichteter, vorspringender Bereich (34a) auf der anderen Oberfläche des Käfigs (34) des anderen Wälzlagers (5) ausgebildet ist, und dass der vorspringende Bereich (34a) in die Umfangsnut (2d) so eingreift, dass der Käfig (34) des anderen Wälzlagers (5) axial positioniert ist.
Riemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, bei der das eine Wälzlager (4) ein Tiefnut-Kugellager ist und das andere Wälzlager (5) ein Käfig- und Rollenlager ist, und die äußeren Radien des äußeren Umfangs der inneren Welle (2) sich schrittweise in Axialrichtung von einem Ende zum andere Ende der inneren Welle (2) verjüngt.
Riemenscheibeneinheit nach Anspruch 5, bei der eine umlaufende Nut (2d) am äußeren Umfang der inneren Welle (2) in der anderen axialen Endzone vorgesehen ist; ein radial nach innen gerichteter Vorsprung (34a) an der inneren Oberfläche des Käfigs (34) des Käfig- und Rollenlagers (5) vorgesehen ist, und der vorspringende Bereich (34a) in die Umfangsnut (2d) so eingreift, dass der Käfig (34) des Käfig- und Rollenlagers (5) axial positioniert ist.
Riemenscheibeneinheit nach Anspruch 6, bei der die innere Oberfläche des Außenringes (11) die Laufbahn des Außenringes (11) der Einwegkupplung (3) und der Außenringe (22,32) der beiden Wälzlager (4,5) bildet.
Riemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, bei der die Einwegkupplung (3) einen Außenring (11) umfasst, der eine zylindrische Innenfläche aufweist, und dass der Innenring (10) eine Anzahl der genannten Nockenflächen (10a) zur Bildung des keilförmigen Raumes zwischen der zylindrischen Innenfläche des Außenringes (11) und der Nockenfläche (10a) bildet, wobei jede der Rollen (13) in jedem der keilförmigen Räume angeordnet ist und der Rollbereich der Rollen (13) in Winkelrichtung durch den Käfig (12) begrenzt ist; und dass der Innenring (10) der Einwegkupplung (3) aus einem niedrig gekohlten Stahl besteht und die äußere Form des Innenringes (10) durch Kaltpressen oder elastische Deformation sowie durch Härten der Oberfläche gebildet ist.
Riemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, bei der die innere Welle (2) aus einem niedrig gekohlten Stahl besteht und die äußere Form der inneren Welle (2) durch Kaltpressen oder elastische Deformation gebildet wird mit anschließendem Härten der äußeren Oberfläche.