EP1960688A1 - Triebrad eines nebenaggregatezugs eines verbrennungsmotors - Google Patents

Triebrad eines nebenaggregatezugs eines verbrennungsmotors

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Publication number
EP1960688A1
EP1960688A1 EP06830309A EP06830309A EP1960688A1 EP 1960688 A1 EP1960688 A1 EP 1960688A1 EP 06830309 A EP06830309 A EP 06830309A EP 06830309 A EP06830309 A EP 06830309A EP 1960688 A1 EP1960688 A1 EP 1960688A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hub
drive wheel
drive
jacket
wheel according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06830309A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hermann Stief
Ralf Walter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Publication of EP1960688A1 publication Critical patent/EP1960688A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/123—Wound springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32—Friction members
    • F16H55/36—Pulleys
    • F16H2055/366—Pulleys with means providing resilience or vibration damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32—Friction members
    • F16H55/36—Pulleys

Definitions

  • the invention relates to a drive wheel of an accessory train of an internal combustion engine, with a running jacket that is operatively connected to a traction means, with a hub that is non-rotatably connected to the drive axle of an auxiliary device, and with a damping device that is effectively arranged between the running jacket and the hub to reduce torsional vibrations.
  • Combustion engines designed as piston engines are known to have, on their crankshaft, design-related and operational-related rotational fluctuations which are superimposed on the average rotational speed. These rotational fluctuations are caused in each case by the non-uniform development of force in the individual cylinders and by free mass moments of the crank mechanism, the amplitudes and frequencies of which depend on the number of cylinders, the arrangement of the cylinders, such as in-line, V, or boxer arrangement, the operating mode, such as Petrol or diesel operation and the speed are dependent. Due to the rotational fluctuations of the crankshaft, undesired torsional vibrations are transmitted both to a drive train coupled to the internal combustion engine and to an accessory train located directly on the internal combustion engine.
  • a damping device for reducing torsional vibrations can be arranged on the drive wheel on the crankshaft side, on a tensioning device of the traction means and / or on the drive wheel of an auxiliary unit, such as that of a generator, a servo pump of a power steering system and / or an air conditioning compressor of an air conditioning system.
  • DE 196 62 730 A1 describes a drive wheel of an accessory train provided for the arrangement on a crankshaft, the damping device of which comprises a spring accumulator, a friction damper and a vibration damper.
  • the damping device of which comprises a spring accumulator, a friction damper and a vibration damper.
  • the torsional vibrations of the relevant accessory train are counteracted already at the source, namely on the drive wheel of the crankshaft.
  • the arrangement of the components - the components of the friction damper and the vibration damper are axially staggered and arranged radially outside the components of the spring accumulator - disadvantageously results in a relatively large diameter of the drive wheel.
  • the drive wheel is also comparatively complicated and therefore consists of many individual parts, which means that the manufacturing outlay is disadvantageously high.
  • a first drive wheel, provided for use on an auxiliary unit, with a damping device is known from DE 101 51 795 A1.
  • the damping device comprises a one-way clutch arranged between the barrel casing and the hub and a slip clutch which is effectively arranged in parallel therewith.
  • the freewheel clutch uncouples the hub from the latter, the slipping clutch having the effect that this occurs only when a preset limit torque is exceeded. Smaller fluctuations in speed and torque are thus undamped from the traction device via the drive wheel to the Auxiliary unit transferred.
  • both known drive wheels have the disadvantage of a relatively complex and space-intensive construction.
  • the invention is based on the finding that smaller torque and speed fluctuations can be compensated simply and in a space-saving manner by means of a spring accumulator which acts as a spring damper, and larger torque fluctuations can be effectively eliminated by means of a slip clutch which acts as a friction damper.
  • a drive wheel of an auxiliary unit train of an internal combustion engine with a running jacket which is operatively connected to a traction means, with a hub which is non-rotatably connected to the drive axle of an auxiliary unit, and with a damping device which is effectively arranged between the running jacket and the hub to reduce torsional vibrations, which is characterized in particular by the fact that the damping device comprises a serial arrangement of a spring accumulator and a slip clutch, the spring accumulator being effectively arranged between the barrel jacket and a drive disk rotatably mounted on the hub, and the slip clutch between the drive disk and the hub .
  • Advantageous embodiments of the drive wheel according to the invention are specified in claims 2 to 12.
  • the serial arrangement of the spring mechanism and the slip clutch means that smaller torque and speed fluctuations that are transmitted from the traction device to the barrel casing can be flexibly compensated and only larger torque and speed fluctuations are transmitted to the drive plate and from there to the slip clutch, where they are compensated for by friction and thus damped.
  • the spring accumulator is advantageously formed from a plurality of arc springs which are guided in axially opposite semi-open annular chambers of the barrel jacket and the driving disk, and which bear at their ends alternately on a peripheral stop surface of a driving cam of the barrel jacket and a driving cam of the driving disk.
  • the arc springs are compression springs that are tensioned in a simple arrangement when the drive wheel is in traction, i.e. with a relative acceleration of the barrel shell relative to the hub, and relaxed in pushing operation of the drive wheel, i.e. with a relative deceleration of the barrel shell relative to the hub.
  • a high level of functional reliability results from the fact that the power transmission is guaranteed even if a bow spring breaks, since in this case the windings of the spring parts and, in extreme cases, the driving cams abut one another and thus ensure the torque transmission.
  • the slip clutch expediently has an annular disk-shaped friction ring which is arranged between a corresponding friction surface of the driving disk and a plate spring which is fixed in a rotationally fixed and axially supported manner on the hub.
  • the rotationally fixed connection of the plate spring to the hub can be formed simply and in a space-saving manner by a plurality of teeth which are arranged on the inner circumference of the plate spring and are distributed evenly and protrude radially inward and engage in corresponding axial grooves of the hub.
  • the axial support of the plate spring on the hub can also be produced in a simple manner by a locking ring which can be inserted into an annular groove in the hub, a support ring being able to be arranged between the plate spring and the locking ring in order to improve the transmission of force.
  • the maximum transferable friction torque of the slip clutch is expediently set to a permissible limit torque of the associated auxiliary unit, so that the slip clutch is effective not only as a friction damper but also as a safety clutch to protect the auxiliary unit and the auxiliary unit train against overload.
  • the drive plate is advantageously cup-shaped on the coupling side with a cylindrical jacket and a circular disk-shaped bottom, in the interior of which the slip clutch is arranged and, for protection against the ingress of water and dirt, is appropriately closed with a cover adjoining the outer edge of the jacket.
  • the barrel jacket and the driving disk are advantageously mounted on the hub and against each other.
  • the plain bearing can be designed, for example, in such a way that the barrel casing and the driving disk are each mounted radially on the hub via an inner radial bearing surface, and the barrel casing is supported above Axial bearing surfaces arranged on both sides are axially supported relative to a radial shoulder of the hub and an axial bearing surface of the driving disk, or that the running jacket has axially conical ring-shaped bearing surfaces on both sides and is floatingly supported between a conical ring-shaped shoulder of the hub and a corresponding conical ring-shaped bearing surface of the driving disk.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of a drive wheel of an accessory train in an exploded view.
  • a drive wheel 1 of an auxiliary unit train assigned to an auxiliary unit for example a generator, comprises a barrel casing 2 which is operatively connected to a traction means, a hub 3 which is non-rotatably connected to the drive axle of the auxiliary assembly and a damping device 4 which is effectively arranged between the barrel jacket 2 and the hub 3 for reduction of torsional vibrations.
  • the outer surface of the barrel casing 2 has a contour adapted to the traction means used, in the present case a V-ribbed belt being provided as the traction means.
  • the damping device 4 is formed from a serial arrangement of a spring accumulator 5 and a slip clutch 6.
  • the spring accumulator 5 comprises a plurality of arc springs 7, which are arranged between the barrel casing 2 and a driving disk 8 rotatably mounted on the hub 3, which are guided in axially opposite semi-open annular chambers 9, 10 of the barrel casing 2 and the driving disk 8, and which are guided on them The ends alternately rest against a circumferential stop surface of a driving cam 11 of the barrel jacket 2 and a driving cam 12 of the driving plate 8.
  • the slip clutch 6 is arranged on the side axially facing away from the spring accumulator 5 between the driving disk 8 and the hub 3 and has an annular disk-shaped friction ring 13 which is located between a friction surface 14
  • the plate spring 15 is provided with a plurality of teeth 16, which are uniformly distributed on its inner circumference and project radially inwards and are intended for engagement in corresponding axial grooves 17 of the hub 3, and with a support ring 18 and one
  • the drive plate 8 is pot-shaped and receives the slip clutch 6 in the interior space 23 delimited by the cylindrical jacket 21 and the circular disk-shaped bottom 22, which for protection against ingress of dirt and water with a cover 25 adjoining the outer edge 24 of the jacket 21 is closed. While the drive plate 8 radially via an inner radial bearing surface 26 is mounted on the hub 3, the barrel jacket 2 has axially conical bearing surfaces 27a and 27b on both sides, via which it is floatingly supported between a corresponding conical shoulder 28 of the hub 3 and a corresponding conical bearing surface 29 of the driving disk 8.
  • the drive wheel 1 is constructed in a particularly simple and compact manner with relatively few components.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Triebrad eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors, mit einem mit einem Zugmittel in Wirkverbindung stehenden Laufmantel, mit einer mit der Antriebsachse eines Nebenaggregates drehfest verbundenen Nabe, sowie mit einer zwischen dem Laufmantel und der Nabe wirksam angeordneten Dämpfungseinrichtung zur Verminderung von Drehschwingungen. Zur Erzielung einer verbesserten Dämpfung von Drehschwingungen in Verbindung mit einer erhöhten Betriebssicherheit ist vorgesehen, dass die Dämpfungseinrichtung (4) eine serielle Anordnung eines Federspeichers (5) und einer Rutschkupplung (6) umfasst, wobei der Federspeicher (5) zwischen dem Laufmantel (2) und einer auf der Nabe (3) drehbar gelagerten Mitnehmerscheibe (8) und die Rutschkupplung (6) zwischen der Mitnehmerscheibe (8) und der Nabe (3) wirksam angeordnet sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Triebrad eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Triebrad eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors, mit einem mit einem Zugmittel in Wirkverbindung stehenden Laufmantel, mit einer mit der Antriebsachse eines Nebenaggregates drehfest verbundenen Nabe, und mit einer zwischen dem Laufmantel und der Nabe wirksam angeordneten Dämpfungseinrichtung zur Verminderung von Drehschwingungen.
Hintergrund der Erfindung
Als Kolbenmotoren ausgebildete Verbrennungsmotoren weisen bekanntlich an ihrer Kurbelwelle bauart- und betriebsbedingt auftretende Drehschwankungen auf, die jeweils der mittleren Drehgeschwindigkeit überlagert sind. Diese Drehschwankungen werden jeweils durch die ungleichförmige Kraftentfaltung in den einzelnen Zylindern und durch freie Massenmomente des Kurbeltriebs hervorgerufen, wobei deren Amplituden und Frequenzen von der Anzahl der Zylinder, der Anordnung der Zylinder, wie Reihen-, V-, oder Boxeranordnung, der Betriebsart, wie Benzin- oder Dieselbetrieb und der Drehzahl abhängig sind. Durch die Drehschwankungen der Kurbelwelle werden unerwünschte Drehschwingun- gen sowohl in einen an den Verbrennungsmotor angekoppelten Antriebsstrang als auch in einen unmittelbar an dem Verbrennungsmotor angeordneten Nebenaggregatezug übertragen.
Zur Verminderung der Auswirkungen der Drehschwingungen der Kurbelwelle von Kolbenmotoren ist es bekannt, die Verbrennungsmotoren jeweils mit min- destens einer von der Kurbelwelle angetriebenen Ausgleichswelle und/oder mit einem an der Kurbelwelle angeordneten Zweimassenschwungrad oder mit einem in das Schwungrad integrierten Starter-Generator mit elektromagnetischer Schwingungsdämpfungsfunktion zu versehen. Derartige Einrichtungen sind jedoch sehr aufwendig und entsprechend teuer, und sie vergrößern nachteilig das Gewicht sowie die Baugröße des Verbrennungsmotors. Im Übrigen können die Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle damit nicht vollständig beseitigt sondern nur abgeschwächt werden. Zur Vermeidung unerwünschter Drehschwingungen innerhalb eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors sind daher auch dort Einrichtungen zu deren Verminderung beziehungsweise Dämpfung zweckmäßig und teilweise sogar zwingend erforderlich. Hierzu kann eine Dämpfungseinrichtung zur Verringerung von Drehschwingungen an dem kurbelwellenseitigen Triebrad, an einer Spannvorrichtung des Zugmittels und/oder an dem Triebrad eines Nebenaggregates, wie dem eines Generators, einer Servopumpe einer Servolenkung und/oder eines Klimakompressors einer Klimaanlage, angeordnet sein.
In der DE 196 62 730 A1 ist ein für die Anordnung an einer Kurbelwelle vorge- sehenes Triebrad eines Nebenaggregatezugs beschrieben, dessen Dämpfungseinrichtung einen Federspeicher, einen Reibungsdämpfer und einen Schwingungstilger umfasst. Durch die Verwendung eines derartigen Triebrades wird zwar den Drehschwingungen des betreffenden Nebenaggregatezugs schon an der Quelle, nämlich an dem Triebrad der Kurbelwelle, entgegenge- wirkt. Durch die Anordnung der Komponenten - die Bauteile des Reibungsdämpfers und des Schwingungstilgers sind axial gestaffelt und radial außerhalb der Bauteile des Federspeichers angeordnet - ergibt sich jedoch nachteilig ein relativ großer Durchmesser des Triebrades. Auch ist das Triebrad vergleichsweise kompliziert aufgebaut und besteht daher aus vielen Einzelteilen, wodurch der Herstellungsaufwand ungünstig hoch ist. Durch Drehschwingungen der Kurbelwelle verursachte Geschwindigkeits-, Zugspannungs- und Längenschwankungen des Zugmittels eines Nebenaggregatezugs können zumindest teilweise auch durch Spannvorrichtungen ausge- glichen und gedämpft werden. Derartige Spannvorrichtungen sind in unterschiedlicher Ausführung und Anordnung, insbesondere mit hydraulischen Spannelementen, bekannt. Diese Spannvorrichtungen sind aber zumeist relativ kompliziert aufgebaut und erfordern einen großen Bauraum, der aufgrund der Enge im Motorraum und der Vielzahl von Nebenaggregaten in modernen Kraft- fahrzeugen zumeist nicht zur Verfügung steht.
Es ist daher häufig unumgänglich, auch die Triebräder der Nebenaggregate jeweils mit einer Dämpfungseinrichtung zur Verminderung von Drehschwingungen zu versehen. Dies trifft insbesondere für das Triebrad des Generators zu, der ein relativ großes Trägheitsmoment aufweist und somit den Drehschwankungen der Kurbelwelle beziehungsweise den Zug- und Geschwindigkeitsschwankungen des Zugmittels nicht immer folgen kann, welches bei einem Riementrieb zu einem Durchrutschen des Zugmittels, verbunden mit Verschleiß und unangenehmen Geräuschen, führen kann.
Ein erstes zur Verwendung an einem Nebenaggregat vorgesehenes Triebrad mit einer Dämpfungseinrichtung ist aus der DE 101 51 795 A1 bekannt. Bei diesem Triebrad ist dessen Laufmantel auf einer Nabe wälzgelagert, und die Dämpfungseinrichtung umfasst eine zwischen dem Laufmantel und der Nabe angeordnete Freilaufkupplung sowie eine parallel dazu wirksam angeordnete Rutschkupplung. Durch die Freilaufkupplung wird die Nabe bei einer antriebsbedingten Verzögerung des Laufmantels von dieser entkoppelt, wobei die Rutschkupplung bewirkt, dass dies nur bei Überschreitung eines voreingestellten Grenzdrehmomentes erfolgt. Kleinere Drehzahl- und Drehmomentschwan- kungen werden somit ungedämpft von dem Zugmittel über das Triebrad auf das Nebenaggregat übertragen. Bei größeren Drehmomentschwankungen erfolgt die Abkopplung nur einseitig bei einer relativen Verzögerung des Laufmantels gegenüber der Nabe, wogegen bei einer relativen Beschleunigung des Laufmantels eine ungedämpfte Übertragung der Drehbewegung durch die dann geschlossene Freilaufkupplung erfolgt. Durch das kurzzeitige harte Schließen der Freilaufkupplung wird nachteilig eine Lastspitze erzeugt, die ebenfalls zu einer Anregung von Drehmoment- und Drehzahlschwingungen führen kann.
Ein weiteres derartiges Triebrad ist in der Patentschrift US 6,083,130 beschrie- ben. Bei diesem bekannten Triebrad ist der Laufmantel ebenfalls auf der Nabe wälzgelagert. Die Dämpfungseinrichtung wird jedoch nunmehr durch eine serielle Anordnung einer Freilaufkupplung und eines Federspeichers gebildet. Der Federspeicher kann wahlweise als Schraubenfeder oder als Spiralfeder ausgebildet sein und ist jeweils zwischen der an dem Laufmantel angeordneten Frei- laufkupplung und der Nabe wirksam angeordnet. Durch die Freilaufkupplung wird die Nabe bei verzögertem Laufmantel von diesem entkoppelt, wobei durch das plötzliche Aus- und Einkuppeln der Freilaufkupplung entstehende Lastspitzen durch den Federspeicher gedämpft werden. Bei einem Bruch des Federspeichers ist allerdings die Kraftübertragung unterbrochen, so dass das zuge- ordnete Nebenaggregat dann nicht mehr angetrieben wird.
Neben der weitgehend einseitigen Wirksamkeit der Schwingungsdämpfung durch die jeweils verwendete Freilaufkupplung und deren stoßartigem Ein- und Auskupplungsverhalten weisen beide bekannten Triebräder den Nachteil eines relativ aufwendigen und bauraumintensiven Aufbaus auf.
Aufgabe der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einem Nebenaggregat zugeordnetes Triebrad der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches bei einfachem und Platz sparendem Aufbau eine verbesserte Dämpfung von Drehschwingungen in Verbindung mit einer erhöhten Betriebssicherheit aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass kleinere Drehmoment- und Drehzahlschwankungen einfach und Platz sparend durch einen als Federdämpfer wirksamen Federspeicher ausgeglichen und größere Drehmomentschwan- kungen wirkungsvoll durch eine als Reibungsdämpfer wirksame Rutschkupplung eliminiert werden können.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird daher gelöst durch ein Triebrad eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors, mit einem mit einem Zugmittel in Wirkverbindung stehenden Laufmantel, mit einer mit der Antriebsachse eines Nebenaggregates drehfest verbundenen Nabe, und mit einer zwischen dem Laufmantel und der Nabe wirksam angeordneten Dämpfungseinrichtung zur Verminderung von Drehschwingungen, welches insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, dass die Dämpfungseinrichtung eine serielle Anordnung eines Federspeichers und einer Rutschkupplung umfasst, wobei der Federspeicher zwischen dem Laufmantel und einer auf der Nabe drehbar gelagerten Mitnehmerscheibe sowie die Rutschkupplung zwischen der Mitnehmerscheibe und der Nabe wirksam angeordnet sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Triebrades gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben.
Durch die serielle Anordnung des Federspeichers und der Rutschkupplung werden kleinere Drehmoment- und Drehzahlschwankungen, die von dem Zug- mittel auf den Laufmantel übertragen werden, flexibel ausgeglichen und nur größere Drehmoment- und Drehzahlschwankungen auf die Mitnehmerscheibe und von dort auf die Rutschkupplung übertragen, wo diese durch Reibschlupf ausgeglichen und somit gedämpft werden. Der Federspeicher ist vorteilhaft aus mehreren Bogenfedern gebildet, die in axial einander gegenüberliegenden halboffenen Ringkammern des Laufmantels und der Mitnehmerscheibe geführt sind, und die an ihren Enden wechselseitig jeweils an einer umfangsseitigen Anschlagfläche eines Mitnahmenockens des Laufmantels und eines Mitnahmenockens der Mitnehmerscheibe anliegen.
Hierdurch ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau des Federspeichers, der dessen Anordnung innerhalb des Laufmantels ermöglicht. Die Bogenfedern stellen Druckfedern dar, die bei einfacher Anordnung im Zugbetrieb des Triebrades, also bei einer relativen Beschleunigung des Laufmantels gegenüber der Nabe, gespannt und im Schubbetrieb des Triebrades, also bei einer relativen Verzögerung des Laufmantels gegenüber der Nabe, entspannt werden. Dabei ergibt sich eine hohe Funktionssicherheit dadurch, dass die Kraftübertragung auch bei einem Bruch einer Bogenfeder gewährleistet ist, da in diesem Fall die Windungen der Federteile und im Extremfall die Mitnahmenocken aneinander anliegen und somit die Drehmomentübertragung gewährleisten.
Zur Erzielung einer symmetrischen Wirksamkeit ist es jedoch auch möglich, mehrere Federelemente jeweils umfangsseitig wechselweise zwischen dem Laufmantel und der Mitnehmerscheibe wirksam anzuordnen, so dass eine erste Gruppe von Federelementen im Zugbetrieb des Triebrades und eine zweite Gruppe von Federelementen im Schubbetrieb des Triebrades gespannt wird. Dabei kann durch die Verwendung von Federelementen unterschiedlicher Fe- dersteifigkeit in den beiden Gruppen eine gewünschte Asymmetrie der Dämpfungswirkung des Federspeichers erzielt werden. Die Rutschkupplung weist zweckmäßig einen ringscheibenförmigen Reibring auf, der zwischen einer entsprechenden Reibfläche der Mitnehmerscheibe und einer drehfest und axial abgestützt auf der Nabe befestigten Tellerfeder angeordnet ist. Dabei kann die drehfeste Verbindung der Tellerfeder mit der Nabe einfach und Platz sparend durch mehrere am Innenumfang der Tellerfeder gleichverteilt angeordnete, nach radial innen hervorstehende und in entsprechende Axialnuten der Nabe eingreifende Zähne gebildet werden.
Ebenfalls kann die axiale Abstützung der Tellerfeder auf der Nabe auf einfache Weise durch einen in eine Ringnut der Nabe einsetzbaren Sicherungsring hergestellt werden, wobei zur Verbesserung der Kraftübertragung ein Stützring zwischen der Tellerfeder und dem Sicherungsring angeordnet sein kann.
Das maximal übertragbare Reibmoment der Rutschkupplung ist zweckmäßig auf ein zulässiges Grenzdrehmoment des zugeordneten Nebenaggregates eingestellt, so dass die Rutschkupplung außer als Reibungsdämpfer auch als Sicherheitskupplung zum Schutz des Nebenaggregates und des Nebenaggregatezugs vor einer Überlastung wirksam ist. Die Mitnehmerscheibe ist kupplungsseitig vorteilhaft topfförmig mit einem zylindrischen Mantel und einem kreisscheibenförmigen Boden ausgebildet, in dessen Innenraum die Rutschkupplung angeordnet und zum Schutz vor eindringendem Wasser und Schmutz zweckmäßig mit einem an den Außenrand des Mantels angrenzenden Deckel verschlossen ist.
Zur weiteren Vereinfachung des Aufbaus und zur Einsparung von Bauraum sind der Laufmantel und die Mitnehmerscheibe vorteilhaft auf der Nabe und gegeneinander gleitgelagert. Die Gleitlagerung kann beispielsweise derart ausgeführt sein, dass der Laufmantel und die Mitnehmerscheibe jeweils über eine innere Radiallagerfläche auf der Nabe radial gelagert sind, und der Laufmantel über beidseitig angeordnete Axiallagerflächen gegenüber einem radialen Absatz der Nabe und einer axialen Lagerfläche der Mitnehmerscheibe axial gelagert ist, oder dass der Laufmantel axial beidseitig kegelringförmige Lagerflächen aufweist und zwischen einem kegelringförmigen Absatz der Nabe und einer ent- sprechenden kegelringförmigen Lagerfläche der Mitnehmerscheibe schwimmend gelagert ist.
Durch die vorbeschriebene Bauweise ergibt sich ein einem Nebenaggregat zugeordnetes Triebrad eines Nebenaggregatezugs, das im Vergleich zu be- kannten Ausführungen eine erhöhte Betriebssicherheit und verbesserte Dämpfungseigenschaften aufweist. Des Weiteren ist das erfindungsgemäße Triebrad mit relativ wenigen Bauteilen einfach, kostengünstig, und Platz sparend aufgebaut. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform näher erläutert. Darin zeigt die Fig. 1 eine bevorzugte Ausführung eines Triebrades eines Nebenaggregatezugs in einer Explosionsdarstel- lung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Ein einem Nebenaggregat, beispielsweise einem Generator, zugeordnetes Triebrad 1 eines Nebenaggregatezugs umfasst einen mit einem Zugmittel in Wirkverbindung stehenden Laufmantel 2, eine mit der Antriebsachse des Nebenaggregates drehfest verbundene Nabe 3 und eine zwischen dem Laufmantel 2 und der Nabe 3 wirksam angeordnete Dämpfungseinrichtung 4 zur Verminderung von Drehschwingungen. Der Laufmantel 2 weist an seinem Außenumfang eine an das verwendete Zugmittel angepasste Kontur auf, wobei vorliegend ein Keilrippenriemen als Zugmittel vorgesehen ist. Die Dämpfungseinrichtung 4 wird aus einer seriellen Anord- nung eines Federspeichers 5 und einer Rutschkupplung 6 gebildet. Der Federspeicher 5 umfasst mehrere Bogenfedern 7, die zwischen dem Laufmantel 2 und einer auf der Nabe 3 drehbar gelagerten Mitnehmerscheibe 8 angeordnet sind, die in axial einander gegenüberliegenden halboffenen Ringkammern 9, 10 des Laufmantels 2 und der Mitnehmerscheibe 8 geführt sind, und die an ihren Enden wechselseitig jeweils an einer umfangsseitigen Anschlagfläche eines Mitnahmenockens 11 des Laufmantels 2 und eines Mitnahmenockens 12 der Mitnehmerscheibe 8 anliegen.
Die Rutschkupplung 6 ist auf der dem Federspeicher 5 axial abgewandten Seite zwischen der Mitnehmerscheibe 8 und der Nabe 3 angeordnet und weist einen ringscheibenförmigen Reibring 13 auf, der zwischen einer Reibfläche 14 der
Mitnehmerscheibe 8 und einer Tellerfeder 15 angeordnet ist. Die Tellerfeder 15 ist über mehrere an ihrem Innenumfang gleichverteilt angeordnete und nach radial innen hervorstehende Zähne 16, die zum Eingriff in entsprechende Axial- nuten 17 der Nabe 3 vorgesehen sind, und über einen Stützring 18 und einen
Sicherungsring 19, der zum Eingriff in eine Ringnut 20 der Nabe 3 vorgesehen ist, drehfest und axial abgestützt auf der Nabe 3 befestigt.
Die Mitnehmerscheibe 8 ist topfförmig ausgebildet und nimmt die Rutschkupp- lung 6 in dem durch den zylindrischen Mantel 21 und den kreisscheibenförmigen Boden 22 begrenzten Innenraum 23 auf, der zum Schutz vor eindringendem Schmutz und Wasser mit einem an den Außenrand 24 des Mantels 21 angrenzenden Deckel 25 verschlossen ist. Während die Mitnehmerscheibe 8 über eine innere Radiallagerfläche 26 radial auf der Nabe 3 gelagert ist, weist der Laufmantel 2 axial beidseitig kegelringförmige Lagerflächen 27a und 27b auf, über die dieser zwischen einem entsprechenden kegelringförmigen Absatz 28 der Nabe 3 und einer entsprechenden kegelringförmigen Lagerfläche 29 der Mitnehmerscheibe 8 schwimmend gelagert ist.
Kleinere von dem Zugmittel auf den Laufmantel 2 übertragene Drehzahl- und Drehmomentschwankungen werden von dem als Federdämpfer wirksamen Federspeicher 5 gedämpft und somit von der Nabe 3 und dem damit verbunde- nen Nebenaggregat ferngehalten. Bei größeren Drehzahl- und Drehmomentspitzen gerät die als Reibungsdämpfer wirksame Rutschkupplung 6 kurzzeitig in Schlupfbetrieb, so dass das Nebenaggregat auf diesem Weg vor derartigen Belastungsspitzen geschützt ist und ein trägheitsbedingtes Durchrutschen des Zugmittels auf dem Laufmantel 2 zuverlässig verhindert wird. Dabei ist das erfindungsgemäße Triebrad 1 mit relativ wenigen Bauteilen besonders einfach und kompakt aufgebaut.
Bezugszeichenliste
1 Triebrad
2 Laufmantel
3 Nabe
4 Dämpfungseinrichtung
5 Federspeicher
6 Rutschkupplung
7 Bogenfeder, Federelement
8 Mitnehmerscheibe
9 Ringkammer
10 Ringkammer
11 Mitnahmenocken
12 Mitnahmenocken
13 Reibring
14 Reibfläche
15 Tellerfeder
16 Zahn
17 Axialnut
18 Stützring
19 Sicherungsring
20 Ringnut
21 Mantel
22 Boden
23 Innenraum
24 Außenrand
25 Deckel
26 Radiallagerfläche
27a Lagerfläche
27b Lagerfläche Absatz Lagerfläche

Claims

Patentansprüche
1. Triebrad eines Nebenaggregatezugs eines Verbrennungsmotors, mit einem mit einem Zugmittel in Wirkverbindung stehenden Laufmantel (2), mit einer mit der Antriebsachse eines Nebenaggregates drehfest verbundenen Nabe (3), und mit einer zwischen dem Laufmantel (2) und der Nabe (3) wirksam angeordneten Dämpfungseinrichtung zur Verminderung von Drehschwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (4) eine serielle Anordnung eines Federspeichers (5) und einer Rutschkupplung (6) umfasst, wobei der Federspeicher (5) zwischen dem Laufmantel (2) und einer auf der Nabe (3) drehbar gelagerten Mitnehmerscheibe (8) sowie die Rutschkupplung (6) zwischen der Mitnehmerscheibe (8) und der Nabe (3) wirksam angeordnet sind.
2. Triebrad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Federspeicher (5) mindestens eine Bogenfeder (7) aufweist, die in axial einander gegenüberliegenden halboffenen Ringkammern (9, 10) des Laufmantels (2) und der Mitnehmerscheibe (8) geführt ist, und die an ihren Enden wechselseitig jeweils an einer umfangsseitigen Anschlagfläche eines Mitnahmenockens (1 1 ) des Laufmantels (2) und eines Mitnahmenockens
(12) der Mitnehmerscheibe (8) anliegt.
3. Triebrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federspeicher (5) mehrere Federelemente (7) aufweist, die jeweils umfangsseitig wechselweise zwischen dem Laufmantel (2) und der Mitnehmerscheibe (8) wirksam angeordnet sind.
4. Triebrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung (6) einen ringscheibenförmigen Reibring (13) aufweist, der zwischen einer entsprechenden Reibfläche (14) der Mit- nehmerscheibe (8) und einer drehfest und axial abgestützt auf der Nabe befestigten Tellerfeder (15) angeordnet ist.
5. Triebrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfe- der (15) an ihrem Innenumfang mehrere gleichverteilt angeordnete und nach radial innen hervorstehende Zähne (16) aufweist, die zum Eingriff in entsprechende Axialnuten (17) der Nabe (3) vorgesehen sind.
6. Triebrad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein in eine Ringnut (20) der Nabe (3) einsetzbarer Sicherungsring (19) zur axialen Abstützung der Tellerfeder (15) vorgesehen ist.
7. Triebrad nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das maximal übertragbare Reibmoment der Rutsch- kupplung (6) auf ein zulässiges Grenzdrehmoment des zugeordneten
Nebenaggregates eingestellt ist.
8. Triebrad nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerscheibe (8) topfförmig mit einem zy- lindrischen Mantel (21 ) und einem kreisscheibenförmigen Boden (22) ausgebildet ist, und dass die Rutschkupplung (6) innerhalb des durch den Mantel (21 ) und den Boden (22) begrenzten Innenraums (23) der Mitnehmerscheibe (8) angeordnet ist.
9. Triebrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (23) der Mitnehmerscheibe (8) mit einem an den Außenrand (24) des Mantels (21 ) angrenzenden Deckel (25) verschlossen ist.
10. Triebrad nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufmantel (2) und die Mitnehmerscheibe (8) gegeneinander und auf der Nabe (3) gleitgelagert sind.
11. Triebrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufmantel (2) und die Mitnehmerscheibe (8) jeweils über eine innere Radiallagerfläche (26) auf der Nabe (3) radial gelagert sind, und der Laufmantel (2) über beidseitig angeordnete Axiallagerflächen (27a, 27b) gegenüber einem radialen Absatz (28) der Nabe (3) und einer axialen Lagerfläche (29) der Mitnehmerscheibe (8) axial gelagert ist.
12. Triebrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufmantel (2) axial beidseitig kegelringförmige Lagerflächen (27a, 27b) aufweist und zwischen einem kegelringförmigen Absatz (28) der Nabe (3) und einer entsprechenden kegelringförmigen Lagerfläche (29) der Mitnehmerscheibe (8) schwimmend gelagert ist.
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