WO2012075985A1 - Kurbelwelleriemenscheibe - Google Patents

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WO2012075985A1
WO2012075985A1 PCT/DE2011/001963 DE2011001963W WO2012075985A1 WO 2012075985 A1 WO2012075985 A1 WO 2012075985A1 DE 2011001963 W DE2011001963 W DE 2011001963W WO 2012075985 A1 WO2012075985 A1 WO 2012075985A1
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gear
crankshaft pulley
crankshaft
planetary gear
planetary
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Application number
PCT/DE2011/001963
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English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Lehmann
Uwe Weller
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K25/00—Auxiliary drives
    • B60K25/02—Auxiliary drives directly from an engine shaft
    • B60K2025/022—Auxiliary drives directly from an engine shaft by a mechanical transmission
    • B60K2025/024—Auxiliary drives directly from an engine shaft by a mechanical transmission with variable ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/42—Clutches or brakes
    • B60Y2400/427—One-way clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2410/00—Constructional features of vehicle sub-units
    • B60Y2410/12—Production or manufacturing of vehicle parts
    • B60Y2410/122—Plastic parts manufactured by moulding
    • 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
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/46—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
    • F16H3/48—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
    • F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
    • F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed

Definitions

  • the invention relates to a crankshaft pulley for transmitting a torque between a crankshaft and a belt drive, with a planetary gear.
  • German Patent Application DE 10 2007 021 233 A1 discloses a drive train for a motor vehicle having a power transmission unit which has two freewheels acting in opposite directions and a planetary gear.
  • the object of the invention is to optimize a crankshaft pulley according to the preamble of claim 1 on.
  • crankshaft pulley for transmitting torque between a crankshaft and a belt drive, with a planetary gear, characterized in that a ring gear, a sun gear and / or planetary gears of the planetary gear are designed as dry-running gears or dry-running gear / is.
  • a preferred Guineasbetspiel the crankshaft pulley is characterized in that the ring gear, the sun gear and / or the planetary gears of the planetary gear are formed from plastic / is. As a result, the manufacturing costs of the planetary gear can be significantly reduced.
  • crankshaft pulley is characterized in that the gears of the planetary gear are lubricated with a dry lubricant. As a result, a sufficient life of the planetary gear can be ensured in a simple manner.
  • crankshaft pulley is characterized in that the ring gear, the sun gear and / or the planet gears of the planetary gear are supported by a rolling bearing / is.
  • the rolling bearing can be designed, for example, as a roller bearing.
  • crankshaft pulley is characterized in that the ring gear, the sun gear and / or the planetary gears of the planetary gear are supported by a needle bearing / is.
  • needle bearings has proven to be particularly advantageous in the context of the present invention.
  • crankshaft pulley is characterized in that the ring gear, the sun gear and / or the planetary gears of the planetary gear are supported by a plain bearing / is. As a result, the life of the planetary gear can be extended.
  • crankshaft pulley is characterized in that the ring gear, the sun gear and / or the planetary gears of the planetary gear are rotatably mounted directly on a sleeve / is. This has the advantage that separate storage elements can be omitted.
  • crankshaft pulley is characterized in that the ring gear, the sun gear and / or the planetary gears of the planetary gear have a straight toothing. As a result, the production costs can be kept low.
  • crankshaft pulley is characterized in that the ring gear, the sun gear and / or the planet gears of the planetary gear have an oblique toothing. As a result, the smoothness of the planetary gear can be improved.
  • crankshaft pulley is characterized by an electromagnetic, mechanical or hydraulic brake and / or clutch device.
  • the ring gear of the planetary gear can be braked by means of the brake and / or clutch device.
  • the object is with a crankshaft pulley for transmitting torque between a crankshaft and a belt drive, with at least one freewheel and a planetary gear, alternatively or additionally solved in that a ring gear of the planetary gear to represent an electromagnetically actuated brake and / or Kupplungsern- direction an axially displaceable magnetic body is combined, comprising a coil and rotatably connected to a fixed housing.
  • the magnetic body and the coil form an electromagnet, which moves when the coil is energized in the axial direction to close the brake and / or clutch device.
  • Axial means in the direction or parallel to a rotation axis of the crankshaft pulley.
  • the fixed housing is, for example, an engine housing of a motor vehicle in which the crankshaft pulley according to the invention is installed.
  • the axially displaceable magnetic body has proven to be particularly advantageous in view of the manufacturing costs and the operating behavior of the crankshaft pulley.
  • crankshaft pulley is characterized in that the ring gear of the planetary gear has a radial flange which frictionally engages with the magnetic body as the magnetic body moves toward the radial flange with the coil energized.
  • the radial flange of the ring gear and the magnetic body are frictional partners of the brake and / or clutch device.
  • crankshaft pulley is characterized in that the magnetic body by means of leaf springs rotatably, but is axially displaceably attached to a retaining plate.
  • the retaining plate is in turn secured to the stationary housing.
  • the leaf springs are preferably in the shape of circular arcs.
  • a plurality of leaf springs are distributed uniformly over a circumference of the magnetic body.
  • the leaf springs also ensure that the coupling and / or braking device is automatically released when the energization of the coil is interrupted in the magnetic body.
  • the leaf springs thus provide for a provision of the magnetic body and can therefore also be referred to as return leaf springs.
  • crankshaft pulley is characterized in that the magnetic body is designed as a ring with a U-shaped cross-section.
  • the designed as a ring magnet body is preferably arranged together with the ring gear of the planetary gear radially within a belt track.
  • the belt track is partially wrapped in the installed state of the crankshaft pulley by a belt. Therefore, the belt track limits the crankshaft pulley radially outward.
  • a belt track is attached to a Lageraus Tortng.
  • the belt track can be firmly bonded, for example by welding, firmly connected to the bearing outer ring.
  • the belt track can also be fastened to the bearing outer ring with the aid of fastening elements, such as rivet connection elements.
  • the belt track preferably extends a connecting part straight or stepped radially inward.
  • the connecting part is preferably integrally connected to the belt track and allows the attachment of the belt track on the bearing outer ring.
  • the bearing outer ring is part of a bearing device, which serves to rotatably support the crankshaft pulley, in particular the belt track, on or on a crankshaft.
  • crankshaft pulley is characterized in that in the radial direction between a bearing inner ring and the bearing outer ring rolling elements and the freewheel are arranged.
  • the bearing inner ring is preferably fastened by means of a central screw to the crankshaft.
  • crankshaft pulley is characterized in that the bearing inner ring is fixedly connected to a hub flange, are rotatably mounted on the planet gears of the planetary gear.
  • the hub flange preferably extends stepped from the bearing inner ring radially outward. Radially inside a centering collar can be formed on the hub flange, which serves to center the crankshaft pulley on the crankshaft.
  • the hub flange is also referred to as planetary carrier.
  • crankshaft pulley is characterized in that the planetary gears are each made of several parts and have collars that secure the ring gear of the planetary gear in the axial direction.
  • the collars extend radially outward from the planetary gears.
  • the planet gears are supported by means of bearings and spacers on the hub flange, which is also referred to as a planet carrier.
  • crankshaft pulley is characterized in that the bearing outer ring has an external toothing, with which the planetary gears are engaged.
  • the bearing outer ring represents the sun gear of the planetary gear Bes dar.
  • the sun gear is secured in the axial direction between the two coils, which are formed on the planetary gears.
  • crankshaft pulley is characterized in that on the bearing inner ring an absorber mass is attached.
  • the absorber mass is preferably mounted with the interposition of a rubber track on a Tilgermassenexcellent, which in turn, preferably with the aid of the central screw, together with the bearing inner ring and the hub flange or planet carrier is attached to the crankshaft.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a crankshaft pulley according to the invention with an open brake and / or clutch device in half section;
  • Figure 2 shows the crankshaft pulley of Figure 1 with closed brake and / or
  • Figure 3 shows a similar embodiment as in Figure 1 with an inside
  • crankshaft pulley 1; 61 in various states or according to various embodiments in half section.
  • the same or similar parts are provided with the same reference numerals.
  • the crankshaft pulley 1; 61 comprises a belt track 2; 62, which is also referred to as belt pulley or belt track, for example, which serves to couple a belt of a belt drive to a belt starter generator and / or at least one accessory, such as an air conditioning compressor.
  • the crankshaft pulley 1; 61 is in the drive train of a motor vehicle, as disclosed for example in German Patent Application DE 10 2007 021 233 A1, with the help of a mounting screw 3 at a indicated only by a reference numeral crankshaft. 4 attached, which is rotatable about a rotation axis 5.
  • the motor vehicle may be a hybrid vehicle with an internal combustion engine and an electric machine.
  • a pulley freewheel 6 is integrated, which is referred to as freewheel.
  • the freewheel 6 is between the belt track 2; 62 and the crankshaft 4 effective.
  • the pulley freewheel 6 is used inter alia, torque shocks during operation of the crankshaft pulley 1; 61 to dampen.
  • the crankshaft pulley 1; 61 allows an engine torque from the crankshaft 4 on the belt track 2; 62 to drive the generator. Furthermore, the internal combustion engine, which is also referred to as an internal combustion engine, via the switchable crankshaft pulley 1; 61 are started. In addition, the crankshaft pulley 1; 61 a so-called stationary air conditioning, in which the internal combustion engine is and the belt track 2; 62 turns.
  • Tilger with a Tilgermas- support 7; 67 in the crankshaft pulley 1; 61 integrated.
  • the absorber mass 9; 69 illustrates a crankshaft shifter that serves to reduce undesirable torque oscillations, torque nonuniformities, and / or torque shocks during operation of the crankshaft pulley 1; 61 to dampen.
  • a planetary gear 10 which includes a ring gear 11. With the ring gear 11 meshing planet gears 12 which are rotatably mounted on a planet carrier 13.
  • the planet carrier 13 is also referred to as a hub flange.
  • the planet gears 2 further mesh with a sun gear 14 which, together with the ring gear 11, the planetary gears 12 and the planetary carrier 13 in the crankshaft pulley 1; 61 is integrated.
  • the planetary gears 13 are made split and each comprise two annular halves 15, 16.
  • the two halves 15, 16 of the planetary gear 12 are mounted by means of a needle bearing 17 on a spacer pin 18.
  • the spacer bolt 18 is fastened by means of rivet connection elements to the planet carrier 13 designed as a hub flange.
  • a retaining ring 19 is attached at a planetary carrier 13 remote from the end of the spacer pin 18.
  • the two halves 15, 16 of the planetary gear 12 are held in the axial direction between the planet carrier 13 and the retaining ring 19.
  • the two halves 15, 16 of the planetary gear 12 have at their free ends in each case a collar 21, 22, which extends radially outward.
  • the two collars 21, 22 serve to secure the ring gear 11 in its axial bearing.
  • the number of planet gears 12 may vary depending on the design.
  • the crankshaft pulley 1; 61 is rotatably mounted on or on the crankshaft 4 with the aid of a bearing device.
  • the bearing device comprises a bearing inner ring 31 and a bearing outer ring 32. Between the two bearing rings 31, 32 in addition to the freewheel 6 rolling elements 34, 35 are arranged.
  • the Tilgermassenarme 7 and the planet carrier 13 are held by means of the centering screw 3 in the axial direction of the crankshaft 4.
  • a torque transmission between the absorber mass carrier 7, the planetary carrier 13 or the bearing ring 31 and the crankshaft 4 can be ensured by interlocking toothings.
  • a centering collar 38 is formed on the inner diameter of the hub flange or planetary carrier 13.
  • the crankshaft pulley 1; 61 further includes a coupling and / or braking device 40 with a magnetic body 42, which is also referred to as a magnetic housing.
  • the magnetic body is designed as a ring with a U-shaped cross section to provide a receiving space for a coil 44.
  • the magnetic body 42 with the coil 44 by means of leaf springs 45 rotatably, but axially limited displaceable, mounted on a retaining plate 48.
  • the retaining plate 48 in turn is attached to a (not shown) motor housing.
  • the magnetic body 42 cooperates to form the coupling and / or braking device 40 with a radial flange 50 which is angled from the ring gear 11.
  • the magnetic body 42 and the radial flange 50 of the ring gear 11 are friction partners of the coupling and / or braking device 40.
  • the coupling and / or braking device 40 is shown open, wherein the magnetic body 42 is spaced with the coil 44 axially from the radial flange 50.
  • the coupling and / or braking device 40 is shown closed, wherein the magnetic body 42 is frictionally connected to the radial flange 50 of the ring gear 11.
  • the coupling and / or braking device 40 can also be referred to as a pure braking device.
  • the belt track 2 is fastened to the bearing outer ring 32 in the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2 by a connecting part 52 and with the aid of rivet connecting elements.
  • the connecting part 52 is integrally connected to the belt track 2 and extends stepped radially inwardly. Stepped means that the connecting part 52 has two radial portions, which are integrally connected by an axial portion.
  • the absorber mass 9 is arranged outside the belt track 2.
  • the stepped executed connecting part 52 is disposed between the absorber mass carrier 7 and the planetary gear 10.
  • a connecting part 63 is angled away from the belt track 62.
  • the belt track 62 is attached to the bearing outer ring 32 by means of the connecting part 63.
  • the connecting part 63 and the belt track 62 form an angle which creates a receiving space for a crankshaft absorber inside the crankshaft pulley 61.
  • the Kurbelwellentilger includes the Tilgermassenvic 67 which is fixed instead of the retaining ring 19 (see Figures 1 and 2) by means of the spacer pin 18 on the planet carrier 13, which is also referred to as a hub flange.
  • the absorber mass 69 is attached with the interposition of the rubber track.
  • the absorber mass carrier 67, the rubber track 68 and the absorber mass 69 are arranged in the interior of the crankshaft pulley 61 in contrast to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2.
  • Another difference compared to the embodiment of Figures 1 and 2 is a screw 72, which is indicated only by a dashed line and through which the planetary carrier 13 is fixed to the bearing inner ring 31.
  • the crankshaft pulley 61 is similar or the same as the crankshaft pulley 1 and works the same way.
  • a generator mode the engine and the crankshaft pulley 1 are running; 61 transmits torque to the generator.
  • the torque is transmitted from the crankshaft 4 via the hub flange or planet carrier 13 to the bearing inner ring 31.
  • the freewheel 6 is locked in the generator mode, so that the torque is transmitted from the bearing inner ring 31 via the freewheel 6 on the bearing outer ring 32, the firmly with the belt trace 2; 62 is connected.
  • generator mode the electromagnetic clutch and / or brake device 40 is opened.
  • the clutch and / or braking device 40 When or for starting the internal combustion engine, the clutch and / or braking device 40 is closed, so that the belt track 2; 62, as in stationary mode, driven. The freewheel 6 does not lock.
  • the ring gear 11 of the planetary gear 10 can not rotate when the clutch and / or brake device 40 is closed.
  • a current is applied to the coil 44.
  • Around the coil 44 is formed a magnetic field which propagates in the magnetic body or magnet housing 42 and in the radial flange 50 of the ring gear 11. As a result, the magnet housing or the magnetic body 42 is attracted to the radial flange 50 of the ring gear 11.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit einem Planetengetriebe. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Hohlrad, ein Sonnenrad und/oder Planetenräder des Planetengetriebes als trocken laufende Zahnräder beziehungsweise trocken laufendes Zahnrad ausgeführt sind.

Description

Kurbelwellenriemenscheibe
Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit einem Planetengetriebe.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 021 233 A1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftübertragungseinheit bekannt, die zwei in entgegengesetzte Richtungen wirkende Freiläufe und ein Planetengetriebe aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kurbelwellenriemenscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 weiter zu optimieren.
Die Aufgabe ist bei einer Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit einem Planetengetriebe, dadurch gelöst, dass ein Hohlrad, ein Sonnenrad und/oder Planetenräder des Planetengetriebes als trocken laufende Zahnräder beziehungsweise trocken laufendes Zahnrad ausgeführt sind/ist. Das liefert den Vorteil, dass eine Ölschmierung und die damit verbundene Kapselung beziehungsweise Ölzuführung entfallen können.
Ein bevorzugtes Ausführungsbetspiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad, das Sonnenrad und/oder die Planetenräder des Planetengetriebes aus Kunststoff gebildet sind/ist. Dadurch können die Herstellkosten des Planetengetriebes erheblich reduziert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder des Planetengetriebes mit einem Trockenschmierstoff geschmiert sind. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine ausreichende Lebensdauer des Planetengetriebes sichergestellt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad, das Sonnenrad und/oder die Planetenräder des Planetengetriebes durch ein Wälzlager gelagert sind/ist. Das Wälzlager kann zum Beispiel als Rollenlager ausgeführt sein.
Bestätigungskopie Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad, das Sonnenrad und/oder die Planetenräder des Planetengetriebes durch ein Nadellager gelagert sind/ist. Die Verwendung von Nadellagern hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad, das Sonnenrad und/oder die Planetenräder des Planetengetriebes durch ein Gleitlager gelagert sind/ist. Dadurch kann die Lebensdauer des Planetengetriebes verlängert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad, das Sonnenrad und/oder die Planetenräder des Planetengetriebes drehbar direkt auf einer Hülse gelagert sind/ist. Das hat den Vorteil, dass separate Lagerelemente entfallen können.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad, das Sonnenrad und/oder die Planetenräder des Planetengetriebes eine gerade Verzahnung aufweisen. Dadurch können die Herstellkosten gering gehalten werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad, das Sonnenrad und/oder die Planetenräder des Planetengetriebes eine schräge Verzahnung aufweisen. Dadurch kann die Laufruhe des Planetengetriebes verbessert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist gekennzeichnet durch eine elektromagnetische, mechanische oder hydraulische Brems- und/oder Kupplungseinrichtung. Vorzugsweise ist das Hohlrad des Planetengetriebes mit Hilfe der Brems- und/oder Kupplungseinrichtung abbremsbar.
Die Aufgabe ist bei einer Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit mindestens einem Freilauf und einem Planetengetriebe, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass ein Hohlrad des Planetengetriebes zur Darstellung einer elektromagnetisch betätigbaren Brems- und/oder Kupplungsern- richtung mit einem axial verlagerbaren Magnetkörper kombiniert ist, der eine Spule umfasst und drehfest mit einem feststehenden Gehäuse verbunden ist. Der Magnetkörper und die Spule bilden einen Elektromagneten, der sich, wenn die Spule bestromt wird, in axialer Richtung bewegt, um die Brems- und/oder Kupplungseinrichtung zu schließen. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zu einer Drehachse der Kurbelwellenriemenscheibe. Bei dem feststehenden Gehäuse handelt es sich zum Beispiel um ein Motorgehäuse eines Kraftfahrzeugs, in das die erfindungsgemäße Kurbelwellenriemenscheibe eingebaut wird. Der axial verlagerbare Magnetkörper hat sich im Hinblick auf die Herstellkosten und das Betriebsverhalten der Kurbelwellenriemenscheibe als besonders vorteilhaft erwiesen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispie! der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad des Planetengetriebes einen radialen Flansch aufweist, der mit dem Magnetkörper in Reibeingriff kommt, wenn sich der Magnetkörper mit bestromter Spule auf den radialen Flansch zu bewegt. Der radiale Flansch des Hohlrads und der Magnetkörper stellen Reibpartner der Brems- und/oder Kupplungseinrichtung dar. Durch Bestromen der Spule wird der Magnetkörper reibschlüssig mit dem radialen Flansch des Hohlrads verbunden. Dadurch wird das Hohlrad abgebremst beziehungsweise ein Verdrehen des Hohlrads relativ zu dem feststehenden Magnetkörper verhindert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkörper mit Hilfe von Blattfedern drehfest, aber axial verlagerbar an einem Halteblech befestigt ist. Das Halteblech wiederum ist an dem feststehenden Gehäuse befestigt. Die Blattfedern haben vorzugsweise die Gestalt von Kreisbögen. Vorzugsweise sind mehrere Blattfedern gleichmäßig über einen Umfang des Magnetkörpers verteilt. Die Blattfedern sorgen darüber hinaus dafür, dass die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung automatisch gelöst wird, wenn die Bestromung der Spule in dem Magnetkörper unterbrochen wird. Die Blattfedern sorgen also für eine Rückstellung des Magnetkörpers und können daher auch als Rückstellblattfedern bezeichnet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkörper als Ring mit einem U-förmigen Querschnitt ausgeführt. Der als Ring ausgeführte Magnetkörper ist vorzugsweise zusammen mit dem Hohlrad des Planetengetriebes radial innerhalb einer Riemenspur angeordnet. Die Riemenspur wird im eingebauten Zustand der Kurbelwellenriemenscheibe teilweise von einem Riemen umschlungen. Daher begrenzt die Riemenspur die Kurbelwellen riemenscheibe radial nach außen. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Riemenspur an einem Lageraußenrtng befestigt ist. Die Riemenspur kann stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen, fest mit dem Lageraußenring verbunden sein. Die Riemenspur kann aber auch mit Hilfe von Befestigungselementen, wie Nietverbindungselementen, an dem Lageraußenring befestigt sein. Von der Riemenspur erstreckt sich vorzugsweise ein Verbindungsteil gerade oder gestuft radial nach innen. Das Verbindungsteil ist vorzugsweise einstückig mit der Riemenspur verbunden und ermöglicht die Befestigung der Riemenspur an dem Lageraußenring. Der Lageraußenring ist Teil einer Lagereinrichtung, die dazu dient, die Kurbelwellenriemenscheibe, insbesondere die Riemenspur, drehbar auf beziehungsweise an einer Kurbelwelle zu lagern.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung zwischen einem Lagerinnenring und dem Lageraußenring Wälzkörper und der Freilauf angeordnet sind. Der Lagerinnenring ist vorzugsweise mit Hilfe einer Zentralschraube an der Kurbelwelle befestigt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring fest mit einem Nabenflansch verbunden ist, an dem Planetenräder des Planetengetriebes drehbar gelagert sind. Der Nabenflansch erstreckt sich vorzugsweise gestuft von dem Lagerinnenring radial nach außen. Radial innen kann an dem Nabenflansch ein Zentrierbund ausgebildet sein, der dazu dient, die Kurbelwellenriemenscheibe auf der Kurbelwelle zu zentrieren. Der Nabenflansch wird auch als Planetenträger bezeichnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder jeweils mehrteilig ausgeführt sind und Bunde aufweisen, die das Hohlrad des Planetengetriebes in axialer Richtung sichern. Die Bunde erstrecken sich von den Planetenrädern radial nach außen. Die Planetenräder sind mit Hilfe von Lagereinrichtungen und Abstandsbolzen an dem Nabenflansch gelagert, der auch als Planetenträger bezeichnet wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring eine Außenverzahnung aufweist, mit der sich die Planetenräder in Eingriff befinden. Der Lageraußenring stellt das Sonnenrad des Planetengetrie- bes dar. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist auch das Sonnenrad in axialer Richtung zwischen den beiden Bunden gesichert, die an den Planetenrädern ausgebildet sind.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lagerinnenring eine Tilgermasse angebracht ist. Die Tilgermasse ist vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Gummispur an einem Tilgermassenträger angebracht, der wiederum, vorzugsweise mit Hilfe der Zentralschraube, zusammen mit dem Lagerinnenring und dem Nabenflansch beziehungsweise Planetenträger an der Kurbelwelle befestigt ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kurbelwellenriemenscheibe mit einer geöffneten Brems- und/oder Kupplungseinrichtung im Halbschnitt;
Figur 2 die Kurbelwellenriemenscheibe aus Figur 1 mit geschlossener Brems- und/oder
Kupplungseinrichtung und
Figur 3 ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in Figur 1 mit einer innen angeordneten
Tilgermasse.
In den Figuren 1 bis 3 ist eine Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 in verschiedenen Zuständen beziehungsweise gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen im Halbschnitt dargestellt. Gleiche oder ähnliche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 umfasst eine Riemenspur 2; 62 die verkürzt auch als Riemenscheibe o- der Riemenspur bezeichnet wird und zum Beispiel dazu dient, einen Riemen eines Riementriebs mit einem Riemenstartergenerator und/oder mindestens einem Nebenaggregat, wie einem Klimakompressor, zu koppeln.
Die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 ist im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie er zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 021 233 A1 offenbart ist, mit Hilfe einer Montageschraube 3 an einer nur durch ein Bezugszeichen angedeuteten Kurbelwelle 4 angebracht, die um eine Drehachse 5 drehbar ist. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine handeln.
In die Kurbelwellenriemenscheibe ist ein Riemenscheibenfreilauf 6 integriert, der als Freilauf bezeichnet wird. Der Freilauf 6 ist zwischen der Riemenspur 2; 62 und der Kurbelwelle 4 wirksam. Der Riemenscheibenfreilauf 6 dient unter anderem dazu, Drehmomentstöße im Betrieb der Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 zu dämpfen.
Die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 ermöglicht es, ein Motormoment von der Kurbelwelle 4 auf die Riemenspur 2; 62 zu übertragen, um den Generator anzutreiben. Des Weiteren kann die Brennkraftmaschine, die auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird, über die schaltbare Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 gestartet werden. Darüber hinaus ermöglicht die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 eine so genannte Standklimatisierung, bei welcher der Verbrennungsmotor steht und sich die Riemenspur 2; 62 dreht.
Zur Reduzierung von Torsionsspannungen ist des Weiteren ein Tilger mit einem Tilgermas- senträger 7; 67 in die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 integriert. Der Tilgermassenträger 7;
67 ist drehfest mit der Kurbelwelle 4 verbunden. Unter Zwischenschaltung einer Gummispur 8;
68 ist radial außen an dem Tilgermassenträger 7; 67 eine Tilgermasse 9; 69 angebracht. Die Tilgermasse 9; 69 stellt einen Kurbelwellentilger dar, der dazu dient, unerwünschte Drehmomentschwingungen, Drehmomentungleichförmigkeiten und/oder Drehmomentstöße im Betrieb der Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 zu dämpfen.
In die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 ist des Weiteren ein Planetengetriebe 10 integriert, das ein Hohlrad 11 umfasst. Mit dem Hohlrad 11 kämmen Planetenräder 12, die an einem Planetenträger 13 drehbar gelagert sind. Der Planetenträger 13 wird auch als Nabenflansch bezeichnet. Die Planetenräder 2 kämmen des Weiteren mit einem Sonnenrad 14, das zusammen mit dem Hohlrad 11 , den Planetenrädern 12 und dem Planetenträger 13 in die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 integriert ist.
Die Planetenräder 13 sind geteilt ausgeführt und umfassen jeweils zwei ringartige Hälfe 15, 16. Die beiden Hälften 15, 16 des Planetenrads 12 sind mit Hilfe eines Nadellagers 17 auf einem Abstandsbolzen 18 gelagert. Der Abstandsbolzen 18 ist mit Hilfe von Nietverbindungselementen an dem als Nabenflansch ausgeführten Planetenträger 13 befestigt. An einem dem Planetenträger 13 abgewandten Ende des Abstandsbolzen 18 ist ein Haltering 19 befestigt. Die beiden Hälften 15, 16 des Planetenrads 12 sind in axialer Richtung zwischen dem Planetenträger 13 und dem Haltering 19 gehalten.
Die beiden Hälften 15, 16 des Planetenrads 12 weisen an ihren freien Enden jeweils einen Bund 21 , 22 auf, der sich radial nach außen erstreckt. Die beiden Bunde 21 , 22 dienen dazu, das Hohlrad 11 in seiner axialen Lager zu sichern. Die Anzahl der Planetenräder 12 kann je nach Ausführung variieren.
Die Kurbelweflenriemenscheibe 1 ; 61 ist mit Hilfe einer Lagereinrichtung drehbar auf beziehungsweise an der Kurbelwelle 4 gelagert. Die Lagereinrichtung umfasst einen Lagerinnenring 31 und einen Lageraußenring 32. Zwischen den beiden Lagerringen 31 , 32 sind zusätzlich zu dem Freilauf 6 Wälzkörper 34, 35 angeordnet. Der Tilgermassenträger 7 und der Planetenträger 13 sind mit Hilfe der Zentrierschraube 3 in axialer Richtung an der Kurbelwelle 4 gehalten. Eine Drehmomentübertragung zwischen dem Tilgermassenträger 7, dem Planeten- träger 13 beziehungsweise dem Lagerring 31 und der Kurbelwelle 4 kann durch ineinander greifende Verzahnungen sichergestellt werden. Zur Zentrierung der Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 ist am Innendurchmesser des Nabenflansch beziehungsweise Planetenträgers 13 ein Zentrierbund 38 ausgebildet.
Die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 umfasst des Weiteren eine Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung 40 mit einem Magnetkörper 42, der auch als Magnetgehäuse bezeichnet wird. Der Magnetkörper ist als Ring mit einem U-förmigen Querschnitt ausgeführt, um einen Aufnahmeraum für eine Spule 44 zu schaffen. Der Magnetkörper 42 ist mit der Spule 44 mit Hilfe von Blattfedern 45 drehfest, aber axial begrenzt verlagerbar, an einem Halteblech 48 angebracht. Das Halteblech 48 wiederum ist an einem (nicht dargestellten) Motorgehäuse befestigt. Der Magnetkörper 42 wirkt zur Darstellung der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung 40 mit einem radialen Flansch 50 zusammen, der von dem Hohlrad 11 abgewinkelt ist. Der Magnetkörper 42 und der radiale Flansch 50 des Hohlrads 11 stellen Reibpartner der Kupplungsund/oder Bremseinrichtung 40 dar.
In Figur 1 ist die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung 40 geöffnet dargestellt, wobei der Magnetkörper 42 mit der Spule 44 axial von dem radialen Flansch 50 beabstandet ist. In Figur 2 ist die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung 40 geschlossen dargestellt, wobei der Magnetkörper 42 reibschlüssig mit dem radialen Flansch 50 des Hohlrads 11 verbunden ist. Im geschlossenen Zustand der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung 40 wird das Hohlrad 11 abgebremst beziehungsweise steht still. Daher kann die Kupplungs- und/oder Bremseinrich- tung 40 auch als reine Bremseinrichtung bezeichnet werden.
Die Riemenspur 2 ist bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein Verbindungsteil 52 und mit Hilfe von Nietverbindungselementen an dem Lageraußenring 32 befestigt. Das Verbindungsteil 52 ist einstückig mit der Riemenspur 2 verbunden und erstreckt sich gestuft radial nach innen. Gestuft bedeutet, dass das Verbindungsteil 52 zwei radiale Abschnitte aufweist, die durch einen axialen Abschnitt einstückig miteinander verbunden sind. Bei der in Figur 1 dargestellten Kurbelwellenriemenscheibe 1 ist die Tilgermasse 9 außerhalb der Riemenspur 2 angeordnet. Das gestuft ausgeführte Verbindungsteil 52 ist zwischen dem Tilgermassenträger 7 und dem Planetengetriebe 10 angeordnet.
Bei der in Figur 3 dargestellten Kurbelwellenriemenscheibe 61 ist von der Riemenspur 62 ein Verbindungsteil 63 abgewinkelt. Die Riemenspur 62 ist mit Hilfe des Verbindungsteils 63 an dem Lageraußenring 32 befestigt. Das Verbindungsteil 63 und die Riemenspur 62 bilden, im Querschnitt betrachtet, einen Winkel, der einen Aufnahmeraum für einen Kurbelwellentilger im Inneren der Kurbelwellenriemenscheibe 61 schafft. Der Kurbelwellentilger umfasst den Tilgermassenträger 67, der anstelle des Halterings 19 (siehe Figuren 1 und 2) mit Hilfe des Abstandsbolzens 18 an dem Planetenträger 13 befestigt ist, der auch als Nabenflansch bezeichnet wird.
An dem Tilgermassenträger 67 ist unter Zwischenschaltung der Gummispur 68 die Tilgermasse 69 angebracht. Der Tilgermassenträger 67, die Gummispur 68 und die Tilgermasse 69 sind im Unterschied zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im Inneren der Kurbelwellenriemenscheibe 61 angeordnet. Einen weiteren Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 stellt eine Schraubverbindung 72 dar, die nur durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist und durch die der Planetenträger 13 an dem Lagerinnenring 31 befestigt ist. Ansonsten ist die Kurbelwellenriemenscheibe 61 ähnlich oder genauso wie die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ausgeführt und funktioniert auch genauso.
In einem Generatorbetrieb läuft der Verbrennungsmotor und die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ; 61 überträgt Drehmoment an den Generator. Das Drehmoment wird dabei von der Kurbelwelle 4 über den Nabenflansch beziehungsweise Planetenträger 13 auf den Lagerinnenring 31 übertragen. Der Freilauf 6 ist im Generatorbetrieb gesperrt, so dass das Drehmoment von dem Lagerinnenring 31 über den Freilauf 6 auf den Lageraußenring 32 übertragen wird, der fest mit der Riemenspur 2; 62 verbunden ist. Im Generatorbetrieb ist die elektromagnetische Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung 40 geöffnet.
In einem Standklimabetrieb kann sich die Riemenspur 2; 62 drehen, wobei der Freilauf 6 nicht sperrt. Im Stand klimabetrieb wird die Riemenspur 2; 62 über den Riemen angetrieben beziehungsweise gedreht. Der Lageraußenring 32 und die Wälzkörper 34, 35 drehen sich. Da der Freilauf 6 dabei nicht sperrt, können die Kurbelwelle 4 und der Lagerinnenring 31 stehen bleiben. Angetrieben durch den Lageraußenring und gelagert durch das Nadellager 17 rotiert das Planetenrad 12 um den Abstandsbolzen 18, der mit dem Nabenflansch 13 fest vernietet ist. Das mit dem Planetenrädern 12 kämmende Hohlrad 11 kann sich im Standklimabetrieb, angetrieben durch die Planetenräder 12, frei drehen, da die elektromagnetische Kupplungsund/oder Bremseinrichtung geöffnet ist.
Beim beziehungsweise zum Starten des Verbrennungsmotors wird die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung 40 geschlossen, so dass die Riemenspur 2; 62, wie im Standklimabetrieb, angetrieben wird. Der Freilauf 6 sperrt nicht. Das Hohlrad 11 des Planetengetriebes 10 kann sich bei geschlossener Kupplung- und/oder Bremseinrichtung 40 nicht drehen. Zum Schließen der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung 40 wird dabei ein Strom an die Spule 44 angelegt. Um die Spule 44 entsteht ein Magnetfeld, das sich im Magnetkörper beziehungsweise Magnetgehäuse 42 und in dem radialen Flansch 50 des Hohlrads 11 ausbreitet. Dadurch wird das Magnetgehäuse beziehungsweise der Magnetkörper 42 zu dem radialen Flansch 50 des Hohlrads 11 hingezogen.
Beim Starten des Verbrennungsmotors wird die Drehung der Riemenspur 2; 62 über den Lageraußenring 32 und das Planetengetriebe 10 auf den Planetenträger 13 und somit auf die Kurbelwelle 4 übertragen, um den Verbrennungsmotor zu starten. Aufgrund des Übersetzungsverhältnisses des Planetengetriebes 10 kann das Antriebsmoment beim Starten des Verbrennungsmotors an der Riemenspur 2; 62 kleiner sein als das Schleppmoment des Verbrennungsmotors. Bezugszeichenliste
Kurbelwellenriemenscheibe
Riemenspur
Montageschraube
Kurbelwelle
Drehachse
Freilauf
Tilgermassenträger
Gummispur
Tilgermasse
Planetengetriebe
Hohlrad
Planetenräder
Planetenträger
Sonnenrad
Hälfte
Hälfte
Nadellager
Abstandsbolzen
Haltering
Bund
Bund
Lagerinnenring
Lageraußenring
Wälzkörper
Wälzkörper
Zentrierbund
Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung
Magnetkörper
Spule
Blattfeder
Halteblech
radialer Flansch Verbindungsteil
Kurbelwellenriemenscheibe Riemenspur
Verbindungsteil
Tilgermassenträger Gummispur
Tilgermasse
Schrauben

Claims

Patentansprüche
1. Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle (4) und einem Riementrieb, mit einem Planetengetriebe (10), dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlrad (11 ), ein Sonnenrad (14) und/oder Planetenräder (1 ) des Planetengetriebes (10) als trocken laufende Zahnräder beziehungsweise trocken laufendes Zahnrad ausgeführt sind/ist .
2. Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (11 ), das Sonnenrad (14) und/oder die Planetenräder (12) des Planetengetriebes (10) aus Kunststoff gebildet sind/ist.
3. Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder des Planetengetriebes (10) mit einem Trockenschmierstoff geschmiert sind.
4. Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (11), das Sonnenrad (14) und/oder die Planetenräder (12) des Planetengetriebes (10) durch ein Wälzlager gelagert sind/ist.
5. Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (11 ), das Sonnenrad (14) und/oder die Planetenräder (12) des Planetengetriebes (10) durch ein Nadellager gelagert sind/ist.
6. Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (11 ), das Sonnenrad (14) und/oder die Planetenräder (12) des Planetengetriebes (10) durch ein Gleitlager gelagert sind/ist.
7. Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (11), das Sonnenrad (14) und/oder die Planetenräder (12) des Planetengetriebes (10) drehbar direkt auf einer Hülse gelagert sind/ist.
8. Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (11 ), das Sonnenrad (14) und/oder die Planetenräder (12) des Planetengetriebes (10) eine gerade Verzahnung aufweisen. Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (11), das Sonnenrad (14) und/oder die Planetenräder (12) des Planetengetriebes (10) eine schräge Verzahnung aufweisen.
Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektromagnetische, mechanische oder hydraulische Bremsund/oder Kupplungseinrichtung.
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