WO2014131409A1 - Drehmomentübertragungsvorrichtung zur wahlweisen drehmomentübertragung - Google Patents

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WO2014131409A1
WO2014131409A1 PCT/DE2014/200036 DE2014200036W WO2014131409A1 WO 2014131409 A1 WO2014131409 A1 WO 2014131409A1 DE 2014200036 W DE2014200036 W DE 2014200036W WO 2014131409 A1 WO2014131409 A1 WO 2014131409A1
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pulley
torque transmission
solenoid
switching element
lifting magnet
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Steffen Lehmann
Uwe Weller
Philipp Rasch
Benjamin Stober
Dimitri Sieber
Jürgen Kroll
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/01—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with permanent magnets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D27/118—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with interengaging jaws or gear teeth
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    • F16H55/32—Friction members
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H55/36—Pulleys
    • F16H2055/366—Pulleys with means providing resilience or vibration damping

Definitions

  • Torque transmission device for optional torque transmission for optional torque transmission
  • the invention relates to a torque transmission device for torque transmission of a relatively high torque in certain operating conditions, but in other operating conditions, the moment should not be transmitted or in another direction.
  • the invention relates to the use of the torque transmitting device in drive trains, gearboxes, motors, belt and chain drives, etc.
  • the invention can be used in pulleys with a playful switchable element such as jaw clutch or pawl freewheel.
  • crankshaft pulleys with decoupling elements made of rubber or steel and crankshaft torsion dampers with rubber, steel or viscous spring elements There are already known crankshaft pulleys with decoupling elements made of rubber or steel and crankshaft torsion dampers with rubber, steel or viscous spring elements.
  • switchable planetary gear with a variety of switching elements such as roller freewheel, pawl freewheel, dog clutch, etc. are also known in combination with crankshaft torsion dampers with rubber, steel or viscous spring elements without vibration decoupling of the switching element.
  • Switchable pulleys such as magnetic clutches, hydraulic, pneumatic or lever-operated or cable-operated clutches have already been demonstrated.
  • the object of the present invention is to compensate for the disadvantages mentioned.
  • a torque transmission device with a low actuation force at high transmittable torque is to be created, which also has the vibration-technical advantages of a vibration decoupling.
  • This decoupling reduces both the loads of the switching element and the downstream belt drive.
  • a switching element such as dog clutch or freewheel is operated directly by means of a non-rotatably mounted in the torque transmission device mounted solenoid.
  • crankshaft torsion damper When using the torque transmitting device in a pulley for driving auxiliary machinery in a motor vehicle, a crankshaft torsion damper may be directly vulcanized to the flange member of a bow spring decoupler.
  • All bearing elements can be lubricated either oil or grease.
  • Switching unit to be made for mounting to the motor vehicle.
  • a pre-assembly of the crankshaft torsional damper on the crankshaft and a subsequent assembly of the preassembled decoupling and switching unit including solenoid or a pre-assembly of Kurbelwellentorsionsdämpfer-, decoupling and switching unit to the crankshaft and a subsequent assembly of the solenoid.
  • a further preferred embodiment of the pulley is characterized in that a movement axis of the lifting magnet coincides with a longitudinal axis of a central screw, with which the pulley is mountable to a crankshaft.
  • the solenoid is advantageously arranged radially within components of the pulley. Due to the central arrangement of the solenoid advantageous space can be saved.
  • the solenoid is also advantageously arranged in the axial direction overlapping components of the pulley.
  • the solenoid advantageously has a substantially circular cylindrical housing.
  • an electromagnetic coil is arranged, which cooperates with an armature, which is movable along the axis of movement of the lifting magnet back and forth.
  • the housing of the solenoid with the electromagnetic coil is rotatably mounted.
  • the armature of the lifting magnet is movable relative to the housing with the housing-fixed electromagnetic coil along the axis of movement of the lifting magnet back and forth.
  • the armature of the lifting magnet is advantageously combined with an actuating tappet which protrudes from the housing of the lifting magnet into the interior of the pulley and serves to actuate the switching element.
  • a further preferred embodiment of the belt pulley is characterized in that the lifting magnet comprises a reciprocable actuating element which is movable towards the central screw, in particular into a recess of the central screw.
  • the actuating element is also referred to as an actuating tappet and serves to actuate the switching element.
  • the recess of the central screw is designed, for example, as a hexagon socket and serves for the assembly of the pulley for non-rotatable connection with a tool, in particular an Allen wrench.
  • the recess of the central screw can advantageously serve to receive one end of the actuating element, in particular of the actuating tappet.
  • the actuating element, in particular the actuating tappet protrudes with its free end only in an extended state into the recess of the central screw. In a retracted state of the actuating element, in particular of the actuating plunger, the free end normally does not protrude into the recess of the central screw.
  • a further preferred exemplary embodiment of the belt pulley is characterized in that the lifting magnet represents a final assembly unit which is mounted after the assembly of the preassembled pulley, in particular after the lubricant has been introduced into the belt pulley, so that the lifting magnet closes the belt in a lubricant-tight manner.
  • the preassembled pulley advantageously comprises all components of the pulley, apart from the lifting magnet including a connecting cable and optionally a torque arm for the solenoid. Due to the inventive design of the pulley and the arrangement of the solenoid, a mounting of the preassembled pulley on the crankshaft is made possible in a particularly simple manner.
  • the space for the solenoid simplifies the attachment of a tool, in particular the insertion of the central screw with the tool through the preassembled pulley.
  • the solenoid is used in the final assembly in a simple manner in the preassembled pulley and with the help of the torque arm, in particular a suitably stiff designed connecting cable, rotatably mounted, for example, supported on a fixed crankcase.
  • the pulley is characterized in that the Kurbelwellentorsionsdämpfer a first pre-assembly and the Bogenfeder- decoupler with the solenoid represent a second pre-assembly.
  • the first preassembly unit is advantageously fastened to the crankshaft with the aid of the central screw.
  • the second pre-assembly unit is then advantageously provided with the aid of suitable fastening means. Tighten, such as fastening screws, to the attached to the crankshaft first preassembly unit.
  • the invention also relates to a method of mounting a pulley previously described. Due to the inventive design of the pulley, in particular by the special arrangement of the solenoid, the assembly of the pulley in a large-scale industrial production is considerably simplified.
  • Figure 1 shows the basic functional diagram of a torque transmission device according to the invention and an embodiment of a pulley according to the invention
  • Figure 2 shows a detail of the pulley of Figure 1 with a closed and an open clutch
  • Figure 3 shows another embodiment of a pulley according to the invention with a switchable freewheel
  • Figure 4 comparatively two embodiments I and II, which can be mounted differently;
  • Figure 5 comparatively two embodiments I and III, which are lubricated differently and
  • Figure 6 comparatively two embodiments II and IV, which are switched differently.
  • FIG. 1 shows in its right part of the principal functional scheme and in its left part an embodiment of the invention.
  • the pulley unit is fixed by means of a central screw S to the crankshaft KW of an internal combustion engine.
  • Carrying element is a damper flange 3, which makes the connection to the crankshaft KW and forms together with a flywheel 1 and a rubber spring 2, the crankshaft torsion damper A.
  • the damper flange 3 is an input part of the crankshaft decoupler B, which consists of the counter disk 4, the bow springs 5 and the damper flange 6.
  • the storage of the damper flange 6 via the bearing 7, which is centered on the bearing dome 3 a in the damper flange 3.
  • the pulley RS is mounted by means of a bearing 12 in the counter pulley 4 and freely rotatable to this. If torque is to be transmitted to the belt drive, the dog clutch C is to be closed. This consists of the connected to the damper flange 6 toothed input part 8, a preloaded by a spring 10 toothed sliding sleeve 9 and connected to the pulley RS toothed output part 1 first
  • the opening of the dog clutch is effected by the actuation of a force acting against the spring 10 armature of a solenoid D. This is by means of a torque arm 13 rotationally fixed to the crankcase. The torque arm also supplies the power supply to the solenoid. Its storage in the pulley by means of the bearing 14, the force on the sliding sleeve is transmitted via the bearing 16 and the pressure piece 17.
  • Figure 2 shows a section of the embodiment of FIG. 1, wherein in the left
  • the solenoid D includes a magnetic actuator 15 with a substantially cylindrical housing, which is arranged on the torque arm 13 rotationally fixed to the crankcase.
  • an electromagnetic coil is arranged, which cooperates with a magnet armature which is movable along a movement axis 19 back and forth.
  • the movement axis 19 coincides with a longitudinal axis of the central screw S and the axis of rotation of the crankshaft KB.
  • the armature of the solenoid D is combined with a designed as an actuating plunger 20 actuator which protrudes from the housing of the solenoid D.
  • the actuating plunger 20 is coupled via the bearing 16 with the pressure piece 17, with which the sliding sleeve 9 of the dog clutch C is actuated.
  • the actuating tappet 20 is shown in a retracted position. In the retracted position of the actuating plunger 20, the clutch is closed.
  • the actuating plunger 20 is shown in its extended position, in which a free end of the actuating plunger 20 protrudes into a recess 21 of the central screw S.
  • the recess 21 is designed, for example, as a hexagon socket and serves during assembly for receiving a tool, in particular a hexagon socket wrench sels.
  • the clutch is open.
  • the actuating force for extending the actuating plunger 20 is effected by energizing the electromagnetic coil 15 of the magnetic actuator. If the energization of the electromagnetic coil of the magnetic actuator 15 is interrupted, then the biasing force of the spring 10 ensures that the actuating plunger 20 is moved back from its extended position shown in Figure 2 right to its retracted position shown in Figure 2 on the left.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention, in which the dog clutch is represented by a switchable freewheel 30.
  • a switchable pawl freewheel as shown in the functional diagram below the pulley unit shown in various shift positions may be used.
  • Such a pawl freewheel can be shifted in such a way that a torque transmission in opposite relative directions of rotation is possible.
  • two freewheels acting in opposite directions can be switched by a common switching device.
  • the switching device is actuated by means of the lifting magnet, wherein the axial movement is converted into a rotational movement for the switching device.
  • a generator operation is possible in one position and a boost operation in the other switching position.
  • the freewheel 30 includes a freewheel outer ring 31 and a freewheel inner ring 32.
  • the freewheel outer ring 31 is fixed via rivet fasteners with a belt track of the connected to RS.
  • the freewheel inner ring 32 is fixedly connected to the damper flange 6.
  • a relative rotation between the freewheel outer ring 31 and the freewheel inner ring 32 is enabled or disabled.
  • pawls 33 which are actuated against the biasing force of a spring means 34 by means of a switching element 35.
  • the switching element 35 of the freewheel 30 is coupled via a bearing 36 with an actuating plunger 37, which protrudes from the housing of the solenoid D.
  • the actuating plunger 37 is shown in a retracted position. In the retracted position of the actuating plunger 37, a generator operation of the pulley RS is possible.
  • the actuating plunger 37 is shown in an extended position. In the extended position of the actuating plunger 37, a boost state of the pulley RS is made possible.
  • the pawl freewheel comprises a switching element 40, via which a first pawl 41 and a second pawl 42 can be actuated.
  • the first pawl 41 is deactivated by the switching element 40.
  • the second pawl 42 is activated.
  • the first pawl 41 is activated by the switching element 40.
  • the second pawl 42 is deactivated.
  • About the activated first pawl 41 boat operation is enabled.
  • FIG. 4 comparatively shows two embodiments of a belt pulley according to the invention.
  • the assembly of the pulley unit via the central screw S takes place on the crankshaft, then oil is filled in and by mounting the magnetic actuator 15 designed as a lifting magnet, the system is closed oil-tight.
  • FIG. 5 comparatively represents two embodiments, wherein version I corresponds to version I from FIG. 4.
  • the lubrication of the decoupler, the bearings and the coupling takes place at Version I by means of oil, the oil chamber is closed after installation by means of the sealing elements.
  • version III the lubrication of the decoupler and the bearings is done separately with grease, the coupling is not lubricated.
  • FIG. 6 comparatively shows two embodiments.
  • Version II (corresponds to version II of Fig. 4) has a dog clutch, version IV a switchable pawl freewheel.
  • the invention relates to a torque transmission device for torque transmission of a relatively high torque in certain operating conditions, but in other operating conditions, the moment should not be transmitted or in another direction.
  • the invention relates to a pulley with crankshaft torsion damper, belt drive decoupling and switching element with special detail solutions and embodiments.
  • Switchable pulleys have considerable potential in the intelligent coupling of combustion engines and electric motors (hybrid drive).
  • the illustrated invention both functional and cost advantages are expected over the prior art.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einem Schaltelement zur Drehmomentübertragung eines Moments in bestimmten Betriebszuständen, wobei in anderen Betriebszuständen das Moment nicht oder in eine andere Richtung übertragbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Schaltelement mittels eines in der Drehmomentübertragungsvorrichtung drehfest gelagerten Hubmagneten betätigt wird.

Description

Drehmomentübertragungsvorrichtung zur wahlweisen Drehmomentübertragung
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung zur Drehmomentübertragung eines relativ hohen Moments in bestimmten Betriebszuständen, wobei in anderen Betriebszu- ständen das Moment jedoch nicht oder in einer anderen Richtung übertragen werden soll. Die Erfindung betrifft den Einsatz der Drehmomentübertragungsvorrichtung in Antriebsträngen, Getrieben, Motoren, Riemen- und Kettentrieben usw.. Insbesondere kann die Erfindung in Riemenscheiben mit einem spielbehafteten schaltbaren Element wie beispielsweise Klauenkupplung oder Klinkenfreilauf zum Einsatz kommen.
Es sind bereits Kurbelwellen-Riemenscheiben mit Entkopplungselementen aus Gummi oder Stahl und Kurbelwellentorsionsdämpfern mit Gummi-, Stahl oder Viskositätsfederelementen bekannt. Ebenso sind schaltbare Planetengetriebe mit den verschiedensten Schaltelementen wie Rollenfreilauf, Klinkenfreilauf, Klauenkupplung usw. auch in Kombination mit Kurbelwellentorsionsdämpfern mit Gummi-, Stahl- oder Viskositätsfederelementen jedoch ohne Schwingungsentkopplung des Schaltelementes bekannt. Schaltbare Riemenscheiben wie Magnetkupplungen, hydraulisch, pneumatisch oder mittels Hebel oder Seilzug betätigte Kupplungen wurden bereits gezeigt.
Die bekannten Riemenscheiben mit Entkopplungselementen reduzieren zwar die von der Kurbelwelle eingebrachten Schwingungen, sind bisher jedoch nicht schaltbar ausgelegt. Schaltbare Planetengetriebe weisen üblicherweise keine Entkopplung auf und erfahren somit hohe Drehmomente und Beschleunigungen. Die bisher bekannt gewordenen schaltbaren Riemenscheiben benötigen hohe Betätigungsenergien.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die genannten Nachteile zu kompensieren. Insbesondere soll eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit geringer Betätigungskraft bei hohem übertragbaren Moment geschaffen werden, welche auch die schwingungstechnischen Vorteile einer Schwingungsentkopplung aufweist. Diese Entkopplung reduziert sowohl die Belastungen des Schaltelementes als auch des nachgeschalteten Riementriebes. Die erfinderische Lösung der Aufgabe besteht darin, dass ein Schaltelement wie Klauenkupplung oder Freilauf mittels eines in der Drehmomentübertragungsvorrichtung drehfesten gelagerten Hubmagneten direkt betätigt wird.
Bei Verwendung der Drehmomentübertragungsvorrichtung in einer Riemenscheibe für den Antrieb von Nebenaggregaten in einem Kraftfahrzeug kann ein Kurbelwellentorsionsdämpfer direkt an dem Flanschelement eines Bogenfeder-Entkopplers vulkanisiert sein.
Alle Lagerelemente können wahlweise Öl oder Fett geschmiert sein.
Es kann wahlweise eine offene oder eine öldichte Anlieferung der Entkopplungs- und
Schalteinheit zur Montage an das Kraftfahrzeug vorgenommen werden.
Wahlweise kann eine Vormontage des Kurbelwellentorsionsdämpfers an der Kurbelwelle und eine folgende Montage der vormontierten Entkopplungs- und Schalteinheit inklusive Hubmagnet oder eine Vormontage der Kurbelwellentorsionsdämpfer-, Entkopplungs- und Schalteinheit an der Kurbelwelle und eine nachträgliche Montage des Hubmagneten erfolgen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Riemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsachse des Hubmagneten mit einer Längsachse einer Zentralschraube zusammenfällt, mit der die Riemenscheibe an eine Kurbelwelle montierbar ist. Der Hubmagnet ist vorteilhaft radial innerhalb von Bauteilen der Riemenscheibe angeordnet. Durch die zentrale Anordnung des Hubmagneten kann vorteilhaft Bauraum eingespart werden. Der Hubmagnet ist des Weiteren vorteilhaft in axialer Richtung überlappend zu Bauteilen der Riemenscheibe angeordnet. Dabei hat der Hubmagnet vorteilhaft ein im Wesentlichen kreiszylinderförmiges Gehäuse. In dem Gehäuse des Hubmagneten ist zum Beispiel eine e- lektromagnetische Spule angeordnet, die mit einem Anker zusammenwirkt, der entlang der Bewegungsachse des Hubmagneten hin und her bewegbar ist. Das Gehäuse des Hubmagneten mit der elektromagnetischen Spule ist drehfest gelagert. Der Anker des Hubmagneten ist relativ zu dem Gehäuse mit der gehäusefesten elektromagnetischen Spule entlang der Bewegungsachse des Hubmagneten hin und her bewegbar. Der Anker des Hubmagneten ist vorteilhaft mit einem Betätigungsstößel kombiniert, der aus dem Gehäuse des Hubmagneten in das Innere der Riemenscheibe ragt und zur Betätigung des Schaltelements dient. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Riemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmagnet ein hin und her bewegbares Betätigungselement umfasst, das auf die Zentralschraube zu, insbesondere in eine Ausnehmung der Zentralschraube hinein, bewegbar ist. Das Betätigungselement wird auch als Betätigungsstößel bezeichnet und dient zur Betätigung des Schaltelements. Die Ausnehmung der Zentralschraube ist zum Beispiel als In- nensechskant ausgeführt und dient bei der Montage der Riemenscheibe zur drehfesten Verbindung mit einem Werkzeug, insbesondere einem Inbusschlüssel. Nach der Montage der Riemenscheibe an der Kurbelwelle kann die Ausnehmung der Zentralschraube vorteilhaft zur Aufnahme eines Endes des Betätigungselements, insbesondere des Betätigungsstößels, dienen. Dadurch kann der benötigte Bauraum vorteilhaft weiter reduziert werden. Das Betätigungselement, insbesondere der Betätigungsstößel, ragt mit seinem freien Ende nur in einem ausgefahrenen Zustand in die Ausnehmung der Zentralschraube. In einem eingefahrenen Zustand des Betätigungselements, insbesondere des Betätigungsstößels, ragt das freie Ende normalerweise nicht in die Ausnehmung der Zentralschraube hinein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Riemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmagnet eine Endmontageeinheit darstellt, die nach der Montage der vormontierten Riemenscheibe, insbesondere nach dem Einfüllen von Schmiermedium in die Riemenscheibe, so montiert wird, dass der Hubmagnet die Riemenscheibe schmiermedium- dicht verschließt. Die vormontierte Riemenscheibe umfasst vorteilhaft sämtliche Bauteile der Riemenscheibe, abgesehen von dem Hubmagneten inklusive eines Anschlusskabels und gegebenenfalls einer Drehmomentstütze für den Hubmagneten. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Riemenscheibe und der Anordnung des Hubmagneten wird auf besonders einfache Art und Weise eine Montage der vormontierten Riemenscheibe an der Kurbelwelle ermöglicht. Der Bauraum für den Hubmagneten vereinfacht das Ansetzen eines Werkzeugs, insbesondere das Einführen der Zentralschraube mit dem Werkzeug durch die vormontierte Riemenscheibe. Der Hubmagnet wird bei der Endmontage auf einfache Art und Weise in die vormontierte Riemenscheibe eingesetzt und mit Hilfe der Drehmomentstütze, insbesondere einem entsprechend steif ausgelegten Anschlusskabel, drehfest angebracht, zum Beispiel an einem feststehenden Kurbelgehäuse abgestützt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Riemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelwellentorsionsdämpfer eine erste Vormontageeinheit und der Bogenfeder- Entkoppler mit dem Hubmagneten eine zweite Vormontageeinheit darstellen. Die erste Vormontageeinheit wird vorteilhaft mit Hilfe der Zentralschraube an der Kurbelwelle befestigt. Die zweite Vormontageeinheit wird danach vorteilhaft mit Hilfe von geeigneten Befestigungsmit- teln, wie Befestigungsschrauben, an die an der Kurbelwelle befestigte erste Vormontageeinheit angeschraubt.
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Montieren einer vorab beschriebenen Riemenscheibe. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Riemenscheibe, insbesondere durch die spezielle Anordnung des Hubmagneten, wird die Montage der Riemenscheibe in einer großindustriellen Serienfertigung erheblich vereinfacht.
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 das prinzipielle Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung und ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Riemenscheibe;
Figur 2 einen Ausschnitt der Riemenscheibe aus Figur 1 mit einer geschlossenen und einer geöffneten Kupplung;
Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Riemenscheibe mit einem schaltbaren Freilauf;
Figur 4 vergleichend zwei Ausführungsbeispiele I und II, die unterschiedlich montiert werden können;
Figur 5 vergleichend zwei Ausführungsbeispiele I und III, die unterschiedlich geschmiert werden und
Figur 6 vergleichend zwei Ausführungsbeispiele II und IV, die unterschiedlich geschaltet werden.
Figur 1 zeigt in ihrem rechten Teil das prinzipielle Funktionsschema sowie in ihrem linken Teil ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Riemenscheibeneinheit ist mittels einer Zentralschraube S an der Kurbelwelle KW eines Verbrennungsmotors befestigt. Tragendes Element ist ein Dämpferflansch 3, der die Verbindung zur Kurbelwelle KW herstellt und zusammen mit einem Schwungring 1 und einer Gummifeder 2 den Kurbelwellentorsionsdämpfer A bildet. Gleichzeitig ist der Dämpferflansch 3 Eingangsteil des Kurbelwellenentkopplers B, der aus der Gegenscheibe 4, den Bogenfedern 5 und dem Dämpferflansch 6 besteht. Die Lagerung des Dämpferflansches 6 erfolgt über das Lager 7, das über den Lagerdom 3a im Dämpferflansch 3 zentriert ist.
Die Riemenscheibe RS ist mittels über eines Lagers 12 in der Gegenscheibe 4 gelagert und zu dieser frei drehbar. Soll Moment auf den Riementrieb übertragen werden, ist die Klauenkupplung C zu schließen. Diese besteht aus dem mit dem Dämpferflansch 6 verbundenen verzahnten Eingangsteil 8, einer durch eine Feder 10 vorbelasteten verzahnten Schiebemuffe 9 und einem mit der Riemenscheibe RS verbundenen verzahnten Ausgangsteil 1 1 .
Die Öffnung der Klauenkupplung erfolgt durch das Betätigen eines gegen die Feder 10 wirkenden Ankers eines Hubmagneten D. Dieser ist mittels einer Drehmomentstütze 13 drehfest zum Kurbelgehäuse angeordnet. Über die Drehmomentstütze erfolgt auch die Spannungsversorgung des Hubmagneten. Seine Lagerung in der Riemenscheibe erfolgt mittels des Lagers 14, die Kraft auf die Schiebemuffe wird über das Lager 16 und das Druckstück 17 übertragen.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt der Ausführungsform nach Fig. 1 , wobei in der linken
Zeichnungshälfte die geschlossene Klauenkupplung und in der rechten Zeichnungshälfte die offene Klauenkupplung dargestellt ist.
Der Hubmagnet D umfasst einen Magnetaktor 15 mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Gehäuse, das über die Drehmomentstütze 13 drehfest zum Kurbelgehäuse angeordnet ist. In dem Gehäuse des Hubmagneten D ist eine elektromagnetische Spule angeordnet, die mit einem Magnetanker zusammenwirkt, der entlang einer Bewegungsachse 19 hin und her bewegbar ist.
Die Bewegungsachse 19 fällt mit einer Längsachse der Zentralschraube S und der Drehachse der Kurbelwelle KB zusammen. Der Magnetanker des Hubmagneten D ist mit einem als Betätigungsstößel 20 ausgeführten Betätigungselement kombiniert, das aus dem Gehäuse des Hubmagneten D herausragt. Der Betätigungsstößel 20 ist über das Lager 16 mit dem Druckstück 17 gekoppelt, mit welchem die Schiebemuffe 9 der Klauenkupplung C betätigt wird. ln Figur 2 links ist der Betätigungsstößel 20 in einer eingefahrenen Stellung dargestellt. In der eingefahrenen Stellung des Betätigungsstößels 20 ist die Kupplung geschlossen. In Figur 2 rechts ist der Betätigungsstößel 20 in seiner ausgefahrenen Stellung dargestellt, in welcher ein freies Ende des Betätigungsstößels 20 in eine Ausnehmung 21 der Zentralschraube S hineinragt. Die Ausnehmung 21 ist zum Beispiel als Innensechskant ausgeführt und dient bei der Montage zur Aufnahme eines Werkzeugs, insbesondere eines Außensechskantschlüs- sels. In der ausgefahrenen Stellung des Betätigungsstößels 20 ist die Kupplung geöffnet.
Die Betätigungskraft zum Ausfahren des Betätigungsstößels 20 wird durch ein Bestromen der elektromagnetischen Spule des Magnetaktors 15 bewirkt. Wenn die Bestromung der elektromagnetischen Spule des Magnetaktors 15 unterbrochen wird, dann sorgt die Vorspannkraft der Feder 10 dafür, dass der Betätigungsstößel 20 aus seiner in Figur 2 rechts dargestellten ausgefahrenen Stellung wieder in seine in Figur 2 links dargestellte eingefahrene Stellung zurückgefahren wird.
In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die Klauenkupplung durch einen schaltbaren Freilauf 30 dargestellt ist. Es kann beispielsweise ein schaltbarer Klinkenfreilauf verwendet werden, wie er in dem Funktionsschema unter der in verschiedenen Schaltpositionen dargestellten Riemenscheibeneinheit gezeigt ist. Ein solcher Klinkenfreilauf ist derart schaltbar, dass eine Drehmomentenübertragung in entgegengesetzte Relativverdrehrichtungen möglich ist. Im Prinzip sind also zwei in entgegengesetzte Richtungen wirkende Freiläufe durch eine gemeinsame Umschalteinrichtung schaltbar. Die Umschalteinrichtung wird mittels des Hubmagneten betätigt, wobei die axiale Bewegung in eine Drehbewegung für die Umschalteinrichtung umgewandelt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist somit in der einen Position ein Generatorbetrieb und in der anderen Schaltposition ein Boost- betrieb möglich.
Es sind jedoch auch andere Schaltungen möglich, beispielsweise in einer Position ein Freilauf und in der anderen Position eine feste Verbindung für beide Drehrichtungen. Selbstverständlich ist auch ein entsprechend ausgebildeter schaltbarer Rollenfreilauf einsetzbar. Entsprechende Freiläufe und Schaltelemente sind in der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2012 221 329 dargestellt.
Der Freilauf 30 umfasst einen Freilaufaußenring 31 und einen Freilaufinnenring 32. Der Freilaufaußenring 31 ist über Nietverbindungselemente fest mit einer Riemenspur der Rie- menscheibe RS verbunden. Der Freilaufinnenring 32 ist fest mit dem Dämpferflansch 6 verbunden.
Je nach Schaltstellung des schaltbaren Freilaufs 30 wird eine Relativverdrehung zwischen dem Freilaufaußenring 31 und dem Freilaufinnenring 32 ermöglicht oder gesperrt. Zu diesem Zweck dienen zum Beispiel Klinken 33, die gegen die Vorspannkraft einer Federeinrichtung 34 mit Hilfe eines Schaltelements 35 betätigbar sind.
Das Schaltelement 35 des Freilaufs 30 ist über ein Lager 36 mit einem Betätigungsstößel 37 gekoppelt, der aus dem Gehäuse des Hubmagneten D herausragt. In Figur 3 links ist der Betätigungsstößel 37 in einer eingefahrenen Stellung dargestellt. In der eingefahrenen Stellung des Betätigungsstößels 37 wird ein Generatorbetrieb der Riemenscheibe RS ermöglicht. In Figur 3 rechts ist der Betätigungsstößel 37 in einer ausgefahrenen Stellung dargestellt. In der ausgefahrenen Stellung des Betätigungsstößels 37 wird ein Boostzustand der Riemenscheibe RS ermöglicht.
In Figur 3 unten ist in einem Rechteck 39 die Funktion des Klinkenfreilaufs veranschaulicht. Der Klinkenfreilauf umfasst ein Schaltelement 40, über das eine erste Klinke 41 und eine zweite Klinke 42 betätigt werden können. In dem Rechteck 39 oben ist die erste Klinke 41 durch das Schaltelement 40 deaktiviert. Die zweite Klinke 42 ist aktiviert. Über die aktivierte zweite Klinke 42 wird der Generatorbetrieb ermöglicht. In dem Rechteck 39 unten ist die erste Klinke 41 durch das Schaltelement 40 aktiviert. Die zweite Klinke 42 ist deaktiviert. Über die aktivierte erste Klinke 41 wird der Bootsbetrieb ermöglicht.
In Figur 4 sind vergleichend zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Riemenscheibe gezeigt. Bei Version I erfolgt die Montage der Riemenscheibeneinheit über die Zentralschraube S an der Kurbelwelle, anschließend wird Öl eingefüllt und durch Montage des als Magnetaktor 15 ausgebildeten Hubmagnets wird das System öldicht geschlossen. Bei Version II erfolgt die Montage des Kurbelwellentorsionsdämpfers A über die Zentralschraube S an der Kurbelwelle, anschließend wird die schon mit Öl befüllte und mit dem Magnetaktor 15 vormontierte Riemenscheibeneinheit über die Schrauben 18 am Kurbelwellentorsionsdämpfer A befestigt.
Figur 5 stellt vergleichend zwei Ausführungsformen dar, wobei die Version I der Version I aus Fig. 4 entspricht. Die Schmierung des Entkopplers, der Lager und der Kupplung erfolgt bei Version I mittels Öl, der Ölraum ist nach der Montage mittels der Dichtelemente geschlossen. Bei Version III erfolgt die Schmierung des Entkopplers und der Lager separat mittels Fett, die Kupplung wird nicht geschmiert.
Figur 6 zeigt vergleichend zwei Ausführungsformen. Version II (entspricht Version II aus Fig. 4) besitzt eine Klauenkupplung, Version IV einen schaltbaren Klinkenfreilauf.
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung zur Drehmomentübertragung eines relativ hohen Moments in bestimmten Betriebszuständen, wobei in anderen Betriebszu- ständen das Moment jedoch nicht oder in einer anderen Richtung übertragen werden soll. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Riemenscheibe mit Kurbelwellentorsionsdämpfer, Riementriebsentkopplung und Schaltelement mit speziellen Detaillösungen und Ausführungsformen. Schaltbare Riemenscheiben haben ein erhebliches Potenzial bei der intelligenten Kopplung von Verbrennungs- und Elektromotoren (Hybrid-Antrieb). Durch die dargestellte Erfindung sind gegenüber dem Stand der Technik sowohl Funktions- wie Kosten vorteile zu erwarten.
Bezuqszeichenliste Schwungring
Gummifeder
Dämpferflansch
Lagerdom
Gegenscheibe
Bogenfeder
Dämpferflansch
Lager
Eingangsteil
Schiebemuffe
Feder
Ausgangsteil
Lager
Drehmomentstütze
Lager
Magnetaktor
Lager
Druckstück
Schrauben
Bewegungsachse
Betätigungsstößel
Ausnehmung
Freilauf
Freilaufaußenring
Freilaufinnenring
Klinken
Federeinrichtung
Schaltelement
Lager
Betätigungsstößel
Rechteck
Schaltelement erste Klinke
zweite Klinke
Kurbelwellentorsionsdämpfer Kurbelwellenentkoppler Klauenkupplung
Hubmagnet
Kurbelwelle
Riemenscheibe
Zentralschraube

Claims

Patentansprüche
1 . Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einem Schaltelement zur Drehmomentübertragung eines Moments in bestimmten Betriebszuständen, wobei in anderen Betriebs- zuständen das Moment nicht oder in eine andere Richtung übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement mittels eines in der Drehmomentübertragungsvorrichtung drehfest gelagerten Hubmagneten (D) betätigt wird.
2. Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement eine Klauenkupplung (C) oder ein Freilauf (30) ist.
3. Riemenscheibe mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement mittels eines drehfest gelagerten Hubmagneten (D) betätigbar ist.
4. Riemenscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (RS) zum Antrieb von Nebenaggregaten in einem Kraftfahrzeug dient und einen Kurbelwellentorsionsdämpfer (A) sowie einen Bogenfeder-Entkoppler (B) aufweist.
5. Riemenscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gummispur (2) des Kurbelwellentorsionsdämpfers (A) direkt an einem Eingangs-Flanschelement (3) des Bogenfeder-Entkopplers (B) vulkanisiert ist.
6. Riemenscheibe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerelemente der Riemenscheibe (RS) Öl oder Fett geschmiert sind.
7. Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsachse (19) des Hubmagneten (D) mit einer Längsachse einer Zentralschraube (S) zusammenfällt, mit der die Riemenscheibe (RS) an eine Kurbelwelle (KW) montierbar ist.
8. Riemenscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmagnet (D) ein hin und her bewegbares Betätigungselement (20) umfasst, das auf die Zentralschraube (S) zu, insbesondere in eine Ausnehmung (21 ) der Zentralschraube (S) hinein, bewegbar ist.
9. Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmagnet (D) eine Endmontageeinheit darstellt, die nach der Montage der vormon- tierten Riemenscheibe (RS), insbesondere nach dem Einfüllen von Schmiermedium in die Riemenscheibe (RS), so montiert wird, dass der Hubmagnet (D) die Riemenscheibe (RS) schmiermediumdicht verschließt.
10. Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelwellentorsionsdämpfer (A) eine erste Vormontageeinheit und der Bogenfeder- Entkoppler (B) mit dem Hubmagneten (D) eine zweite Vormontageeinheit darstellen.
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