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Dokumentenidentifikation DE202007011358U1 22.11.2007
Titel Freilaufriemenscheibe
Anmelder Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach, DE
DE-Aktenzeichen 202007011358
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 22.11.2007
Registration date 18.10.2007
Application date from patent application 14.08.2007
IPC-Hauptklasse F16H 55/36(2006.01)A, F, I, 20070814, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F02B 67/06(2006.01)A, L, I, 20070814, B, H, DE   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine zur Verwendung in einem Nebenaggregateantrieb einer Brennkraftmaschine geeignete Freilaufriemenscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hintergrund der Erfindung

Eine gattungsgemäße Freilaufriemenscheibe ist beispielsweise aus der DE 195 11 188 C2 bekannt. Eine derartige Freilaufriemenscheibe trägt zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem eine Hubkolbenbrennkraftmaschine und ein Nebenaggregat verbindenden Zugmitteltrieb bei. Hierbei ist eine Freilaufkupplung zwischen einer von der Brennkraftmaschine antreibbaren Antriebsscheibe und einer Eingangswelle des Nebenaggregats oder zwischen der Kurbelwelle und einer Abtriebsscheibe der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Freilaufkupplung kuppelt nur dann ein, wenn die Winkelgeschwindigkeit der das Nebenaggregat antreibenden Welle zunimmt. Dagegen hat die Welle des Nebenaggregats die Möglichkeit, ihr direkt oder indirekt von der Brennkraftmaschine angetriebenes Antriebselement zu überholen, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abnimmt. Somit werden insbesondere bei niedrigen Drehzahlen auftretende Drehzahlschwankungen der Brennkraftmaschine nicht in vollem Umfang an das Nebenaggregat, beispielsweise einen Generator, weitergegeben. Dies trägt wesentlich zur Reduzierung mechanischer Belastungen im Zugmitteltrieb bei. Insgesamt handelt es sich bei der Vorrichtung nach der DE 195 11 188 C2 um eine bewährte Konstruktion.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für einen Nebenaggregateantrieb einer Brennkraftmaschine geeignete Freilaufriemenscheibe gegenüber dem Stand der Technik, insbesondere hinsichtlich des Bauraumbedarfs, weiter zu verbessern.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Freilaufriemenscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Wesentliches Funktionselement dieser Freilaufriemenscheibe ist eine Freilaufeinheit, welche radial zwischen einer Nabe und einer Antriebsscheibe angeordnet ist, wobei die Nabe drehfest mit einer Eingangswelle eines Nebenaggregats einer Brennkraftmaschine verbindbar ist, während die Antriebsscheibe von der Brennkraftmaschine antreibbar ist. Diejenige Stirnseite der Nabe, auf welcher das Nebenaggregat angeordnet ist, wird als erste Stirnseite bezeichnet. Im Gegensatz zu dieser Stirnseite ist die zweite Stirnseite der Nabe mit einem mit der Antriebsscheibe verbundenen Deckel abdeckbar. Zwischen einem Innenring und einem Außenring der Freilaufeinheit ist ein Ringraum gebildet, in welchem Klemmelemente, insbesondere Klemmrollen, angeordnet sind. Der Außenring weist zumindest auf der ersten Stirnseite einen umlaufenden Bord auf. Axial neben diesem Bord befindet sich auf dessen den Klemmelementen zugewandter Seite, das heißt auf der Innenseite des Bordes, ein Dichtring. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass damit der Bauraumbedarf der Freilaufriemenscheibe in axialer Richtung im Vergleich zu einer herkömmlichen Freilaufriemenscheibe, welche eine außerhalb des Bordes des Außenrings auf der ersten Stirnseite angeordnete Dichtung aufweist, signifikant reduziert ist.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Dichtring in einer dem Bord axial unmittelbar benachbarten, im Außenring gebildeten Nut gehalten. Auf einfache Weise ist der Dichtring durch Bördeln am Außenring fixierbar. Ein ringförmiger, metallischer Kern des Dichtrings kann am Bord anliegen oder von diesem geringfügig beabstandet sein. Eine sich zum Innenring erstreckende Dichtlippe des Dichtrings greift vorzugsweise in den axialen Bauraum des Bordes ein. Mit anderen Worten: Es existiert mindestens eine Radiallinie, welche sowohl den Bord als auch die Dichtlippe schneidet. Die Begriffe „axial" und „radial" sind stets auf die Rotationsachse der Freilaufriemenscheibe bezogen.

Die Freilaufeinheit ist vorzugsweise als Klemmrollenfreilauf mit integrierter Lagerung gestaltet, wobei zu beiden Seiten der Klemmrollen jeweils eine Reihe Wälzkörper, insbesondere Nadeln oder Rollen, angeordnet ist. Der Außenring sowie der Innenring der Freilaufeinheit sind rationell durch spanlose Umformung herstellbar.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

Kurze Beschreibung der Zeichnung

1 in einer Schnittdarstellung eine Freilaufriemenscheibe mit einem Klemmrollenfreilauf als Freilaufeinheit,

2 die Freilaufeinheit der Vorrichtung nach 1,

3 in einer Ansicht analog 1 eine Gegenüberstellung zwischen der erfindungsgemäßen Freilaufriemenscheibe und einer nicht beanspruchten Freilaufriemenscheibe, und

4 ein Detail der Freilaufeinheit nach 2.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Einander entsprechende oder gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die 1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine für einen Nebenaggregateantrieb einer Brennkraftmaschine geeignete Freilaufriemenscheibe 1. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion einer Freilaufriemenscheibe wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.

Die Freilaufriemenscheibe 1 umfasst als funktionelles Kernstück eine Freilaufeinheit 2 mit einem Innenring 3 und einem Außenring 4, welche als spanlos umgeformte Blechteile hergestellt sind. Der Innenring 3 ist auf eine Nabe 5 aufgepresst, während der Außenring 4 drehfest mit einer Antriebsscheibe 6, nämlich einer Riemenscheibe, verbunden ist. Im zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 4 gebildeten Ringraum 7 sind eine Reihe Klemmelemente 8, nämlich Klemmrollen, sowie diesen beidseitig benachbart jeweils eine Reihe Wälzkörper 9, nämlich Rollen, angeordnet. Die Freilaufeinheit 2 bildet somit einen Klemmrollenfreilauf mit integrierter Lagerung. In die Außenoberfläche des Innenrings 3 sind in den Figuren nicht sichtbare Klemmrampen eingeformt, die mit den Klemmrollen 8 zusammenwirken.

Die Nabe 5 weist ein Innengewinde 10 auf, in welches eine nicht dargestellte Eingangswelle eines über die Antriebsscheibe 6 und die Freilaufeinheit 2 antreibbaren Nebenaggregats einschraubbar ist. Im komplett montierten Zustand befindet sich das Nebenaggregat, insbesondere ein Generator, auf der in der 1 rechten Seite der Freilaufriemenscheibe 1. Die dem Nebenaggregat zugewandete Stirnseite der Nabe 5 wird als erste Stirnseite 11 oder generatorseitige Stirnseite bezeichnet. Die gegenüber liegende, zweite Stirnseite 12 der Nabe 5 wird auch als frontseitige Stirnseite bezeichnet. Dieser Stirnseite 12 vorgelagert ist ein strichpunktiert angedeuteter Deckel 13, welcher mit einem Rand 14 an der Antriebsscheibe 6 befestigt ist.

Der Innenring 3 weist einen einzigen, auf der zweiten Frontseite 12 angeordneten, radial nach außen gerichteten, einer Anlaufscheibe 15 benachbarten Bord 16 auf, während der Außenring 4 auf jeder Stirnseite 11, 12 einen radial nach innen gerichteten Bord 17, 18 aufweist. Der letztgenannte Bord 18 umgreift einen Dichtring 19, welcher sich innerhalb des Ringraums 7 befindet. Der Dichtring 19 ist, wie auch aus 2 hervorgeht, axial zwischen dem Bord 18 und einem Wälzlagerkäfig 20 angeordnet.

In 2 ist in der unteren Hälfte der Darstellung die erfindungsgemäße Freilaufriemenscheibe 1 sichtbar, während in der oberen Hälfte zum Vergleich eine nicht beanspruchte Ausführungsform einer Freilaufriemenscheibe dargestellt ist. Die letztgenannte Ausführungsform unterscheidet sich von der erfindungsgemäßen Ausführungsform hauptsächlich dadurch, dass eine Dichtung 21 außerhalb des Ringraums 7 angeordnet ist. Wie aus 3 hervorgeht, wird hierdurch im Vergleich zur erfindungsgemäßen Freilaufriemenscheibe 1 mit innenliegendem Dichtring 19 erheblich mehr axialer Bauraum benötigt.

Aus 4 geht die Ausbildung des Dichtrings 19 im Detail hervor. Ein ringförmiger, aus Metall gefertigter Kern 22 ist von dem Bord 18 parallel beabstandet, wobei der axiale Abstand zwischen dem Bord 18 und dem Kern 22 geringer als die Wandstärke des Bordes 18 sowie geringer als die ebenfalls in axialer Richtung gemessene Wandstärke des Kerns 22 ist. Der Außendurchmesser des Kerns 22 entspricht zumindest näherungsweise dem Innendurchmesser des Außenrings 4. An der radial äußeren, an der radial inneren, sowie an der dem Bord 18 zugewandten Seite ist der Kern 22 von einem Elastomer, beispielsweise NBR, umgeben. Aus demselben Material ist eine Dichtlippe 23 gebildet, welche sich ausgehend vom radial inneren Rand des Kerns 22 zum Innenring 3 erstreckt und eine schleifende Dichtung bildet. Die Dichtlippe greift in einen Spaltraum 24 ein, der radial einerseits durch den Innenring 3 und andererseits durch den Bord 18 begrenzt ist. Gleichzeitig erstreckt sich die Dichtlippe axial bis in den Bauraum, in welchem sich der Bord 18 befindet.

Der radial äußere Rand des Dichtrings 19 greift in eine Nut 25 ein, welche am Übergang zwischen einem zylindrischen, die Antriebsscheibe 6 kontaktierenden Wandungsbereich 26 des Außenrings 4 und dem Bord 18 gebildet ist. Die Nut 25 ist ebenso wie der Bord 18 durch spanlose Umformung des zur Fertigung des Außenrings 4 verwendeten Materials hergestellt. Der Bord 18 wird daher auch als Bördelbord bezeichnet. Durch den Bördelvorgang ist der Dichtring 19 dauerhaft im Außenring 4 befestigt.

1
Freilaufriemenscheibe
2
Freilaufeinheit
3
Innenring
4
Außenring
5
Nabe
6
Antriebsscheibe
7
Ringraum
8
Klemmelement
9
Wälzkörper
10
Innengewinde
11
erste Stirnseite
12
zweite Stirnseite
13
Deckel
14
Rand
15
Anlaufscheibe
16
Bord des Innenrings
17
Bord des Außenrings
18
Bord des Außenrings
19
Dichtring
20
Wälzlagerkäfig
21
Dichtung
22
Kern
23
Dichtlippe
24
Spaltraum
25
Nut
26
Wandungsbereich


Anspruch[de]
Freilaufriemenscheibe, mit einer Freilaufeinheit (2), welche einen mit einer Nabe (5) verbundenen Innenring (3), einen mit einer von einer Brennkraftmaschine antreibbaren Antriebsscheibe (6) verbundenen Außenring (4), sowie zwischen dem Innenring (3) und dem Außenring (4) angeordnete Klemmelemente (8) aufweist, wobei die Nabe (5) zur Verbindung mit einer Eingangswelle eines an einer ersten Stirnseite (11) der Nabe (5) angeordneten Nebenaggregats der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, während die zweite Stirnseite (12) der Nabe (5) mit einem Deckel (13) verschließbar ist, und wobei zur Abdichtung auf der ersten Stirnseite (11) ein einem Bord (18) des Außenrings (4) axial benachbarter Dichtring (19) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (19) auf der den Klemmelementen (8) zugewandten Seite des Bordes (18) angeordnet ist. Freilaufriemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (19) in einer dem Bord (18) axial benachbarten, im Außenring (4) gebildeten Nut (25) gehalten ist. Freilaufriemenscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (19) eine in den axialen Bauraum des Bordes (18) eingreifende Dichtlippe (23) aufweist. Freilaufriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (19) einen metallischen Kern (22) aufweist. Freilaufriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Klemmelemente (8) Klemmrollen vorgesehen sind. Freilaufriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zwischen dem Innenring (3) und dem Außenring (4) gebildeten Ringraum (7) sowohl Klemmelemente (8) als auch Wälzkörper (9) angeordnet sind. Freilaufriemenscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig einer Reihe von Klemmelementen (8) jeweils eine Reihe von Wälzkörpern (9) angeordnet ist. Freilaufriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Teile Innenring (3) und Außenring (4) als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildet ist.






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