DE19919449A1 - Automotive pulley disc with overload protection device and damping mechanism - Google Patents
Automotive pulley disc with overload protection device and damping mechanismInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Triebscheibe für einen Riemen- oder Kettentrieb, insbesondere zum Antrieb von Nebenaggregaten einer Brennkraftmaschine, die sich durch eine besondere Ausgestaltung und Wirkungsweise entsprechend den vorliegenden Anmeldungsunterlagen auszeichnet.The invention relates to a drive pulley for a belt or Chain drive, in particular for driving auxiliary units Internal combustion engine, which is characterized by a special design and Mode of operation according to the present registration documents distinguished.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Triebscheibe für einen Riemen- oder Kettentrieb, insbesondere zum Antrieb von Nebenaggregaten einer Brennkraftmaschine.Furthermore, the invention relates to a drive pulley for a belt or Chain drive, in particular for driving auxiliary units Internal combustion engine.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, derartige Triebscheiben zu verbessern, insbesondere bezüglich deren Funktion und Lebensdauer. Die erfindungsgemäße Triebscheibe soll einen optimalen Betrieb von Nebenaggregaten wie Lüfter, Servopumpen, Klimakompressoren usw. von Brennkraftmaschinen bei Kraftfahrzeugen ermöglichen, und zwar über den gesamten während des Betriebs einer Brennkraftmaschine bzw. eines Kraftfahrzeuges auftretenden Drehzahlbereich, das bedeutet also über das gesamte Drehzahlspektrum von zumindest Leerlaufdrehzahl bis zur zulässigen Maximaldrehzahl der Brennkraftmaschine. Weiterhin soll durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Triebscheibe bei einer gegebenen Auslegung einer Ketten- oder Riemenscheibe die Einsatzmöglichkeit dieser Scheiben für Ketten- oder Riementriebe mit unterschiedlichem Schwingungsverhalten möglich sein. Außerdem soll die Riemenscheibe oder Triebscheibe in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar sein und sich durch einen möglichst geringen Bauraumbedarf auszeichnen.The present invention was based on the task of such pulleys improve, especially with regard to their function and service life. The drive pulley according to the invention is intended for optimal operation of Auxiliary units such as fans, servo pumps, air conditioning compressors, etc. from Enable internal combustion engines in motor vehicles, namely via the entire during the operation of an internal combustion engine or one Motor vehicle occurring speed range, that means over the entire speed range from at least idle speed to the permissible Maximum engine speed. Furthermore, the Design of the drive pulley according to the invention for a given Design of a chain or pulley the possible use of this Discs for chain or belt drives with different Vibration behavior may be possible. In addition, the pulley or Drive pulley can be manufactured in a particularly simple and economical manner and are characterized by the smallest possible space requirement.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Triebscheibe gemäß den Anmeldungsunterlagen ausgeführt ist, beziehungsweise insbesondere einen Überlastschutz aufweist, wie dies beispielsweise in Anspruch 2 dargelegt ist.This object is achieved according to the invention in that the drive pulley is carried out in accordance with the registration documents, or in particular has an overload protection, as set out for example in claim 2 is.
Durch die Integration eines Überlastschutzes wird eine Zerstörung des gesamten Riementriebes, das durch ein Blockieren, zum Beispiel eines davon angetriebenen Kompressors hervorgerufen werden kann, zuverlässig verhindert. Eine derartige Triebscheibe kann die bisher eingesetzten Schaltkupplungen, die meist aus Magnetkupplungen bestanden, ersetzen, so daß der Einsatz von permanent angetriebenen Klimakompressoren möglich ist. Prinzipiell kann diese Triebscheibe an allen anderen Nebenaggregaten eingesetzt werden. By integrating overload protection, the entire Belt drive by blocking, for example one of them driven compressor can be reliably prevented. Such a drive pulley can the previously used clutches mostly consisted of magnetic couplings, replace, so that the use of permanently driven air conditioning compressors is possible. In principle, this can Drive pulley can be used on all other auxiliary units.
Bei einer Triebscheibe nach der Erfindung kann es von Vorteil sein, wenn zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, wobei es zweckmäßig sein kann, wenn die Dämpfungseinrichtung in Umfangsrichtung wirksam ist und Kraftspeicher aufweist. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn Eingangsteil und Ausgangsteil der Triebscheibe zueinander verdrehbar gelagert sind, wobei die Verdrehbarkeit entgegen der Wirkung der Dämpfungseinrichtung, die auch in Axialrichtung wirksame Kraftspeicher aufweisen kann, im Winkel begrenzt sein kann.In a drive pulley according to the invention, it can be advantageous if A damping device is provided between the input part and the output part is, it may be useful if the damping device in Is effective circumferential direction and has energy storage. Furthermore, it can be advantageous if the input part and output part of the drive pulley to each other are rotatably mounted, the rotatability against the action of Damping device, the energy storage also effective in the axial direction may have, may be limited in angle.
In vorteilhafter Weise kann eine erfindungsgemäße Triebscheibe eine Dämpfungseinrichtung mit einem Rampenmechanismus ausweisen, wobei es möglich ist, den Rampenmechanismus mit Wälzelementen zusammenwirken zu lassen.A drive pulley according to the invention can advantageously be a Identify damping device with a ramp mechanism, it it is possible to interact with the ramp mechanism with rolling elements to let.
Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn nach Überschreiten eines bestimmten Verdrehwinkels zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil die Wälzkörper nicht mehr mit dem Rampenmechanismus zusammenwirken, wobei es sich als zweckmäßig erweisen kann, die Wälzkörper nach Überschreiten eines bestimmten Verdrehwinkels zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil in eine derartige Lage zu bringen, daß sie nicht mehr mit dem Rampenmechanismus zusammenwirken können, wodurch die Relativverdrehung zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil unbegrenzt ist.It can be an advantage if, after exceeding a certain limit Angle of rotation between the input part and the output part not the rolling elements interact more with the ramp mechanism, where it turns out to be can prove expedient, the rolling elements after exceeding one certain angle of rotation between the input part and output part in a to bring such position that they are no longer using the ramp mechanism can cooperate, causing the relative rotation between the input part and output part is unlimited.
Besonders vorteilhaft kann es für eine Triebscheibe nach der Erfindung sein, wenn der Überlastschutz durch eine Rutschkupplung gebildet ist, wobei die Rutschkupplung von einem in Axialrichtung wirksamen Kraftspeicher beaufschlagbar sein kann. Der hierzu erforderliche axial wirksame Kraftspeicher kann durch eine Tellerfeder gebildet sein.It can be particularly advantageous for a drive pulley according to the invention if the overload protection is formed by a slip clutch, the Slipping clutch from an energy accumulator acting in the axial direction can be acted upon. The axially effective energy store required for this can be formed by a plate spring.
Das Nabenteil einer erfindungsgemäßen Triebscheibe kann aus Kunststoff und/oder aus Stahl gebildet sein. Von besonderem Vorteil für eine erfindungsgemäße Triebscheibe kann es sein, wenn die Kraftspeicher in Umfangsrichtung angeordnet beziehungsweise wirksam sind, wobei die Kraftspeicher beispielsweise durch Schraubenfedern oder auch durch Spiralfedern gebildet sein können, wobei bei letzterer Ausführungsform der Erfindung der Überlastschutz dadurch gebildet sein kann, daß Mitnahmenasen der Spiralfedern aus mit diesen zusammenwirkenden Nuten ausklinken.The hub part of a drive pulley according to the invention can be made of plastic and / or be made of steel. Of particular advantage for one Drive pulley according to the invention may be when the energy accumulator in Are arranged or effective circumferential direction, the Energy storage, for example, by coil springs or by Spiral springs can be formed, the latter being the Invention of overload protection can be formed by driving lugs the coil springs from these interacting grooves.
Allgemein kann es von Vorteil sein, den Überlastschutz durch eine Rutschkupplung zu bilden, die ein verdrehwinkelabhängiges Rutschmoment bewirkt. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn Eingangs- und/oder Ausgangsteil der Dämpfungseinrichtung wenigstens teilweise aus Kunststoff gebildet ist/sind.In general, it can be advantageous to use overload protection To form a slip clutch, the slip angle dependent slip torque causes. Furthermore, it can be useful if input and / or Output part of the damping device at least partially made of plastic is / are formed.
Als besonders vorteilhaft kann es sich bei einer erfindungsgemäßen Triebscheibe erweisen, wenn die in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeicher ein großes Längen-/Durchmesser-Verhältnis aufweisen, wobei diese zumindest annähernd auf ihren Einbauradius vorgekrümmt sein können.It can be particularly advantageous in a drive pulley according to the invention prove if the force accumulators effective in the circumferential direction are large Have length / diameter ratio, these being at least approximately can be pre-curved to their installation radius.
Allgemein kann es sich als zweckmäßig erweisen, eine erfindungsgemäße Triebscheibe über ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, an einem Gehäuse drehbar abzustützen.In general, it may prove expedient to use one according to the invention Drive pulley via a bearing, in particular a roller bearing, on a housing supported rotatably.
Eine erfindungsgemäße Triebscheibe kann einen radial äußeren, axial sich erstreckenden und Profilierungen für das endlose Antriebsmittel, wie Riemen oder Kette, aufweisenden Bereich besitzen.A drive pulley according to the invention can be radially outer, axially itself extending and profiling for the endless drive means, such as belts or Own chain, exhibiting area.
In vorteilhafter Weise kann eine Triebscheibe nach der Erfindung zum Antrieb eines Nebenaggregates einer Brennkraftmaschine, zum Beispiel eines Klimakompressors, der permanent angetrieben sein kann, dienen.A drive pulley according to the invention can advantageously be used for driving an auxiliary unit of an internal combustion engine, for example one Air conditioning compressor, which can be permanently driven, serve.
Allgemein kann es von Vorteil sein, wenn eine erfindungsgemäße Triebscheibe eine Kammer beinhaltet, die zumindest teilweise mit viskosem Medium füllbar ist. In general, it can be advantageous if a drive pulley according to the invention contains a chamber which can be at least partially filled with viscous medium.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil eine Reibeinrichtung zur Erzeugung einer Hysterese wirksam ist.Furthermore, it can be advantageous if between the input part and the output part a friction device for generating hysteresis is effective.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer Triebscheibe nach der Erfindung kann eine Rutschkupplung umfassen, die einen Nocken versehenen Reibring aufweist.Another advantageous embodiment of a drive pulley according to the invention may include a slip clutch having a cam friction ring having.
Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie der Beschreibung und den Figuren.Further design options and advantages of the present invention result from the claims and the description and the figures.
Anhand der Fig. 1 bis 20 seien einige Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.Some exemplary embodiments of the invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 20.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Triebscheibe dargestellt, die Drehschwingungen dadurch dämpft, daß in Axialrichtung belastete Kugeln eine Rampe hochlaufen und dabei eine Torsionskennlinie erzeugen. Der Überlastschutz wird dadurch erreicht, daß die Kugeln "überschnappen", also den Bereich der Rampen verlassen und anschließend in Bohrungen fallen, so daß die Überlastkupplung kein Drehmoment mehr übertragen kann, und eine Zerstörung des Riementriebes bei Blockieren des Kompressors zuverlässig verhindert wird. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine derartige Triebscheibe, während Fig. 2 eine Abwicklung darstellt, die in vergrößertem Maßstab den Kugel-/Rampen-Mechanismus und eine der Bohrungen zeigt, in die die Kugeln bei Wirksamwerden des Überlastschutzes hineinfallen.In Figs. 1 and 2, a drive pulley is shown, which damps rotary oscillations characterized in that loaded in the axial direction of balls run up a ramp and thereby create a torsion characteristic. The overload protection is achieved in that the balls "snap", ie leave the area of the ramps and then fall into bores, so that the overload clutch can no longer transmit torque, and destruction of the belt drive when the compressor is blocked is reliably prevented. Fig. 1 shows a section through such a drive pulley, while Fig. 2 shows a development that shows on an enlarged scale the ball / ramp mechanism and one of the holes into which the balls fall when the overload protection takes effect.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine anders aufgebaute Triebscheibe, wobei Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß den Pfeilen IV der Fig. 3 zeigt. Fig. 3 shows a section through a differently constructed drive pulley, Fig. 4 shows a sectional view according to the arrows IV of Fig. 3.
Die Fig. 5 und 6 zeigen ein Nabenteil, das unter Verwendung von Kunststoff hergestellt ist, während Fig. 7 ein aus Stahl gefertigtes Nabenteil darstellt. FIGS. 5 and 6 show a hub part, which is manufactured using plastic, while Fig. 7 illustrates a manufactured steel hub part.
Bei einer derartigen Ausführungsform einer Triebscheibe erfolgt die Dämpfung über Stahldruckfedern, die in einem Kunststoffkäfig angeordnet sind, wobei die Krafteinleitung in den Kompressor über eine kombinierte Stahl-/Kunststoffnabe bzw. eine Stahlnabe erfolgt. Der Überlastschutz ist hier durch eine Rutschkupplung realisiert, deren Rutschmoment abhängig von der Federkraft der axial wirksamen Tellerfeder und dem Reibbeiwert zwischen der Triebscheibe und dem Dämpfereingangsteil bestimmt wird.In such an embodiment of a drive pulley, the damping takes place via steel compression springs, which are arranged in a plastic cage, the Force transmission into the compressor via a combined steel / plastic hub or a steel hub. The overload protection is here by a Slipping clutch realized, the slip torque depending on the spring force of the axially effective disc spring and the coefficient of friction between the drive pulley and the damper input part is determined.
In Fig. 8 ist eine Triebscheibe dargestellt, bei der die Dämpfung über Spiralfedern bewirkt wird. Die Fig. 9 und 10 zeigen jeweils eine Schnittansicht der Spiralfeder, wobei die Fig. 10 den unbelasteten Zustand und die Fig. 9 den gespannten Zustand zeigt. Die Überlastfunktion wird bei einem derartigen Aufbau dadurch ausgelöst, daß die äußeren Mitnahmenasen aus den Nuten im Außenteil ausklinken bzw. ausrasten, und so eine Weiterführung der Drehbewegung verhindern.In FIG. 8, a drive pulley is shown, in which the damping is effected by coil springs. FIGS. 9 and 10 each show a sectional view of the coil spring, FIG. 10 showing the unloaded state and FIG. 9 the tensioned state. With such a construction, the overload function is triggered in that the outer driving lugs disengage or disengage from the grooves in the outer part, and thus prevent the rotary movement from continuing.
Die Fig. 11 und 12 zeigen Schnitte durch eine weitere Ausführungsform einer Triebscheibe, wobei die Nabe und der Nabenflansch komplett aus Kunststoff ausgeführt sind. Der Überlastschutz wird hier mittels Kugeln realisiert, die über eine Tellerfeder vorgespannt sind und sich in Kalotten am Käfig abstützen. Damit wird das Drehmoment schlupffrei über die Überlastkupplung weitergeleitet. Im Überlastfall wandern die Kugeln im Haltekäfig in der Bohrung nach außen und gelangen somit auf eine Bahn ohne Kalotten, wodurch die Drehmomentübertragung unterbrochen wird. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist eine relativ geringe Geräuschentwicklung. FIGS. 11 and 12 show sections of a further embodiment of a drive disc, the hub and the hub flange are made entirely of plastic. The overload protection is implemented here using balls that are preloaded via a plate spring and are supported in calottes on the cage. This means that the torque is transmitted without slip via the overload clutch. In the event of an overload, the balls in the retainer cage move outwards in the bore and thus reach a track without spherical caps, which interrupts the torque transmission. An advantage of this embodiment is a relatively low noise level.
Fig. 13 zeigt eine Triebscheibe, auf die die Merkmale der Überlastfunktion übertragen werden können, wobei diese Triebscheibe einen Dämpfer mit Bogenfedern beinhaltet und in ähnlicher Weise ausgeführt ist, wie dies in der DE-OS 196 52 730 beschrieben ist, deren Offenbarungsgehalt als in die vorliegende Anmeldung integriert zu betrachten ist. Fig. 13 shows a drive pulley to which the features of the overload function can be transferred, which drive pulley includes a damper with arc springs and is designed in a similar manner to that described in DE-OS 196 52 730, the disclosure content of which in the the present application must be considered in an integrated manner
Die in Fig. 14 gezeigte Triebscheibe entspricht im wesentlichen der in den Fig. 3 bis 7 gezeigten, bis auf den Unterschied, der in Fig. 15 als vergrößerter Ausschnitt des Bereichs XV dargestellt ist. Der dort aus Kunststoff gefertigte Reibring weist axial vorstehende Nocken auf, die bei Durchrutschen der Rutschkupplung, d. h. bei Überlast, schneller verschleißen, als dies bei einem "vollen" Reibring der Fall wäre. Somit wird die Tellerfeder zunehmend entlastet, und die Gefahr eines Verschleißes an anderen Teilen zumindest deutlich vermindert.The drive pulley shown in FIG. 14 essentially corresponds to that shown in FIGS. 3 to 7, except for the difference which is shown in FIG. 15 as an enlarged section of the area XV. The friction ring made of plastic there has axially protruding cams that wear out faster when the slip clutch slips, ie in the event of an overload, than would be the case with a "full" friction ring. Thus, the plate spring is increasingly relieved, and the risk of wear on other parts is at least significantly reduced.
Fig. 16 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Triebscheibe, wobei Fig. 17 eine Schnittansicht gemäß den Pfeilen XVII der Fig. 16 zeigt. FIG. 16 shows a section through a further embodiment of a drive pulley according to the invention, FIG. 17 showing a sectional view according to arrows XVII in FIG. 16.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Triebscheibe zeigt der Schnitt gemäß Fig. 18 und die Schnittansicht in Fig. 19 gemäß den Pfeilen XIX der Fig. 18.A further embodiment of a drive pulley according to the invention is shown in the section according to FIG. 18 and the sectional view in FIG. 19 according to the arrows XIX in FIG. 18.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Triebscheibe ist im Schnitt gemäß Fig. 20 dargestellt.Another embodiment of a drive pulley according to the invention is shown in section according to FIG. 20.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 16 bis 20 ist die Überlastschutzfunktion durch Kugeln, die teilweise einseitig oder beidseitig in Bohrungen oder Kalotten geführt sind und über ein Führungselement das zu übertragende Drehmoment an das Nebenaggregat ableiten, ausgeführt. Durch eine Tellerfeder oder einen ähnlich wirkenden Kraftspeicher werden die Kugeln in den Bohrungen beziehungsweise Kalotten vorgespannt und lassen dadurch im Normal betrieb keine Releativverdrehung zu, mit Ausnahme des Spiels der Kugeln zum Führungselement. Bei einer derartigen Ausführung können eine oder mehrere Kugeln axial nebeneinander angeordnet werden. Die Verwendung von zwei Kugeln axial nebeneinander bewirkt eine Verringerung der Reibungskräfte und dadurch eine Reduzierung des Reibungseinflusses. Im Überlastfall wandern die Kugeln aus den Bohrungen beziehungsweise Kalotten heraus und die Triebscheibe, die auf einem separaten Lagerelement gelagert ist, kann sich frei drehen. Dabei können die Kugeln im Überlastfall ständig über die Bohrungen beziehungsweise über die Kalotten gleiten oder, beispielsweise um Geräusche zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, aus der umlaufenden Kreisbahn herausbewegt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, den in Axialrichtung wirkenden Kraftspeicher, hier in Form einer Tellerfeder dargestellt, der zur Vorspannung der Kugeln genutzt wird, im Überlastfall abzuschalten. Dies kann beispielsweise durch eine Schnappfeder oder Übertotpunktfeder in Form einer bistabilen Feder erfolgen. Weiterhin kann der Kraftspeicher, beispielsweise über einen Rampenmechanismus, axial entspannt oder auch verschoben werden, wodurch die Vorspannkraft auf die Kugeln reduziert beziehungsweise aufgehoben wird. Auch die in diesen Figuren dargestellten Ausführungsformen sind mit oder ohne Reibungsdämpfung darstellbar, wobei die Reibungsdämpfung auch über eine separate Tellerfeder verfügen kann. Eine Dämpfung beziehungsweise Schwingungsisolation in der Triebscheibe kann beispielsweise durch in Blechteilen geführte Stahldruckfedern bewirkt werden, wobei die Kraftübertragung über eine Stahl- oder Sinternabe erfolgen kann.In the embodiments according to FIGS. 16 to 20, the overload protection function is carried out by balls which are partially guided on one side or on both sides in bores or spherical caps and derive the torque to be transmitted to the auxiliary unit via a guide element. The balls are preloaded in the bores or spherical caps by means of a plate spring or a similarly acting energy accumulator and therefore do not allow any relative rotation in normal operation, with the exception of the play of the balls relative to the guide element. In such an embodiment, one or more balls can be arranged axially next to one another. The use of two balls axially next to each other reduces the frictional forces and thereby reduces the influence of friction. In the event of an overload, the balls move out of the holes or spherical caps and the drive pulley, which is mounted on a separate bearing element, can rotate freely. In the event of an overload, the balls can slide continuously over the bores or over the calottes or, for example, in order to avoid or at least reduce noise, be moved out of the circular orbit. Furthermore, there is the possibility of switching off the force accumulator acting in the axial direction, shown here in the form of a plate spring, which is used to preload the balls, in the event of an overload. This can be done for example by a snap spring or over-center spring in the form of a bistable spring. Furthermore, the energy accumulator can be axially relaxed or also shifted, for example via a ramp mechanism, as a result of which the pretensioning force on the balls is reduced or canceled. The embodiments shown in these figures can also be represented with or without friction damping, wherein the friction damping can also have a separate plate spring. Damping or vibration isolation in the drive pulley can be effected, for example, by steel compression springs guided in sheet metal parts, with the force being able to be transmitted via a steel or sintered hub.
Zur Erreichung einer erfindungsgemäßen Überlastfunktion ist außerdem eine Anordnung mit einer Sprengkapsel denkbar, die beim Auftreten eines Überlastmomentes elektrisch gezündet wird und mit deren Energie z. B. eine Klauenkupplung geöffnet werden kann.To achieve an overload function according to the invention is also a Arrangement with a detonator possible when a Overload torque is ignited electrically and with their energy z. Legs Claw clutch can be opened.
Alle Ausführungsvarianten können sowohl "trocken" als auch zumindest teilweise mit einem viskosen Medium befüllt ausgeführt werden. Für die Funktion der erfindungsgemäßen Riemenscheibe bzw. Triebscheibe ist es erforderlich, daß bei Erreichen des Überlastmomentes ein Durchdrehen der Triebscheibe gegenüber der Welle gewährleistet sein muß, während ein späteres Wiedereinkuppeln bzw. eine darauffolgende Drehmomentübertragung zwischen Triebscheibe und Welle nicht mehr in allen Fällen erforderlich ist.All versions can be "dry" or at least partially filled with a viscous medium. For the function of the Pulley or drive pulley according to the invention it is necessary that at When the overload torque is reached, the drive pulley spins the shaft must be guaranteed during later re-engagement or a subsequent torque transmission between the drive pulley and the shaft is no longer required in all cases.
Außerdem ist es möglich, wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt, alle Ausführungsformen mit einer Schutzkappe gegen Austritt von viskosem Medium bzw. gegen Eintritt von Spritzwasser und Schmutz oder dergleichen auszustatten. In addition, it is possible, as shown for example in FIG. 3, to equip all embodiments with a protective cap against the escape of viscous medium or against the ingress of splash water and dirt or the like.
Für die nachfolgende Erläuterung der Erfindung wird von einer Treibscheibe ausgegangen, deren Antrieb über einen Riementrieb erfolgt, und die Triebscheibe das Drehmoment über ihre Nabe an eine mit dieser verbundene Welle weiterleitet. Derartige Riemenscheiben werden zum Beispiel zum Antrieb eines Nebenaggregates einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Ein derartiges Nebenaggregat ist beispielsweise ein Klimakompressor, also ein Verdichter für das Kältemittel einer Klimatisierungsanlage in einem Kraftfahrzeug. Derartige Klimakompressoren sind zumeist über eine elektromagnetische Kupplung mit ihrer Antriebsscheibe, die mit dem Riementrieb zusammenwirkt, verbunden. Es werden jedoch auch permanent angetriebene Klimakompressoren vorgesehen, bei denen die elektromagnetische Kupplung entfällt, so daß der Klimakompressor bei im Betrieb sich befindlicher Brennkraftmaschine permanent mitläuft. Bei derartigen Klimakompressoren kann im Falle des Ausfalls, beispielsweise durch "Fressen" von Bauteilen des Klimakompressors, der gesamte Riementrieb durch die blockierende Antriebsscheibe des Klimakompressors in Mitleidenschaft gezogen beziehungsweise zerstört werden. Dies soll ein Überlastschutz gemäß vorliegender Erfindung verhindern.For the following explanation of the invention, a traction sheave assumed the drive is via a belt drive, and the drive pulley transmits the torque via its hub to a shaft connected to it. Such pulleys are used to drive a Auxiliary unit of an internal combustion engine is provided. Such a thing Auxiliary unit is, for example, an air conditioning compressor, i.e. a compressor for the refrigerant of an air conditioning system in a motor vehicle. Such Air conditioning compressors are mostly connected to their electromagnetic clutch Drive pulley, which interacts with the belt drive, connected. It will however, permanently driven air conditioning compressors are also provided, in which the electromagnetic clutch is omitted, so that the air conditioning compressor at Operation of the internal combustion engine is running continuously. With such In the event of failure, air conditioning compressors can be of components of the air conditioning compressor, the entire belt drive through the blocking drive disk of the air conditioning compressor affected or be destroyed. This is said to be an overload protection prevent the present invention.
Es versteht sich von selbst, daß eine derartige Triebscheibe auch bei einem Drehmomentfluß eingesetzt werden kann, bei dem das Drehmoment von einer Welle auf die Nabe der Triebscheibe und von dort auf den dann abtriebseitigen Teil der Scheibe geleitet wird, der mit einem Antriebsriemen oder einer Antriebskette verbunden ist.It goes without saying that such a drive pulley also with one Torque flow can be used in which the torque of one Shaft on the hub of the drive pulley and from there to the output side Part of the pulley is guided with a drive belt or Drive chain is connected.
Die in Fig. 1 dargestellte Triebscheibe 1 weist ein Eingangsteil 2 und ein Ausgangsteil 3 auf, das über eine Nabe 4 mit der Welle 5 eines hier nicht näher dargestellten anzutreibenden Nebenaggregats, beispielsweise in Form eines Klimakompressors, verbunden ist. Das Eingangsteil 2 besitzt einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, dessen einer axial sich erstrecken der Bereich 6 Profilierungen 7 aufweist, die mit dem endlosen Antriebsmittel zusammenwirken. Hier ist das nicht dargestellte endlose Antriebsmittel durch einen Riemen gebildet.The drive pulley 1 shown in Fig. 1 comprises an input portion 2 and an output part 3, which is for example in the form of an air compressor, is connected via a hub 4 to the shaft 5 of a driven auxiliary unit, not shown here. The input part 2 has a substantially U-shaped cross-section, one of which has an axially extending region 6 with profiles 7 which cooperate with the endless drive means. Here, the endless drive means, not shown, is formed by a belt.
Dieser axial gerichtete Bereich 6 ist radial außen an der Wandung 8 des Eingangsteils 2 angeordnet, die radial innen einen weiteren axialen Abschnitt 9 aufnimmt beziehungsweise mit diesem verbunden ist, der die Lagerung 10 umschließt. Diese Lagerung 10 stützt sich axial an einer Schulter 11 des axialen Abschnitts 9 ab, und ist andererseits auf einem Tragbereich 12 des Gehäuses 13 des nicht näher dargestellten anzutreibenden Aggregates aufgenommen. Gehäuseseitig erfolgt die Axialfixierung der Lagerung 10 über den Anlagebereich 14. This axially directed region 6 is arranged radially on the outside on the wall 8 of the input part 2 , which receives or is connected to a further axial section 9 radially on the inside, which encloses the bearing 10 . This bearing 10 is supported axially on a shoulder 11 of the axial section 9 and, on the other hand, is accommodated on a support region 12 of the housing 13 of the unit to be driven, which is not shown in detail. On the housing side, the bearing 10 is axially fixed via the contact area 14 .
Zwischen Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 3 der Triebscheibe 1 ist ein Überlastschutz 15 vorgesehen, der im wesentlichen aus zwei ringförmigen Elementen 16, 17 besteht, zwischen denen Kugeln 18 angeordnet und mittels zumindest eines axial wirkenden Kraftspeichers 19, hier in Form von Schraubenfedern, axial belastet werden. Das ringförmige Element 16 ist über Profilierungen 20 mit dem axialen Abschnitt 9 des Eingangsteils 2 drehfest verbunden, während das ringförmige Element 17 über Profilierungen 21 mit der axial gerichteten Wandung 22 des Ausgangsteils 3 drehfest verbunden ist. Die axial gerichtete Wandung 22 ist einerseits mit der Wandung 23 und andererseits mit der Nabenscheibe 24 verbunden, wobei die Wandung 23 und zumindest ein Teil der axial gerichteten Wandung 22 in den durch den axial sich erstreckenden Bereich 6, die Wandung 8 und den axialen Abschnitt 9 des Eingangsteils 2 gebildeten Raum eintauchen.Between the input part 2 and the output part 3 of the drive pulley 1 , an overload protection 15 is provided, which essentially consists of two annular elements 16 , 17 , between which balls 18 are arranged and axially loaded by means of at least one axially acting energy accumulator 19 , here in the form of coil springs . The annular element 16 is non-rotatably connected to the axial section 9 of the input part 2 via profiles 20 , while the annular element 17 is non-rotatably connected to the axially directed wall 22 of the output part 3 via profiles 21 . The axially directed wall 22 is connected on the one hand to the wall 23 and on the other hand to the hub disk 24 , the wall 23 and at least part of the axially directed wall 22 in the area 6 extending through the axially extending area, the wall 8 and the axial section 9 of the input part 2 immerse the space formed.
Die Nabenscheibe 24 ist radial innen mit der Nabe 4 verbunden, die im vorliegenden Beispiel aus Kunststoff ausgeführt ist. Die Nabe 4 und somit die gesamte Triebscheibe 1 sind über ein Befestigungselement 25, hier in Form einer Schraube, mit der Welle 5 des anzutreibenden Aggregates verbunden.The hub disk 24 is connected radially on the inside to the hub 4 , which in the present example is made of plastic. The hub 4 and thus the entire drive pulley 1 are connected to the shaft 5 of the unit to be driven via a fastening element 25 , here in the form of a screw.
In dem durch Teile des Eingangsteils 2 und des Ausgangsteil 3 gebildeten Raum 26 ist der Überlastschutz 15 angeordnet. Die Kraftspeicher 19 stützen sich einerseits an der Wandung 23 des Ausgangsteils 3 ab, und beaufschlagen andererseits das ringförmige Element 17 mit einer Axialkraft, wodurch die Kugeln 18, wie dies auch aus Fig. 2 hervorgeht, in Vertiefungen 27 und 28 gedrückt werden, die in den ringförmigen Elementen 16 und 17 vorgesehen sind. Die Vertiefungen 27 und 28 besitzen, wie aus der Abwicklung gemäß Fig. 2 hervorgeht, jeweils an einer in Umfangsrichtung gelegenen Seite Rampen 29 und 30.The overload protection 15 is arranged in the space 26 formed by parts of the input part 2 and the output part 3 . The energy accumulators 19 are supported on the one hand on the wall 23 of the output part 3 , and on the other hand act on the annular element 17 with an axial force, as a result of which the balls 18 , as can also be seen in FIG. 2, are pressed into depressions 27 and 28 which are in the annular elements 16 and 17 are provided. As can be seen from the development according to FIG. 2, the depressions 27 and 28 each have ramps 29 and 30 on a side located in the circumferential direction.
Bei einer Verdrehung beziehungsweise einem Antrieb des Eingangsteils 2 entgegen dem Uhrzeigersinn wird über die Profilierung 20 auf das ringförmige Element 16 eine Kraft in Richtung des Pfeils 31 aufgebracht. Diese Antriebskraft wirkt die aus dem Widerstand des anzutreibenden Aggregates resultierende Kraft in Richtung des Pfeils 32 entgegen, wobei das ringförmige Element 17 und mit ihm über die Profilierungen 21 das Ausgangsteil 3 so lange in Umfangsrichtung mit angetrieben wird, wie der Verdrehwiderstand des anzutreibenden Aggregates nicht ein bestimmtes Maß überschreitet.When the input part 2 is rotated or driven counterclockwise, a force in the direction of arrow 31 is applied to the annular element 16 via the profiling 20 . This driving force counteracts the force resulting from the resistance of the unit to be driven in the direction of arrow 32 , the annular element 17 and with it, via the profiles 21, the output part 3 being driven in the circumferential direction for as long as the rotational resistance of the unit to be driven is not certain dimension exceeds.
Bei einem Defekt in dem anzutreibenden Aggregat und einem daraus sich ergebenden erhöhten Verdrehwiderstand, beziehungsweise bei einem Stillstand des Aggregats bei laufendem Motor und deshalb angetriebener Triebscheibe 1, wird die Verdrehung des ringförmigen Elementes 17 verhindert, während das ringförmige Element 16 sich weiterhin in Richtung des Pfeils 31 verdreht beziehungsweise bewegt. So bewegen sich die ringförmigen Elemente 16 und 17 relativ zueinander, wodurch die Kugeln 18 auf die Rampen 29 und 30 gedrängt werden und so den axial wirkenden Kraftspeicher 19 spannen, da das ringförmige Element in Richtung des Pfeils 33 auf die Wandung 8 zu gedrängt wird. Übersteigt die aus der Verdrehung der ringförmigen Elemente 16 und 17 zueinander resultierende Axialkraft in Richtung des Pfeils 33 die Federkraft des axial wirkenden Kraftspeichers 19, so werden die ringförmigen Elemente 16 und 17 soweit auseinander gedrängt, daß die Kugeln 18 aus ihren Vertiefungen 27, 28 herausbewegt werden und in eine weitere Vertiefung 34 eintauchen können. Diese Vertiefung 34 im ringförmigen Element 16 ist dabei so ausgelegt, daß die Kugel 18 so weit in sie axial eintauchen kann, daß zwischen den ringförmigen Elementen 16 und 17 praktisch keine Kraft mehr übertragbar ist, wodurch das Eingangsteil 2 vom Ausgangsteil 3 getrennt wird. Auf diese Weise wird das defekte anzutreibende Aggregat vom Antriebsmittel, beispielsweise einem Keilrippenriemen, getrennt, wodurch der gesamte Riementrieb geschützt wird. Ein Antrieb des anzutreibenden Aggregates über die Welle 5 ist damit nicht mehr möglich; die Momentübertragung ist dauerhaft unterbrochen.In the event of a defect in the unit to be driven and a resultant increased torsional resistance, or when the unit is at a standstill with the engine running and therefore driven drive pulley 1 , the ring-shaped element 17 is prevented from rotating while the ring-shaped element 16 continues to move in the direction of the arrow 31 twisted or moved. Thus, the ring-shaped elements 16 and 17 move relative to one another, as a result of which the balls 18 are pushed onto the ramps 29 and 30 and thus tension the axially acting energy accumulator 19 , since the ring-shaped element is pushed towards the wall 8 in the direction of the arrow 33 . If the axial force resulting from the rotation of the annular elements 16 and 17 relative to one another in the direction of arrow 33 exceeds the spring force of the axially acting energy accumulator 19 , the annular elements 16 and 17 are pushed apart so far that the balls 18 are moved out of their recesses 27 , 28 and can dive into a further recess 34 . This recess 34 in the annular element 16 is designed so that the ball 18 can immerse it axially so far that practically no force can be transmitted between the annular elements 16 and 17 , whereby the input part 2 is separated from the output part 3 . In this way, the defective unit to be driven is separated from the drive means, for example a V-ribbed belt, whereby the entire belt drive is protected. It is no longer possible to drive the unit to be driven via shaft 5 ; the torque transmission is interrupted permanently.
Die Nabe 4 kann, wie im dargestellten Beispiel, aus Kunststoff gebildet sein, wodurch sich gegebenenfalls schwingungstechnische Vorteile ergeben. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, die Nabe 4 aus Metall zu formen, wobei auch Nabenscheibe 24 und Nabe 4 einteilig ausgeführt sein können. Die ringförmigen Elemente 16 und 17 können sowohl aus einem metallischen Werkstoff als auch aus Kunststoff hergestellt werden, wobei letzterer den Vorzug aufweist, beispielsweise bei Anwendung eines Spritzgußverfahrens, eine kostengünstige Fertigung zu ermöglichen.As in the example shown, the hub 4 can be formed from plastic, which may result in advantages in terms of vibration technology. However, it is readily possible to form the hub 4 from metal, wherein the hub disk 24 and the hub 4 can also be made in one piece. The ring-shaped elements 16 and 17 can be produced both from a metallic material and from plastic, the latter having the advantage of enabling cost-effective production, for example when using an injection molding process.
Bei einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Triebscheibe 101 entsprechend den Fig. 3 bis 7 ist der Überlastschutz 115 zwischen dem Eingangsteil 102 und Ausgangsteil 103 durch eine Rutschkupplung 135 gebildet. Die Rutschkupplung 135 umfaßt ein Rutschelement 136 sowie einen axial wirksamen Kraftspeicher 119. Der Kraftspeicher 119, der hier durch eine Tellerfeder gebildet ist, stützt sich an der Wandung 108 ab und beaufschlagt das Rutschelement 136 mit einer Axialkraft, die dieses an die Wandung 137 andrückt. Zwischen dem Rutschelement 136 und der Wandung 137 kann, falls erforderlich, eine Reibscheibe 138 angeordnet sein, die entweder mit der Wandung 137 oder mit dem Rutschelement 136 verbunden sein oder auch verdrehbar zu beiden angeordnet werden kann. An der axial gegenüberliegenden Seite des Rutschelements 136 kann in gleicher Weise eine Reibscheibe 139 angeordnet werden, die unter Zwischenlage der Stützscheibe 140 vom in Axialrichtung wirksamen Kraftspeicher 119 beaufschlagt wird. Auf diese Weise wird das Rutschelement 136 im Eingangsteil 102 verspannt gehalten und ist gegenüber diesem nur mit einem durch die Reibpaarungen und die Axialkraft des Kraftspeichers 119 bestimmten übertragbaren Moment gegenüber dem Eingangsteil 102 verdrehbar. In an embodiment of a drive pulley 101 according to FIGS. 3 to 7, the overload protection 115 between the input part 102 and output part 103 is formed by a slip clutch 135 . The slip clutch 135 comprises a slip element 136 and an axially active energy accumulator 119 . The energy accumulator 119 , which is formed here by a plate spring, is supported on the wall 108 and acts on the sliding element 136 with an axial force which presses it against the wall 137 . If necessary, a friction disk 138 can be arranged between the slide element 136 and the wall 137 , which can either be connected to the wall 137 or to the slide element 136 or can also be arranged rotatably with respect to both. In the same way, a friction disk 139 can be arranged on the axially opposite side of the sliding element 136 , which is acted upon by the force accumulator 119 acting in the axial direction with the interposition of the support disk 140 . In this manner, the slip element is held clamped in the input part 102 136 and is rotatable with respect thereto only with a particular by the friction pairings and the axial force of the energy accumulator 119 transmissible torque from the input part 102nd
Im Rutschelement 136 sind in Umfangsrichtung wirksame Kraftspeicher 141 in Form von Schraubenfedern vorgesehen, die Bestandteil der Dämpfungseinrichtung 142 sind. Die Kraftspeicher 141 stützten sich in Umfangsrichtung einerseits an Beaufschlagungsbereichen 143 des Rutschelementes 136 ab und beaufschlagen andererseits in Axialrichtung weisende Arme 144 der Nabenscheibe 124. Wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, ragen die axial gerichteten Arme 144 in Aussparungen 145 des Rutschelementes 136. Diese Aussparungen 145 lassen eine Verdrehung der in Axialrichtung weisenden Arme 144 und somit des Ausgangsteils 103 gegenüber dem Rutschelement 136 zu. Bei einer Verdrehung zwischen Rutschelement 136 und Nabenscheibe 124 werden die Kraftspeicher 141 komprimiert und tragen so zur Schwingungsdämpfung beziehungsweise Schwingungsisolation bei. Die Aussparungen 145 weisen eine größere Erstreckung in Umfangsrichtung auf als die axial gerichteten Arme 144, und legen so den möglichen Verdrehwinkel zwischen Nabenscheibe 124 und Rutschelement 136 fest. Nach Aufbrauchen des Spiels in Umfangsrichtung schlagen die axial gerichteten Arme an die Enden der Aussparungen an und bewirken so eine Verdrehung des Rutschelementes 136 zum Eingangsteil 102, wobei das zwischen diesen beiden Teilen übertragbare Moment durch die Rutschkupplung 135 bestimmt wird. In the circumferential direction, effective energy stores 141 in the form of helical springs are provided in the slide element 136 and are part of the damping device 142 . The power-assisted memory 141 in the circumferential direction on the one hand to supply regions 143 of the slide member 136, and act on the other hand in the axial direction facing arms 144 of the hub disc 124th As can be seen in particular from FIG. 4, the axially directed arms 144 protrude into recesses 145 of the slide element 136 . These recesses 145 allow the axially pointing arms 144 and thus the output part 103 to be rotated relative to the sliding element 136 . When the slide element 136 and the hub disk 124 are twisted, the force accumulators 141 are compressed and thus contribute to vibration damping or vibration isolation. The recesses 145 have a greater extent in the circumferential direction than the axially directed arms 144 , and thus define the possible angle of rotation between the hub disk 124 and the slide element 136 . After the play in the circumferential direction has been used up, the axially directed arms abut the ends of the cutouts and thus cause the sliding element 136 to rotate relative to the input part 102 , the torque that can be transmitted between these two parts being determined by the sliding clutch 135 .
Der Wirkung der Kraftspeicher 141 parallel geschaltet ist eine durch die Reibeinrichtung 146 erzeugte Reibungshysterese. Diese dient zur Schwingungsdämpfung und besteht aus einem in Axialrichtung wirksamen Federelement, das zwischen Eingangsteil 102 und Ausgangsteil 103 axial verspannt ist und im dargestellten Ausführungsbeispiel sich unter Zwischenlage eines Reibrings 147 an der Nabenscheibe 124 axial abstützt. Weiterhin verfügt die Triebscheibe 101 über eine Abdeckung 148, die neben ihrer Funktion als Verschmutzungsschutz auch zur Minderung des von der Triebscheibe ausgehenden Geräusches beitragen kann.A friction hysteresis generated by the friction device 146 is connected in parallel with the action of the energy stores 141 . This serves to dampen vibrations and consists of an axially effective spring element which is axially clamped between the input part 102 and the output part 103 and in the illustrated embodiment is axially supported on the hub disk 124 with the interposition of a friction ring 147 . Furthermore, the drive pulley 101 has a cover 148 which, in addition to its function as protection against contamination, can also help to reduce the noise emitted by the drive pulley.
In den Fig. 5 und 6 ist das Ausgangsteil 103 als Einzelteil dargestellt, wobei in dieser Ausführungsform die Nabenscheibe 124 aus Metall und die Nabe beziehungsweise der Nabenkörper 104 aus Kunststoff hergestellt sind.In FIGS. 5 and 6, the output portion 103 is shown as an individual part, wherein the hub plate 124 made of metal and the hub of the hub body 104 are made of plastic or in this embodiment.
Die in Fig. 7 dargestellte Triebscheibe 101 weist, abweichend von der in Fig. 3 dargestellten Triebscheibe, keine Abdeckung 148 auf. Außerdem ist bei diesem Beispiel das Ausgangsteil 103 durch eine Nabenscheibe 124 und eine ebenfalls aus Metall ausgebildeten Nabe 104 gebildet.The drive pulley 101 shown in FIG. 7, unlike the drive pulley shown in FIG. 3, has no cover 148 . In addition, in this example, the output part 103 is formed by a hub disk 124 and a hub 104 likewise made of metal.
In den Fig. 8 bis 10 ist eine Triebscheibe 201 dargestellt mit in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern 241, die in diesem Ausführungsbeispiel durch vier ineinandergelegte Spiralfedern gebildet sind. Die zwischen Eingangsteil 202 und Ausgangsteil 203 angeordneten Spiralfedern 241 sind mit ihrem einen Ende in Vertiefungen 249 des Eingangsteils 202 und in Vertiefungen 250 des Ausgangsteils 203 angeordnet. Die Vertiefungen oder Nuten 250 sind dabei mit im wesentlichen geraden Flanken versehen, wohingegen die Vertiefungen 249 Schrägen 251 aufweisen, die mit den entsprechend ausgebildeten Enden der Spiralfedern 241 zusammenwirken.In Figs. 8 to 10, a drive pulley 201 is shown with effective power saving in the circumferential direction 241, which are formed in this embodiment by four interconnected Laid spiral springs. The coil springs 241 arranged between the input part 202 and the output part 203 are arranged with one end in recesses 249 of the input part 202 and in recesses 250 of the output part 203 . The depressions or grooves 250 are provided with essentially straight flanks, whereas the depressions 249 have bevels 251 which cooperate with the correspondingly designed ends of the spiral springs 241 .
Bei einer Verdrehung zwischen Eingangsteil 202 und Ausgangsteil 203 wird jede einzelne der Spiralfedern 241 abhängig von der Relativverdrehrichtung entweder weiter zusammengezogen oder aufgeweitet. Diese Formänderung der Spiralfedern 241 und die damit verbundene Federwirkung beziehungsweise Rückstellwirkung findet so lange statt, bis ein vorher festgelegtes Grenzdrehmoment erreicht ist. Bei Erreichen dieses Grenzdrehmomentes gleiten die im vorliegenden Beispiel mit dem Eingangsteil 202 zusammenwirkenden Federenden an den Schrägen 251 ab, so daß die Federenden aus den Vertiefungen 249 herausgedrückt werden und der dort vorhandene Formschluß aufgehoben wird. In diesem Zustand sind Eingangsteil 202 und Ausgangsteil 203 zueinander praktisch frei bewegbar und somit voneinander "entkoppelt". Fällt das Drehmoment zwischen Eingangsteil 202 und Ausgangsteil 203 wieder unter den Wert des Grenzdrehmoments zurück, so können sich die Federenden wieder in die Vertiefungen 249 "einklinken", wodurch Eingangsteil 202 und Ausgangsteil 203 wieder aneinander gekoppelt werden. In diesem Zustand ist wieder ein Antreiben des mit der Riemenscheibe beziehungsweise Triebscheibe 201 gekoppelten Nebenaggregats möglich. Das Grenzdrehmoment ergibt sich bei einer derartigen Ausführungsform beispielsweise aus der auf die Spiralfedern 241 einwirkenden Fliehkraft, die wiederum von der Drehzahl abhängig ist, der Materialpaarung, die den Reibwert festlegt, und der Ausführung der Schrägen 251.In the event of a rotation between the input part 202 and the output part 203 , each of the spiral springs 241 is either contracted further or expanded, depending on the direction of relative rotation. This change in shape of the coil springs 241 and the associated spring action or restoring action takes place until a predetermined torque limit is reached. When this limit torque is reached, the spring ends interacting with the input part 202 in the present example slide off on the bevels 251 , so that the spring ends are pressed out of the recesses 249 and the positive engagement present there is canceled. In this state, input part 202 and output part 203 can be moved practically freely with respect to one another and are thus “decoupled” from one another. If the torque between the input part 202 and the output part 203 falls back below the value of the limit torque, the spring ends can "catch" again in the recesses 249 , as a result of which the input part 202 and the output part 203 are coupled to one another again. In this state, it is possible to drive the auxiliary unit coupled to the belt pulley or drive pulley 201 . In such an embodiment, the limit torque results, for example, from the centrifugal force acting on the spiral springs 241 , which in turn is dependent on the speed, the material pairing that determines the coefficient of friction, and the design of the bevels 251 .
Bei der in den Fig. 11 und 12 gezeigten Triebscheibe 301 sind zwischen dem Rutschelement 336 und dem Stützring 352 Kugeln 318 angeordnet, die durch den hier als Tellerfeder ausgeführten axial wirksamen Kraftspeicher 319 in kalottenförmige Ausnehmungen 327, 328 des Rutschelementes 336 und des Stützringes 352 gedrängt werden. Zwischen dem Rutschelement 336 und der Nabenscheibe 324 sind in Umfangsrichtung wirksame Kraftspeicher 341 vorgesehen, die wiederum der Schwingungsisolation dienen.In the drive pulley 301 shown in FIGS . 11 and 12, balls 318 are arranged between the slide element 336 and the support ring 352, which balls are pushed into dome-shaped recesses 327 , 328 of the slide element 336 and the support ring 352 by the axially effective energy store 319 , which is designed here as a plate spring will. Between the slide element 336 and the hub disk 324 , effective energy stores 341 are provided in the circumferential direction, which in turn serve to isolate the vibrations.
Bei Überschreitung eines Grenzdrehmomentes werden die Kugeln 318 entgegen der Wirkung der Tellerfeder 319 aus ihren kalottenartigen Vertiefungen 327 und 328 herausgedrückt und verlagern sich unter Fliehkrafteinwirkung nach radial außen in die Ausnehmungen 353. Im radialen Bereich dieser Ausnehmung 353 ist im Stützring 352 eine glatte Oberfläche ohne Kalotten vorgesehen, so daß sich die Kugeln 318 zwischen dem Rutschelement 336 und dem Stützring 352 abwälzen können. Der Überlastschutz 315 ist hier also praktisch als "kugelgelagerte Rutschkupplung" ausgeführt. Im vorliegenden Beispiel sind sowohl das Rutschelement 336 als auch der Stützring 352 und das Ausgangsteil 303 aus Kunststoff gebildet, wobei die als Schraubenfedern ausgeführten in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeicher 341 in entsprechenden Ausnehmungen des Rutschelementes 336 und des Ausgangsteils 303 aufgenommen sind.When a limit torque is exceeded, the balls 318 are pressed out of their dome-like depressions 327 and 328 against the action of the plate spring 319 and are displaced radially outward into the recesses 353 under the influence of centrifugal force. In the radial region of this recess 353 , a smooth surface without calottes is provided in the support ring 352 , so that the balls 318 can roll between the slide element 336 and the support ring 352 . The overload protection 315 is practically designed here as a "ball-bearing slip clutch". In the present example, both the slide element 336 and the support ring 352 and the output part 303 are formed from plastic, the energy stores 341 , which are designed as helical springs, which are effective in the circumferential direction being accommodated in corresponding recesses in the slide element 336 and the output part 303 .
Fig. 13 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Triebscheibe auf die die vorliegenden Erfindungsgedanken anwendbar sind. Fig. 13 shows the basic structure of a drive pulley to which the present inventive concepts are applicable.
Die in den Fig. 14 und 15 dargestellte Triebscheibe 401 entspricht im wesentlichen der in den Fig. 3 bis 7 dargestellten Ausführungsform, wobei hier jedoch der Reibring 438 eine besondere Ausgestaltung aufweist. Der Reibring 438 ist untergliedert in den Reibringgrundkörper 454, der im wesentlichen kreisringförmig ausgeführt ist, und in einem Bereich mit axial vorstehenden Nocken 455, die mit dem Reibringgrundkörper 454 einteilig ausgebildet sind. Der hier gezeigte Reibring 438 besteht aus Kunststoff und läßt sich so beispielsweise durch ein Spritzgußverfahren wirtschaftlich herstellen. Der Reibring 438 wird durch die Kraft des axial wirksamen Kraftspeichers 419, der hier wiederum als Tellerfeder ausgeführt ist, gegen die Wandung 437 gedrückt. Bei einer Relativverdrehung zwischen dem Reibring 438 und der Wandung 437 stützen sich lediglich die Nocken 455 an der Wandung 437 ab und reduzieren so die Gleitfläche. Auch hier tritt der Überlastschutz 415 in Funktion, wenn die Rutschkupplung 435 oberhalb eines bestimmten Grenzdrehmoments durchzurutschen beginnt. Bei dieser Relativbewegung zwischen Reibring 438 und Wandung 437 tritt zunächst Verschleiß an den Nocken 455 auf, wodurch sich bei zunehmendem Verschleiß die Tellerfeder 419 entspannt. Bei weiter zunehmendem Verschleiß werden die Nocken 455 so lange abgeschliffen, bis der Reibringgrundkörper 454 in Kontakt mit der Wandung 437 kommt und sich somit die Reibfläche wieder vergrößert. Durch die Entspannung des axial wirkenden Kraftspeichers 419 ist jedoch die durch ihn bewirkte Reibkraft bereits entsprechend reduziert.The drive pulley 401 shown in FIGS. 14 and 15 essentially corresponds to the embodiment shown in FIGS. 3 to 7, but here the friction ring 438 has a special configuration. The friction ring 438 is subdivided into the friction ring main body 454 , which is of essentially circular design, and in an area with axially protruding cams 455 , which are formed in one piece with the friction ring main body 454 . The friction ring 438 shown here is made of plastic and can be produced economically, for example, by an injection molding process. The friction ring 438 is pressed against the wall 437 by the force of the axially active energy accumulator 419 , which in turn is designed here as a plate spring. In the event of a relative rotation between the friction ring 438 and the wall 437 , only the cams 455 are supported on the wall 437 and thus reduce the sliding surface. Here, too, the overload protection 415 comes into operation when the slip clutch 435 begins to slip above a certain limit torque. During this relative movement between the friction ring 438 and the wall 437 , wear first occurs on the cams 455 , as a result of which the plate spring 419 relaxes with increasing wear. With further increasing wear, the cams 455 are ground down until the friction ring base body 454 comes into contact with the wall 437 and the friction surface thus increases again. By relaxing the axially acting energy accumulator 419 , however, the frictional force caused by it is already reduced accordingly.
In den Fig. 16 und 17 ist eine weitere erfindungsgemäße Triebscheibe 501 dargestellt. Das Eingangsteil 502 und das Ausgangsteil 503 sind wiederum über in Umfangsrichtung wirksame Kraftspeicher 541, die im vorliegenden Fall durch Schraubenfedern gebildet sind, drehelastisch miteinander gekoppelt. Der Wirkung dieser Kraftspeicher 541 ist die durch die Reibeinrichtung 546 erzeugte Reibungshysterese parallel geschaltet. Der Überlastschutz 515 wird bei dieser Ausführungsform durch über den Umfang verteilte, zwei axial nebeneinander liegende Kugeln 518 beinhaltende Kugelpaare gebildet, die unter dem Einfluß des axial wirkenden Kraftspeichers 519 zwischen dem ringförmigen Element 516 und der Wandung 537 eingespannt sind. Hierfür hat das ringförmige Element 516 Ausnehmungen beziehungsweise Bohrungen 528 und die Wandung 515 Ausnehmungen beziehungsweise Bohrungen 527. Zwischen dem ringförmigen Element 516 und der Wandung 537 werden die Kugeln 518 durch das Element 536 geführt.In Figs. 16 and 17, a further drive wheel 501 according to the invention is shown. The input part 502 and the output part 503 are in turn coupled to one another in a rotationally elastic manner via force accumulators 541 effective in the circumferential direction, which in the present case are formed by coil springs. The friction hysteresis generated by the friction device 546 is connected in parallel with the effect of this energy store 541 . In this embodiment, the overload protection 515 is formed by pairs of balls distributed over the circumference and containing two axially adjacent balls 518 , which are clamped between the annular element 516 and the wall 537 under the influence of the axially acting energy accumulator 519 . For this purpose, the annular element 516 has recesses or bores 528 and the wall 515 has recesses or bores 527 . The balls 518 are guided through the element 536 between the annular element 516 and the wall 537 .
Bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments tritt der Überlastschutz dadurch in Funktion, daß die Wandung 537 und das ringförmige Element 516 zueinander relativ verdreht werden, wodurch die Kugeln entgegen der Vorspannkraft des axial wirksamen Kraftspeichers 519 aus den Vertiefungen 527 und 528 gedrückt werden, so daß das Antriebsteil oder Eingangsteil 502 und das Ausgangsteil 503 voneinander entkoppelt werden.When a limit torque is exceeded, the overload protection comes into operation in that the wall 537 and the annular element 516 are rotated relative to one another, as a result of which the balls are pressed out of the recesses 527 and 528 against the pretensioning force of the axially active force accumulator 519 , so that the drive part or Input part 502 and the output part 503 are decoupled from each other.
Die in den Fig. 18 und 19 dargestellte Triebscheibe 601 ist im wesentlichen mit der in den Fig. 16 und 17 dargestellten vergleichbar, wobei die Kugeln 618 nicht unmittelbar axial aneinander anliegen, sondern durch das Element 636 voneinander getrennt sind. Auch hier werden die Kugeln 618 durch den axial wirksamen Kraftspeicher 619 in Vertiefungen fixiert bis bei einer Verdrehung zwischen dem Eingangsteil 602 und dem Ausgangsteil 603 ein bestimmtes Grenzdrehmoment überschritten wird. Nach Überschreiten dieses Grenzdrehmomentes werden die Kugeln 618 entgegen der Wirkung der Tellerfeder 619 aus ihren Vertiefungen gedrückt und somit Eingangsteil 602 und Ausgangsteil 603 voneinander getrennt. Auch die hier dargestellte Ausführungsform weist in Umfangsrichtung wirksame Kraftspeicher 641 auf, die der Schwingungsisolation dienen. The drive pulley 601 shown in FIGS. 18 and 19 is essentially comparable to that shown in FIGS. 16 and 17, wherein the balls 618 do not abut one another directly axially, but are separated from one another by the element 636 . Here, too, the balls 618 are fixed in recesses by the axially active energy store 619 until a certain limit torque is exceeded when the input part 602 and the output part 603 are rotated. After this limit torque has been exceeded, the balls 618 are pressed out of their depressions against the action of the plate spring 619 and the input part 602 and output part 603 are thus separated from one another. The embodiment shown here also has force accumulators 641 which are effective in the circumferential direction and are used for vibration isolation.
Die in Fig. 20 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Triebscheibe 701 umfaßt wiederum zwischen Eingangsteil 702 und Ausgangsteil 703 angeordnete, in Umfangsrichtung wirksame Kraftspeicher 741, die der Schwingungsisolation dienen. Hierzu stützen sich die Kraftspeicher 741 einerseits an der Nabenscheibe 724 ab, während sie andererseits zwischen den beidseits der Nabenscheibe 724 angeordneten Seitenscheiben 756 und 757 abgestützt und aufgenommen sind. Radial außerhalb der Kraftspeicher sind in Ausnehmungen der Seitenscheiben 756, 757 Kugeln 718 angeordnet, die durch die Federkraft des axial wirksamen Kraftspeichers 719 und die Stützscheibe 740 in Ausnehmungen 727 der Wandung 737 gedrückt werden und so den Überlastschutz 715 bilden. Bei Erreichen eines Grenzdrehmomentes bei einer Relativverdrehung zwischen Eingangsteil 702 und Ausgangsteil 703 werden die Kugeln 718 entgegen der Federkraft der Tellerfeder 719 aus diesen Ausnehmungen oder Bohrungen 727 gedrängt, wodurch wiederum das Eingangsteil 702 vom Ausgangsteil 703 abgekoppelt wird.The embodiment of a drive pulley 701 according to the invention shown in FIG. 20 in turn comprises, in the circumferential direction, force accumulators 741 which are arranged between the input part 702 and the output part 703 and which serve to isolate the vibrations. For this purpose, the energy accumulators 741 are supported on the one hand on the hub disk 724 , while on the other hand they are supported and received between the side disks 756 and 757 arranged on both sides of the hub disk 724 . Radially outside the energy accumulators, balls 718 are arranged in recesses in the side disks 756 , 757 , which are pressed into the recesses 727 of the wall 737 by the spring force of the axially active energy accumulator 719 and the support disk 740 and thus form the overload protection 715 . When a limit torque is reached during a relative rotation between the input part 702 and the output part 703 , the balls 718 are pushed out of these recesses or bores 727 against the spring force of the plate spring 719 , which in turn decouples the input part 702 from the output part 703 .
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.The claims submitted with the application are drafted strikes without prejudice for obtaining further patent protection. The The applicant reserves the right to add more, so far only in the description and / or Drawings to claim disclosed features.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.Relationships used in subclaims point to further training the subject of the main claim by the features of the respective towards subclaim; they are not considered a waiver of achieving one independent, objective protection for the characteristics of the back-related To understand subclaims.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfin dungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.However, the subjects of these subclaims also form independent inventions dungen, which is one of the objects of the preceding subclaims have independent design.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Ausführungsbeispiele der Beschreibung be schränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kom binationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Ab wandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeich nungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten erfinde risch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.The invention is also not based on the exemplary embodiments of the description limits. Rather, numerous changes and modifications are within the scope of the invention Modifications possible, especially such variants, elements and comm combinations and / or materials, for example by combination or Ab conversion of individuals in conjunction with those in the general description and embodiments and the claims described and in the drawing inventions contained features or elements or process steps and are combinable features to a new item or lead to new process steps or process step sequences, also insofar as they Manufacturing, testing and working procedures concern.
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