DE102010011831B4

DE102010011831B4 - Triebrad

Info

Publication number: DE102010011831B4
Application number: DE102010011831.1A
Authority: DE
Inventors: Marcelino Alonso; Uwe Michael; Norbert Bethke
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2021-12-30
Anticipated expiration: 2030-03-19
Also published as: DE102010011831A1

Abstract

Triebrad (1) eines Zugmitteltriebs einer Brennkraftmaschine, umfassend ein mit dem Zugmittel in Eingriff stehendes Antriebsrad (5), eine darin aufgenommene Nabe (4) und eine Freilaufkupplung, die mittels zwischen dem Antriebsrad (5) und der Nabe (4) angeordneten Sperrkörpern (6) eine Relativverdrehung des Antriebsrads (5) gegenüber der Nabe (4) in einer Drehrichtung zulässt und in der anderen Drehrichtung sperrt und die einen auf der Nabe (4) befestigten Innenring (2) aufweist, an dessen Außenumfang die Sperrkörper (6) angreifen und der einen radial nach außen gerichteten Bord (15) aufweist, dessen Stirnfläche gegen eine am Antriebsrad (5) abgestützte Anlauffläche (21) axial anschlägt, wobei die Anlauffläche (21) aus verschleißbeständigem Polymerwerkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Anlauffläche (21) um eine Oberfläche einer Ringscheibe (22) handelt, die zwischen einem radial nach innen gerichteten, dem Bord (15) axial gegenüberliegenden Vorsprung (23) des Antriebsrads (5) und dem Bord (15) eingelegt ist und die entweder aus dem Polymerwerkstoff besteht oder mit dem Polymerwerkstoff beschichtet ist.

Description

Triebrad
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Triebrad eines Zugmitteltriebs einer Brennkraftmaschine. Das Triebrad umfasst ein mit dem Zugmittel in Eingriff stehendes Antriebsrad, eine darin aufgenommene Nabe und eine Freilaufkupplung, die mittels zwischen dem Antriebsrad und der Nabe angeordneten Sperrkörpern eine Relativverdrehung des Antriebsrads gegenüber der Nabe in einer Drehrichtung zulässt und in der anderen Drehrichtung sperrt und die einen auf der Nabe befestigten Innenring aufweist, an dessen Außenumfang die Sperrkörper angreifen und der einen radial nach außen gerichteten Bord aufweist, dessen Stirnfläche gegen eine am Antriebsrad abgestützte Anlauffläche axial anschlägt, wobei die Anlauffläche aus verschleißbeständigem Polymerwerkstoff besteht.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Triebrad findet typischerweise Verwendung im Nebenaggregate-Riementrieb der Brennkraftmaschine, nämlich als von der Kurbelwelle angetriebenes Riemenrad des Generators, und ist aus der DE 195 11 188 A1 bekannt. Die im Triebrad integrierte Freilaufkupplung überträgt im gesperrten Zustand lediglich das (positive) Antriebsmoment von der Kurbelwelle auf die Generatorwelle, während die Übertragung eines (negativen) Bremsmoments bei dann gelöstem Freilauf nicht möglich ist. Mit anderen Worten kann die Generatorwelle schneller als das Antriebsrad des Triebrads rotieren, so dass Drehschwingungen der antreibenden Kurbelwelle in deutlich reduziertem Umfang auf den Generator übertragen werden.
Wie es aus der genannten Druckschrift ebenfalls bekannt ist, kann das Triebrad auch als antreibendes Riemenrad auf der Kurbelwelle vorgesehen sein. In diesem Fall ist die Freilaufkupplung bezüglich der zugelassenen Relativverdrehung so zu konfigurieren, dass das den Riementrieb antreibende Antriebsrad schneller als die Kurbelwelle rotieren kann.
Ein gattungsgemäßes Triebrad ist aus der JP 2000 - 283 267 A bekannt.
Ein weiteres Triebrad geht aus der DE 20 2007 003 925 U1 hervor.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Triebrad der eingangs genannten Art im Hinblick auf dessen Lebensdauer weiter zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach soll es sich bei der Anlauffläche um eine Oberfläche einer Ringscheibe handeln, die zwischen einem radial nach innen gerichteten, dem Bord axial gegenüberliegenden Vorsprung des Antriebsrads und dem Bord eingelegt ist und die entweder aus dem Polymerwerkstoff besteht oder mit dem Polymerwerkstoff beschichtet ist.
Die Anlauffläche soll insbesondere aus hoch verschleiß- und temperaturbeständigem Polyetheretherketon, kurz PEEK bestehen. Abweichend vom bekannten Stand der Technik, bei dem die beiden Kontaktpartner Bord der Innenhülse und Anlauffläche am Antriebsrad metallisch sind und typischerweise aus Stahlwerkstoff bestehen, verhindert die erfindungsgemäße Metall-Polymerwerkstoff-Kontaktpaarung auch bei hohen axialen Kontaktkräften einen metallischen Abrieb an den sich relativ zueinander verdrehenden Kontaktflächen und eine Verschleiß fördernde Kontamination des in der Freilaufkupplung umlaufenden Schmiermittels mit metallischem Abrieb, der zum vorzeitigen Ausfall des Triebrads führen kann.
Bei der Anlauffläche handelt es sich um die Oberfläche einer aus dem Polymerwerkstoff bestehenden Ringscheibe. Alternativ ist eine Ringscheibe aus Verbundwerkstoff wie bspw. Stahl-PEEK vorgesehen, die zumindest anlaufseitig mit dem Polymerwerkstoff bspw. mittels Umspritzung beschichtet ist.
Figurenliste
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich auch der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Triebrad im Längsschnitt;
2 die Ringscheibe gemäß 1 als Einzelteil und
3 die Einzelheit X gemäß 1.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Triebrad 1 für den Antrieb eines in einem Nebenaggregate-Riementrieb einer Brennkraftmaschine angeordneten Generators. Das Triebrad 1 umfasst als funktionelles Kernstück eine Freilaufkupplung mit einem Innenring 2 und einem Außenring 3, die als spanlos umgeformte Blechteile hergestellt sind. Der Innenring 2 ist auf einer Nabe 4 aufgepresst, während der Außenring 3 drehfest mit einem Antriebsrad 5 in Form einer Riemenscheibe verbunden ist. In dem zwischen Innenring 2 und Außenring 3 gebildeten Ringraum sind eine Reihe Sperrkörper 6 in Form von Klemmrollen und dazu beidseitig benachbart jeweils eine Reihe Wälzkörper 7 in Form von käfiggeführten Nadelrollen angeordnet. Die Klemmrollen 6 sind in einem Käfig 8 geführt und mittels Federn 9 gegenüber nicht sichtbaren Klemmrampen vorgespannt, die am Außenumfang des Innenrings 2 eingeformt sind. Der Außenring 3 ist im wesentlichen hülsenförmig ausgebildet und weist über seine gesamte Länge einen gleichbleibenden Innendurchmesser auf, wobei er Laufbahnen für die Nadelrollen 7 und die Klemmrollen 6 bildet.
Die Freilaufkupplung bildet somit einen Klemmrollenfreilauf mit integrierter Lagerung und bewirkt mit den Klemmrollen 6, dass eine Relativverdrehung des Antriebsrads 5 gegenüber der Nabe 4 in einer Drehrichtung zugelassen und in der anderen Drehrichtung gesperrt ist. Die zugelassene Relativverdrehung ist so orientiert, dass die in der Nabe 4 befestigte (nicht dargestellte) Generatorwelle in Antriebsrichtung des Generators schneller als das Antriebsrad 5 drehen, d.h. das Antriebsrad 5 überholen kann.
Zur Befestigung der Nabe 4 auf der Generatorwelle weist die Nabe 4 ein Innengewinde 10 und beabstandet dazu ein als Kerbverzahnung ausgebildetes Vielzahnprofil 11 zur Aufnahme eines Einschraubwerkzeugs auf. Das Triebrad 1 ist an dessen vom Generator abgewandten Ende mittels eines hier gestrichelt dargestellten Deckels 12 verschließbar, wobei der Deckel 12 in eine am Innenumfang des Antriebsrads 5 verlaufende Umfangsnut 13 eingeschnappt wird.
An dessen dem Generator abgewandten ersten Ende weist der Außenring 3 einen radial nach innen gerichteten ersten Bord 14 auf, der von einem radial nach außen gerichteten ersten Bord 15 des Innenrings 2 umgriffen wird. Ein generatorseitiger zweiter Bord 16 des Außenrings 3 hintergreift den Nadelkäfig 17. Ein zum zweiten Bord 16 benachbart verlaufender Radialdichtring 18 dient der Schmiermittelabdichtung der Freilaufkupplung.
Der Innenring 2 greift seitens des Generators mit einem radial nach innen gerichteten zweiten Bord 19 in einen ringförmigen Absatz 20 an der Nabe 4 ein. Wie es aus der vergrößerten Einzelheit X in 3 deutlich wird, schlägt die Stirnfläche des radial nach außen gerichteten ersten Bords 15 des Innenrings 2 bei Axialbelastung des Triebrads 1 gegen eine am Antriebsrad 5 abgestützte Anlauffläche 21 axial an. Bei der Anlauffläche 21 handelt es sich um die Oberfläche einer aus dem verschleißbeständigen Polymerwerkstoff PEEK bestehenden Ringscheibe 22, die als Einzelteil in 2 dargestellt ist. Zur axialen Abstützung der Ringscheibe 22 dient ein radial nach innen gerichteter und dem ersten Bord 15 axial gegenüberliegender Vorsprung 23 in Form einer Stahlscheibe, die in einem Absatz 24 des Antriebsrads 5 mittels einer Verstemmung 25 am Antriebsrad 5 befestigt ist (siehe 3). Die Schmiermittelabdichtung der Freilaufkupplung erfolgt hier ebenfalls über einen Radialdichtring 26, der an der Stahlscheibe 23 anvulkanisiert ist.
Bezugszeichenliste

1: Triebrad
2: Innenring
3: Außenring
4: Nabe
5: Antriebsrad
6: Sperrkörper / Klemmrolle
7: Wälzkörper / Nadelrolle
8: Käfig
9: Feder
10: Innengewinde
11: Vielzahnprofil
12: Deckel
13: Umfangsnut
14: erster Bord des Außenrings
15: erster Bord des Innenrings
16: zweiter Bord des Außenrings
17: Nadelkäfig
18: Radialdichtring
19: zweiter Bord des Innenrings
20: Absatz
21: Anlauffläche
22: Ringscheibe
23: Vorsprung / Stahlscheibe
24: Absatz
25: Verstemmung
26: Radialdichtring

Claims

Triebrad (1) eines Zugmitteltriebs einer Brennkraftmaschine, umfassend ein mit dem Zugmittel in Eingriff stehendes Antriebsrad (5), eine darin aufgenommene Nabe (4) und eine Freilaufkupplung, die mittels zwischen dem Antriebsrad (5) und der Nabe (4) angeordneten Sperrkörpern (6) eine Relativverdrehung des Antriebsrads (5) gegenüber der Nabe (4) in einer Drehrichtung zulässt und in der anderen Drehrichtung sperrt und die einen auf der Nabe (4) befestigten Innenring (2) aufweist, an dessen Außenumfang die Sperrkörper (6) angreifen und der einen radial nach außen gerichteten Bord (15) aufweist, dessen Stirnfläche gegen eine am Antriebsrad (5) abgestützte Anlauffläche (21) axial anschlägt, wobei die Anlauffläche (21) aus verschleißbeständigem Polymerwerkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Anlauffläche (21) um eine Oberfläche einer Ringscheibe (22) handelt, die zwischen einem radial nach innen gerichteten, dem Bord (15) axial gegenüberliegenden Vorsprung (23) des Antriebsrads (5) und dem Bord (15) eingelegt ist und die entweder aus dem Polymerwerkstoff besteht oder mit dem Polymerwerkstoff beschichtet ist.
Triebrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Polymerwerkstoff um Polyetheretherketon handelt.