DE102011013478A1

DE102011013478A1 - Crankshaft pulley

Info

Publication number: DE102011013478A1
Application number: DE201110013478
Authority: DE
Inventors: Peter Greb
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2011-10-06
Also published as: DE112011101221A5; WO2011124193A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit einem Riemenscheibenfreilauf. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Riemenscheibenfreilauf in der Kurbelwellenriemenscheibe mit einer durch einen Betätigungsfreilauf betätigbaren Kupplung kombiniert ist, durch die der Riemenscheibenfreilauf überbrückt werden kann.The invention relates to a crankshaft pulley for transmitting a torque between a crankshaft and a belt drive, with a pulley freewheel. The invention is characterized in that the freewheel pulley in the crankshaft pulley is combined with a clutch which can be actuated by an actuating freewheel and by means of which the freewheel pulley can be bridged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit einem Riemenscheibenfreilauf.The invention relates to a crankshaft pulley for transmitting a torque between a crankshaft and a belt drive, with a pulley freewheel.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 35 889 A1 ist eine Freilaufkupplung bekannt, die zwischen einer Riemenscheibe und einer Welle angeordnet ist. Die bekannte Freilaufkupplung eignet sich zum Antrieb eines Generators und ist Bestandteil einer Riemenscheibe, die zum Antrieb des Generators dient. Durch den Einsatz der Freilaufkupplung wird eine Eigendämpfung ermöglicht, so dass die Drehmomentübertragung des Zugmitteltriebs verbessert wird. Aus der europäischen Patentschrift EP 0 980 479 B1 ist ein Riemenantriebssystem mit einer Generatorverbindungsfreilaufkupplung bekannt, die eine Torsionswickelfeder und einen Einweg-Kupplungsmechanismus umfasst. Dadurch können die Antriebsdrehmomente der Generator-Riemenscheibe auf eine Nabe nachgiebig übertragen werden. Darüber hinaus kann die Riemenscheibe des Generators von der Nabe in eine Richtung abgekoppelt werden. Aus der deutschen Patentschrift DE 196 36 628 C1 ist ein Freilauf mit einem Klemmkörper bekannt, der durch eine sich in Umfangsrichtung eines Spalts erstreckende, elastisch verformte Spiralfeder gebildet ist. Aus der europäischen Patentschrift EP 0 782 674 B1 ist ein Kurbelwellenentkuppler mit einer richtungsgeschalteten Kupplung bekannt, die dazu dient, selektiv Rotationskräfte zwischen einer Einbaunabe und einer Riemenscheibe zu übertragen. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 029 351 A1 ist ein Triebrad zum Antreiben eines Nebenaggregats einer Brennkraftmaschine mit einer Dämpfungseinrichtung bekannt.From the German patent application DE 195 35 889 A1 An overrunning clutch is known which is arranged between a pulley and a shaft. The known overrunning clutch is suitable for driving a generator and is part of a pulley, which serves to drive the generator. By using the one-way clutch an internal damping is made possible, so that the torque transmission of the traction mechanism is improved. From the European patent EP 0 980 479 B1 For example, a belt drive system with a generator link freewheel clutch that includes a torsion coil spring and a one-way clutch mechanism is known. As a result, the driving torques of the generator pulley can be transmitted to a hub yielding. In addition, the generator pulley can be uncoupled from the hub in one direction. From the German patent DE 196 36 628 C1 is a freewheel with a clamping body is known, which is formed by an extending in the circumferential direction of a gap, elastically deformed coil spring. From the European patent EP 0 782 674 B1 a crankshaft decoupler with a directional clutch is known, which serves to selectively transmit rotational forces between a Einbauabe and a pulley. From the German patent application DE 10 2005 029 351 A1 a drive wheel for driving an accessory of an internal combustion engine with a damping device is known.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine bauraumneutrale Lösung für eine von der Kurbelwelle abkoppelbare Kurbelwellenriemenscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen. Dabei soll die erfindungsgemäße Kurbelwellenriemenscheibe insbesondere einen Start-Stopp-Betrieb, einen Standklima- und Generatorbetrieb, vorzugsweise mit einer Impulsstartmöglichkeit inklusive Kurbelwellentilger, und/oder Dämpfungen von Drehungleichförmigkeiten im Riementrieb, ermöglichen.The object of the invention is to provide a space-neutral solution for a decoupled from the crankshaft crankshaft pulley according to the preamble of claim 1. In this case, the crankshaft pulley according to the invention should in particular a start-stop operation, a stationary climate and generator operation, preferably with a pulse start possibility including Kurbelwellentilger, and / or damping of rotational irregularities in the belt drive, allow.

Die Aufgabe ist bei einer Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit einem Riemenscheibenfreilauf, dadurch gelöst, dass der Riemenscheibenfreilauf in der Kurbelwellenriemenscheibe mit einer durch einen Betätigungsfreilauf betätigbaren Kupplung kombiniert ist, durch die der Riemenscheibenfreilauf überbrückt werden kann. Der Riemenscheibenfreilauf ist zum Beispiel so ausgelegt, dass er sperrt, wenn sich die Kurbelwelle in Vorwärtsdrehrichtung dreht. Als Vorwärtsdrehrichtung wird zum Beispiel die Antriebsdrehrichtung der Kurbelwelle bezeichnet, wenn die Kurbelwelle durch eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs angetrieben ist. Der Riemenscheibenfreilauf hat eine Sperrrichtung. In der entgegengesetzten Drehrichtung wirkt der Freilauf. Durch die Erfindung wird eine kompakte Kurbelwellenriemenscheibe geschaffen, die den Einsatz eines Startergenerators und die Funktion einer Standklimatisierung ermöglicht, in welcher der Startergenerator die Kurbelwelle antreibt. Die erfindungsgemäße Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass sie keine separate Energieversorgung oder Ansteuerung einer Aktorik benötigt. Die Kurbelwellenriemenscheibe kann aufgrund ihrer Gestaltung zwei Grundzustände einnehmen. Der erste Grundzustand deckt die Betriebszustände Generatorbetrieb und Standklimatisierung ab. Der zweite Grundzustand dient zum Start des Verbrennungsmotors. Im ersten Grundzustand ist die Riemenscheibenspur beziehungsweise Riemenscheibe oder Riemenspur über den Riemenscheibenfreilauf mit der Kurbelwelle verbunden. Durch die Entkopplung in der Freilaufrichtung des Riemenscheibenfreilaufs kann von der Riemenscheibe oder Riemenscheibenspur kein Drehmoment auf die Kurbelwelle übertragen werden, wenn diese von dem Startergenerator über den Riementrieb angetrieben wird. Am Riementrieb ist zusätzlich ein Klimakompressor angeschlossen, so dass der Betriebszustand Standklimatisierung dargestellt werden kann. Um die Brennkraftmaschine, die auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird, im zweiten Grundzustand zu starten, wird der Riemenscheibenfreilauf mit der Kupplung überbrückt, damit der Startergenerator ein Drehmoment auf die Kurbelwelle übertragen kann.The object is achieved with a crankshaft pulley for transmitting a torque between a crankshaft and a belt drive, with a pulley freewheel, in that the pulley freewheel in the crankshaft pulley is combined with an actuatable by an operating freewheel clutch through which the pulley freewheel can be bridged. For example, the pulley freewheel is designed to lock when the crankshaft is rotating in the forward direction of rotation. As the forward rotation direction, for example, the driving rotational direction of the crankshaft is referred to when the crankshaft is driven by an internal combustion engine of a motor vehicle. The pulley freewheel has a reverse direction. In the opposite direction of rotation of the freewheel acts. The invention provides a compact crankshaft pulley, which allows the use of a starter generator and the function of a stationary air conditioning, in which the starter generator drives the crankshaft. The solution according to the invention has the particular advantage that it does not require a separate power supply or control of an actuator system. Due to its design, the crankshaft pulley can assume two basic states. The first basic state covers the operating states generator operation and stationary air conditioning. The second basic state is used to start the internal combustion engine. In the first basic state, the pulley track or belt pulley or belt track is connected to the crankshaft via the pulley freewheel. By decoupling in the freewheeling direction of the pulley freewheel torque can not be transmitted to the crankshaft of the pulley or pulley track when it is driven by the starter generator via the belt drive. An air conditioning compressor is additionally connected to the belt drive, so that the operating condition of stationary air conditioning can be displayed. In order to start the internal combustion engine, which is also referred to as an internal combustion engine, in the second basic state, the pulley freewheel is bridged with the clutch so that the starter generator can transmit a torque to the crankshaft.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung formschlüssig ausgeführt ist. Die Kupplung ist vorzugsweise als Klauenkupplung mit zwei Kupplungspartnern ausgeführt, die zur Drehmomentübertragung formschlüssig miteinander in Eingriff gebracht werden. Zum Erzeugen des Formschlusses wird vorzugsweise einer der Kupplungspartner in axialer Richtung auf den anderen Kupplungspartner zu bewegt, um die beiden Kupplungspartner drehfest miteinander zu verbinden.A preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the coupling is designed positively. The clutch is preferably designed as a dog clutch with two clutch partners, which are brought into positive engagement with each other for torque transmission. To generate the positive connection, one of the coupling partners is preferably moved in the axial direction toward the other coupling partner in order to connect the two coupling partners in a rotationally fixed manner to one another.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung durch einen Rampenmechanismus betätigbar ist. Der Rampenmechanismus wird zum Beispiel dann betätigt, wenn sich die Riemenscheibe beziehungsweise eine Riemenscheibenspur in Rückwärtsdrehrichtung dreht.Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the clutch is actuated by a ramp mechanism. The ramp mechanism is operated, for example, when the pulley or a pulley track rotates in the reverse direction.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenmechanismus über den Betätigungsfreilauf an ein feststehendes Gehäuseteil anbindbar beziehungsweise angebunden ist. Bei dem feststehenden Gehäuseteil handelt es sich vorzugsweise um ein Kurbelgehäuse im Motorraum des Kraftfahrzeugs.Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the ramp mechanism can be connected or connected via the actuating freewheel to a stationary housing part. The stationary housing part is preferably a crankcase in the engine compartment of the motor vehicle.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenmechanismus mindestens eine Rampe mit einem Rampental aufweist. Der Rampenmechanismus umfasst vorzugsweise mehrere Rampen, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind.A further preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the ramp mechanism has at least one ramp with a ramp valley. The ramp mechanism preferably comprises a plurality of ramps which are evenly distributed in the circumferential direction.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenmechanismus mindestens ein Plateau mit einem Absatz zu einem Maximum der Rampe aufweist. Die Rampe mit dem Rampental und das Plateau mit dem Absatz sind vorzugsweise in Umfangsrichtung in wiederkehrender Reihenfolge angeordnet.Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the ramp mechanism has at least one plateau with a shoulder to a maximum of the ramp. The ramp with the ramp valley and the plateau with the shoulder are preferably arranged in the circumferential direction in a recurring order.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung durch eine Federeinrichtung in eine geöffnete Stellung vorgespannt ist. Im Standklimabetrieb oder Generatorbetrieb ist die Kupplung geöffnet. Zum Starten der Brennkraftmaschine über den Startergenerator wird die Kupplung zumindest für die Dauer des Startvorgangs geschlossen.Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the clutch is biased by a spring means in an open position. In stand-alone mode or generator mode, the coupling is open. To start the internal combustion engine via the starter generator, the clutch is closed at least for the duration of the starting process.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung durch die Federeinrichtung selbst öffnend ausgeführt ist. Mit Hilfe des Rampenmechanismus wird die Kupplung mindestens für die Dauer eines Startvorgangs zum Starten der Brennkraftmaschine geschlossen.Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the coupling is designed to be self-opening by the spring device. With the help of the ramp mechanism, the clutch is closed at least for the duration of a startup process for starting the internal combustion engine.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannkraft der Federeinrichtung an einem beziehungsweise dem feststehenden Gehäuseteil abgestützt ist. Bei dem feststehenden Gehäuseteil handelt es sich vorzugsweise um das Kurbelgehäuse im Motorraum des Kraftfahrzeugs.Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the biasing force of the spring means is supported on one or the fixed housing part. The stationary housing part is preferably the crankcase in the engine compartment of the motor vehicle.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung einen Kupplungsring umfasst, der mit Hilfe von vorgespannten Blattfedern an eine Riemenscheibenspur angebunden ist. Die Blattfedern stellen die vorab beschriebene Federeinrichtung dar.Another preferred embodiment of the crankshaft pulley is characterized in that the clutch comprises a coupling ring which is connected by means of prestressed leaf springs to a pulley track. The leaf springs represent the previously described spring device.

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:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Kurbelwellenriemenscheibe in einem ersten Längsschnitt; 1 a crankshaft pulley according to the invention in a first longitudinal section;

2 die Kurbelwellenriemenscheibe aus 1 in einem zweiten Längsschnitt; 2 the crankshaft pulley off 1 in a second longitudinal section;

3 die Kurbelwellenriemenscheibe aus den 1 und 2 im Querschnitt und 3 the crankshaft pulley from the 1 and 2 in cross-section and

4 die Darstellung von verschiedenen Betriebsmodi der Kurbelwellenriemenscheibe aus den 1 bis 3 als Linear-Modell. 4 the representation of different operating modes of the crankshaft pulley from the 1 to 3 as a linear model.

In den 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße Kurbelwellenriemenscheibe 1 in verschiedenen Schnittansichten dargestellt. Die Kurbelwellenriemenscheibe 1 umfasst eine Riemenscheibenspur 2, die verkürzt auch als Riemenscheibe oder Riemenspur bezeichnet wird und dazu dient, einen (nicht dargestellten) Riemen eines Riementriebs mit einem Riemenstartergenerator und alternativ zusätzlich mit einem Klimakompressor zu koppeln. Die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ist mit Hilfe einer Zentralschraube 5, die auch als Kurbelwellenschraube bezeichnet wird, an einer Kurbelwelle 4 eines Kraftfahrzeugs angebracht. Die Kurbelwelle 4 ist durch eine Brennkraftmaschine angetrieben, die auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird.In the 1 to 3 is a crankshaft pulley according to the invention 1 shown in various sectional views. The crankshaft pulley 1 includes a pulley track 2 , which is also abbreviated as pulley or belt track and serves to couple a belt (not shown) of a belt drive with a belt starter generator and, alternatively, additionally with an air conditioning compressor. The crankshaft pulley 1 is by means of a central screw 5 which is also referred to as a crankshaft bolt, on a crankshaft 4 a motor vehicle mounted. The crankshaft 4 is driven by an internal combustion engine, which is also referred to as an internal combustion engine.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind in die Kurbelwellenriemenscheibe 1 ein Riemenscheibenfreilauf 8, eine Kupplung 10 und eine Drehschwingungsdämpfungseinrichtung 12 integriert, die eine Tilgermasse 14 umfasst. Die Kupplung 10 ist formschlüssig als Klauenkupplung ausgeführt. Über die Kupplung 10 kann der Riemenscheibenfreilauf 8 überbrückt werden, um die Riemenscheibenspur 2 bedarfsabhängig mit der Kurbelwelle 4 zu verbinden.According to one essential aspect of the invention are in the crankshaft pulley 1 a pulley freewheel 8th , a clutch 10 and a torsional vibration damping device 12 integrated, which is an absorber mass 14 includes. The coupling 10 is positively designed as a dog clutch. About the clutch 10 can the pulley freewheel 8th be bridged to the pulley track 2 depending on demand with the crankshaft 4 connect to.

Die Zentralschraube 5 umfasst einen Schraubenkopf 16, von dem ein Schraubenschaft 17 mit einem Gewinde ausgeht. Der Schraubenschaft 17 ist in ein zentrales Gewindesackloch der Kurbelwelle 4 eingeschraubt. Ein Freilaufinnenring 18 des Riemenscheibenfreilaufs 8 ist mit Hilfe der Zentralschraube 5 fest mit der Kurbelwelle 4 verbunden. Der Freilaufinnenring weist radial außen Lagerlaufbahnen für verschiedene Wälzkörper einer Lagereinrichtung 20 auf. Die Lagereinrichtung 20 ist als kombiniertes Rollen-/Kugellager ausgeführt, durch das ein Freilaufaußenring 22 auf der Zentralschraube 5 beziehungsweise der Kurbelwelle 4 drehbar gelagert ist.The central screw 5 includes a screw head 16 from which a screw shaft 17 starting with a thread. The screw shaft 17 is in a central threaded blind hole of the crankshaft 4 screwed. A freewheel inner ring 18 of the pulley freewheel 8th is with the help of the central screw 5 firmly with the crankshaft 4 connected. The freewheel inner ring has radially outer bearing races for different rolling elements of a bearing device 20 on. The storage facility 20 is designed as a combined roller / ball bearing, through which a freewheel outer ring 22 on the central screw 5 or the crankshaft 4 is rotatably mounted.

In axialer Richtung benachbart zu der Lagereinrichtung 20 sind in radialer Richtung zwischen den Freilaufinnenring 18 und den Freilaufaußenring 22 Freilaufrollen 23 des Riemenscheibenfreilaufs 8 angeordnet. Der Riemenscheibenfreilauf 8 ist vorzugsweise als Rollenfreilauf mit einer Sperrrichtung und einer Freilaufrichtung ausgeführt. Die Riemenscheibenspur 2 kann über den Riemenscheibenfreilauf 8 in dessen Sperrrichtung angetrieben werden. In der entgegengesetzten Drehrichtung öffnet der Riemenscheibenfreilauf 8, so dass kein Drehmoment übertragen werden kann. Mit der Kupplung 10 kann der Riemenscheibenfreilauf 8 überbrückt werden. In the axial direction adjacent to the bearing device 20 are in the radial direction between the freewheel inner ring 18 and the freewheel outer ring 22 Idlers 23 of the pulley freewheel 8th arranged. The pulley freewheel 8th is preferably designed as a roller freewheel with a reverse direction and a freewheeling direction. The pulley track 2 can over the pulley freewheel 8th be driven in the reverse direction. In the opposite direction of rotation opens the pulley freewheel 8th , so that no torque can be transmitted. With the clutch 10 can the pulley freewheel 8th be bridged.

Von dem Freilaufinnenring 18 erstreckt sich ein Flansch 24 radial nach außen. An dem Flansch 24 des Freilaufinnenrings 18 ist mit Hilfe von Nietverbindungselementen 25 ein Tilgerflansch 26 befestigt, der sich von dem Nietverbindungselement 25 radial nach außen erstreckt. Der Tilgerflansch 26 geht radial außen in einen Hohlzylinderabschnitt 27 über, der parallel zur Drehachse der Kurbelwellenriemenscheibe 1 angeordnet ist. An dem Hohlzylinderabschnitt 27 des Tilgerflanschs 26 ist unter Zwischenschaltung einer Gummispur 28 die Tilgermasse 14 angebracht.From the freewheel inner ring 18 extends a flange 24 radially outward. At the flange 24 of the freewheel inner ring 18 is by means of rivet fasteners 25 a Tilgerflansch 26 attached, extending from the rivet fastener 25 extends radially outward. The absorber flange 26 goes radially outward into a hollow cylinder section 27 over, parallel to the axis of rotation of the crankshaft pulley 1 is arranged. At the hollow cylinder section 27 of the absorber flange 26 is with the interposition of a rubber track 28 the absorber mass 14 appropriate.

Die Kupplung 10 umfasst einem ersten Kupplungspartner 31, der formschlüssig mit einem zweiten Kupplungspartner 32 verbindbar ist, um eine Drehmomentübertragung zwischen den beiden Kupplungspartnern 31, 32 zu ermöglichen. Der erste Kupplungspartner 31 ist an dem Flansch 24 des Freilaufinnenrings 18 befestigt. Der zweite Kupplungspartner 32 ist als Kupplungsring 34 ausgeführt und in axialer Richtung relativ zu dem ersten Kupplungspartner 31 bewegbar, um den zur Drehmomentübertragung erforderlichen Formschluss herzustellen oder aufzuheben.The coupling 10 includes a first coupling partner 31 , which is form-fitting with a second coupling partner 32 is connectable to a torque transmission between the two clutch partners 31 . 32 to enable. The first coupling partner 31 is on the flange 24 of the freewheel inner ring 18 attached. The second coupling partner 32 is as a coupling ring 34 executed and in the axial direction relative to the first coupling partner 31 movable to establish or cancel the positive connection required for torque transmission.

Der Kupplungsring 34 ist durch eine Federeinrichtung 35 in seine Öffnungsstellung vorgespannt, in der kein Drehmoment zwischen den Kupplungspartnern 31, 32 übertragen wird. Die Federeinrichtung 35 umfasst mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Blattfedern 36, die jeweils mit Hilfe von Nietverbindungselementen 37 an einem Ende fest mit der Riemenscheibenspur 2 verbunden sind. Die anderen Enden der Blattfedern 36 sind mit Hilfe von Nietverbindungselementen 38 an dem Kupplungsring 34 befestigt. Die Blattfedern 36 schaffen eine drehfeste Verbindung zwischen dem Kupplungsring 34 und der Riemenscheibenspur 2. Darüber hinaus ermöglichen die Blattfederelemente 36 eine axiale Bewegung des Kupplungsrings 34 relativ zu der Riemenscheibenspur 2 in axialer Richtung.The coupling ring 34 is by a spring device 35 biased in its open position, in which no torque between the clutch partners 31 . 32 is transmitted. The spring device 35 comprises a plurality of circumferentially distributed leaf springs arranged 36 , each with the help of rivet fasteners 37 fixed at one end to the pulley track 2 are connected. The other ends of the leaf springs 36 are with the help of rivet fasteners 38 on the coupling ring 34 attached. The leaf springs 36 create a non-rotatable connection between the coupling ring 34 and the pulley track 2 , In addition, allow the leaf spring elements 36 an axial movement of the coupling ring 34 relative to the pulley track 2 in the axial direction.

Die Blattfedern 36 sind so ausgelegt und angeordnet, dass der Kupplungsring 34 in seine Öffnungsstellung vorgespannt ist. Der Kupplungsring 34 kann über ein Druckstück 39 mit Hilfe eines Rampenmechanismus 40 aus seiner Öffnungsstellung in seine Schließstellung verlagert werden. Das Druckstück 33 kann mit Hilfe einer Verzahnung an seinem radial inneren Umfang drehfest, aber axial verlagerbar, mit dem Freilaufaußenring 22 verbunden sein. Die Kupplung 10 wird über den Rampenmechanismus 40 mit Hilfe eines Betätigungsfreilaufs 45 betätigt, der an ein feststehendes Gehäuseteil angebunden ist, das in 4 mit 50 bezeichnet ist. Bei dem feststehenden Gehäuseteil 50 handelt es sich vorzugsweise um ein Kurbelgehäuse im Motorraum eines Kraftfahrzeugs.The leaf springs 36 are designed and arranged so that the coupling ring 34 is biased in its open position. The coupling ring 34 can via a pressure piece 39 with the help of a ramp mechanism 40 be moved from its open position to its closed position. The pressure piece 33 can rotatably with the aid of a toothing on its radially inner circumference, but axially displaceable, with the freewheel outer ring 22 be connected. The coupling 10 is via the ramp mechanism 40 with the help of an operating freewheel 45 operated, which is connected to a fixed housing part, which in 4 With 50 is designated. In the fixed housing part 50 it is preferably a crankcase in the engine compartment of a motor vehicle.

Bei normalem Drehsinn der Kurbelwelle 4 beziehungsweise der Riemenscheibenspur 2 wird der Betätigungsfreilauf 45, zum Beispiel in den Betriebszuständen Generatorbetrieb und Standklimatisierung, überholt, so dass der Rampenmechanismus 40 inaktiv ist. Wenn der Startergenerator in dem Riementrieb rückwärts gedreht wird, dann sperrt der Betätigungsfreilauf 45 und der Rampenmechanismus 40 wandelt die Rotation der Riemenscheibenspur 2 in eine Axialbewegung, die sich einerseits am Kurbelgehäuse 45 abstützt und andererseits über das Druckstück 39 auf die Federeinrichtung 35 wirkt, an die der axial bewegbare Kupplungsring 34 der Klauenkupplung 10 angebunden ist.In normal direction of rotation of the crankshaft 4 or the pulley track 2 becomes the operating freewheel 45 , for example, in the operating states generator operation and stationary air conditioning, reconditioned, so that the ramp mechanism 40 is inactive. When the starter generator is rotated backwards in the belt drive, the operating freewheel locks 45 and the ramp mechanism 40 converts the rotation of the pulley track 2 in an axial movement, on the one hand on the crankcase 45 supported and on the other hand on the pressure piece 39 on the spring device 35 acts, to which the axially movable coupling ring 34 the dog clutch 10 is connected.

Das Abstützen der Axialkraft am Kurbelgehäuse 50 ist unkritisch, da sich die betreffenden Bauteile in diesem Zustand nicht relativ zueinander verdrehen. Zusätzlich zu der Federeinrichtung 35 kann eine relativ schwache (nicht dargestellte) zusätzliche Feder vorgesehen sein, die eine Rampenscheibe des Rampenmechanismus 40 im Normalbetrieb leicht vom Kurbelgehäuse 50 wegdrückt, um Schleppverluste zu vermeiden.Supporting the axial force on the crankcase 50 is not critical, since the relevant components do not rotate relative to each other in this state. In addition to the spring device 35 may be provided a relatively weak (not shown) additional spring, which is a ramp disc of the ramp mechanism 40 in normal operation slightly from the crankcase 50 pushes away to avoid drag losses.

Wenn die Klauenkupplung 10 Zahn auf Zahn beziehungsweise Klaue auf Klaue steht, so schließt sie unter Vorspannkraft der Federeinrichtung 35 bei einem erneuten Vorwärtsdrehen der Riemenscheibenspur 2. Ansonsten wird die Klauenkupplung 10 direkt bei Betätigung des Betätigungsfreilaufs 45 über den Rampenmechanismus 40 geschlossen, so dass der Verbrennungsmotor über den Riementrieb vom Startergenerator gestartet werden kann.When the dog clutch 10 Tooth on tooth or claw is on claw, so it closes under biasing force of the spring device 35 in a renewed forward rotation of the pulley track 2 , Otherwise, the dog clutch 10 directly on actuation of the operating freewheel 45 over the ramp mechanism 40 closed, so that the internal combustion engine can be started via the belt drive from the starter generator.

Der Rampenmechanismus 40 umfasst, wie in 4 stark vereinfacht angedeutet ist, eine Rampe mit einem Rampental und ein Rampenplateau, das gegenüber dem Maximum der Rampe leicht nach unten abgesetzt ist. Das Rampenplateau fällt steil in das folgende Rampental ab. Die Gruppe Rampental, Rampe, Absatz, Rampenplateau kann auch mehrmals über den Umfang verteilt an dem Rampenmechanismus vorgesehen sein.The ramp mechanism 40 includes, as in 4 strongly simplified, a ramp with a Rampental and a Rampenplateau, which is offset against the maximum of the ramp slightly down. The ramp plateau drops steeply into the following Rampental. The group Rampental, ramp, heel, Rampenplateau can also be several times distributed over the circumference provided on the ramp mechanism.

In den Betriebszuständen Generatorbetrieb und Standklimatisierung wird das Druckstück 39 als Gegenpartner des Rampenmechanismus 40 durch die Vorspannkraft der Federeinrichtung 35 im Rampental gehalten. Bei einem Rückwärtsdrehen der Riemenscheibenspur 2 wird das Druckstück 39 entlang der Rampe bewegt und führt eine Axialbewegung aus. Am Ende der Rampe wird das Druckstück 39 durch die Federeinrichtung 35 auf das etwas niedrigere Rampenplateau bewegt. Durch den Absatz wird ein ungewolltes Zurückrutschen oder Zurückstellen entlang der Rampe verhindert.In the operating states generator operation and auxiliary air conditioning, the pressure piece 39 as counter partner of the ramp mechanism 40 by the biasing force of the spring device 35 held in the Rampental. When turning the pulley track backwards 2 becomes the pressure piece 39 moved along the ramp and performs an axial movement. At the end of the ramp becomes the pressure piece 39 through the spring device 35 moved to the slightly lower ramp plateau. The heel prevents unwanted slippage or retraction along the ramp.

Nun wird der Startergenerator in die entgegengesetzte Richtung gedreht, so dass der Verbrennungsmotor gestartet werden kann. Aufgrund von Drehschwingungen kann sich das Druckstück 39 gegenüber dem Rampenteil von der Rampe weg verdrehen, da der Betätigungsfreilauf 45 verhindert, dass das Druckstück 39 durch Reibung das Rampenteil mitnimmt. Drehschwingungen in der anderen Richtung führen dazu, dass das Druckstück 39 aufgrund von Reibung das Rampenteil mitnimmt. Dadurch wandert das Druckstück 39 entlang des Rampenplateaus bis zu dessen Ende. Dort wird es von der Federeinrichtung 35 zurück in das Rampental gedrückt und die Klauenkupplung öffnet.Now, the starter generator is rotated in the opposite direction, so that the internal combustion engine can be started. Due to torsional vibrations, the pressure piece can 39 Turn the ramp part away from the ramp because the operating freewheel 45 prevents the pressure piece 39 by friction takes the ramp part. Torsional vibrations in the other direction cause the pressure piece 39 due to friction, the ramp part entrains. As a result, the pressure piece moves 39 along the ramp plateau to its end. There it is from the spring device 35 pushed back into the Rampental and the jaw clutch opens.

Die Länge des Rampenplateaus ist in Abhängigkeit von der Anzahl und der Größe der Drehschwingungen, die zum Beispiel aus Simulationen von Versuchen bekannt sind, so ausgelegt, dass die Klauenkupplung 10 sicher, zumindest für die Dauer des Startvorgangs, eingespurt bleibt. Wenn der Verbrennungsmotor gestartet ist und selbsttätig läuft, wird das Druckstück 39 aufgrund von Drehschwingungen weiter bis zum Rampental bewegt.The length of the ramp plateau, depending on the number and the size of the torsional vibrations, which are known for example from simulations of experiments, designed so that the dog clutch 10 sure, at least for the duration of the startup process, remains intact. When the combustion engine starts and runs automatically, the pressure piece becomes 39 due to torsional vibrations it moves on to the Rampental.

Bei laufendem Verbrennungsmotor kann dieser über den Riemenscheibenfreilauf 8 ein Drehmoment auf die Riemenscheibespur 2 und damit auf den daran angeschlossenen Startergenerator zum Laden der Batterie übertragen. Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors werden dabei dadurch gedämpft, dass der Riemenscheibenfreilauf 8 nur die Beschleunigungsphasen der Drehungleichförmigkeiten überträgt, in den Verzögerungsphasen jedoch durch die Trägheit des Riementriebs überholt wird. Dadurch werden der Riemen und die daran angeschlossenen Aggregate geringer belastet als bei einer starren Anbindung. Dieser Betriebszustand wird auch als Generatorbetrieb bezeichnet.When the combustion engine is running, this can be done via the pulley freewheel 8th a torque on the pulley track 2 and thus transferred to the connected starter generator for charging the battery. Rotationsuniformity of the internal combustion engine are thereby damped that the pulley freewheel 8th only the acceleration phases of the rotational irregularities transmits, but is superseded in the deceleration phases by the inertia of the belt drive. As a result, the belt and the units connected to it are subjected to less load than with a rigid connection. This operating state is also referred to as generator operation.

In 4 sind verschiedene Betriebsmodi I bis IV der Kurbelwellenriemenscheibe 1 aus den 1 bis 3 als Linear-Modell dargestellt. Im Standklimabetrieb I wird der Rampenmechanismus 40 durch die Feder 35 im Rampental gehalten und mit der Riemenscheibe 2 mitgenommen. Durch den Riemenscheibenfreilauf 8 bleibt die Kurbelwelle 4 stehen, wenn die Brennkraftmaschine ausgeschaltet ist. Der Riemenscheibenfreilauf 8 und der Betätigungsfreilauf 45 überholen.In 4 are different operating modes I to IV of the crankshaft pulley 1 from the 1 to 3 shown as a linear model. In the stationary climate mode I, the ramp mechanism 40 through the spring 35 held in the ramp valley and with the pulley 2 taken. Through the pulley freewheel 8th remains the crankshaft 4 stand when the internal combustion engine is switched off. The pulley freewheel 8th and the operating freewheel 45 overtake.

Beim Einspuren II werden der Startergenerator und damit die Riemenscheibe 2 rückwärts gedreht. Dabei blockiert der Riemenscheibenfreilauf 8, so dass auch die Kurbelwelle 4 rückwärts dreht. Der Rampenmechanismus 40 wird aktiv, da der Betätigungsfreilauf 45 ebenfalls blockiert. Die Klauenkupplung 10 spurt ein, das heißt, die Kupplungspartner werden in Eingriff gebracht. Wenn die Klauenkupplung 10 Zahn auf Zahn beziehungsweise Klaue auf Klaue steht, dann wird die Feder 35 vorgespannt. Die Federvorspannung bewirkt, dass die Klauenkupplung 10 bei einer Drehrichtungsumkehr ganz einspurt beziehungsweise die Kupplungspartner vollständig in Eingriff kommen.When meshing II, the starter generator and thus the pulley 2 turned backwards. The pulley freewheel is blocked 8th so that also the crankshaft 4 turns backwards. The ramp mechanism 40 becomes active, as the actuating freewheel 45 also blocked. The claw clutch 10 spurt, that is, the coupling partners are engaged. When the dog clutch 10 Tooth on tooth or claw on claw stands, then the spring 35 biased. The spring bias causes the dog clutch 10 at a reversal of rotation completely einspurt or the clutch partners are fully engaged.

Bei einem Verbrenner-Start III nimmt der Startergenerator durch die geschlossene Klauenkupplung 10 die Kurbelwelle 4 mit. Drehungleichförmigkeiten beim Start führen dazu, dass der Rampenmechanismus 40 stückweise bis zum Ende des Rampenplateaus voreilt. Dort spurt die Klauenkupplung 10 wieder aus, das heißt, die Kupplungspartner lösen sich aus ihrem Eingriff. Durch eine entsprechende Schrägung der Klauen der Klauenkupplung 10 kann ein unerwünschtes Verspannen des Riemenscheibenfeilaufs 8 und der Klauenkupplung 10 ausgeschlossen werden. Die Vorspannkraft der Feder 35 ist so groß gewählt, dass im Betrieb auftretende Reibwertschwankungen kompensiert werden.In a combustion starter III takes the starter generator through the closed jaw clutch 10 the crankshaft 4 With. Torsional irregularities at start lead to the ramp mechanism 40 piece by piece to the end of the Rampenplateaus leading. There spurts the claw clutch 10 again, that is, the clutch partners are released from their intervention. By a corresponding inclination of the claws of the dog clutch 10 may cause unwanted distortion of the pulley arrow 8th and the dog clutch 10 be excluded. The preload force of the spring 35 is chosen so large that occurring during operation Reibwertschwankungen be compensated.

Im Generatorbetrieb IV nimmt der Verbrennungsmotor, der auch als Verbrenner bezeichnet wird, die Riemenscheibe 2 und damit über den Riemenscheibenfreilauf 8 den Startergenerator beim Beschleunigen mit. Verzögert der Verbrenner, so ermöglicht der Riemenscheibenfreilauf 8 ein Überholen der Riemenscheibe 2 und des mitgeschleppten Rampenmechanismus 40. Durch den Riemenscheibenfreilauf 8 werden Schwingungen im Riementrieb gedämpft.In generator mode IV, the internal combustion engine, which is also referred to as a combustor, takes the pulley 2 and thus over the pulley freewheel 8th the starter generator when accelerating with. If the burner retards, the pulley freewheel allows 8th overtaking the pulley 2 and the towed ramp mechanism 40 , Through the pulley freewheel 8th vibrations are damped in the belt drive.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: KurbelwellenriemenscheibeCrankshaft pulley
22: RiemenscheibenspurPulley groove
44: Kurbelwellecrankshaft
55: Zentralschraubecentral screw
88th: RiemenscheibenfreilaufPulley one-way
1010: Kupplungclutch
1212: DrehschwingungsdämpfungseinrichtungTorsional vibration damping device
1414: Tilgermasseabsorber mass
1616: Schraubenkopfscrew head
1717: Schraubenschaftscrew shaft
1818: FreilaufinnenringFreewheel inner ring
2020: LagereinrichtungStorage facility
2222: FreilaufaußenringFreewheel outer ring
2323: FreilaufrollenIdlers
2424: Flanschflange
2525: NietverbindungselementNietverbindungselement
2626: TilgerflanschTilgerflansch
27 27: HohlzylinderabschnittHollow cylinder section
2828: Gummispurrubber track
3131: erster Kupplungspartnerfirst coupling partner
3232: zweiter Kupplungspartnersecond coupling partner
3434: Kupplungsringcoupling ring
3535: Federeinrichtungspring means
3636: Blattfedernleaf springs
3737: NietverbindungselementeNietverbindungselemente
3838: NietverbindungselementeNietverbindungselemente
3939: DruckstückPressure piece
4040: Rampenmechanismusramp mechanism
4545: BetätigungsfreilaufOperation freewheel
5050: feststehendes Gehäuseteilfixed housing part

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19535889 A1 [0002] DE 19535889 A1 [0002]
EP 0980479 B1 [0002] EP 0980479 B1 [0002]
DE 19636628 C1 [0002] DE 19636628 C1 [0002]
EP 0782674 B1 [0002] EP 0782674 B1 [0002]
DE 102005029351 A1 [0002] DE 102005029351 A1 [0002]

Claims

Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle (4) und einem Riementrieb, mit einem Riemenscheibenfreilauf (8), dadurch gekennzeichnet, dass der Riemenscheibenfreilauf (8) in der Kurbelwellenriemenscheibe (18) mit einer durch einen Betätigungsfreilauf (45) betätigbaren Kupplung (10) kombiniert ist, durch die der Riemenscheibenfreilauf (8) überbrückt werden kann.Crankshaft pulley for transmitting a torque between a crankshaft ( 4 ) and a belt drive, with a pulley freewheel ( 8th ), characterized in that the pulley freewheel ( 8th ) in the crankshaft pulley ( 18 ) with one by an operating freewheel ( 45 ) actuatable clutch ( 10 ), by which the pulley freewheel ( 8th ) can be bridged.

Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (10) formschlüssig ausgeführt ist.Crankshaft pulley according to claim 1, characterized in that the clutch ( 10 ) is executed positively.

Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (10) durch einen Rampenmechanismus (40) betätigbar ist.Crankshaft pulley according to one of the preceding claims, characterized in that the clutch ( 10 ) by a ramp mechanism ( 40 ) is operable.

Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenmechanismus (40) über den Betätigungsfreilauf (45) an ein feststehendes Gehäuseteil (50) anbindbar beziehungsweise angebunden ist.Crankshaft pulley according to claim 3, characterized in that the ramp mechanism ( 40 ) via the actuating freewheel ( 45 ) to a fixed housing part ( 50 ) is connectable or connected.

Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenmechanismus (40) mindestens eine Rampe mit einem Rampental aufweist.Crankshaft pulley according to claim 3 or 4, characterized in that the ramp mechanism ( 40 ) has at least one ramp with a ramp valley.

Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenmechanismus (40) mindestens ein Plateau mit einem Absatz zu einem Maximum der Rampe aufweist.Crankshaft pulley according to claim 5, characterized in that the ramp mechanism ( 40 ) has at least one plateau with a shoulder to a maximum of the ramp.

Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (10) durch eine Federeinrichtung (35) in eine geöffnete Stellung vorgespannt ist.Crankshaft pulley according to one of the preceding claims, characterized in that the clutch ( 10 ) by a spring device ( 35 ) is biased in an open position.

Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (10) durch die Federeinrichtung (35) selbst öffnend ausgeführt ist.Crankshaft pulley according to claim 7, characterized in that the clutch ( 10 ) by the spring device ( 35 ) is self-opening.

Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannkraft der Federeinrichtung (35) an einem beziehungsweise dem feststehenden Gehäuseteil (50) abgestützt ist.Crankshaft pulley according to claim 7 or 8, characterized in that the biasing force of the spring device ( 35 ) on one or the stationary housing part ( 50 ) is supported.

Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (10) einen Kupplungsring (34) umfasst, der mit Hilfe von vorgespannten Blattfedern (36) an eine Riemenscheibenspur (2) angebunden ist.Crankshaft pulley according to one of the preceding claims, characterized in that the clutch ( 10 ) a coupling ring ( 34 ), which by means of prestressed leaf springs ( 36 ) to a pulley track ( 2 ) is attached.