DE102014017176B4 - Belt drive for drive systems - Google Patents

Abstract

Umschlingungstrieb für ein Antriebssystem mit einem Zugmittel (20) und zumindest zwei auf Wellen (12, 16) drehmomentübertragend angeordneten Rädern (14, 18), wobei zumindest eines der Räder (14, 18) auf seiner Welle (12, 16) sowohl axial unverschiebbar als auch aus einer Ebene, die senkrecht zur Wellen-Drehachse steht, herausschwenkbar ist und wobei zum Ausgleich von Spurversätzen und/oder Toleranzfehlern die Drehebene (28) des Rades (14, 18) durch das Zugmittel (20) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die gelenkige Lagerung durch Kugelgelenke (22) gebildet ist, deren umfangsverteilte Kugeln (24) in korrespondierenden Aufnahmen (26) der Welle (12, 16) und der Räder (14, 18) geführt sind.Circumferential drive for a drive system with a traction means (20) and at least two wheels (14, 18) arranged on shafts (12, 16), wherein at least one of the wheels (14, 18) is both axially immovable on its shaft (12, 16) as well as from a plane which is perpendicular to the shaft rotation axis, can be swung out and wherein the plane of rotation (28) of the wheel (14, 18) is determined by the traction means (20) to compensate for track offsets and / or tolerance errors, characterized in that the articulated mounting is formed by ball joints (22) whose circumferentially distributed balls (24) are guided in corresponding receptacles (26) of the shaft (12, 16) and the wheels (14, 18).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Umschlingungstrieb für Antriebssysteme gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a belt drive for drive systems according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Antriebssysteme zum Beispiel zum Antrieb von Zusatzaggregaten in Kraftfahrzeugen (Klimaanlage, Lüfter, etc.) sind vielfach eingesetzt. Zu einem störungsfreien Betrieb ist dabei sicherzustellen, dass die Wellen der antreibenden und angetriebenen Bauteile sowie die Räder des Umschlingungstriebs exakt in einer Flucht und Parallelität liegen. Dies kann aber aus gegebenenfalls konstruktiven Gründen oder auch durch ungünstige Toleranzpaarungen nicht immer erreicht werden. Sind zum Beispiel größere Spurversätze zwischen einzelnen Aggregaten gegeben, so kann es sein, dass zwei Triebe mit zwei axial versetzt zueinander laufenden Zugmitteln zu verwenden sind.Such drive systems, for example for driving auxiliary units in motor vehicles (air conditioning, fans, etc.) are widely used. For a trouble-free operation is to ensure that the waves of the driving and driven components and the wheels of the belt drive are exactly in alignment and parallelism. However, this can not always be achieved for any design reasons or due to unfavorable tolerance pairings. For example, if larger track offsets between individual units, it may be that two drives are to be used with two axially offset from each other traction means.

Aus der US 7,329,197 B2 ist ein gattungsbildender Umschlingungstrieb bekannt. Dabei ist auf einer Welle ein kugelförmiger Abschnitt vorgesehen, auf dem eine Riemenscheibe so angebracht ist, dass sich die Riemenscheibe aus einer Ebene, die senkrecht zur Wellenachse steht, herausschwenken kann.From the US 7,329,197 B2 is a genus-forming belt drive known. In this case, a spherical portion is provided on a shaft on which a pulley is mounted so that the pulley from a plane which is perpendicular to the shaft axis, can swing out.

Die DD 1 52 379 A1 zeigt eine Pendelachse für Straßenwalzen, insbesondere für Vielradstraßenwalzen. Dabei ist ein Kettentrieb zwischen jedem Radpaar angeordnet, und ein Differentialgetriebe treibt eine Pendelachse über den jeweiligen Kettentrieb an. Ein kugelförmiger Mitnehmer ist drehfest auf einer vom Kettenrad angetriebenen Welle angeordnet und weist hervorstehende Bolzen mit Führungssteinen auf. Die Führungssteine können in Aussparungen des Kettenrades eingreifen, so dass das Kettenrad schwenkbar auf dem kugelförmigen Mitnehmer gelagert ist.The DD 1 52 379 A1 shows a pendulum axle for road rollers, especially for Vielradstraßenwalzen. In this case, a chain drive is arranged between each pair of wheels, and a differential gear drives a pendulum axis on the respective chain drive. A spherical driver is rotatably mounted on a shaft driven by the sprocket and has protruding bolts with guide blocks. The guide blocks can engage in recesses of the sprocket, so that the sprocket is pivotally mounted on the spherical carrier.

Die DE 103 47 685 A1 beschreibt einen Motorriemenantrieb mit einer Riemenscheibe, wobei die Riemenscheibe selbstausrichtend ausgebildet ist. Insbesondere ist durch ein begrenztes Schwenken der Rotationsachse der Riemenscheibe ein Ausrichten derselben ermöglicht bis Befestigungselemente festgezogen werden.The DE 103 47 685 A1 describes a motor belt drive with a pulley, wherein the pulley is self-aligning. In particular, by a limited pivoting of the axis of rotation of the pulley, an alignment allows the same until fasteners are tightened.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Umschlingungstrieb bereitzustellen, bei dem mit technisch einfachen Mitteln größere konstruktive Freiheitsgrade in der Auslegung des Antriebssystems erzielbar und gegebenenfalls vorhandene Toleranzfehler ausgleichbar sind.The object of the invention is to provide a belt drive in which greater constructive degrees of freedom in the design of the drive system can be achieved with technically simple means and possibly compensated tolerance errors can be compensated.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is solved by the features of patent claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Rad, bevorzugt alle Räder, des Umschlingungstriebs auf dessen Welle axial unverschiebbar, aber aus einer Ebene herausschwenkbar gelagert sind, die senkrecht zur Wellen-Drehachse steht, und dass die Drehebene des Rades durch das Zugmittel bestimmt ist. Mit diesem Vorschlag können zum Beispiel bei einem Winkelversatz der zumindest zwei Wellen zueinander - dies kann gezielt aus konstruktiven Zwängen oder durch ungünstige Toleranzpaarungen der Fall sein - Verspannungen im Zugmittel vermieden und unter anderem ein laufruhiger, verschleißarmer Antriebsbetrieb sichergestellt werden. Das Zugmittel kann gegebenenfalls eine Kette, ein Zahnriemen oder ein einfacher Riemen sein.According to the invention, it is proposed that at least one wheel, preferably all wheels, of the belt drive are mounted on the shaft so as to be axially immovable, but pivotable out of a plane that is perpendicular to the shaft rotation axis, and that the plane of rotation of the wheel is determined by the traction means. With this proposal, for example, with an angular offset of the at least two shafts to each other - this can be targeted from constructive constraints or by unfavorable tolerance pairings the case - prevents tension in the traction and, inter alia, a smooth-running, low-wear drive operation can be ensured. The traction means may optionally be a chain, a toothed belt or a simple belt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können alle Räder des Umschlingungstriebs axial unverschiebbar und aus einer Ebene, die senkrecht zur jeweiligen Wellen-Drehachse steht, herausschwenkbar auf den Wellen gelagert sein. Dies hat den Vorteil, dass in noch verbessertem Maße und insbesondere auch ein Spurversatz der Räder zueinander ausgeglichen werden kann; das Zugmittel läuft dann quasi schräg zu den Wellendrehachsen um. Ein zweiter Umschlingungstrieb bei größeren Spurversätzen der Räder der einzelnen Aggregate kann vermieden werden. Daraus resultiert auch ein geringerer Bauraum für das Antriebssystem als Ganzes. Ferner können auch gezielt zueinander geneigte Wellen der anzutreibenden Aggregate relativ zur antreibenden Welle eingesetzt werden.In an advantageous development of the invention, all the wheels of the belt drive can be mounted on the shafts so as to be axially immovable and pivotable out of a plane which is perpendicular to the respective shaft rotation axis. This has the advantage that even to an even greater extent and in particular a track offset of the wheels can be balanced with each other; the traction means then runs approximately obliquely to the shaft rotation axes. A second belt drive with larger track offsets of the wheels of the individual units can be avoided. This also results in a smaller space for the drive system as a whole. Furthermore, selectively inclined to each other waves of the driven units can be used relative to the driving shaft.

Die gelenkige Lagerung ist erfindungsgemäß durch Kugelgelenke gebildet sein, deren umfangsverteilte Kugeln ähnlich Gleichlaufgelenken in korrespondierenden, achsparallelen Kugelbahnen der Welle und der Radnabe geführt sind und einen robusten und verschleißarmen Antriebsbetrieb sicherstellen.The articulated mounting is inventively formed by ball joints whose circumferentially distributed balls are performed similar to constant velocity joints in corresponding, axially parallel ball tracks of the shaft and the hub and ensure a robust and low-wear drive operation.

Schließlich kann das Zugmittel in an sich bekannter Weise durch einen im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmigen Flachriemen, insbesondere einem Poly-V-Riemen gebildet sein, der eine zuverlässige Führung der gelenkigen Räder auf den Wellen des Antriebssystems gewährleistet.Finally, the traction means can be formed in a manner known per se by a substantially rectangular cross-section flat belt, in particular a poly-V belt, which ensures reliable guidance of the articulated wheels on the shafts of the drive system.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dargestellt ist grob schematisch ein Umschlingungstrieb mit einem Zugmittel und gelenkig auf einer antreibenden und einer angetriebenen Welle angeordneten Rädern eines Antriebssystems. Das Antriebssystem bzw. der Umschlingungstrieb 10 ist nur soweit beschrieben, als dies zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist.An embodiment of the invention is explained below with reference to the accompanying drawings. Shown is roughly schematically a belt drive with a traction means and articulated on a driving and a driven shaft arranged wheels of a drive system. The drive system or the belt drive 10 is described only insofar as is necessary for understanding the invention.

In vereinfachter Ausführung setzt sich der Umschlingungstrieb 10 aus einem auf einer antreibenden Welle 12 angeordneten Rad bzw. Riemenrad 14, einem auf einer angetriebenen Welle 16 angeordnetem Rad bzw. Riemenrad 18 und einem zum Beispiel als Poly-V-Riemen 20 ausgeführten Zugmittel zusammen.In a simplified version, the belt drive sets 10 from one on a driving shaft 12 arranged wheel or pulley 14 one on a powered shaft 16 arranged wheel or pulley 18 and one, for example, as a poly-V belt 20 executed traction means together.

Die nur vereinfacht und teilweise dargestellten Wellen 12, 16 können beispielsweise die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen und die Welle eines Zusatzaggregats (Klimaanlage, Lenkungspumpe, Lüfter, etc.) sein, wobei deren Drehachsen (strichpunktierte Linien) in einem Winkel α zueinander geneigt sein können.The only simplified and partially illustrated waves 12 . 16 For example, the crankshaft of an internal combustion engine in motor vehicles and the shaft of an auxiliary unit (air conditioning, steering pump, fan, etc.), wherein the axes of rotation (dash-dotted lines) at an angle α may be inclined to each other.

In der Figur sind die beiden Räder 14, 18 axial unverschiebbar auf den Wellen 12, 16 angeordnet. Prinzipiell ist es jedoch auch ausreichend, wenn nur eines der Räder 14,18 auf seiner Welle 12, 16 axial unverschiebbar ist. Die Räder 14, 18 sind in der Figur exemplarisch aus konstruktiven und/oder baulichen Gründen zueinander um ein Maß s spurversetzt, liegen also bezogen auf die Drehachse der antreibenden Welle 12 nicht senkrecht übereinander.In the figure are the two wheels 14 . 18 axially immovable on the shafts 12 . 16 arranged. In principle, however, it is sufficient if only one of the wheels 14 . 18 on his wave 12 . 16 axially immovable. The wheels 14 . 18 are in the figure by way of example for structural and / or structural reasons to each other by a measure s track offset, so are based on the axis of rotation of the driving shaft 12 not vertically above each other.

Zum Ausgleich des Spurversatzes s und der Nichtparallelität (Winkel α) der Wellen 12, 16 sind die Riemenräder 14, 18 bevorzugt über drehmomentübertragende Kugelgelenke 22 auf Wellenzapfen 12a, 16a der Wellen 12, 16 schwenkbar gelagert. Alternativ dazu sind jedoch auch andere Gelenkausführungen möglich.To compensate for the track offset s and the non-parallelism (angle α) of the waves 12 . 16 are the pulleys 14 . 18 preferably via torque transmitting ball joints 22 on shaft journal 12a . 16a the waves 12 . 16 pivoted. Alternatively, however, other joint designs are possible.

Die Kugelgelenke 22 können ähnlich Gleichlaufgelenken (bekannt aus Antriebswellen im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen) mehrere, umfangsverteilte Kugeln 24 aufweisen, die in die Wellenzapfen 12a 16a eingesetzt sind und die in nur gestrichelt angedeuteten, achsparallel ausgerichteten Lagerbahnen 26 derart geführt sind, dass die Riemenräder 14, 18 aus einer Ebene, die senkrecht zur jeweiligen Wellen-Drehachse steht, herausschwenkbar, axial aber unverschiebbar gehalten sind.The ball joints 22 may similar constant velocity joints (known from drive shafts in the drive train of motor vehicles), a plurality of circumferentially distributed balls 24 have, in the shaft journal 12a 16a are used and in only dashed lines indicated, axially parallel aligned bearing tracks 26 are guided so that the pulleys 14 . 18 from a plane which is perpendicular to the respective shaft rotation axis, swung out, but axially held immovably.

Die Kugelgelenke 22 können gegebenenfalls auch durch separate, in die Riemenräder 14, 18 eingesetzte Schwenklager anderer Konstruktion gebildet sein.The ball joints 22 Optionally, by separate, in the pulleys 14 . 18 used pivot bearing of other construction may be formed.

Die im Antriebsbetrieb des Umschlingungstriebs 10 erforderliche Ausrichtung der Riemenräder 14, 18 in die wie aus der Zeichnung ersichtliche, schräg zu den Wellendrehachsen liegende Flucht (strichpunktierte Linie 28) ergibt sich durch das Zugmittel, das bevorzugt als Poly-V-Riemen 20 bekannter Bauart (Flachriemen mit rechteckförmigen Querschnitt und nach innen ragenden Führungsstegen) ausgebildet ist.In the drive mode of the belt drive 10 required alignment of the pulleys 14 . 18 in the as shown in the drawing, obliquely to the shaft rotation axis lying flight (dash-dotted line 28 ) results from the traction means, preferably as a poly-V belt 20 known type (flat belt with rectangular cross-section and inwardly projecting guide webs) is formed.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.The invention is not limited to the illustrated embodiment.

Anstelle der gelenkigen Lagerung beider (oder gegebenenfalls noch mehrerer) Räder 14, 18 des Umschlingungstriebs 10 kann zum Beispiel bei einem Winkelversatz α der Wellen 12, 16 auch nur ein Riemenrad, bevorzugt das angetriebene Riemenrad 18, gelenkig gelagert sein. Jedoch ist es im Hinblick auf einen funktionssicheren Betrieb bevorzugt, wenn stets alle Räder im Trieb sich frei ausrichten können.Instead of the articulated storage of both (or possibly more) wheels 14 . 18 of the belt drive 10 For example, at an angular displacement α of the waves 12 . 16 also only one pulley, preferably the driven pulley 18 , be articulated. However, it is preferred in terms of a functionally reliable operation, if always all wheels in the drive can align themselves freely.

Das Zugmittel des Umschlingungstriebs 10 kann ferner bei entsprechender Gestaltung der Räder 14, 18 als Kettenräder oder Zahnriemenräder auch durch eine Kette, einen Zahnriemen oder durch einen anderen, bekannten Riemen gebildet sein, der jedoch die Spurführung der gelenkig gelagerten Räder 14, 18 sicherstellen muss.The traction means of the belt drive 10 can also with appropriate design of the wheels 14 . 18 as sprockets or toothed belt wheels also be formed by a chain, a timing belt or by another known belt, but the tracking of the articulated wheels 14 . 18 must ensure.

Claims (4)

Umschlingungstrieb für ein Antriebssystem mit einem Zugmittel (20) und zumindest zwei auf Wellen (12, 16) drehmomentübertragend angeordneten Rädern (14, 18), wobei zumindest eines der Räder (14, 18) auf seiner Welle (12, 16) sowohl axial unverschiebbar als auch aus einer Ebene, die senkrecht zur Wellen-Drehachse steht, herausschwenkbar ist und wobei zum Ausgleich von Spurversätzen und/oder Toleranzfehlern die Drehebene (28) des Rades (14, 18) durch das Zugmittel (20) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die gelenkige Lagerung durch Kugelgelenke (22) gebildet ist, deren umfangsverteilte Kugeln (24) in korrespondierenden Aufnahmen (26) der Welle (12, 16) und der Räder (14, 18) geführt sind.Circumferential drive for a drive system with a traction means (20) and at least two wheels (14, 18) arranged on shafts (12, 16), wherein at least one of the wheels (14, 18) is axially immovable on its shaft (12, 16) as well as from a plane which is perpendicular to the shaft axis of rotation, can be swung out and wherein the plane of rotation (28) of the wheel (14, 18) is determined by the traction means (20) to compensate for track offsets and / or tolerance errors, characterized in that the articulated mounting is formed by ball joints (22) whose circumferentially distributed balls (24) are guided in corresponding receptacles (26) of the shaft (12, 16) and the wheels (14, 18). Umschlingungstrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (14, 18) des Umschlingungstriebs (10) axial unverschiebbar und aus einer Ebene, die senkrecht zur jeweiligen Wellen-Drehachse steht, herausschwenkbar auf den Wellen (12, 16) gelagert sind.Wrap around Claim 1 , characterized in that the wheels (14, 18) of the belt drive (10) are axially immovable and from a plane which is perpendicular to the respective shaft rotation axis, pivotally mounted on the shafts (12, 16). Umschlingungstrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel durch einen im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmigen Flachriemen (20) gebildet ist.Belt drive according to one of the preceding claims, characterized in that the traction means is formed by a substantially rectangular cross-section flat belt (20). Umschlingungstrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Zugmittel (20) ein Poly-V-Riemen verwendet ist.Wrap around Claim 3 , characterized in that a poly-V belt is used as traction means (20).

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