DE3430298A1

DE3430298A1 - Schwingungsdaempfende riemenscheibe

Info

Publication number: DE3430298A1
Application number: DE19843430298
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dr. 5093 Burscheid Barsch; Peter 5090 Leverkusen Ramisch
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1984-08-17
Filing date: 1984-08-17
Publication date: 1986-02-27

Description

Schwingungsdämpfende Riemenscheibe.
Die Erfindung betrifft eine elastisch verdrehbare Riemenscheibe, insbesondere zum Einsatz bei Einriementrieben an Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einer mit der Antriebswelle verbindbaren Nabe, einer konzentrisch dazu angeordneten und drehbar gelagerten Riemenscheibe sowie einem das Drehmoment übertragenden und schwingungsdämpfenden, die Nabe auf der Riemenscheibe verbindenden, ringtörmigen Gummikörper.
Bei Verbrennungskraftmaschinen werden Lichtmaschine, Kühlwasserpumpe, Kühler-Propeller, Kompressor, etc. im allgemeinen mittels separater Keilriemen von der Kurbelwelle aus angetrieben. Dazu ist auf einem Kurbelwellenende des Motors eine Keilriemenscheibe mit mehraeren, axial nebeneinander liegenden Keilriemennuten zur Aufnahme jeweils eines Keilriemens vorgesehen. Zur Dämpfung von insbesondere Drehschwingungen sind die Mehrfachkeilriemenscheiben über meist anvulkanisierte Gummikörper auf dem Kurbelwellenende drehelastisch gelagert. Die Zugkräfte der einzelnen Riemenscheiben wirken dabei in unterschiedliche, teils entgegengesetzte Richtungen auf die Riemenscheibe und heben sich dabei teilweise auf.
Die Entwicklung geht dahin, zur Reduzierung von Verlustleistung anstelle des Mehrfachriementriebes einen Einriementrieb vorzusehen, wobei der relativ lange Riemen alle anzutreibenden Riemenscheiben der Zusatzaggregate nacheinander umschlingt, so daß auf der Kurbelwelle selbst nur noch eine Riemenscheibe zu befestigen ist. Für derartige moderne Riementriebe werden im allgemeinen Keilrippenriemen (s. Figur 2) verwendet.
Der Einriementrieb besitzt jedoch den Nachteil, daß die relativ hohe Gesamtriemenbelastung einseitig auf die Kurbelwellen-Riemenscheibe einwirkt. Dies würde bei einer elastisch auf dem Kurbelwellenende gelagerten Riemenscheibe zu einer starken Desachsierung derselben führen.
Für eine eindeutige Zentrierung des Riemenscheibenaußenumtanges gegenüber der auf der Kurbelwelle zu befestigenden Riemenscheibennabe ist bereits vorgeschlagen worden, axial neben dem elastischen Gummi-Verbindungskörper eine Drehlagerung des Außenteiles der Riemenscheibe auf der Nabe vorzusehen, so dalS allein die schwingungsdämpfende Ubertragung des Drehmomentes über den etwa scheibenförmig ausgebildeten Gummikörper erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastbarkeit des Gummikörpers bei minimalem Einbauvolumen zu erhöhen und eine relativ weiche Dämpfer-Kennung auch bei Maximalbelastungen zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der scheibenförmig axial neben dem Radialschenkel des äußeren Riemenscheibenteiles sich erstreckende Gummikörper einzelne, am Umfang verteilte, axial in entsprechende Ausnehmungen des Radialschenkels des Riemenscheibenteiles ragende Ansätze aufweist, wobei, in Umfangsrichtung gesehen, zwischen den Ansätzen des Gummikörpers und den radialen Begrenzungsflächen der Ausnehmungen Freiräume verbleiben, und daß im Bereich der Ansätze der Scheibenquerschnitt des Gummikörpers reduziert ist. Die so gebildeten elastischen Anschläge verhindern bei extremer Belastung ein zu hohes Verdrehen der Nabe gegenüber dem radial äußeren Riemenscheibenteil, während die Querschnittsreduzierung des Gummikörpers im Umfangsbereich der Ansätze eine relativ große Drehbewegung bei entsprechend weicher Kennung der Gummifeder zuläßt. Extrem hohe Spannungsspitzen treten im Gummi körper somit nicht mehr auf. Auf diese Weise wird eine optimale drehschwingungsdämpfende Wirkung sowie eine lange Lebensdauer des Gummikörpers erreicht bei hoher Belastbarkeit und gleichzeitiger Reduzierung des Volumens und -gewichtes.
Anschläge als Verdrehungsbegrenzer sind beispielsweise bei Drehschwingungsdämpfern für Scheibenkupplungen aus dem DE-Gbm 1.870.644 an sich bekannt; ebenfalls gehören elastische Anschläge bei Wellenkupplungen beispielsweise nach der DE-PS 1.029.199 zum Stand der Technik. Allein mit der Anordnung von elastischen Anschlägen konnten die Spitzenbelastungen im Gummikörper der elastisch gekoppelten Gummischeibe nicht behoben werden; es kam im praktischen Betrieb immer noch zum partiellen Lösen oder Zerreil3en des Gummikörpers, insbesondere im Anbindungsbereich an der Nabe. Erst die gleichzeitige partielle Reduzierung des Gummikörperquerschnittes im Umfangsbereich der Anschläge führte bei gleichzeitiger Verringerung des Gummikörpervolumens neben einer Gewichtsreduzierung vor allem zu einer erheblich verbesserten Funktionssicherheit.
Im Rahmen der weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, radial aus der Nabe hervortretende, sich in die Gummiansätze erstreckende Versteifungsrippen vorzusehen, um einem eventuellen Abscheren der Ansätze vom Gummikörper und der Nabenoberfläche entgegenzuwirken. Vorteilhafterweise erstrecken sich die Versteifungsrippen auch axial durch die Anbindungsfläche des Gummikörpers am Außenumfang der Nabe, womit eine weitere Erhöhung der Belastbarkeit des Gummikörpers durch eine zur verbesserten Anvulkanisation ergänzte formschlüssige Verbindung erzielt wird.
Zur weiteren Verbesserung der Wirkung der partiellen Querschnittsverringerung (Ausnehmungen) des Gummikörpers wird vorgeschlagen, die Umfangserstreckung der Ausnehmungen im inneren Umfangsbereich größer als im äußeren Umfangsbereich zu gestalten, da im Betriebszustand bei Verdrehung des äußeren Riemenscheibenteiles gegenüber der Nabe die höchsten Spannungen im radial inneren Bereich des Gummikörpers auftreten. Die Ausnehmungen werden bevorzugt auf der dem Radialschenkel des äußeren Riemenscheibenteiles zugewandten Seite des Gummikörpers vorgesehen, um ein Zusetzen mit Schmutz zu vermeiden.
Schließlich ist darauf zu achten, daß sowohl das den äusseren Riemenscheibenteil zentrierende Lager als auch die elastischen Anschläge im Bereich der axialen Baubreite des Treibriemens angeordnet werden, um Kippmomente insbe- sondere bei hoher Belastung innerhalb der Riemenscheibe möglichst gering zu halten.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Prinzipskizze eines Reihenottomotors mit Einriementrieb Figur 2 einen Teilquerschnitt der Kurbelwellen-Riemenscheibe Figur 3 eine Teilansicht gemäl3 Schnittangabe in Figur 2 Der in Figur 1 dargestellte Reihenmotor 1 ist mit einem Einriementrieb 2 ausgerüstet, der, von der Riemenscheibe 3 der Kurbelwelle angetrieben, die Lichtmaschine 4, die Kühlwasserpumpe 5, einen Kühlkompressor 6 und einen Kühlerpropeller 7 antreibt. Eine Spannrolle 8 sorgt für eine ausreichende Spannung des Riemens 9.
Bei dem Teilquerschnitt durch die auf dem Kurbelwellenende 10 befestigte Riemenscheibe 3 ist die Nabe mit 11, der schwingungsdämpfende Gummi körper mit 12 und der radial äußere Riemenscheibenteil mit 13 bezeichnet. Letzterer stützt sich mittels seines Radialschenkels 14 über ein Lager 15 auf der Nabe 11 verdrehbar ab. Das Drehmoment wird von der Nabe 11 über den scheibenförmigen Gummikörper 12 auf den den Keilrippenriemen aufnehmenden äußeren Riemenscheibenteil 13 übertragen. Der Gummikörper 12 ist am Außenumfang 16 der Nabe 11 anvulkanisiert und über einen ebenfalls außen anvulkanisierten Ring 17 mit dem Riemenscheibenteil 13 drehfest verbunden.
Der Gummikörper 12 weist zwei axiale, diametral gegenüberliegende Ansätze 18 auf - siehe hierzu auch Figur 3 -. Die Ansätze 18 erstrecken sich in Ausnehmungen 19 des Radialschenkels 14 des Riemenscheibenteiles 13 unter Bildung von Freiräumen (25) in Umfangsrichtung, so daß bei normaler Belastung die als elastische Anschläge wirkenden Ansätze 18 nicht an die radialen Begrenzungsflächen der Ausnehmungen 19 zur Anlage kommen. Im Umfangsbereich der Ansätze 18 sind auf der dem Radialschenkel 14 zugeordneten Seitenfläche 22 des Gummikörpers 12 Ausnehmungen in Form von Vertiefungen 23 vorgesehen. Letztere weisen eine dreieckige Form derart auf, daß die Basis 24 des Dreieckes im radial inneren Bereich des Gummikörpers 12 liegt.
Die Ansätze 18 sind durch radial aus der Nabe 11 hervortretende Rippen 20 versteift, die sich über die gesamte axiale Gummianschlußfläche 16 der Nabe 11 erstrecken. Sowohl die Ansätze 18 als auch das Lager 15 sind innerhalb der Riemenbreite 21 angeordnet.

Claims

Patentansprüche: 1. Schwingungsdämpfende Riemenscheibe, insbesondere zum Einsatz bei Einriementrieben an Verbrennungskraftmaschinken, bestehend aus einer mit einer Antriebswelle verbindbaren Nabe, einer konzentrisch dazu angeordneten und drehbar über einen Radialschenke gelagerten Riemenscheibe sowie einem das Drehmoment übertragenden und schwingungsdämpfenden, die Nabe mit der Riemenscheibe verbindenden scheibenförmigen Gummikörper, dadurch gekennzeichnet, daß der neben dem Radialschenkel (14) des äußeren Riemenscheibenteiles (13) angeordnete Gummikörper (12) einzelne, am Umfang verteilte, axial in entsprechende Ausnehmungen (19) des Radialschenkels (14) sich erstrekkende Ansätze (18) aufweist, wobei, in Umfangsrichtung gesehen, zwischen den Ansätzen (18) des Gummikörpers (12) und den radialen Begrenzungsflächen der Ausnehmungen (19) Freiräume (25) verbleiben, und daß im Bereich der Ansätze der Scheibenquerschnitt des Gummikörpers (12) reduziert ist.
2. Riemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß radial aus der Nabe (11) hervortretende, sich in die Gummischeibe (18) erstreckende Versteifungsrippen (20) vorgesehen sind.
3. Riemenscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrippen (20) sich axial entlang der Anbindungsfläche (16) des Gummikörpers (12) an der Nabe (11) erstrecken.
4. Kiemenscheibe nach Anspruch 1 und gegebenenfalls 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsreduzierungen des Gummikörpers (12) durch auf der Seite des Riemenscheiben-Radialschenkels (14) vorgesehene Ausnehmungen (13) gebildet sind.
5. Riemenscheibe nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsersteckung der Ausnehmungen (23) des Gummikörpers (12) im radial inneren Umfangsbereich größer als im radial äußeren Umfangsbereich ist.
6. Riemenscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Riemenscheibe (13) zentrierende Lager als auch die elastischen Anschläge (18) im Bereich der axialen Baubreite (21) des Treibriemens (9) angeordnet sind.