Zugmittelscheibe

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Zugmittelscheibe, insbesondere eine Riemenschei¬ be, ist aber gleichermaßen auch für Kettenscheiben geeignet.

Hintergrund der Erfindung

Zugmittelscheiben kommen in Trieben zum Einsatz, wo von einem antreiben¬ den Element eine Kraft auf ein anderes, anzutreibendes Element über das Zugmittel zu geben ist. Hierzu werden im Trieb Zugmittelscheiben integriert, die mit den entsprechenden Aggregaten verbunden sind, und über die das Zugmit- tel geführt ist. Bekannt sind Riemenscheiben, über die ein Riemen läuft, wobei je nach Typ des Triebs unterschiedliche Zugmittelscheibentypen bzw. Riemen¬ typen eingesetzt werden können. Handelt es sich beispielsweise um einen Steuertrieb, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, bei dem die Kurbelwelle mit der Nockenwelle gekoppelt wird, weist die Riemenscheibe ein an der Außen- seite vorgesehene Zahnprofil auf, wobei die Zähne quer zur Rotationsrichtung stehen. Entsprechend weist der Riemen damit kämmende Zähne auf. Handelt es sich um einen Aggregate- oder Koppeltrieb, bei dem beispielsweise ein Ne¬ benaggregat wie z.B. eine Wasserpumpe oder dergleichen angetrieben werden soll, werden häufig V-profilierte Riemenscheiben verwendet, wobei die Profilril- len in Rotationsrichtung um die Scheibenaußenseite umlaufen. In diesen Rillen laufen entsprechende Profilvorsprünge am Riemen. Bei Kettentrieben ist die Profilierung der Riemenscheibe entsprechend dem Kettendesign ausgelegt. Üblicherweise werden Zugmittelscheiben als einstückige metallene Sinterkör¬ per hergestellt. Aufgrund der Porosität des Sinterkörpers, die aus dem Sinter- prozess resultiert, ist die Scheibe unter Verwendung von relativ viel Material im Hinblick auf die geforderten Festigkeiten auszulegen, nicht zuletzt auch, um mit einer hinreichend hohen Massenträgheit den Ungleichförmigkeiten, beispiels¬ weise in einem Steuertrieb, über den eine Kurbel- und eine Nockenwelle ge¬ koppelt sind, entgegenzuwirken.

Jeder Scheibentyp bedarf einer eigenen Sinterform, die im Hinblick auf die mithin gegebene Komplexität des gesamten Scheibendesigns und die Befesti¬ gung der Scheibe mitunter aufwendig aufgebaut sind. Die Vornahme geringfü¬ giger Änderungen ist folglich sehr aufwendig dar. Darüber hinaus sind mitunter Anwendungen gegeben, die den Einsatz leichterer Scheiben ermöglichen wür¬ den, was aber bedingt durch die Sinterausführung im Hinblick auf die geforder- ten Festigkeitswerte mit diesen Scheiben nicht möglich ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Zugmittelscheibe an- zugeben, die demgegenüber verbessert ist und herstellungstechnisch einen gewissen Grad an Flexibilität zulässt.

Zur Lösung dieses Problems ist eine erfindungsgemäße Zugmittelscheibe da¬ durch gekennzeichnet, dass sie aus einem Außenring, an dessen Außenseite das Zugmittel angreift, sowie mindestens einen, mit dem Außenring dauerhaft verbundenen Innenteil besteht.

Die erfindungsgemäße Zugmittelscheibe zeichnet sich durch einen mehrteili¬ gen Aufbau aus. Ein Außenring, an dessen Außenseite das Zugmittel angreift, definiert die Form des Riemeneingriffs. Die Außenseite ist je nach Scheibentyp entweder mit Zähnen oder beispielsweise einem Poly-V-Profil oder gegebenen¬ falls auch mit einem glatten Profil ausgeführt. Mit dem Außenring dauerhaft verbunden ist ein Innenteil, dem je nach Ausführung der Zugmittelscheibe eine unterschiedliche Funktion zukommen kann. Es ist beispielsweise denkbar, den Außenring aus einem entsprechend bemessenen Blechband durch Zusammen¬ fügen der Bandenden herzustellen. Der Ring selbst weist nach seinem Schlie¬ ßen eine gewisse Instabilität auf. Die Stabilität der gesamten Scheibe wird dann über das Innenteil, das beispielsweise eine Rotationsscheibe ist, gewähr¬ leistet. Entsprechend ist es auch denkbar, über dieses Innenteil die Außenform der Scheibe zu definieren. Bekanntlich werden zur Dämpfung von betriebsbe¬ dingten Ungleichförmigkeiten im Trieb, vornehmlich im Steuertrieb Kurbelwelle - Nockenwelle, ovale oder polygone, also unrunde Schreiben verwendet, über die eine der Triebungleichförmigkeit entgegenwirkende Gegenschwingung im Trieb induziert wird, die die Ungleichförmigkeit dämpft. Unter Verwendung ei¬ nes formstabilen Innenteils, auf das ein etwas instabiler Außenring gezogen wird, kann dann ohne weiteres die gewünschte Form definiert werden. Auch können über das Design des Innenteils bestimmte Festigkeits- und Gewichts- eigenschaften der Scheiben eingestellt werden. Denn je nach Einsatz- und Anforderungsprofil kann durch Verwendung eines bestimmten Innenteils, bei¬ spielsweise in Form einer Rotationsscheibe, die Anpassung an die geforderten Eigenschaften erfolgen. Der Außenring selbst kann beispielsweise ein hinsicht¬ lich seiner Bemaßung quasi standardisiertes Bauteil sein, während die eigentli- che Typenvariation über das Innenteil erfolgt.

Insgesamt bietet die erfindungsgemäße Mehrkomponenten-Zugmittelscheibe ein hohes Maß an Flexibilität, da je nach Komponentenwahl die Scheiben un¬ terschiedlich ausgeführt/ ausgelegt werden können. Auch die Herstellung ist vereinfacht, da die Teile über andere Techniken als eine Sintertechnik herge¬ stellt werden können. So ist es beispielsweise wie bereits beschrieben denk¬ bar, den Außenring aus einem abgerollten, über entsprechende Prägewalzen oder dergleichen geprägten Standband, das anschließend abgelängt wird, wo¬ nach die einzelnen Abschnitte zur Ringform gefügt werden, herzustellen. Das Innenteil, beispielsweise eine Rotationsscheibe, kann ebenfalls aus einem ent¬ sprechenden Stahlblech, beispielsweise durch Ausstanzen, Laserschneiden etc., hergestellt werden. Natürlich sind auch andere Herstellungsmöglichkeiten der Einzelkomponenten denkbar. Wie beschrieben sieht eine Erfindungsausgestaltung vor, das Innenteil als Ro¬ tationsscheibe auszubilden. Dabei kann am Innenteil, insbesondere dieser Rotationsscheibe, ein zentraler Befestigungsabschnitt, insbesondere ein Na- benring, vorgesehen sein, der einstückig mit dem Innenteil bzw. der Rotations¬ scheibe ist, und über den die Befestigung beispielsweise an der Kurbel- oder der Nockenwelle oder dergleichen erfolgt. Bei dieser Ausführungsform kämen also im einfachsten Fall lediglich ein Außenring sowie das Innenteil zur Bildung der Zugmittelscheibe zum Einsatz. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, an dem Innenteil bzw. der Rotationsscheibe den Befestigungsabschnitt dauerhaft anzubringen, das heißt, das Innenteil selbst ist in diesem Fall zweiteilig. Hier¬ über können je nach Ausgestaltung des Innenteils bzw. der gewählten Materi¬ alart des Innenteils (denkbar ist auch eine Herstellung aus einem Duroplast) über den eingesetzten Befestigungsabschnitt, z.B. eine Haltebuchse oder eine Befestigungshülse, die benötigten Festigkeitseigenschaften, die ein festes An¬ schrauben der Scheibe ermöglichen, verliehen werden.

Alternativ zur Verwendung eines im Querschnitt relativ schmal bemessenen Außenrings und eines großflächigen Innenteils mit einstückigem oder separa- tem Befestigungsabschnitt ist es denkbar, den Außenring selbst im Querschnitt relativ breit zu bemessen und als Innenteil lediglich den Befestigungsabschnitt zu fügen, über den die Fixierung erfolgt. Diese Ausführungsform ist vornehm¬ lich bei einem aus Kunststoff, vornehmlich einem Duroplast, hergestellten Au¬ ßenring zweckmäßig.

Wie beschrieben werden bei der erfindungsgemäßen Zugmittelscheibe mehre¬ re Einzelteile zur Bildung der fertigen Scheibe gefügt. Die dauerhafte Verbin¬ dung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, z.B. mittels eines Presssitzes, durch Kleben, Schweißen oder Löten. Die letztendlich verwendete Fügetechnik richtet sich nicht zuletzt auch nach der verwendeten Materialart oder der ver¬ schiedenen Arten der zu verbindenden Teile. Der Außenring, das Innenteil und gegebenenfalls der Befestigungsabschnitt können dabei wie beschrieben aus Metall oder einem Kunststoff, insbesondere einem Duroplast sein, denkbar ist aber auch, sie aus Keramik auszuführen. Metallene oder aus Kunststoff beste¬ hende Teile können dabei eine Keramikbeschichtung aufweisen, was im Hin¬ blick auf den betriebsbedingten Verschleiß von Vorteil ist.

Die Zugmittelscheibe selbst kann aus Teilen bestehen, die jeweils aus dem gleichen Material gefertigt sind, also beispielsweise aus einem metallenen Au¬ ßenring und einer metallenen Rotationsscheibe. Denkbar ist es aber auch, Teile aus unterschiedlichen Materialien zu verwenden.

Weiterhin kann die Zugmittelscheibe selbst wie beschrieben - gesehen in einer Seitenansicht - elliptisch oder polygon ausgeführt sein, wobei die Ellipsen- o- der Polygonform entweder über den selbständig formstabilen Außenring oder über das Innenteil definiert wird. Nachdem bei Verwendung solcher unrunder Scheiben aufgrund der bereits beschriebenen Dämpfung der Ungleichförmig- keiten im Treib die Dynamik reduziert ist, können in solchen Trieben leichtere und weniger träge Scheiben, wie sie erfindungsgemäß hergestellt werden kön¬ nen, eingesetzt werden. Solche leichten Scheiben können wie beschrieben im Sinterverfahren nicht hergestellt werden. Gleichermaßen kann die Scheibe aber auch wie bisher rund sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Zugmittelscheibe einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zugmittel¬ scheibe einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zugmittel- scheibe einer dritten Ausführungsform,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zugmittel¬ scheibe einer vierten Ausführungsform, und Fig. 5 die Zugmittelscheibe aus Fig. 4 in einer Schnittdarstellung in Richtung der Pfeile V - V in Fig. 4.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Zugmittelscheibe 1 , beispielsweise eine Riemenscheibe, bestehend aus einem Außenring 2, dessen Außenseite, über die das hier nicht gezeigte Zugmittel, hier ein Zahnriemen, läuft, mit Zähnen 3 profiliert ist. Der Außen- oder Zahnring 2 ist beispielsweise aus Metall gefertigt. In den Außenring 2 wird ein Innenteil 4, hier eine Rotationsscheibe 5, dauerhaft eingesetzt. Zum Fügen des Außenrings 2 und des Innenteils 4 können unter¬ schiedliche Techniken angewendet werden, beispielsweise Pressen, Schwei¬ ßen, Kleben oder Löten. Dies hängt letztlich von der verwendeten Materialart der einzelnen Komponenten ab. Beispielsweise kann der Außenring 2 wie auch das Innenteil 4 aus Metall sein, so dass beide für eine dauerhafte Verbindung verschweißt werden können. Es ist aber auch denkbar, lediglich den Außenring 2 aus Metall zu fertigen und das Innenteil 4 beispielsweise aus Kunststoff, so dass beide bevorzugt verklebt werden. Zur genaueren Darstellung, dass es sich um separate Bauteile handelt, sind sie in dieser wie auch in allen anderen Figuren etwas beabstandet zueinander gezeigt.

Während in Fig. 1 eine in der Seitenansicht runde Zugmittelscheibe 1 gezeigt ist, besteht selbstverständlich die Möglichkeit, diese auch unrund auszuführen. Hierzu ist beispielsweise der Außenring 2 von Haus aus unrund gefertigt, also elliptisch oder polygon, je nach Scheibentyp. Handelt es sich bei dem Außen¬ ring um ein eigenständig formstabiles Bauteil, kommt dem Innenteil 4 keine formbestimmende Funktion zu, es dient dann lediglich mit seinem Befesti¬ gungsabschnitt 6 der Halterung am Drittgegenstand, beispielsweise der Kurbel- oder Nockenwelle. Ist der Außenring 2 aber relativ schmal bemessen, mithin also forminstabil, so wird die letztendliche runde oder unrunde Form durch die Form des Innenteils 4 definiert. Während Fig. 1 ein Innenteil 4 zeigt, an dem ein Befestigungsabschnitt 6, z.B. eine Nabe, einstückig angeformt ist, zeigt Fig. 2 eine Zugmittelscheibe 19, be¬ stehend aus einem Außenring 7 und einem Innenteil 8, bei dem als Befesti¬ gungsabschnitt 9 ein Nabenring als separates Bauteil eingefügt ist. Auch hier bietet sich ein Pressen, Schweißen, Kleben oder Löten oder dergleichen an, je nach verwendeter Materialien. Der Nabenring wird bevorzugt aus Metall sein, während das Innenteil 8 beispielsweise aus einem Duroplast sein kann.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zugmittel- Scheibe 10 zeichnet sich durch einen in der Seitenansicht breiten Außenring 11 aus, der ebenfalls als Zahnring ausgeführt ist. Das hier eingefügte Innenteil 12 wird von dem Befestigungsabschnitt 13, auch hier beispielsweise ein Naben¬ ring, gebildet, der durch die bereits beschriebenen Techniken eingesetzt ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Außenring um einen Kunststoffring han- dein, während das Innenteil 12 wiederum ein metallener Nabenring ist.

Eine ähnliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zugmittelscheibe 14 zeigt Fig. 4. Dort ist in den Außenring 15, der auch hier relativ breit bemessen ist und mit einer Verzahnung ausgeführt ist, ein Innenteil 16 in Form einer den Befestigungsabschnitt 17 bildenden Einlegebuchse aus Metall eingesetzt. Über diese Einlegebuchse erfolgt die Verschraubung der Zugmittelscheibe bei¬ spielsweise an der Kurbel- oder Nockenwelle. Der Fig. 4 wie auch der Fig. 5 sind im gezeigten Beispiel mehrere in der Fläche des Außenrings 15 vorgese¬ hene Durchbrechungen 18 vorgesehen, die letztlich der Gewichtsreduktion dienen. Aus der Schnittansicht in Fig. 5 ist die breite Zahnfläche der Verzah¬ nung des Außenrings 15 zu entnehmen. Bezugszahlen

1 Zugmittelscheibe 2 Außenring 3 Zähne 4 Innenteil 5 Rotationsscheibe 6 Befestigungsabschnitt 7 Außenring 8 Innenteil 9 Befestigungsabschnitt 10 Zugmittelscheibe 11 Außenring 12 Innenteil 13 Befestigungsabschnitt 14 Zugmittelscheibe 15 Außenring 16 Innenteil 17 Befestigungsabschnitt 18 Durchbrechung 19 Zugmittelscheibe