AT11034U1 - Reibrad mit einem radkörper - Google Patents

Abstract

Bei einem Reibrad mit einem Radkörper (1), der einen Scheibenteil (2), über den das Reibrad mit einer Welle (4) verbindbar ist, und einen Ringteil (3) umfasst, auf den ein Reibbelag (5) aufgebracht ist, weist der Scheibenteil (2) in einem an seinen äußeren Rand (7) anschließenden umfänglichen Bereich eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Ausbuchtungen (8) auf, die sich bis zum äußeren Rand (7) des Scheibenteils (2) erstrecken; wobei durch diese Ausbuchtungen (8) der Scheibenteil (2) mit dem Ringteil (3) an unterschiedlichen Stellen der axialen Erstreckung des Ringteils (3) verbunden ist.

Description

österreichisches Patentamt AT 11 034 U1 2010-03-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Reibrad mit einem Radkörper, der einen Scheibenteil, über den das Reibrad mit einer Welle verbindbar ist, und einen Ringteil umfasst, auf den ein Reibbelag aufgebracht ist.

[0002] Reibräder mit aufbandaschierten Reibbelägen sind bekannt, insbesondere Reibräder mit Radkörpern aus Stahl.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es ein Reibrad der eingangs genannten Art mit vorteilhaften Laufeigenschaften bereitzustellen, bei dem auch eine geringe Geräuschentwicklung erreicht werden kann. Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Reibrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

[0004] Beim Reibrad der Erfindung ist der Scheibenteil in einem an seinen äußeren Rand anschließenden umfänglichen Bereich mit einer Mehrzahl von Ausbuchtungen versehen, die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgen und die sich bis zum äußeren Rand des Scheibenteils erstrecken. Der äußere Rand des Scheibenteils liegt aufgrund dieser Ausbuchtungen über den Umfang des Scheibenteils an unterschiedlichen Stellen bezogen auf die Axialrichtung des Reibrades. Die Ausbuchtungen verlaufen also in die axiale Richtung des Reibrades. Somit ist der Scheibenteil an unterschiedlichen Stellen der axialen Erstreckung des Ringteils mit dem Ringteil verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der äußere Rand des Scheibenteils in Umfangsrichtung einen wellenförmigen Verlauf. Andere Verläufe, beispielsweise Zick-Zack-förmige oder rechteckförmige, sind aber denkbar und möglich.

[0005] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann eine im Vergleich zu einem ebenen Scheibenteil gleichmäßigere Kraftübertragung auf den Ringteil (bezogen auf seine axiale Erstreckung) erreicht werden und es können die Laufeigenschaften des Reibrades verbessert werden. Weiters kommt es durch die Ausbuchtungen zu Luftverwirbelungen, wodurch eine verbesserte Kühlungswirkung erreicht wird.

[0006] Vorteilhafterweise besteht der Radkörper eines erfindungsgemäßen Reibrades aus Kunststoff, der vorzugsweise faserverstärkt ist. Bei einem derartigen erfindungsgemäßen Reibrad kann eine sehr geringe Geräuschentwicklung beim Lauf erreicht werden. Zur Verbindung mit einer Welle können in den Radkörper Einsatzteile, insbesondere aus Metall, eingesetzt sein.

[0007] Im an den äußeren Rand des Scheibenteils anschließendem Bereich sind über den Umfang des Scheibenteils günstigerweise mindestens vier, vorzugsweise mindestens acht Ausbuchtungen vorhanden, um eine möglichst gleichmäßige Kraftübertragung auf den Ringteil zu erreichen.

[0008] Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein radial innerhalb der Ausbuchtungen liegender Bereich des Scheibenteils vorhanden ist, der in einer Ebene liegt, wobei dieser Bereich einen in dieser Ebene oder zumindest im Wesentlichen in dieser Ebene liegenden ebenen oder zumindest im Wesentlichen ebenen Steg aufweist. Vorteilhafterweise erstreckt sich dieser Steg, abgesehen von in ihm ausgebildeten Durchtrittsöffnungen, beispielsweise zur Aufnahme von Verbindungsschrauben, über den gesamten radial innerhalb der Ausbuchtungen liegenden Bereich.

[0009] Zur Verbindung des Reibrads mit einer Welle ist vorzugsweise ein radial innerhalb des die Ausbuchtungen aufweisenden Bereichs liegender zentraler Verbindungsbereich vorgesehen, der von einem axial vorspringenden Bundsteg umgeben und begrenzt ist. Der Bundsteg dient zur Aufnahme zumindest eines Endabschnitts eines Verbindungsflansches einer Welle, mit der das Reibrad zu verbinden ist, und weist günstigerweise einen unrunden Verlauf auf. Günstigerweise ist der Bundsteg an zwei oder mehr, vorzugsweise an drei oder mehr, Stellen radial nach außen ausgebuchtet. Innerhalb der ausgebuchteten Stellen kann der Scheibenteil mit Durchtrittsöffnungen zur Verschraubung des Radkörpers mit dem Verbindungsflansch versehen sein. In die Durchtrittsöffnungen können ringförmige Einsatzteile aus Metall eingesetzt sein, durch die Verbindungsschrauben durchgesteckt sind. 1/11 österreichisches Patentamt AT 11 034 U1 2010-03-15 [0010] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigen: [0011] Fig. 1 und 2 Schrägsichten eines Reibrads gemäß der Erfindung aus unterschiedli chen Blickrichtungen; [0012] Fig. 3 und 4 [0013] Fig. 5 [0014] Fig. 6

Ansichten des Reibrads von vorne und von hinten; eine Seitenansicht, Blickrichtung A in Fig. 3; einen Querschnitt entlang der Schnittlinie BB in Fig. 3; [0015] Fig. 7, 8 und 9 Schrägsichten und eine Seitenansicht des Reibrads entsprechend den

Fig. 1,2 und 5, der Ringteil mit dem Reibbelag weggelassen; [0016] Fig. 10 und 11 Schrägsichten des Reibrades entsprechend den Fig. 1 und 2 bei ent ferntem Reibbelag; [0017] Fig. 12 und 13 Schrägsichten des an einer Welle mit Verbindungsflansch angebrachten

Reibrades entsprechend den Fig. 1 und 2; [0018] Fig. 14 [0019] Fig. 15 einen Querschnitt des an der Welle mit Verbindungsflansch angebrachten Reibrades entsprechend Fig. 6; eine schematische Darstellung einer möglichen Anwendung des Reibrades.

[0020] Ein Ausführungsbeispiel eines Reibrades gemäß der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. Das Reibrad, dessen Längsachse mit der Referenznummer 11 bezeichnet ist, weist einen Radkörper 1 auf, der einen Scheibenteil 2 und einen Ringteil 3 umfasst. Über den Scheibenteil 2 ist das Reibrad mit einer Welle 4 verbindbar, wie weiter unten noch ausgeführt. Auf den Ringteil 3 ist ein Reibbelag 5 aufgebracht. Über diesen Reibbelag 5 wird das Reibrad in reibschlüssigen Kontakt mit einem anderen Getriebeglied gebracht.

[0021] Vorzugsweise ist der Ringteil 3 wie dargestellt in der Form eines Hohlzylinders ausgebildet. Die äußere Oberfläche des Ringteils 3, die vom Reibbelag 5 bedeckt ist, ist somit zylindrisch. Die axiale Erstreckung des Hohlzylinders ist wesentlich größer als seine Wanddicke, vorzugsweise mindestens fünf mal größer.

[0022] Der Reibbelag 5 ist vorzugsweise wie dargestellt in der Form eines Hohlzylinders ausgebildet. Die äußere Reiboberfläche 6 des Reibbelags 5 ist somit zylindrisch. Die axiale Erstreckung des Hohlzylinders ist wesentlich größer als seine Wanddicke, vorzugsweise mindestens fünf mal größer.

[0023] In einem Bereich des Scheibenteils 2, der sich über den Umfang des Scheibenteils 2 erstreckt und an den bezogen auf die radiale Richtung äußeren Rand 7 des Scheibenteils 2 anschließt, weist der Scheibenteil eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden axialen Vertiefungen oder Ausbuchtungen 8 auf. Die Ausbuchtungen 8 beginnen jeweils ab einer bestimmten radialen Entfernung vom Zentrum des Scheibenteils 2 und reichen bis zum äußeren Rand 7 des Scheibenteils 2, wobei ihre in axialer Richtung gemessene Tiefe zum äußeren Rand 7 hin zunimmt. Bevorzugterweise nimmt die Tiefe ab dem Beginn einer jeweiligen Ausbuchtung 8 ausgehend vom Wert Null zum äußeren Rand 7 hin kontinuierlich und stetig zu.

[0024] Der äußere Rand 7 des Scheibenteils 2 kommt durch die Ausbuchtungen 8 an unterschiedlichen Stellen bezogen auf die Axialrichtung (= Richtung der Längsachse 11) zu liegen. Ein in Umfangsrichtung periodischer Verlauf des äußeren Randes 7 ist hierbei bevorzugt, wobei ein sinusförmiger Verlauf besonders bevorzugt ist.

[0025] Die Verbindung des äußeren Randes 7 mit dem Ringteil 3 liegt über den Umfang des Ringteils 3 entsprechend an unterschiedlichen Stellen der axialen Erstreckung des Ringteils 3.

[0026] Radial innerhalb des die Ausbuchtungen 8 aufweisenden Bereichs des Scheibenteils 2 2/11 österreichisches Patentamt AT 11 034 U1 2010-03-15 weist der Scheibenteil 2 einen Steg 9 auf, der durchgehend in einer Ebene 10 liegt. Die Ebene 10 liegt rechtwinkelig zur Längsachse 11. Abgesehen von in ihm ausgebildeten Durchtrittsöffnungen, die zur Verbindung des Reibrades mit einem Verbindungsflansch einer Welle 4 dienen, erstreckt sich der Steg 9 vorzugsweise durchgehend über den gesamten radial innerhalb der Ausbuchtungen 8 liegenden Bereich.

[0027] Die Verbindung mit dem Verbindungsflansch 12 der Welle 4 erfolgt in einem zentralen Verbindungsbereich des Scheibenteils 2. In diesem weist der Steg 9 Durchtrittsöffnungen auf, in die ringförmige Einsatzteile 13, vorzugsweise aus Metall, eingesetzt sind. Die Einsatzteile 13 weisen die Schrauböffnungen 14 zum Durchtritt von Verbindungsschrauben 15 auf. Weiters besitzt der Steg 9 eine zentrale Öffnung 16.

[0028] Der Verbindungsbereich ist von einem axial vorspringenden Bundsteg 17 begrenzt, der vom Steg 9 ausgeht. Vorzugsweise weist der Bundsteg 17 bezogen auf seinen Verlauf um die Längsachse 11 eine von der Kreisform abweichende Form auf, beispielsweise indem er an einer oder mehreren Stellen, im gezeigten Ausführungsbeispiel an drei Stellen, radial nach außen ausgebuchtet ist. Der Bundsteg 17 bildet eine Positionierhilfe bei der Montage des Reibrads an einer Welle 4 bzw. einem Verbindungsflansch 12 der Welle 4. Auch die Stabilität des Scheibenteils 2 wird durch den Bundsteg 17 erhöht.

[0029] Die Ebene 10 des Steges 9 liegt im gezeigten Ausführungsbeispiel bei einem der Enden der axialen Erstreckung des Ringteils 3. Die Ausbuchtungen 8 verlaufen somit ausgehend von der Ebene 10 nur in eine der beiden axialen Richtungen des Reibrads.

[0030] Denkbar und möglich ist auch eine weniger stark ausgeprägte außermittige Lage der Ebene 10 bezogen auf die axiale Erstreckung des Ringteils 3 oder eine mittige Lage der Ebene 10 bezogen auf die axiale Erstreckung des Ringteils 3. Es könnten in diesem Fall in beide axiale Richtungen sich - unterschiedlich weit oder gleich weit - erstreckende Ausbuchtungen 8 vorhanden sein.

[0031] Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind über den Umfang des Ringteils 3 dreizehn Ausbuchtungen 8 vorhanden. Es können auch mehr oder weniger Ausbuchtungen 8 vorgesehen sein.

[0032] Bevorzugt ist es, dass alle Ausbuchtungen 8 wie dargestellt bei einer gemeinsamen Kreislinie 18 beginnen und sich von dieser mit zunehmender Tiefe bis zum äußeren Rand 7 des Scheibenteils 2 erstrecken.

[0033] Der Radkörper 1 besteht günstigerweise aus Kunststoff, vorzugsweise einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid.

[0034] Obwohl es grundsätzlich denkbar und möglich wäre, den Scheibenteil 2 und den Ringteil 3 als separate Teile auszubilden und in der Folge miteinander zu verbinden, ist eine einstückige Ausbildung des Scheibenteils 2 und Ringteils 3 bevorzugt. Insbesondere können diese beiden Teile von einem gemeinsam gespritzten Kunststoffteil gebildet werden.

[0035] Der Reibbelag 5 besteht aus einem weicheren Material als der Radkörper 1. Der Reibbelag 5 kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Polyurethan (TPU) bestehen. Auch eine Ausbildung aus anderen Materialien, vorzugsweise Kunststoffen, mit denen eine Reiboberfläche 6 ausbildbar ist, ist denkbar und möglich, beispielsweise eine Ausbildung aus Kautschuk.

[0036] Der Reibbelag 5 kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig (reibschlüssig) und/oder stoffschlüssig mit dem Ringteil 3 verbunden sein. Eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Ringteil 3 ist bevorzugt. In einer vorteilhaften Ausbildung ist der Reibbelag 5 an den Ringteil 3 angespritzt.

[0037] Die Verbindung des Reibrades mit einer Welle 4 über einen Verbindungsflansch 12 ist in den Fig. 12 bis 14 dargestellt. Der Verbindungsflansch 12 wird in den vom Bundsteg 17 umgebenen Bereich eingesetzt und mittels Verbindungsschrauben 15 mit dem Radkörper 1 verbunden (über die in den Radkörper 1 eingesetzten und starr mit diesem verbundenen Einsatzteile 13). Ein Fortsatz 19 des Verbindungsflansches 12 ragt hierbei durch die zentrale Öffnung 16. 3/11

Claims (15)

1. österreichisches Patentamt AT 11 034 U1 2010-03-15 [0038] Die Verbindung des Verbindungsflansches 12 mit der Welle 4 kann in unterschiedlicher Weise erfolgen, beispielsweise stoffschlüssig. Auch eine einstückige Ausbildung ist denkbar und möglich. [0039] Eine mögliche Anwendung eines erfindungsgemäßen Reibrades zeigt Fig. 15 schematisch. Von einem Riemen 20 ist ein Rad 21 angetrieben. Durch eine reibschlüssige Verbindung mit dem Rad 21 oder dem über ihn laufenden Riemen 20 ist ein Übertragungsrad 22 angetrieben, welches wiederum reibschlüssig das Reibrad 23 antreibt. Das Reibrad 23 kann über die Welle 4 beispielsweise als Antrieb für die Wasserpumpe eines Verbrennungsmotors, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, dienen. Mittels eines Stellgliedes 24 kann das Übertragungsrad 22 vom Rad 21 bzw. dem über das Rad 21 laufenden Riemen 20 und/oder vom Reibrad 23 abgehoben werden, um die Verbindung zu unterbrechen. Beim riemengetriebenen Rad 21 kann es sich beispielsweise um ein Antriebsrad für eine Lichtmaschine oder einen Kompressor einer Klimaanlage oder ein anderes Nebenantriebsrad für einen Verbrennungsmotor handeln. Das Rad 21 kann auch direkt vom Verbrennungsmotor angetrieben sein und über den Riemen 20 ein oder mehrere Antriebsräder von Nebenantrieben antreiben. [0040] Anstelle des dargestellten sinusförmigen Verlaufs des äußeren Randes 7 können die Ausbuchtungen 8 auch andere, insbesondere periodische, Verläufe des äußeren Randes 7 ausbilden. Beispielsweise kann der Rand 7 andere wellenförmige Verläufe, z.B. in Form von aneinander anschließenden Kreisbögen, Zick-Zack-förmige Verläufe (vorzugsweise mit abgerundeten Ecken) oder rechteckförmige Verläufe (vorzugsweise mit abgerundeten Ecken) aufweisen. LEGENDE ZU DEN HINWEISZIFFERN: 1 Radkörper 2 Scheibenteil 3 Ringteil 4 Welle 5 Reibbelag 6 Reiboberfläche 7 äußerer Rand 8 Aubuchtung 9 Steg 10 Ebene 11 Längsachse 12 Verbindungsflansch 13 Einsatzteil 14 Schrauböffnung 15 Verbindungsschraube 16 zentrale Öffnung 17 Bundsteg 18 Kreislinie 19 Fortsatz 20 Riemen 21 Rad 22 Übertragungsrad 23 Reibrad 24 Stellglied Ansprüche 1. Reibrad mit einem Radkörper (1), der einen Scheibenteil (2), über den das Reibrad mit einer Welle (4) verbindbar ist, und einen Ringteil (3) umfasst, auf den ein Reibbelag (5) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenteil (2) in einem an seinen äußeren Rand (7) anschließenden umfänglichen Bereich eine Mehrzahl von in Umfangs- 4/11 österreichisches Patentamt AT 11 034 U1 2010-03-15 richtung aufeinanderfolgenden Ausbuchtungen (8) aufweist, die sich bis zum äußeren Rand (7) des Scheibenteils (2) erstrecken, wobei durch diese Ausbuchtungen (8) der Scheibenteil (2) mit dem Ringteil (3) an unterschiedlichen Stellen der axialen Erstreckung des Ringteils (3) verbunden ist.
2. 2. Reibrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im an den äußeren Rand (7) des Scheibenteils (2) anschließenden Bereich über den Umfang des Scheibenteils (2) mindestens vier, vorzugsweise mindestens acht, Ausbuchtungen (8) vorhanden sind.
3. 3. Reibrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtungen (8) einen wellenförmigen Verlauf des äußeren Randes (7) des Scheibenteils (2) ausbilden.
4. 4. Reibrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial innerhalb der Ausbuchtungen (8) liegender Steg (9) des Scheibenteils (2) in einer Ebene (10) liegt, die rechtwinkelig zur Längsachse (11) des Reibrads steht.
5. 5. Reibrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausbuchtungen (8) ausgehend von der Ebene (10) des Stegs (9) nur in eine der axialen Richtungen des Reibrads erstrecken.
6. 6. Reibrad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (10) des Stegs (9) außermittig der axialen Erstreckung des Ringteils (3) liegt.
7. 7. Reibrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenteil (2) und der Ringteil (3) einstückig ausgebildet sind.
8. 8. Reibrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenteil (2) einen zentralen Verbindungsbereich zur Verbindung mit einer Welle (4) aufweist, der bezogen auf die radiale Ausdehnung des Reibrades innerhalb des die Ausbuchtungen (8) aufweisenden Bereichs liegt, wobei der Verbindungsbereich vorzugsweise von einem axial vorspringenden Bundsteg (17) des Scheibenteils (2) begrenzt ist.
9. 9. Reibrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Radkörper (1) aus, vorzugsweise faserverstärktem, Kunststoff besteht.
10. 10. Reibrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (5) aus einem weicheren Material als der Radkörper (1) besteht, vorzugsweise aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) oder aus Kautschuk.
11. 11. Reibrad nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Radkörper im zentralen Verbindungsbereich mit Durchtrittsöffnungen versehen ist, in die Einsatzteile (13) eingesetzt sind, welche Schrauböffnungen (14) zur Verbindung mit einem Verbindungsflansch (12) der Welle (4) bilden.
12. 12. Reibrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche des Ringteils (3), auf der der Reibbelag (5) angeordnet ist, zylindrisch ausgebildet ist.
13. 13. Reibrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Reiboberfläche (6) des Reibbelags (5) zylindrisch ausgebildet ist.
14. 14. Reibrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe einer jeweiligen Ausbuchtung (8) zum äußeren Rand (7) hin zunimmt.
15. 15. Reibrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe einer jeweiligen Ausbuchtung (8) ausgehend von einem Wert Null bis zu einem maximalen Wert am äußeren Rand (7) kontinuierlich und stetig zunimmt. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen 5/11