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Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für Nebenaggregate von Brennkraftmaschinen, mit einem Zwischenzahnrad, welches mit einem ersten und einem zweiten Zahnrad in Eingriff steht, wobei eines der beiden Zahnräder direkt oder indirekt durch die Kurbelwelle angetrieben ist und das andere Zahnrad das Nebenaggregat antreibt.
Derartige Antriebsanordnungen werden üblicherweise verwendet, um Nebenaggregate, wie Lenkhilfepumpe, Nockenwelle, Wasserpumpe, Kompressor od. dgl., bei Brennkraftmaschinen mit geeigneter Übersetzung anzutreiben.
Aus der EP 0 052 760 B l ist eine Antriebsanordnung für Nebenaggregate von Brennkraftmaschinen bekannt, bei der das Pumpenlaufrad der Kühlmittelpumpe über ein Übersetzungsgetriebe mit zwei Zahnrädern angetrieben wird, wobei die beiden Zahnräder eine SchmierölZahnradpumpe bilden. Der Antrieb der Schmieröl-Zahnradpumpe erfolgt über eine Nebenantriebswelle. Diese Antriebsanordnung ist durch die Verwendung der Nebenantriebswelle zumindest in axialer Richtung relativ platzaufwendig, da die Antriebseinheiten nicht in einer Ebene angeordnet und daher nicht für jede Motoranwendung geeignet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Brennkraftmaschine mit einer in einer Ebene angeordneten Antriebsanordnung die Herstellung zu vereinfachen und Teile sowie Platzbedarf für ein Pumpaggregat, insbesondere eine Ölpumpe, einzusparen.
Erfindungsgemäss erfolgt dies dadurch, dass das Zwischenzahnrad mit zumindest dem ersten Zahnrad eine Zahnradpumpe bildet, wobei - in Drehrichtung gesehen - vor einem ersten Zahneingriffsbereich zwischen dem Zwischenzahnrad und dem ersten Zahnrad ein mit einem Druckkanal verbundener erster Druckraum und nach dem ersten Zahneingriffsbereich ein mit einem Saugkanal verbundener Saugraum ausgebildet ist und das erste Zahnrad von einem dichtenden Pumpendeckel abgedeckt ist. Durch die Kombination der Antriebsfunktion mit der einer Zahnradpumpe kann auf eine separate Pumpe, beispielsweise eine Ölpumpe, verzichtet werden, wodurch deren Teile eingespart und der frei werdende Raum anders verwendet werden kann.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der zweite Zahneingriffsbereich zwischen Zwischenzahnrad und zweiten Zahnrad auf der dem Saugraum zugewandten Seite einer durch die Achsen des Zwischenzahnrades und des ersten Zahnrades aufgespannten Bezugsebene angeordnet ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist weiters vorgesehen, dass sich der Saugraum vom ersten Zahneingriffsbereich bis zum zweiten Zahneingriffsbereich erstreckt. Auf diese Weise wird erreicht, dass nicht nur das erste Zahnrad, sondern auch das Zwischenzahnrad fördert und Druck aufbaut. Somit wird vermieden, dass das Zwischenzahnrad die Hälfte des angesaugten Öls ins Freie fördert. Demzufolge kann der Saugraum und der Saugkanal analog einer konventionellen Zahnradpumpe ausgelegt werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass-in Drehrichtung gesehen-unmittelbar vor dem zweiten Zahneingriffsbereich des Zwischenzahnrades mit dem zweiten Zahnrad ein vom Saugraum durch einen Steg getrennter zweiter Druckraum angeordnet ist, welcher über einen Verbindungskanal mit dem ersten Druckraum strömungsverbunden ist. Das vom Zwischenzahrad geförderte Öl wird über den Verbindungskanal auf die Druckseite vor dem ersten Zahneingriffsbereich geführt und dort durch die einlaufende Verzahnung des Zwischenzahnrades in den ersten Druckraum gefördert. Somit wird die gesamte angesaugte Ölmenge (abzüglich Leckage) in den Druckkanal gefördert.
Eine sehr platzsparende und effektive Lösung ergibt sich, wenn das erste Zahnrad das auf das Nebenaggregat wirkende Abtriebszahnrad und das zweite Zahnrad das direkt oder indirekt von der Kurbelwelle angetriebene Antriebszahnrad ist. Das zweite Antriebszahnrad kann dabei direkt mit der Kurbelwelle verbunden sein oder über ein oder mehrere Zwischenräder angetrieben sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 die erfindungsgemässe Antriebsanordnung in einer ersten Ausführungsvariante, Fig. 2 einen Schnitt durch diese Antriebsanordnung gemäss der Linie 11-11 in Fig. 1, Fig. 3 eine erfindungsgemässe Antriebsanordnung in einer zweiten Ausführungsvariante, Fig. 4 eine erfindungsgemässe Antriebsanordnung in einer dritten Ausführungsvariante und Fig. 5 diese Antriebsanordnung in einem Schnitt gemäss der Linie V-V in Fig. 4.
Funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Antriebsanordnung 1 weist ein Zwischenzahnrad 2 auf, welches mit einem ersten Zahnrad 3 und einem zweiten Zahnrad 4 im Eingriff steht. Mit Bezugszeichen 5 ist die Lagerung des Zwischenzahnrades 2 bezeichnet, welche mit Schrauben 6 auf einer Platte 19 oder am Motorblock angeschraubt ist. Bei den dargestellten Ausführungsvarianten bildet das erste Zahnrad 3 das Abtriebsrad und steht mit dem Nebenaggregat 7, beispielsweise einer Lenkhilfepumpe, einem Kompressor od. dgl. in Verbindung. Das zweite Zahnrad 4 bildet das Antriebsrad für das Zwischenzahnrad 2. Es wird entweder direkt oder indirekt-etwa über zumindest ein weiteres Zwischenrad - durch die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, deren Schwungrad mit Bezugszeichen 8 versehen ist, angetrieben. Mit den Pfeilen 9 sind die Drehrichtungen der Räder angedeutet.
Bei den dargestellten Antriebsanordnungen 1 bilden das Zwischenzahnrad 2 und das erste Zahnrad 3 die Pumpenräder einer Zahnradpumpe. In Drehrichtung gesehen, ist vor dem ersten Zahneingriffsbereich 10 ein erster Druckraum 11 angeordnet, von welchem ein Druckanal 12 ausgeht. Nach dem ersten Zahneingriffsbereich 10 ist ein Saugraum 13 ausgebildet, in welchen ein Saugkanal 14 einmündet. Das erste Zahnrad 3 ist durch einen Pumpendeckel 15 abgedichtet. Mit Bezugszeichen 16 ist der zweite Zahneingriffsbereich zwischen dem Zwischenzahnrad 2 und dem zweiten Zahnrad 4 bezeichnet, welcher sich auf der dem Saugraum 13 zugewandten Seite einer durch die Achse 2a des Zwischenzahnrades 2 und die Achse 3a des
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ersten Zahnrades aufgespannte Bezugsebene 17 befindet. Die Pfeile 18 deuten den Strömungsweg des Pumpmediums, beispielsweise Motoröl, an.
Das Pumpmedium wird vom ersten Zahnrad 3 aus dem Saugraum 13 in den Druckraum 11 befördert. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung wird allerdings - wie durch den Pfeil 18a angedeutet ist-ein Teil des Pumpmediums durch das Zwischenzahnrad ins Freie gefördert, weshalb der Saugkanal 14 auf die doppelte Fördermenge ausgelegt werden muss. Dass etwa die Hälfte des angesaugten Fördermediums durch das Zwischenzahnrad 2 ins Freie gefördert wird. kann vermieden werden, wenn der Saugraum 13 bis zum zweiten Zahneingriffsbereich 16 verlängert wird, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Der Querschnitt des Saugkanales 14 kann somit analog einer konventionellen Zahnradpumpe ausgelegt werden.
Annähernd der gleiche Effekt kann erzielt werden, wenn unmittelbar vor dem zweiten Zahneingriffsbereich 16 ein zweiter Druckraum 19 vorgesehen wird, von welchem das Fördermedium gemäss dem Pfeil 18b in Fig. 4 in einem Verbindungskanal 20 in einen Raum 21 auf der Druckseite geführt wird, von wo die einlaufende Verzahnung des Zwischenzahnrades 2 das Fördermedium in den Druckraum 11 befördert. Der zweite Druckraum 19 ist dabei vom Saugraum 13 durch einen Steg 22 getrennt. Somit gelangt die gesamte angesaugte Menge des Fördermediums in den Druckraum 11 (abzüglich Leckage). Die Fördermenge entspricht in etwa der einer konventionellen Zahnradpumpe.