CN106321215B - 用于机动车的通风机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于驱动机动车的、尤其载货车的驱动机组（10）的通风机的装置，包括轴承机构（36）以及第一带传动装置（12），通风机通过所述轴承机构能够相对于驱动机组（10）的内燃发动机的曲轴同轴地并且能够转动地设置，通过所述第一带传动装置能够以增速的传动比驱动通风机，其具有通过第一带（13）处于驱动连接之中的第一带盘（18）和第二带盘（20），其中，第一带盘（18）布置在第一轴承机构（36）上，其中，第二带盘（20）相对于增压空气压缩机（16）的驱动轴同轴地布置并且与之转速耦合。

Description

用于机动车的通风机驱动装置

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于驱动机动车的、尤其载货车的驱动机组的通风机的装置。

背景技术

从实际中公开了尤其用于载货车的通风机驱动装置，其固定在内燃发动机的曲轴上或者内燃发动机的曲轴的延长部上并且以发动机转速被驱动。在此，另外的附属机组、如例如也称作水泵的冷却剂泵、发电机、空压机等大多通过具有带的带驱动装置共同地得到驱动。在较低的发动机转速以及较高的发动机的负载（大的转动力矩）中，通过通风机输送的冷却空气经常不足以用于冷却发动机。此外，在所述设计方案中固定了转速比例。

在公开文件EP 0 884 210 A2中提出了一种用于通过由曲轴通过与曲轴连接的第一带盘能够驱动的第一带传动装置来驱动内燃机的机组、如冷却剂泵和通风机的装置。在此，第一带盘通过带与和冷却剂泵轴连接的第二带盘处于驱动连接中。第三带盘与冷却剂泵轴连接。第三带盘与第四带盘形成了第二带驱动装置，所述第四带盘相对于曲轴能够转动地支承在曲轴上或者曲轴的延长部上。通风机与第四带盘处于驱动连接中。由此能够为通风机驱动装置实现增速的传动比，然而其需要在冷却剂泵轴处设置额外的带盘，这基于额外的负载而随着增加的不密封性的风险出现并且还出于结构空间技术的缘故经常要求较高的实现耗费。另一缺点是产生的附属机组的额外的轴承负载以及必要时要求必须对其进行重新设计。

DE 23 18 104公开了一种通风机驱动装置，其中通风机通过根据发动机转速驱动的V型带传动装置以及滑动联轴器进行驱动，其中，滑动联轴器的驱动的部件不可相对转动地与V型带盘连接并且V型带盘以及滑动联轴器的驱动的部件通过支承能够相对扭转并且与在其上滑动联轴器的驱动的部件以及通风机转动配合地铰接的轴同轴地进行设置。其缺点是，又通过共同的轴对附属机组产生额外的轴承负载，即使其转速脱耦。此外，还需要滑动联轴器。

在公开文件DE 103 24 314 A1中提出了一种通风机驱动装置，其能够通过机动车的内燃发动机借助于液体摩擦联轴器并且利用用于提高通风机转速的机构进行驱动。在此，通风机相对于内燃发动机的曲轴同轴地进行布置。能够轴线平行于曲轴地设置附属机组，所述附属机组能够通过共同的第一带传动装置以增速的传动比由内燃发动机进行驱动。在此，通风机能够通过第一驱动系直接由曲轴并且替代地-为了提高通风机转速-通过第二驱动系进行驱动，由驱动轴、驱动轮和壳体组成的液体摩擦联轴器以及自由轮接入到所述第一驱动系中，所述第二驱动系包括从附属机组到液体摩擦联轴器上的第二带盘并且能够通过接入联轴器接通或断开。所述解决方案的缺点是用于实现通风机驱动装置的复杂的结构以及所产生的较高的部件成本，因为例如需要滑动联轴器以及自由轮元件。

发明内容

由此，本发明的任务是在避免前面所描述的缺点的情况下改进由现有技术已知的方案（Ansätze）。本发明的任务尤其是提供具有增速传动比的通风机驱动装置，其能够成本有利地、保护构件地并且以较小的结构空间需求地得以实现。

所述任务通过具有独立权利要求所述特征的装置得到解决。本发明的有利的实施方式以及应用方案由从属权利要求中获得，并且在下面的描述中部分参照附图更详细地进行解释。

根据本发明的普遍的观点，提出了一种用于驱动机动车的、尤其载货车的驱动机组的通风机的装置。所述装置下面也称作通风机驱动装置并且包括轴承机构和带传动装置，通风机通过所述轴承机构能够相对于驱动机组的内燃发动机的曲轴同轴地并且能够转动地设置，所述通风机通过所述带传动装置能够以增速的传动比驱动。所述带传动装置在下面称作第一带传动装置。所述第一带传动装置包括第一和第二带盘，其通过下面称作第一带的带处于驱动连接中。所述第一带盘和/或所述第二带盘例如能够实施成三角筋条带盘。在此，第一带盘布置在第一轴承机构上并且不可相对转动地保持在其上并且由此与曲轴进行转速脱耦。所述第二带盘相对于增压空气压缩机的驱动轴同轴地进行布置并且与其转速耦合。所述增压空气压缩机也称作空气压缩机。两个概念在本文中相同意义地被使用。此外，带驱动装置的和带传动装置的概念也相同意义地被使用。

本发明的特别的优点在于，所述通风机的支承通过轴承机构相对于曲轴是转速脱耦的，由此能够避免曲轴和支承的额外的负载。通过相应相对地尺寸设计第一和第二带盘能够灵活地实现所希望的增速的传动比。特别有利的是，由第一带或者说第一带传动装置仅仅驱动通风机并且由此不驱动其它附属机组、如例如冷却剂泵或发电机。以这种方式能够避免其它附属机组的额外的轴承负载以及其重新设计。此外能够以这种方式避免由额外的或改变的通风机驱动装置产生的不密封性的问题。此外，按本发明的装置优选没有滑动联轴器或者切换联轴器或自由轮，从而能够放弃这种额外的构件。

根据优选的实施方式，所述第二带盘通过机械的直接传动装置与增压空气压缩机的驱动轴进行耦合。尤其在应该实现增速的通风机传动比时提供了这种变型方案，然而不必改变通风机的或其它附属机组的以及其驱动装置的位置，因为增压空气压缩机的现有的驱动轴围绕直接传动装置“向前”“延长”。根据特别优选的实施方式，所述增压空气压缩机的直接传动装置实施成齿轮传动的直接传动装置。用于驱动通风机的装置例如可以包括齿轮传动装置，通过所述齿轮传动装置使增压空气压缩机的直接传动装置与内燃发动机的曲轴处于驱动连接中。

所述直接传动装置例如可以实施成爪式联轴器或十字滑块联轴器。借助于这种联轴器能够在获得有待传递的转动力矩和转速的情况下使得沿轴向的和径向的方向作用在连接的带盘处的对于增压空气压缩机特征化的振动和冲击最小化。然而除了爪式联轴器或十字滑块联轴器之外，也可以考虑轴联轴器、尤其齿联轴器、十字铰链或补偿联轴器的其它的实施方式。在另一实施方式中，第二带盘能够借助于传力配合、形状配合或材料配合的轴套筒连接直接施加到增压空气压缩机的轴上。

为了构造齿轮传动的直接传动装置能够设置有连动件元件，所述连动件元件将坐落于增压空气压缩机的驱动轴上的、下面称作空气压缩机齿轮的齿轮与轴或套筒进行转速耦合的连接，其中，第二带盘不可相对旋转地保持在所述轴或套筒上。在此，空气压缩机齿轮能够在连动件元件的面对增压空气压缩机的侧面上与连动件元件形状配合地连接。此外，所述轴或套筒能够在连动件元件的背对增压空气压缩机的侧面上与连动件元件形状配合地连接。所述连动件元件可以构造成连动件轮，尤其十字滑块，其中不仅空气压缩机的齿轮的，而且所述轮毂或轴的沿轴向延伸的爪或轮毂作用在连动件轮的径向侧面上。这实现了转动力矩在结构上紧凑地并且成本有利地传递到第二带盘上。

前面已经提到了，所述直接传动装置能够实施成齿轮传动的直接传动装置。在所述设计方式的有利的变型方案中设置了用于驱动增压空气压缩机的驱动轴的和直接传动装置的齿轮传动装置，其具有坐落于增压空气压缩机的驱动轴上的空气压缩机齿轮、中间轮以及座落于内燃发动机的曲轴上的曲轴轮，其中，空气压缩机轮与中间轮啮合并且中间轮与曲轴轮啮合。

在另一有利的实施方式中，所述齿轮传动装置具有坐落于增压空气压缩机的驱动轴上的空气压缩机轮以及坐落于内燃发动机的曲轴上的曲轴轮，其中，两个轮通过齿部处于接合中。

根据另一特别优选的设计方式，第二带盘实施成双带盘，其中，双带盘具有第一带轨和第二带轨，第一带作用在第一带轨上，第二带传动装置的第二带作用在第二带轨上。通过第二带传动装置驱动冷却剂泵和/或发电机、尤其交流发电机。

所述实施变型方案的特别的优点在于，由此实现了通风机驱动装置的运行安静的并且噪音少的运行。在冲程活塞增压空气压缩机中，活塞的冲击或者说来回运动产生了作用在增压空气压缩机的驱动轴处的齿轮驱动装置基于齿轮缝隙引起的能够听见的咔咔声。然而如果空气压缩机的齿轮以及推动空气压缩机直接传动装置的元件通过双三角筋条带盘通向通风机的第一带传动装置并且通向冷却剂泵的和/或发电机（交流发电机）的第二带传动装置，那么所述力阻止了空气压缩机齿轮的回弹并且由此负责明显运行更安静的发动机运行。

按本发明的实现方案的另一可行方案规定，用于保持第一带盘的轴承机构具有轴承壳体，所述轴承壳体支承在集成的轴轴承上，其中，第一带盘借助于集成的轴轴承能够相对转动地支承在曲轴上。集成的轴轴承具有通过多个滚动体列支承在完全固化的外部环中的轴。换句话说，这种集成的轴轴承没有内部环，而是具有直接嵌入到轴中的工作面。由此获得了用于滚动体的更多的结构空间，由此承载能力比在具有传统的单个轴承的解决方案中高。集成的轴轴承由现有技术公开并且主要用在机动车的冷却剂泵中并且因此也称作水泵轴承。

代替集成的轴轴承，能够替代地使用传统的滚动轴承、滑动轴承和/或双辊子轴承或者说两个传统的单个轴承和单独的轴。

此外，所述轴承机构可以具有连接法兰，使得通风机能够通过法兰连接与轴承机构进行连接。所述增压空气压缩机的驱动轴优选相对于内燃发动机的曲轴或者相对于通风机轴向平行地布置。

根据本发明的另一观点提供了一种机动车、尤其一种载货车，其具有用于驱动机动车的驱动机组的通风机的装置，如在本文件中公开的那样。

附图说明

本发明的前面所描述的优选的实施方式和特征能够任意地相互组合。下面参照附图描述本发明的另外的细节和优点。附图示出：

图1是按本发明的实施方式的通风机驱动装置的正视图；

图2是沿着图1中的曲轴轴线以及通风机轴线的纵剖图；

图3是沿着图1中的空气压缩机轴线的纵剖图；

图4A是空气压缩机齿轮的透视图；以及

图4B是带传动轴的透视图。

具体实施方式

在图1中示出了用于载货车的通风机驱动装置1的正视图。所述通风机驱动装置包括在图1中不能看到的轴承机构，通风机通过所述轴承机构（同样在图1中没有示出）能够设置成相对于驱动机组10的内燃发动机的曲轴同轴的并且能够转动的。用附图标记28表示内燃发动机的曲轴的中轴线（曲轴轴线），其中在图1中只能看到内燃发动机的壳体14。这也相应于通风机轴线的位置。此外，所述通风机驱动装置包括带传动装置12（“第一带传动装置”），通风机通过所述带传动装置能够以增速传动比驱动，所述带传动装置具有第一带盘18和第二带盘20，其通过第一带13处于驱动连接中，其中，第一带盘18布置在轴承机构上。第二带盘20相对于增压空气压缩机16的驱动轴同轴地布置并且与其转速耦合。所述增压空气压缩机现在实施成根据冲程活塞原理工作的增压空气压缩机。用附图标记2表示增压空气压缩机的轴线，也就是在此增压空气压缩机的曲轴的中轴线。所述带盘18、20是三角筋条带盘。

所述带驱动装置12还包括带张紧器22以及两个导向辊24。在所示出的实施方式中，第二带盘20通过带13驱动第一带盘18，通过所述第一带盘又驱动没有示出的通风机。从图1中可见，借助于从驱动的第二带盘20朝着被驱动的第一带盘18的半径变化能够实现大量传动比可行方案，不仅能够实现增速而且也能够实现减速，其中，这里实现了增速传动比。甚至在现存的驱动机组10中也能够通过更换第一和/或第二带盘来实现新的传动比，而不必对驱动机组10进行另外的改变。这也是所示出的带驱动装置12相对于齿轮驱动装置的决定性的优势，因为在后者中传动比改变通常随着改变的分度圆比例和齿轮轴线相互间改变的距离而出现。

在图1中能够识别出，第一带13通过第一带盘18仅仅驱动通风机。所述第一带驱动装置12或者说第一带13尤其不驱动发电机、冷却介质泵或者其它附属机组。增压空气压缩机通过控制壳体中的齿轮驱动装置进行驱动并且没有通过第一带驱动装置12进行驱动。

图2根据沿着曲轴轴线28的纵剖图A-A’说明了第一带盘18的支承情况。布置在发动机侧的、没有示出的曲轴在所示出的实施方式中具有刚性地并且同心地与曲轴连接的曲轴轮30，所述曲轴轮用于耦合位于发动机壳体14外部的传动元件（Abnehmern）。在所示出的实施方式中，所述曲轴轮30构造在驱动机组10内部并且通过曲轴密封件32相对于周围环境进行密封。所述曲轴轮30与中间轮啮合，所述中间轮又与空气压缩机轮啮合（在图2中没有相应地示出），这在下面还结合图3进行更详细的解释。

沿着轴向的方向与曲轴轮30错开地，减振器34以自身已知的方式设置并且固定在曲轴轮30处。在减振器34后面设置有轴承机构36，所述第一带盘18通过所述轴承机构相对于内燃发动机的曲轴同轴地并且能够转动地支承。用附图标记28表示曲轴轴线的位置。所述轴承机构36包括轴承套或者说轴承壳体38以及集成的作为滚动轴承的轴轴承40。在其它没有描述的实施方式中，用于支承位于内部的轴41的滚动轴承实施成预加载（angestellte）的支承、尤其实施成O形布置。然而也可以考虑其它滚动轴承布置、例如固定-松开支承以及使用滑动轴承代替滚动轴承。所述第一带盘18与轴承机构36的位于内部的轴41进行刚性连接、例如借助于传力配合的轴套筒连接、例如借助于柱挤压接合。根据这种布置情况，产生了第一带盘18的相对于曲轴同轴的并且转速脱耦的支承。在所示出的实施方式中，所述第一带盘18额外地具有连接法兰19，借助于所述连接法兰能够同轴地并且不可相对转动地连接没有示出的通风机。

图3示出了沿着按图1的剖切平面B-B’的纵剖图用于说明增压空气压缩机16的以及耦合在其处的第二带盘20的齿轮传动的直接传动装置。示出了控制壳体42中的截取部分以及控制壳体盖44。坐落于增压空气压缩机的驱动轴上的空气压缩机齿轮54位于控制壳体42的凹处中，所述空气压缩机齿轮为了形成齿轮驱动而通过中间轮与曲轴齿轮处于驱动连接之中。

在所示出的情况下，所述齿轮驱动满足两个功能。在其第一功能中，所述齿轮驱动通过与空气压缩机轴52刚性连接的空气压缩机轮54驱动空气压缩机轴52，并且由此实现增压空气压缩机16的运行。在其第二功能中，所述齿轮驱动通过机械的直接传动装置56驱动所述第二带盘20并且由此驱动带驱动装置12。在所示出的实施方式中，所述机械的直接传动装置56实施成十字滑块联轴器（Kreuzscheibenkupplung）。

为此，设置十字滑块47的形式的连动件元件，其将空气压缩机齿轮54与带驱动轴48转速耦合地进行连接，其中，第二带盘20不可相对转动地保持在带驱动轴48上。

为了形成直接传动装置，所述空气压缩机齿轮54具有朝着十字滑块47方向轴向伸出的爪68a形式的突出的轮廓部分，其接合到十字滑块的相应的凹槽中。类似地，所述轴或套筒48具有轴向的爪68b，其接合到十字滑块47的相应的凹槽中。

所述带驱动轴48的支承45由轴承壳体43包围。在所示出的实施方式中，所述带驱动轴48的支承45由两个滚动轴承46以预加载的轴承布置、尤其O形布置构成。也可以是带驱动轴48的其它的轴承设计方案、例如固定松开-支承或浮动的支承。所述轴承壳体43以螺旋连接固定在控制壳体盖44处。所述第二带盘20与带驱动轴48不可相对转动地连接。

在所示出的实施方式中，所述第二带盘20构造成具有第一带轨58和第二带轨60的双三角筋条带盘。第一带轨58用于驱动没有画出的主传动装置，通过所述主传动装置驱动冷却剂泵以及发电机（交流发电机）。所述第二带轨60用于驱动第一带传动装置12并且由此驱动通风机。

增压空气压缩机16经由第一带轨58以及机械的直接传动装置56与主传动装置的耦合具有有意义的优势，即通过主传动装置引起到带驱动轴48上的阻力对齿轮传动装置的振荡和振动特性具有衰减的作用。

在图4A中示出了空气压缩机轮54，其装配到在图4A和4B中没有示出的空气压缩机轴52上，并且通过齿部62由另外的、没有示出的中间轮进行驱动，所述中间轮又与曲轴轮处于作用连接中并且由此与内燃发动机的曲轴处于作用连接中。除了力导入到没有示出的空气压缩机轴中之外，空气压缩机轮借助于连动件轮廓部64实现了用于驱动第二带盘20的直接传动装置的构造。

在此，所述连动件轮廓部64的爪68a接合到十字滑块的相应的凹槽中，其布置在空气压缩机轮54和带驱动轴48之间。所述十字滑块47在图4A和4B中没有示出，然而能够在图3中识别出。

图4B示出了带驱动轴48的透视图。所述带驱动轴48的面对十字滑块的端部区域同样具有沿轴向的方向延伸的爪68b，所述爪接合到十字滑块的相应的凹槽中。

虽然本发明在参照特定的实施例的条件下进行描述，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，能够实施不同的改变并且能够使用等效方案作为替代方案，而不离开本发明的范围。能够额外地实施许多变型方案，而不离开所属的范围。因此，本发明不应该被限制到公开的实施例上，而是应该包括所有落入从属权利要求范围中的所有实施例。本发明也尤其要求保护独立于参照的权利要求的从属权利要求的主题和特征。

附图标记列表

1 通风机驱动装置

2 空气压缩机轴线

10 驱动机组

12 带驱动装置

13 带

14 发动机壳体

16 增压空气压缩机

18 第一带盘

19 连接法兰

20 第二带盘

22 带张紧器

24 导向辊

28 曲轴轴线

30 曲轴轮

32 曲轴密封件

34 减振器

36 轴承机构

38 轴承套

40 集成的轴轴承

41 位于内部的轴

42 控制壳体

43 轴承壳体

44 控制壳体盖

45 支承

46 滚动轴承

47 十字滑块

48 带驱动轴

52 空气压缩机轴

54 空气压缩机轮

56 直接传动装置

58 第一带轨

60 第二带轨

62 齿部

64 连动件轮廓部

68a、68b 突出的轮廓部分。

Claims (16)

1.用于驱动机动车的驱动机组（10）的通风机的装置，包括

轴承机构（36），所述通风机通过所述轴承机构能够相对于所述驱动机组（10）的内燃发动机的曲轴同轴地并且能够转动地设置；以及

第一带传动装置（12），所述通风机通过所述第一带传动装置能够以增速的传动比驱动，所述第一带传动装置具有第一带盘（18）和第二带盘（20），第一带盘（18）和第二带盘（20）通过第一带（13）处于驱动连接之中，其中，所述第一带盘（18）布置在并且不可相对转动地保持在所述轴承机构（36）上并且由此与所述曲轴进行转速脱耦，

其特征在于，

所述第二带盘（20）相对于增压空气压缩机（16）的驱动轴同轴地布置并且与所述增压空气压缩机（16）的驱动轴转速耦合。

2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，设置有所述增压空气压缩机（16）的机械的直接传动装置（56），所述第二带盘（20）通过所述机械的直接传动装置与所述增压空气压缩机（16）的驱动轴进行转速耦合。

3.按权利要求2所述的装置，其特征在于，

（a）所述直接传动装置实施成齿轮传动的直接传动装置；并且/或者

（b）所述装置包括齿轮传动装置，所述增压空气压缩机（16）的直接传动装置（56）通过所述齿轮传动装置与所述内燃发动机的曲轴处于驱动连接中。

4.按权利要求2或3所述的装置，其特征在于，

（a）所述直接传动装置（56）实施成爪式联轴器或十字滑块联轴器；并且/或者

（b）为了形成齿轮传动的直接传动装置而设置有连动件元件，所述连动件元件使坐落于所述增压空气压缩机（16）的驱动轴（52）上的空气压缩机齿轮（54）与轴（48）或套筒转速耦合地连接，其中，所述空气压缩机齿轮（54）在所述连动件元件的面对所述增压空气压缩机（16）的侧面上与所述连动件元件形状配合地连接并且所述轴（48）或套筒在所述连动件元件的背对所述增压空气压缩机（16）的侧面上与所述连动件元件形状配合地连接，其中，所述第二带盘（20）不可相对转动地保持在所述轴（48）或套筒上。

5.按权利要求4所述的装置，其特征在于，所述连动件元件实施成连动件盘（47），其中，不仅所述空气压缩机齿轮（54）的、而且所述套筒或轴（48）的沿轴向方向延伸的爪（68a、68b）作用在所述连动件盘（47）的径向的侧面处。

6.按权利要求3所述的装置，其特征在于，设置有用于驱动所述增压空气压缩机的驱动轴和直接传动装置的齿轮传动装置，所述齿轮传动装置具有座落于所述增压空气压缩机的驱动轴上的空气压缩机齿轮（54）、中间轮以及坐落于所述内燃发动机的曲轴上的曲轴轮（30），其中，所述空气压缩机轮（54）与所述中间轮啮合并且所述中间轮与所述曲轴轮（30）啮合。

7.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二带盘（20）实施成双带盘，所述双带盘具有第一带轨（58）和第二带轨（60），所述第一带（13）作用在所述第一带轨上，第二带传动装置的第二带作用在所述第二带轨上，其中，通过所述第二带传动装置驱动水泵和/或发电机。

8.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轴承机构（36）具有轴承壳体（38），所述轴承壳体支承在集成的轴轴承（40）上，其中，所述第一带盘（18）借助于所述集成的轴轴承（40）能够相对转动地支承在所述曲轴上。

9.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轴承机构（36）具有连接法兰（19），使得所述通风机能够通过法兰连接与所述轴承机构（36）进行连接。

10.按权利要求1所述的装置，其特征在于，

（a）所述第一带盘和/或所述第二带盘实施成三角筋条带盘；并且/或者

（b）所述增压空气压缩机（16）的驱动轴（52）相对于所述内燃发动机的曲轴或者相对于所述通风机轴向平行地进行布置。

11.按权利要求1所述的装置，其特征在于，除了所述通风机之外，没有其它附属机组与所述第一带处于驱动连接中。

12.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机动车是载货车。

13.按权利要求5所述的装置，其特征在于，所述连动件盘（47）是十字滑块。

14.按权利要求7所述的装置，其特征在于，所述发电机是交流发电机。

15.机动车，具有按上述权利要求中任一项所述的装置。

16.按权利要求15所述的机动车，其特征在于，所述机动车是载货车。

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