DE102004048280A1

DE102004048280A1 - Umschlingungstrieb für Brennkraftmaschinen mit Triebberuhigung

Info

Publication number: DE102004048280A1
Application number: DE200410048280
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Hartmann; Tino Dipl.-Ing. Hänsel; Thomas Dipl.-Ing. Bertelshofer (FH); Rainer Dipl.-Ing. Pflug (FH)
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2006-04-27
Also published as: WO2006037426A1

Abstract

Umschlingungstrieb, insbesondere Steuerungsantrieb, für eine Brennkraftmaschine, mit mindestens einem antreibenden Zahnrad und mindestens einem abtreibenden Zahnrad und einer Spann- oder Umlenkrolle und mit einem sie verbindenden Umschlingungsmittel (Zahnriemen oder Kette), wobei das antreibende und/oder das abtreibende Zahnrad gemäß System ID·2· so ausgebildet ist, dass es bei der Rotation dem Triebe eine Ungleichförmigkeit mit dem Ziel der Beruhigung des Triebs aufprägt, wobei zusätzlich noch wenigstens ein Nebenaggregat angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (6, 6', 6'') des Nebenaggregats mit dessen Antriebswelle über eine nicht starre Kupplung verbunden ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Umschlingungstrieb, insbesondere Steuerungsantrieb für eine Brennkraftmaschine, mit mindestens einem antreibenden Zahnrad und mindestens einem abtreibenden Zahnrad und einer Spann- oder Umlenkrolle und mit einem sie verbindenden Umschlingungsmittel (Zahnriemen oder Kette), wobei das antreibende und/oder das abtreibende Zahnrad gemäß System ID² so ausgebildet ist, dass es bei der Rotation dem Triebe eine Ungleichförmigkeit mit dem Ziel der Beruhigung des Triebs aufprägt, wobei zusätzlich noch wenigstens ein Nebenaggregat angetrieben wird.
Hintergrund der Erfindung
Steuerungsantriebe von Brennkraftmaschinen mit einem Kurbelwellenantriebsrad, zumindestens einem Nockenwellenabtriebsrad und einer Kette oder einem Zahnriemen oder aber andere an Brennkraftmaschinen vorhandenen Aggregatantriebe, sind aufgrund von Drehmomentschwankungen bzw. Winkelgeschwindigkeitsänderungen Schwingungsänderungen unterworfen, die in Resonanzbereichen zu hörbaren Geräuschen führen können. Damit verbunden sind erhöhte Reibungskräfte, die die Lebensdauer eines Umschlingungstriebs sowie dessen Wirkungsgrad beeinträchtigen können.

Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen ist bereits eine Reihe von Maßnahmen vorgeschlagen worden. Die DE 195 20 508 A1 offenbart einen Umschlingungstrieb mit einem Mittel, das dem Umschlingungstrieb eine zusätzliche Ungleichförmigkeit aufprägt. Diese Ungleichförmigkeit kann durch ein unrund ausgebildetes und/oder exzentrisch gelagertes Rad erzeugt werden. Diese künstlich erzeugten Ungleichförmigkeiten sollen den Schwingungsänderungen entgegenwirken, die durch Verbrennungsvorgänge und Ventilbewegungen entstehen.

Bei einem der häufigst verwendeten Dämpfungseinrichtungen, wie beispielsweise beim ID²-System, sind die an- und abtreibenden Zahnräder unrund ausgebildet, sodass sie bei der Rotation dem Trieb eine Ungleichförmigkeit aufprägen, die der systemimmanenten Ungleichförmigkeit entgegenwirkt. Während ein normaler Steuerungsantrieb mit Kurbelwellenantriebsrad und Nockenwellenabtriebsrädern und einem freilaufenden Spannrad auf diese Art und Weise sehr gut triebberuhigt werden kann, bereitet es große Schwierigkeiten, wenn zusätzlich noch ein oder gar mehrere Nebenaggregate mit angetrieben werden müssen, da die prinzipiell in gleicher Weise auch auf deren Zahnräder anwendbaren triebberuhigenden Maßnahmen wie unrunde Ausbildung durch die Überlagerung der vielen Kraftsignale mit n-ter Ordnung praktisch nicht mehr beherrschbar sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Umschlingungstrieb der eingangs genannten Art mit zusätzlich angetriebenen Nebenaggregaten so auszubilden, dass die schwingungsberuhigenden Einrichtungen an den An- und Abtriebsrädern des normalen Triebs durch die Nebenaggregate möglichst wenig beeinträchtigt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Zahnrad des Nebenaggregats mit dessen Antriebswelle über eine nicht starre Kupplung verbunden ist, sodass Drehmomentschwankungen durch unterschiedliche Lasten im Nebenaggregat nicht voll auf das Zugmittel durchschlagen können.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann hierzu vorgesehen sein, dass am Nebenaggregat ein Freilauf vorgesehen ist.

Ist im Zuge der im Wesentlichen sinusförmigen Bewegung die Welle schneller als das Antriebsrad, so erfolgt eine Auskupplung, was zur Folge hat, dass die Welle nicht immer so stark wie das Antriebsrad abgebremst werden muss und dies wiederum führt zu einer geringeren Rückwirkung auf den Umschlingungstrieb und damit zu geringeren Schwingungen.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Antriebsrad des Nebenaggregats als Tilger ausgebildet ist, wobei die Übertragung von Schwingungen zwischen dem äußeren vom Umschlingungsmittel angetriebenen Rad und dem inneren mit der Welle verbundenen Rad durch Zwischenlage eines Elastomers gedämpft ist.

Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist schließlich vorgesehen, dass das Antriebsrad des Nebenaggregats als Zweimassenschwungrad ausgebildet ist, wobei bevorzugt die Resonanz-Drehzahl unter der Leerlaufdrehzahl des Motors liegen soll.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Steuerungsantriebs in einer Brennkraftmaschine mit dem ein Nebenaggregat mit angetrieben wird,
2 eine aufgebrochene Darstellung des als Tilger ausgebildeten Antriebsrads des Nebenaggregats,
3 einen Teilschnitt durch das Nebenaggregat mit einem in dessen Antriebsrad eingebauten Freilauf und
4a und 4b eine schematische Ansicht eines als Zweimassenschwungrad ausgebildeten Antriebsrads für das Nebenaggregat in unterschiedlichen Betriebszuständen.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In 1 erkennt man den Steuerungsantrieb der Brennkraftmaschine mit dem Kurbelwellenantriebsrad 1, zwei Nockenwellenabtriebsrädern 2, mehreren frei mitlaufenden Spann- oder Umlenkrollen 3, 4 und 5 und dem Antriebsrad 6 eines Nebenaggregats, beispielsweise einer Hochdruckkraftstoffpumpe, wobei diese Räder alle von einem Umschlingungstrieb 7, vorzugsweise einem Zahnriemen oder einer Kette, verbunden sind.
Die An- und Abtriebsräder 1 und 2 sind in der beispielsweise aus dem System ID² bekannten Weise im Sinne einer Triebberuhigung ausgelegt, beispielsweise unrund ausgebildet, wobei die Teilung auf die Zylinderzahl des Motors abgestimmt ist.
Um die auf diese Art und Weise erzielte Triebberuhigung nicht durch das Nebenaggregat zu stören, kann dessen Antriebszahnrad 6, wie in 2 dargestellt, als Tilger ausgebildet sein. Zu diesem Zweck ist das Antriebsrad 6 in einen äußeren Ring 6a, der mit dem Umschlingungsmittel 7 kämmt, und einen inneren Teil 6b unterteilt, der mit der Antriebswelle des Nebenaggregats fest verbunden ist, wobei die Übertragung von Schwingungen durch Zwischenlage eines Elastomers 14 gedämpft wird.
Die 3 zeigt schematisch ein Antriebszahnrad 6' für ein Nebenaggregat 8, beispielsweise eine Hochdruckpumpe, wobei in dieses Antriebszahnrad 6' ein Freilauf 9 eingebaut ist.
Die 4a und 4b zeigen eine weitere Ausbildungsmöglichkeit des Antriebszahnrads 6'' des Nebenaggregats, wobei in diesem Fall das Antriebszahnrad 6'' als Zweimassenschwungrad ausgebildet ist. Das Antriebszahnrad 6'' ist dabei in zwei Teile 10 und 11 unterteilt, von denen das Teil 10 die Außenverzahnung 12 für den Umschlingungstrieb aufweist, während das mit der Welle des Nebenaggregats fest verbundene zweite Teil 11 mit dem ersten Teil 10 über ein Feder/Dämpfungssystem 13 verbunden ist. Bei schwankender Last werden diese Schwankungen durch das Feder/Dämpfungssystem 13 teilweise abgefangen und so eine Triebberuhigung erzielt. Durch geeignete Ausbildung des Zweimassenschwungrads kann dabei erreicht werden, dass die Resonanzdrehzahl unter die Leerlaufdrehzahl absinkt.

1: Kurbelwellenantriebsrad
2: Nockenwellenabtriebsräder
3: Spann- oder Umlenkrolle
4: Spann- oder Umlenkrolle
5: Spann- oder Umlenkrolle
6: Antriebsrad
6': Antriebszahnrad
6'': Antriebszahnrad
6a: äußerer Ring
7: Umschlingungstrieb
8: Nebenaggregat
9: Freilauf
10: Antriebsrad erster Teil
11: Antriebsrad zweiter Teil
12: Außenverzahnung
13: Feder/Dämpfungssystem
14: Elastomer

Claims

Umschlingungstrieb, insbesondere Steuerungsantrieb, für eine Brennkraftmaschine, mit mindestens einem antreibenden Zahnrad und mindestens einem abtreibenden Zahnrad und einer Spann- oder Umlenkrolle und mit einem sie verbindenden Umschlingungsmittel (Zahnriemen oder Kette), wobei das antreibende und/oder das abtreibende Zahnrad gemäß System ID² so ausgebildet ist, dass es bei der Rotation dem Triebe eine Ungleichförmigkeit mit dem Ziel der Beruhigung des Triebs aufprägt, wobei zusätzlich noch wenigstens ein Nebenaggregat angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (6, 6', 6'') des Nebenaggregats mit dessen Antriebswelle über eine nicht starre Kupplung verbunden ist.
Steuerungsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Antriebsrad (6') des Nebenaggregates ein Freilauf eingebaut ist.
Steuerungsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (6) des Nebenaggregats als Tilger ausgebildet ist.
Steuerungsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (6'') des Nebenaggregats als Zweimassenschwungrad ausgebildet ist.
Steuerungsantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweimassenschwungrad so eingestellt ist, dass die Resonanz-Drehzahl unter der Leerlaufdrehzahl des Motors liegt.