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Die
Erfindung betrifft ein Aggregat mit einem Antriebsrad nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
dem Stand der Technik sind Zahnkupplungen bekannt, die zur Übertragung
großer
Drehmomente und hoher Drehzahlen geeignet sind. Zahnkupplungen weisen
eine außenverzahnten
Nabe und eine innenverzahnte Hülse
auf, wobei die außenverzahnte
Nabe in die innenverzahnte Hülse
eingreift. Eine Außenverzahnung
mit bogenförmigen
und balligen (bombierten) Zähnen
ermöglicht
neben einer axialen Verschiebbarkeit eine Winkelbeweglichkeit der Nabe
zur Hülse.
Eine übliche
Ausführung
als Doppelkupplung mit zwei außenverzahnten
Naben, die in eine innenverzahnte Hülse eingreifen, ermöglicht zusätzlich ein
Ausgleich eines radialen Versatzes der Naben.
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Im
Automobilbau finden Doppelkupplung zwischen Aggregaten und deren
Antriebsrädern,
im Besonderen zwischen einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe und deren
Antriebsrad, Verwendung. Dabei wird das Aggregat an einem Gehäuse der
Brennkraftmaschine befestigt und über die Hülse der Doppelkupplung formschlüssig mit
dem separat am Gehäuse
gelagerten Antriebsrad verbunden. Derart ausgeführte Zahnkupplungen weisen
aber auf Grund der einheitlichen Durchmesser der Kupplungsbauteile
einen erhöhten
Bauraumbedarf auf.
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Das
erfindungsgemäße Aggregat
mit einem Antriebsrad mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
1 hat demgegenüber
den Vorteil, dass mit einer einfach aufgebauten Hülse der
Zahnkupplung ein entsprechender Ausgleich von Toleranzen und/oder
Fluchtungsfehlern zwischen dem Aggregat und dem Antriebsrad erfolgen
kann, wobei die Hülse
mit einer Außenverzahnung
mit bogenförmigen
und balligen Zähnen
platzsparend direkt in ein Antriebsrad mit einer Innenverzahnung
mit geradverzahnten Zähnen
eingreift.
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Vorteilhafterweise
ermöglicht
die Hülse
mit einer Innen- und einer Außenverzahnung,
die Zahnkupplung in das Antriebsrad zu integrieren, wodurch auf
eine Nabe am Antriebsrad verzichtet werden kann.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch
1 angegebenen Aggregats mit einem Antriebsrad möglich.
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Zur
Verbesserung der konstruktiven Ausführung des Aggregats bezüglich des
Bauraums verjüngt
sich die Hülse
ausgehend von seiner Innenverzahnung flaschenhalsförmig zur
Außenverzahnung hin.
Vorteilhaft ist dabei, dass durch die Gestaltung der Hülse es möglich ist,
das Antriebsrad konstruktiv zu verbessern und optimal an den vorhandenen
Bauraum anzupassen, wodurch eine Kosten- und Gewichtsersparnis erzielt
werden kann.
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Weitere
Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung
sowie der Zeichnung. Das Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in den nachfolgenden
Beschreibungen näher
erläutert.
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Die
Zeichnung zeigt eine schematisch vereinfachte Darstellung eines
Ausführungsbeispiels
eines Aggregats 1 mit einem Antriebsrad 2.
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In
der Zeichnung ist das Aggregat 1 mit dem Antriebsrad 2,
bei dem es sich um ein Nebenaggregat einer Brennkraftmaschine, insbesondere
um eine Hochdruckpumpe eines Common-Rail-Einspritzsystems, handelt,
im Längsschnitt
dargestellt. Das Aggregat 1 und das Antriebsrad 2 werden
mittels einer Zahnkupplung 3 formschlüssig miteinander verbunden.
Dabei wird das Aggregat 1 an einem Gehäuse 4 einer nicht
weiter dargestellten Brennkraftmaschine angebracht und das Antriebsrad 2 drehbar
am Gehäuse 4 gelagert.
Das Aggregat 1 und das Gehäuse 4 sind der Übersichtlichkeit
halber nur Teilschnitten in der Zeichnung dargestellt.
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Das
Aggregat 1 weist ein Aggregatgehäuse 5 mit einem vorspringenden
Gehäusehals 6 auf,
aus dem ein Wellenzapfen 7 zentral herausragt. Der Wellenzapfen 7 ist
Teil einer Antriebswelle 8 des Aggregats 1. Das
Aggregat 1 wird über
den Gehäusehals 6 in
einer Aufnahmebohrung 9 des Gehäuses 4 gelagert und
mittels nicht dargestellter Schraubverbindungen am Gehäuse 4 gehalten.
Eine Abdichtung des Gehäusehalses 6 gegenüber der
Aufnahmebohrung 9 des Gehäuses 4 erfolgt über einen
radial elastischen Dichtring 10.
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Der
Wellenzapfen 7 ragt vollständig aus der dem Aggregatgehäuse 5 gegenüberliegenden
Seite der Aufnahmebohrung 8 heraus. Auf dem Wellenzapfen 7 wird
mittels einer Kegelverbindung eine Wellennabe 11 befestigt.
Dazu wird die Wellennabe 11 mit einem Innenkegel 12 mittels
einer Mutter 13 auf einen Außenkegel 14 des Wellenzapfens 7 verspannt.
Die Wellennabe 11 weist eine Außenverzahnung 15 mit
bogenförmigen
und balligen (bombierten) Zähnen 16 auf,
die in eine Hülse 17 der
Zahnkupplung 3 mit einer Innenverzahnung 18 mit
geradverzahnten Zähnen 19 eingreift.
Vorteilhafterweise wird neben einem Ausgleich eines axialen Versatzes der
Wellennabe 11 und der Hülse 17 entlang
einer Längsachse 20 eine
Winkelbeweglichkeit zwischen der Wellennabe 11 und der
Hülse 17 zur
Längsachse 20 ermöglicht,
so dass Fertigungs- und Einbautoleranzen des Aggregats 1 und
des Antriebsrads 2 ausgeglichen werden können, wodurch
ein spannungsarmer Zusammenbau des Aggregats 1 und des
Antriebsrads 2 ermöglich
wird.
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Die
Hülse 17 weist
an ihrem gegenüberliegenden
Ende zur Innenverzahnung 18 eine Außenverzahnung 21 mit
ebenfalls bogenförmigen
und balligen (bombierten) Zähnen 22 auf,
die in eine Antriebsradhülse 23 des
Antriebsrads 2 mit einer Innenverzahnung 24 mit
geradverzahnten Zähnen 25 eingreifen.
Die Antriebsradhülse 23 ist
einstückig
mit dem Antriebsrad 2 ausgeführt und halsförmig vom Antriebsrad 2 abgesetzt.
Von Vorteil ist dabei, dass mittels der bombierten Zähne 16 der
Wellennabe 11 und der bombierten Zähne 22 der Außenverzahnung 21 der
Hülse 17 zusätzlich zum
Ausgleich von Axial- und Winkelversätzen zur Längsachse 20 ein Ausgleich
von radialen Versätzen
der Wellennabe 11 und des Antriebsrads 2 zur Längsachse 20 ermöglicht wird,
wodurch ein spannungsfreier Zusammenbau des Aggregats 1 und
des Antriebsrads 2 ermöglich wird.
Des Weiteren wird die Kupplung in das Antriebsrad 2 integriert,
wodurch Bauraum eingespart werden kann und auf eine Nabe mit einer
Außenverzahnung
am Antriebsrad 2 verzichtet werden kann.
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Das
separat in am Gehäuse 4 gelagerte
Antriebsrad 2 weist einen rohrförmigen Lagerfortsatz 26 auf,
der sich von der Antriebsradhülse 23 in
Richtung des Gehäuses 4 fortsetzt.
Das Antriebsrad 2 ist zwischen der Antriebsradhülse 23 und
dem Lagerfortsatz 26 angeordnet und einstückig mit
der Antriebsradhülse 23 und
dem Lagerfortsatz 26 ausgebildet. Das Antriebsrad 2 wird über den
Lagerfortsatz 26 in einem Flanschlager 27 drehbar
gelagert. Das Flanschlager 27 wird mittels Schraubverbindungen 28 am Gehäuse 4 befestigt.
Das Flanschlager 27 ist in Form eines bekannten zweireihigen
Rillenkugellagers ausgeführt.
Denkbar sind auch andere Lagerbauformen des Flanschlagers 27.
Das Antriebsrad 2 weist einen Anschlag 29 auf,
an dem ein Innenring 30 des Flanschlagers 27 anliegt.
Das Antriebsrad 2 wird mittels eines Sicherungsrings 31,
das in einer Ringnut 32 im Lagerfortsatz 26 eingebracht
ist, im Innenring 30 des Flanschlagers 27 gehalten
und in axialer Richtung zur Längsachse 20 verblockt.
Vorteilhafterweise wird durch die separate Lagerung des Antriebsrads 2 das Aggregat 1 vom
Antriebsrad 2 entkoppelt, so dass auf das Antriebsrad 2 einwirkende
Kräfte
vom Flanschlager 27 aufgenommen werden können und
in das Gehäuse 4 eingeleitet
werden, wodurch das Aggregat 1, insbesondere eine Lagerung
der Antriebswelle 8, entlastet bzw. keine Kräfte aus
dem Antrieb des Aggregats 1 in die Lagerung der Antriebswelle 8 eingeleitet
werden.
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Das
Antriebsrad 2 ist Teil eines nicht dargestellten Getriebes,
insbesondere eines Steuergetriebes der Brennkraftmaschine, das mit
einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Das
Antriebsrad 2 kann mit anderen Getrieberädern kämmen und/oder
weitere Aggregate antrieben. Das Antriebsrad 2 überträgt ein Drehmoment
der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mittels der verzahnten Hülse 17 auf
die Antriebswelle 8 des Aggregats 1.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird die Hülse 17 flaschenhalsförmig ausgeführt, so
dass sich die Hülse 17 ausgehend
von der Innenverzahnung 18 der Hülse 17 über einen
trichterförmigen
Abschnitt 33 der Hülse 17 zu
der Außenverzahnung 20 der
Hülse 17 hin
verjüngt.
Dabei kann durch die flaschenhalsförmige Verjüngung der Hülse 17 der Zahnkupplung 3 neben
der Hülse 17 auch
das Antriebsrad 2 konstruktiv verbessert werden und optimal
an den zur Verfügung
stehenden Bauraum angepasst werden.
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Auf
der Antriebsradhülse 23 kann
zusätzlich eine
Außenverzahnung 34 vorgesehen
werden, die beispielsweise Teil eines Kettentriebs ist, wodurch ein
weiteres Aggregat oder Bauteil der Brennkraftmaschine angetrieben
werden kann.