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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dämpfung einer Schwingung eines Zugmittelgetriebes sowie ein zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignetes Zugmittelgetriebe. Ein solches Zugmittelgetriebe kann insbesondere bei einem Verbrennungsmotor, der beispielsweise für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein kann, zur Anwendung kommen.
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Verbrennungsmotoren, die beispielsweise für den Antrieb von Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, umfassen in der Regel mindestens ein Zugmittelgetriebe, durch das eine Drehung einer im Betrieb des Verbrennungsmotors durch Verbrennungsvorgänge angetriebenen Welle, insbesondere einer Kurbelwelle bei einem Hubkolbenmotor, auf eine oder mehrere andere Wellen, bei Kolbenmotoren insbesondere auf zumindest eine Gaswechselventile betätigende Nockenwelle, übertragen und dabei gegebenenfalls auch übersetzt wird. Bei einem eine Kurbelwelle mit einer Nockenwelle verbindenden Zugmittelgetriebe kommen in der Regel ein Zahnriemen oder eine (Steuer-)Kette als Zugmittel sowie dazu passende Getrieberäder zum Einsatz, weil bei diesen, anders als beispielsweise bei einem rein kraftschlüssig wirkenden Keilriemengetriebe, kein relevanter Schlupf auftritt. Dies ist für einen Betrieb eines solchen Verbrennungsmotors notwendig, um eine zeitlich exakt getaktete Betätigung der Gaswechselventile in Abhängigkeit von der Drehausrichtung der Kurbelwelle und den entsprechenden Stellungen der einzelnen Kolben zu gewährleisten.
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Im Betrieb eines Hubkolbenmotors werden zyklische Linearbewegungen der Kolben in eine Drehbewegung der Kurbelwelle gewandelt, die jedoch nicht exakt gleichförmig ist. Vielmehr stellt sich die tatsächliche Drehbewegung der Kurbelwelle, die mittels des Zugmittelgetriebes auf weitere Komponenten des Verbrennungsmotors und insbesondere eine Nockenwelle übertragen wird, als Überlagerung einer gleichförmigen Drehbewegung mit einer oder mehreren Drehschwingungen dar. Einen vergleichbaren Einfluss auf die Drehbewegungen der Getrieberäder und des Zugmittels des Zugmittelgetriebes hat auch die zyklische Betätigung der Gaswechselventile mittels der angetriebenen Nockenwelle(n). Sofern mittels des Zugmittelgetriebes weitere Komponenten des Verbrennungsmotors angetrieben werden, wie beispielsweise eine Kolbenpumpe, die zum Beispiel als (Hochdruck-)Kraftstoffpumpe genutzt wird, so kann auch dies einen Einfluss auf die Gleichförmigkeit der Drehbewegungen der Komponenten des Zugmittelgetriebes haben. Infolge der Flexibilität des Zugmittels können Drehschwingungen der Getrieberäder auch zu „Flatterbewegungen“ des Zugmittels führen, die durch allgemeine Schwingungsbewegungen des gesamten Verbrennungsmotors noch verstärkt werden können.
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Um die Auswirkungen solcher Drehschwingungen bei einem Steuertrieb eines Verbrennungsmotors zu reduzieren, wird in der
DE 195 20 508 A1 vorgeschlagen, ein unrundes Getrieberad vorzusehen, das dem Zugmittel am Einlauf oder Auslauf eine Ungleichförmigkeit aufprägen soll, die den dynamischen Drehschwingungen überlagert ist und dadurch einen kritischen Resonanzbereich für diese Drehschwingungen verschieben oder eliminieren soll. Eine dazu vergleichbare Lösung ist auch in der
EP 1 664 596 B1 beschrieben.
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Die
US 3 918 515 A sowie die
FR 2 520 466 A1 offenbaren jeweils Zahnriemenräder mit darin einstückig integrierten, seitlich angeordneten Wandelementen, die einer Positionssicherung eines Zahnriemens auf dem jeweiligen Zahnriemenrad dienen, wobei auf jeder Seite der Zahnriemenräder mehrere voneinander beabstandete Wandelemente vorgesehen sind und der Abstand zwischen benachbarten Wandelementen der Breite der Wandelemente entspricht. Durch einen Versatz der Anordnungen der Wandelemente in Umfangsrichtung auf der einen Seite der Zahnriemenräder im Vergleich zu der anderen Seite wird vermieden, dass sich die Wandelemente der beiden Seiten überdecken, wodurch die Herstellbarkeit der Zahnriemenräder verbessert werden soll.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Möglichkeit anzugeben, Schwingungen in einem Zugmittelgetriebe zu verringern.
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Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein bei der Durchführung eines solchen Verfahrens nutzbares Zugmittelgetriebe ist Gegenstand des Patentanspruchs 3. Ein Verbrennungsmotor mit einem solchen Zugmittelgetriebe ist Gegenstand des Patentanspruchs 12. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes sowie des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, Schwingungen in den Komponenten eines Zugmittelgetriebes und insbesondere Drehschwingungen eines Getrieberads dieses Zugmittelgetriebes dadurch zu unterdrücken, dass in den Bewegungen der Komponenten des Zugmittelgetriebes gezielt Unleichförmigkeiten erzeugt werden, die den zu unterdrückenden Schwingungen entgegenwirken, wobei hierfür vorgesehen ist, das Zugmittel kontinuierlich oder zeitweise in einem Teilabschnitt seines Umschlingungsumfangs von dem Getrieberad abzuheben. Auf diese Weise wird eine Unrundheit des Getrieberads simuliert, die für dieses strukturell nicht gegeben ist. Dadurch werden zum einen hohe Kosten für die Herstellung eines unrunden Getrieberads vermieden. Zum anderen kann das erfindungsgemäße Prinzip eine Applikation für einen Anwendungsfall im Vergleich zu einer Verwendung eines unrunden Getrieberads erheblich vereinfachen. Für eine solche Applikation können einfache Versuche erforderlich sein, um durch die erzeugten Ungleichförmigkeiten eine möglichst optimale Schwingungsunterdrückung zu erreichen. Anders als bei einem unrunden Getrieberad, das für derartige Versuche unterschiedlich dimensioniert und/oder (dreh-)ausgerichtet werden muss, kann ein lokal begrenztes Abheben des Zugmittels von dem Getrieberad einfacher und schneller variiert werden, um im Rahmen der Versuche diejenigen konkreten Parameter zu ermitteln, die in einem späteren Realbetrieb eine möglichst optimale Schwingungsunterdrückung bewirken.
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Demnach ist bei einem Verfahren zur Unterdrückung einer Schwingung eines Zugmittelgetriebes, das ein Getrieberad und ein über einen Umschlingungsumfang des Getrieberads geführtes Zugmittel umfasst, erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Zugmittel in einem Teilabschnitt des Umschlingungsumfangs von dem Getrieberad abgehoben wird.
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Ein erfindungsgemäßes Zugmittelgetriebe umfasst zumindest ein Getrieberad und ein über einen Umschlingungsumfang des Getrieberads geführtes Zugmittel, wobei Mittel zum Abheben des Zugmittels von dem Getrieberad in einem Teilabschnitt des Umschlingungsumfangs vorgesehen sind.
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Ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein erfindungsgemäßes Zugmittelgetriebe umfasst. Bei dem Verbrennungsmotor kann es sich insbesondere um einen Hubkolbenmotor handeln.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Zugmittelgetriebe bei einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle mit einer Nockenwelle und/oder mit einer Verdrängerpumpe (insbesondere eine Kolbenpumpe) verbindet, weil ein Betrieb dieser Komponenten regelmäßig mit der Erzeugung einer Drehschwingung verbunden ist, die durch das erfindungsgemäße Prinzip vorteilhaft unterdrückt werden kann. Die Verdrängerpumpe kann insbesondere als (Hochdruck-)Kraftstoffpumpe des Verbrennungsmotors dienen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Zugmittel in dem Teilabschnitt des Umschlingungsumfangs von dem Getrieberad abgehoben wird, indem im Betrieb des Zugmittelgetriebes zumindest zeitweise (d.h. nicht kontinuierlich; insbesondere während eines Zeitraum, der kürzer als die Dauer einer Umdrehung des Getrieberads ist) in den Einlauf des Zugsmittels auf das Getrieberad eine Flüssigkeit (insbesondere ein Öl) eingebracht und zumindest in einem Umfangsabschnitt des Getrieberads an einem seitlichen Austreten aus einem zwischen dem Zugmittel und dem Getrieberad ausgebildeten Spalt gehindert wird. Ein Abheben des Zugmittels von dem Getrieberad wird somit dadurch lokal begrenzt bewirkt, dass die im Wesentlichen inkompressible Flüssigkeit über den Einlauf in den zwischen dem Getrieberad und dem Zugmittel ausgebildeten Spalt eingebracht und in dem Umfangsabschnitt daran gehindert wird, seitlich aus dem Spalt herausgedrückt zu werden. Dies erfolgt erst zum Ende des Umfangsabschnitts, wodurch das Zugmittel wieder zum weitgehend vollständigen Anliegen an dem Getrieberad kommt. Der Umfangsabschnitt kann somit hinsichtlich der Länge in Umfangsrichtung des Getrieberads in etwa dem Teilabschnitt des Umschlingungsumfangs entsprechen.
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Unter „Einlauf“ wird diejenige Stelle verstanden, in der unter Berücksichtigung einer Drehrichtung für das Getrieberad die Umschlingung des Getrieberads mittels des Zugmittels beginnt.
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Eine entsprechende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes sieht vor, dass zum einen Mittel, durch die in den Einlauf des Zugsmittels auf das Getrieberad zumindest zeitweise im Betrieb des Zugmittelgetriebes eine Flüssigkeit einbringbar ist, und zum anderen ein den Einlauf zumindest zeitweise im Betrieb des Zugmittelgetriebes beidseitig überdeckendes Seitenwandpaar mit geschlossenen Seitenwänden vorgesehen sind. Dabei sollte die Ausgestaltung der Mittel zum Einbringen der Flüssigkeit und die Seitenwände derart ausgebildet sein, dass das Seitenwandpaar den Einlauf beidseitig abdeckt, während zumindest zeitweise gleichzeitig die Flüssigkeit in den Einlauf eingebracht wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes kann vorgesehen sein, dass das Zugmittel als Zahnriemen und/oder das Getrieberad als Zahnriemenrad ausgebildet ist/sind, weil die abhebende Wirkung der in den Einlauf eingebrachten Flüssigkeit auf einen Riemen infolge der geschlossen flächigen Ausgestaltung besonders groß ist. Zudem sollte dieses lokale Abheben bei einem Zahnriemen wegen des formschlüssigen Übertragungsprinzips keine relevanten Auswirkungen auf die Übertragungsleistung haben. Bei einem auf einem kraftschlüssigen Übertragungsprinzip beruhenden Riemengetriebe, wie beispielsweise einem Keil- oder Flachriemengetriebe, kann das lokale Abheben dagegen die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zugmittel und dem Getrieberad und im entsprechenden Maße die Übertragungsleistung des Zugmittelgetriebes verringern. Dennoch kann auch bei solchen kraftschlüssig wirkenden Zugmittelgetrieben eine auf dem erfindungsgemäßen Prinzip beruhende Schwingungsunterdrückung vorgesehen werden. Dies gilt insbesondere, wenn das Getrieberad, in dessen Einlauf die Flüssigkeit eingebracht wird, nicht das Antriebs- oder Abtriebsrad des Zugmittelgetriebes darstellt, sondern vielmehr ein mitlaufendes Getrieberad, das beispielsweise als Umlenkrad und/oder Spannrad genutzt wird. Ein weiterer Vorteil einer Ausgestaltung als Zahnriemengetriebe liegt in der für die bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes als Steuergetriebe eines Verbrennungsmotors relevanten Schlupffreiheit, die einem Zahnriemengetriebe aufgrund des formschlüssigen Übertragungsprinzips eigen ist. Bei einem ebenfalls formschlüssig wirkenden und daher gleichfalls für die bevorzugt vorgesehene Verwendung als Steuergetriebe geeigneten Kettengetriebe mit einem Zugmittel in Form einer Kette und Getrieberädern in Form von Kettenrädern kann das erfindungsgemäße Prinzip ebenfalls zur Anwendung kommen, wobei dies jedoch einen zusätzlichen Aufwand erfordert, um zu verhindern, dass die Flüssigkeit in demjenigen Bereich, in dem diese das Zugmittel von dem Getrieberad abheben soll, durch die Glieder der Kette (in radialer Richtung) austritt. Dies kann jedoch durch geeignete Abdichtmaßnahmen realisierbar sein.
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Um ein Austreten der Flüssigkeit aus dem zwischen dem Zugmittel und dem Getrieberad ausgebildeten Spalt wirkungsvoll zu verhindern, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die zwischen dem Getrieberad und den einzelnen Seitenwänden des Seitenwandpaars ausgebildeten Spalte möglichst klein und/oder abgedichtet ausgebildet sind. Aus demselben Grund sollte vorzugsweise auch eine möglichst kleine Ausbildung der zwischen den Seitenwänden und dem Zugmittel ausgebildeten Spalte vorgesehen sein. Durch ein geringes Übermaß des Zugmittels relativ zu dem Abstand des Seitenwände, insbesondere bei einer Ausbildung des Zugmittels aus einem hochelastischen Werkstoff (wie insbesondere bei einem Riemen), kann die Breite dieser Spalte im Wesentlichen auf Null reduziert werden, wodurch jedoch die Reibung und damit auch ein Verschleiß dieser relativ zueinander bewegten Komponenten erhöht wird.
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Ein möglichst kleiner und/oder abgedichteter Spalt zwischen den einzelnen Seitenwänden und dem Getrieberad kann insbesondere dann auf relativ einfache Weise realisiert werden, wenn das Seitenwandpaar mit dem Getrieberad verbunden ist und somit mit diesem mitbewegt wird. Ein weiterer sich aus dieser bevorzugten Ausgestaltung ergebender Vorteil liegt darin, dass dadurch eine Relativbewegung der Seitenwände des Seitenwandpaars zu sowohl dem Getrieberad als auch zu dem Zugmittel minimal (oder sogar Null) ist, wodurch ein Verschleiß dieser Komponenten gering gehalten werden kann. Ein lokal begrenztes Abheben des Zugmittels von dem Getrieberad kann dann vorzugsweise dadurch realisiert werden, dass sich eine Seitenwand oder beide Seitenwände des Seitenwandpaars nur über einen Teilumfang des Getrieberads erstrecken.
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Möglich ist aber auch, dass sich beide (geschlossenen) Seitenwände des Seitenwandpaars über den gesamten Umfang des Getrieberads erstrecken. In diesem Fall kann das Abheben des Zugmittels von dem Getrieberad lokal begrenzt werden, indem zwischen den einzelnen Seitenwände des Seitenwandpaars und dem Getrieberad in zumindest einem ersten Umfangsabschnitt möglichst kleine und/oder abgedichtete Spalte ausgebildet sind, so dass dort ein seitliches Entweichen der Flüssigkeit weitgehend vermieden wird, während in zumindest einem zweiten Umfangsabschnitt relativ große Spalte ausgebildet sind, so dass dort die Flüssigkeit entsprechend im relevanten Maße seitlich entweichen kann. Ebenfalls kann vorgesehen sein, die Seitenwände in dem zweiten Umfangsabschnitt nicht-geschlossen auszubilden, wozu diese entsprechende Öffnungen aufweisen können.
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Bei diesen Ausgestaltungen wird die lokale Begrenzung des Abhebens des Zugmittels folglich dadurch realisiert, dass die Flüssigkeit in zumindest einem Umfangsabschnitt an einem seitlichen Entweichen aus dem zwischen dem Zugmittel und dem Getrieberad ausgebildeten Spalt gehindert und in zumindest einem anderen Umfangsabschnitt nicht daran gehindert wird. Bei solchen Ausgestaltungen ist das erfindungsgemäße Prinzip folglich auch dann umsetzbar, wenn vorgesehen ist, dass im Betrieb des Zugmittelgetriebes kontinuierlich Flüssigkeit in den Einlauf des Zugmittels auf das Getrieberad eingebracht wird. Dies kann in einer besonders einfachen konstruktiven Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes dadurch realisiert werden, dass dieses ganz oder teilweise innerhalb eines Gehäuses aufgenommen ist, das zumindest teilweise mit der Flüssigkeit gefüllt ist und/oder von der Flüssigkeit durchströmt wird. Bei der Verwendung eines Schmiermittels (insbesondere ein Öl) als für das erfindungsgemäße Prinzip verwendete Flüssigkeit kann dadurch auch gleichzeitig ein Schmierbad für das Zugmittelgetriebe realisiert werden. Hierbei kann der Innenraum des Gehäuses beispielsweise einen Abschnitt eines Rücklaufs eines Schmiermittelkreises darstellen. Das Schmiermittel kann dabei beispielsweise aus einem Zylinderkopf eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors kommend in das Gehäuse des Zugmittelgetriebes eintreten. Aus dem Gehäuse des Zugmittelgetriebes kann es dann beispielsweise in eine Ölwanne des Verbrennungsmotors geleitet werden.
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Andererseits besteht auch die Möglichkeit einer lokalen Begrenzung des Abhebens des Zugmittels, indem das Einbringen der Flüssigkeit in den Einlauf nicht kontinuierlich sondern lediglich dann, wenn sich der relevante Umfangsabschnitt im Bereich des Einlaufs befindet, erfolgt. Unter anderem hierfür kann das erfindungsgemäße Zugmittelgetriebe vorzugsweise eine Dosiervorrichtung zum gesteuerten Einbringen der Flüssigkeit vorsehen. Eine solche Dosiervorrichtung kann somit in vorteilhafterweise auch mit zwei sich über den gesamten Umfang des Getrieberads erstreckenden Seitenwänden des Seitenwandpaars kombiniert werden, wobei diese auch über den gesamten Umfang einen möglichst kleinen und gegebenenfalls abgedichteter Spalt aufweisen können. Eine solche Dosiervorrichtung kann zudem mit solchen Ausgestaltungen für die Seitenwände kombiniert werden, die in zumindest einem Umfangsabschnitt ein seitliches Entweichen der Flüssigkeit ermöglichen, weil dadurch eine zeitlich exakte und hinsichtlich der Menge der eingebrachten Flüssigkeit gesicherte Zufuhr für die Flüssigkeit vorteilhafterweise gewährleistet werden kann.
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Die Anzahl der Abhebungen des Zugmittels von dem Getrieberad je Umdrehung des Getrieberads kann in Abhängigkeit von der Art der zu unterdrückenden Schwindung(en) abhängen. Gleiches gilt für die Dauer der Abhebungen. Gegebenenfalls kann es sinnvoll sein, bei einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor in Form eines Hubkolbenmotors die Anzahl der Abhebungen der Anzahl an Kolben beziehungsweise Zylindern entsprechen zu lassen.
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Die Höhe und/oder die Dauer (bezogen auf eine Umdrehung des Getrieberads) der Abhebung des Zugmittels von dem Getrieberad kann - je nach Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes - unter anderem durch die Länge der Seitenwände in Umfangsrichtung des Getrieberads, durch die Größe eines zwischen jeweils einer Seitenwand und dem Getrieberad und/oder dem Zugmittel ausgebildeten Spalts, durch den Mengenstrom (Volumenstrom oder Massenstrom) der in den Einlauf eingebrachten Flüssigkeit und/oder durch die Dauer einer Einbringung der Flüssigkeit in den Einlauf beeinflusst werden.
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Die unbestimmten Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- 1: in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor;
- 2: ein erfindungsgemäßes Zugmittelgetriebe;
- 3: ein Getrieberad des Zugmittelgetriebes gemäß der 2 in isolierter Darstellung; und
- 4: einen Schnitt durch das Zugmittelgetriebe entlang der Schnittebene IV - IV in der 2.
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Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor, der hier beispielsweise als ein nach dem Otto- oder dem Diesel-Prinzip betriebener Hubkolbenmotor ausgebildet ist. Innerhalb eines Zylinderkurbelgehäuses 10 sind eine Mehrzahl von Zylindern ausgebildet. Innerhalb der Zylinder sind Kolben 12 beweglich gelagert. Die Kolben 12 sind mittels Pleuel 14 mit Hubzapfen von einer in dem Zylinderkurbelgehäuse 10 drehbar gelagerten Kurbelwelle 16 verbunden. Von den Zylindern wird jeweils in Kombination mit einer Oberseite des dazugehörigen Kolbens 12 sowie einem Zylinderkopfgehäuse 18 ein Brennraum 20 begrenzt, innerhalb dessen Kraftstoff, der über Injektoren 22 in die Brennräume 20 eingespritzt werden kann, mit Frischgas, das im Wesentlichen aus Umgebungsluft besteht und über einen Frischgasstrang einer den Verbrennungsmotor umfassenden Brennkraftmaschine und Einlassventile 24 in die Brennräume 20 eingebracht werden kann, verbrannt wird. Die durch die Verbrennungen erzeugten Druckerhöhungen in den einzelnen Brennräumen 20 führen zu linearen Bewegungen der Kolben 12, die über die Pleuel 14 in eine Drehbewegung der Kurbelwelle 16 gewandelt werden.
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Diese Drehbewegung der Kurbelwelle 16 wird mittels eines Zahnriemengetriebes 32 auf eine Einlassnockenwelle 26 übertragen und dabei mit einem Übersetzungsverhältnis von eins zu zwei übersetzt. Die Einlassnockenwelle 26 betätigt über Nocken die Einlassventile 24, mittels derer die Zufuhr von Frischgas in die einzelnen Brennräume 20 gesteuert wird. Über ein Zahnradgetriebe 28 treibt die Einlassnockenwelle 24 zudem eine in der 1 nicht sichtbare Auslassnockenwelle an, die Auslassventile (nicht sichtbar) betätigt, über die bei der Verbrennung des Kraftstoff-Frühgas-Gemisches entstandenes Abgas aus den Brennräumen 20 abgeführt und in einen Abgasstrang der den Verbrennungsmotor umfassenden Brennkraftmaschine überführt wird. Die Versorgung der Injektoren 22 mit Kraftstoff erfolgt mittels einer Hochdruckkraftstoffpumpe 30 aus einem Tank der den Verbrennungsmotor umfassenden Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 30, die als Kolbenpumpe ausgebildet sein kann, wird ebenfalls mittels des Zahnriemengetriebes 32 von der Kurbelwelle 16 angetrieben.
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Die 2 zeigt im Detail ein erfindungsgemäßes Zugmittelgetriebe in Form eines Zahnriemengetriebes 32, wie es bei einem Verbrennungsmotor gemäß der 1 zur Anwendung kommen kann. Dieses umfasst neben Zahnriemenrädern 34, 36, 38, von denen jeweils eines zur drehfesten Verbindung mit einer Kurbelwelle 16, einer Nockenwelle 26 (beispielsweise der Einlassnockenwelle 26 in der 1) und einer Antriebswelle einer Kraftstoffpumpe 30 (beispielsweise der Kraftstoffhochdruckpumpe 30 in der 1) vorgesehenen ist, einen Zahnriemen 40, der formschlüssig mit den Zahnriemenrädern 34, 36, 38 zusammenwirkt, sowie mehrere Rollen. Eine Umlenkrolle 42 dient primär einer konkreten räumlichen Führung des Zahnriemens 40 und sekundär einer Beruhigung des zwischen den Zahnriemenrädern 34 ,38 der Kurbelwelle 16 und der Kraftstoffpumpe 30 geführten Zahnriemenabschnitts. Diese sekundäre Funktion der Umlenkrolle 42 stellt die primäre Funktion von zwei Beruhigungsrollen 44 dar, von denen eine den Zahnriemen 40 in dem Abschnitt zwischen dem Zahnriemenrad 36 der Nockenwelle 26 und dem Zahnriemenrad 38 der Kraftstoffpumpe 30 kontaktiert und dabei geringfügig umlenkt, wodurch dieser Abschnitt des Zahnriemens 40 auf Spannung gehalten wird. Die andere Umlenkrolle 44 ist dagegen in demjenigen Abschnitt des Zahnriemens 40 angeordnet, der das Zahnriemenrad 34 der Kurbelwelle 16 mit einer Spannrolle 46 verbindet. Die hinsichtlich der Eintauchtiefe in den Zahnriemen 40 einstellbare Spannrolle 46 dient einer Einstellung der Spannung des Zahnriemens 40. Die Umlenkrolle42, die Beruhigungsrollen 44 sowie die Spannrolle 46 sind ohne Verzahnung ausgeführt und kontaktieren den Zahnriemen 40 auf dessen zahnloser (Außen-)Seite.
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Das Zahnriemenrad 34 der Kurbelwelle 16 ist erfindungsgemäß in einem Umfangsabschnitt beidseitig mit jeweils einer geschlossenen Seitenwand 48 eines Seitenwandpaars verbunden, die mit diesem Zahnriemenrad 34 mitrotieren und somit bei jeder Umdrehung den Einlauf 50 des Zahnriemens 40 auf das Zahnriemenrad 34 passieren. Dabei stellt der Einlauf 50 diejenige Stelle dar, in der unter Berücksichtigung der Drehrichtung 52 des Zahnriemenrads 34 der Umschlingungsumfang, d.h. derjenige Teilumfang, innerhalb dessen das Zahnriemenrad 34 von dem Zahnriemen 40 umschlungen ist, beginnt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, zumindest zeitweise gleichzeitig dann, wenn die Seitenwände 48 des Seitenwandpaars den Einlauf 50 passieren, eine Flüssigkeit und insbesondere Öl in den Einlauf 50 einzubringen, wie dies in der 2 anhand eines Pfeils 54 dargestellt ist. Dadurch wird der Zahnriemen 40 lokal begrenzt im Bereich des Einlaufs 50 infolge des hydrostatischen Drucks innerhalb des zwischen dem Zahnriemenrad 34 und dem Zahnriemen 40 ausgebildeten Spalts von dem Zahnriemenrad 34 abgehoben, solange durch die Seitenwände 48 die Flüssigkeit an einem seitlichen Austreten aus diesem Spalt gehindert wird. Dies ist in der 4 schematisch verdeutlicht.
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Das Einbringen der Flüssigkeit in den Einlauf 50 des Zahnriemens 40 auf das Getrieberad 34 der Kurbelwelle 16 kann kontinuierlich erfolgen. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Zahnriemengetriebe 28 zumindest in dem das Getrieberad 34 der Kurbelwelle 16 umfassenden Bereich in einem Flüssigkeitsbad (nicht dargestellt) angeordnet ist, wozu das Zahnriemengetriebe 28 von einem entsprechenden Gehäuse 56 umgeben sein kann, wie dies in der 1 dargestellt ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Dosiervorrichtung 58 vorgesehen sein, die insbesondere im Bereich des Einlaufs 50 des Zahnriemens 40 auf das Getrieberad 34 der Kurbelwelle 16 angeordnet sein kann und die dazu dienen kann, gezielt, d.h. zu definierten Zeitpunkten (bezogen auf eine Umdrehung des Getrieberads 34), jeweils eine definierte Menge der Flüssigkeit in den Einlauf 50 einzubringen. Hierzu kann die Dosiervorrichtung 58 beispielsweise als Einspritzdüse ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zylinderkurbelgehäuse
- 12
- Kolben
- 14
- Pleuel
- 16
- Kurbelwelle
- 18
- Zylinderkopfgehäuse
- 20
- Brennraum
- 22
- Injektor
- 24
- Einlassventil
- 26
- (Einlass-)Nockenwelle
- 28
- Zahnradgetriebe
- 30
- (Hochdruck-)Kraftstoffpumpe
- 32
- Zahnriemengetriebe
- 34
- Zahnriemenrad der Kurbelwelle
- 36
- Zahnriemenrad der Nockenwelle
- 38
- Zahnriemenrad der der Kraftstoffpumpe
- 40
- Zahnriemen
- 42
- Umlenkrolle
- 44
- Beruhigungsrolle
- 46
- Spannrolle
- 48
- Seitenwand
- 50
- Einlauf
- 52
- Drehrichtung des Zahnriemenrads der Kurbelwelle
- 54
- Einbringen einer Flüssigkeit in den Einlauf
- 56
- Gehäuse des Zahnriemengetriebes
- 58
- Dosiervorrichtung
