DE10315171A1

DE10315171A1 - Verstelleinrichtung für Nebenaggregate-Antrieb

Info

Publication number: DE10315171A1
Application number: DE2003115171
Authority: DE
Inventors: Reinhold Moses; Heiko Dr. Sattler
Original assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-10-14

Abstract

Bei einer Verstelleinrichtung (2) zur Aktivierung und Deaktivierung von Lauf-, Reib- und Kupplungsrollen (22, 32) sowie Spannschienen ist die Position eines Rades bzw. einer Schiene mittels eines gegen seine gestellfeste Achse verdrehbaren Exzenters (12, 34, 54) veränderbar. DOLLAR A Eine einfache Verstelleinrichtung (2) ist erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator zum Betreiben der Kinematik eine Unterdruckdose (6) ist, die vorzugsweise mit dem Exzenter (12) an einem gemeinsamen Träger (5) befestigt ist. DOLLAR A Der Exzenter (12) kann über ein Seil (14) mit dem beweglichen Stößel der Unterdruckdose (6) in Wirkverbindung stehen. Durch Ausführung der Abrollkontur des Seiles (14) auf dem Exzenter (12) kann eine mit der Winkellage des Exzenters (12) veränderliche Übersetzung gemäß einer gewünschten Charakteristik eingestellt werden. DOLLAR A Insbesondere zur zeitweiligen Einkupplung eines Hilfsaggregates an die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zur Aktivierung und Deaktivierung von Lauf-, Reib- und Spannrollen sowie Spannschienen, wie sie in Riementrieben und Friktionsgetrieben, insbesondere zur zeitweiligen Einkupplung eines Hilfsaggregates an die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine zur Anwendung kommen, – gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Dem Stand der Technik entsprechen Lauf-, Reib- und Spannrollen sowie Spannschienen, bei denen die Position des Rades bzw. einer Schiene durch einen Exzenter verändert wird, indem die auf dem Exzenter festgelegte Radmitte oder ein nicht gestellfester Führungspunkt einer Spannschiene durch Drehung des Exzenters um seine gestellfeste Achse verändert wird. Dabei wird zumeist die Funktion des Spannens oder Andrückens eines Zugmittels oder einer Rolle dadurch gewährleistet, dass zwischen Exzenter und Gestell eine Feder angeordnet ist, die gemäß ihrer Kennlinie für eine Anpressung sorgt (s. z. B. EP 337 215 B1 , US 4,504,252 ). Weiterhin sind Anwendungen bekannt, bei denen das Gestell und damit der Abstützpunkt einer Feder durch ein drehbares Zwischengestell in Form einer Platte ersetzt wird, deren Winkellage zu der Exzenterachse veränderlich ist mit dem Ziel, über diese veränderliche Winkellage des Zwischengestelles unterschiedliche Bereiche der Federkennlinie in Anspruch zu nehmen.

Zur Erzeugung einer notwendigen Spann- oder Andrückkraft gibt es darüber hinaus die Möglichkeit, die vorzuspannende Feder nicht zwischen einem gestellfesten oder einem um eine erste Gestellachse drehbaren Teil und einem weiteren Teil anzuordnen, sondern diese zwischen einem drehbar gelagerten Exzenter und einer Schwinge anzubinden, die ihrerseits eine Rolle trägt oder mit einer Spannschiene fest verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer einfachen Verstelleinrichtung für einen Nebenaggregate-Antrieb.

Lösung und Vorteile

Gemäß Anspruch 1 besteht die Lösung dieser Aufgabe im Wesentlichen darin, das der Exzenter einer gattungsgemäßen Verstelleinrichtung gegen seine gestellfeste Achse durch einen Mechanismus mit einer Unterdruckdose verdreht wird. Möglich ist hier die Anbringung der Unterdruckdose am Gestell, vorteilhafter hingegen ist die gleichzeitige Befestigung der Unterdruckdose und des Exzenters an einem gemeinsamen Träger.

In einer ersten Variante wird die Bewegung durch ein Seil zwischen dem beweglichen Stößel der Unterdruckdose und dem Exzenter eingeleitet, so dass eine mechanische Übersetzung durch das Verhältnis der Exzentrizität zum Angriffsradius des Seiles verwirklicht werden kann. Durch Ausführung der Abrollkontur des Seiles auf dem Exzenter ist darüber hinaus die Möglichkeit gegeben, eine mit der Winkellage des Exzenters veränderliche Übersetzung gemäß einer gewünschten Charakteristik einzustellen. Neben dieser funktionalen Flexibilität bietet der Einsatz eines Seiles einen vollständigen Ausgleich von fertigungs- und montagebedingten Ausrichtungsfehlern zwischen Unterdruckdose und Exzenter.

Da das Seil ein biegeschlaffes Übertragungselement ist, kann eine beliebig gestaltete räumliche Trennung von Stellglied und Umschaltkinematik realisiert werden.

In einer zweiten Variante wird der Endpunkt des Stößels der Unterdruckdose scharnierartig direkt mit dem Exzenter verbunden, wenn die Membran in der Unterdruckdose hinreichende Einstellmöglichkeiten bietet, damit der Anlenkungspunkt des Stößels der Unterdruckdose den sich aus dem Anlenkungsradius und dem Schwenkwinkel des Exzenters ergebenden Bewegungen folgen kann, ohne Schaden zu nehmen. Der Vorteil der Übersetzung bleibt in diesem Fall voll erhalten, die Einstellung einer Charakteristik ist nur noch eingeschränkt möglich.

In weiteren Varianten kann der Seilzug von anderen Aktuatoren analog der Unterdruckdose betätigt werden. Bei Verwendung eines Elektromotors als Aktuator sind verschiedene Getriebe-Varianten möglich. Als vorteilhaft haben sich Riementrieb, Stirnradgetriebe, Umlaufrädergetriebe, Schneckengetriebe und eine Darstellung mit kombiniertem Umlaufgetriebe/Stirnradgetriebe erwiesen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verstellantrieb zur Aktivierung und Deaktivierung von Kupplungsrollen besteht die Möglichkeit, Antriebe oder Teile zur Verlustminimierung auszuschalten.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung in perspektivischer Sicht, in Explosionsdarstellung;
2 eine zweite Ausführungsform, ebenfalls in perspektivischer Sicht und Explosionsdarstellung;
3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung, ausschnittsweise in Seitenansicht; und
4 einen elektromotorischen Antrieb für die in 2 und 3 dargestellten Verstelleinrichtungen.
Beschreibung
Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung 2 zeigt einen Träger 4, der z. B. an einem nicht dargestellten Kraftfahrzeugmotor befestigt sein kann. Dieser Träger 4 besteht aus einem abgewinkelten Blech, an dessen einem Ende eine Unterdruckdose 6 angebracht ist. An dem anderen Ende des Trägers 4 befindet sich eine Bohrung 8 zur Aufnahme einer Welle 10, die exzentrisch eine Aufnahme 12 zur Befestigung des ersten Endes 14a eines als Seilzug dienenden Seiles 14 aufweist. Das andere Ende 14b des Seiles 14 ist mit einem nicht dargestellten Stößel der Unterdruckdose 6 verbunden.
Auf der Welle 10 ist axial ein Umlenkhebel 16 angeordnet, der mit der Welle 10 über eine Rückholfeder 18 verbunden ist. Auf dem Umlenkhebel 16 ist schließlich ein Halter 20 angeordnet zur verschwenkbaren Befestigung einer (hier nicht dargestellten) Lauf-, Reib- oder Kupplungsrolle.
Bei Beaufschlagung der Unterdruckdose 6 mit Unterdruck bewegt sich der Stößel der Unterdruckdose 6 in Zugrichtung, d. h. in Richtung auf die Unterdruckdose 6 zu. Dabei zieht das Seil 14 den auf der Welle 10 befindlichen Exzenter 12 entgegen der Kraft der Rückholfeder 18 in Richtung auf die Unterdruckdose 6 und verschwenkt dabei den Umlenkhebel 16 samt der auf dem Halter angebrachten Kupplungsrolle. Auf diese Weise gelangt ein nicht dargestellter Nebenaggregateantrieb in Wirkverbindung mit der mit Antriebsriemen oder -Kette versehenen Kurbelwelle einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine.
Bei Entlastung der Unterdruckdose 6 wird die an dem Halter 20 befindliche Kupplungsrolle mit Hilfe der Rückholfeder 18 aus der Ineingriffnahme zurückgeschwenkt.
Die in 2 dargestellte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung 2 zeigt einen vergleichbaren Aufbau der diesbezüglichen Kinematik:
Es gibt einen Träger 4 mit einer Bohrung 8 zur Aufnahme einer Welle 10. Auf der Welle 10 befindet sich ebenfalls eine Rückholfeder 18 und ein Umlenkhebel 16 zwecks Ein- bzw. Auskupplung einer Kupplungsrolle 22.
Angetrieben wird die in 2 dargestellte Kinematik mittels eines Getriebemotors (Getriebe 24).
Die in 3 dargestellte Methode zur zeitweiligen Aktivierung einer Kraftübertragung zeigt ausschnittsweise eine Kurbelwelle 26, auf dessen Scheibe z. B. ein Keilrippenriemen 28 zum Antrieb einer nicht dargestellten Nockenwelle angeordnet sein kann. Der Kreis links oben in der Abbildung symbolisiert das Antriebsrad 30 einer Wasserpumpe. Kurbelwelle 26 und Wasserpumpe können mit Hilfe einer einkuppelbaren Kupplungsrolle (Reibrad) 32 in Wirkverbindung gesetzt werden. Dabei symbolisert der Kreis 32a die Montageposition und der Kreis 32b die Ausrückposition. Das Ein- bzw. Auskuppeln des Reibrades 32 erfolgt mittels einer als Exzenter 34 ausgebildeten Schubkurbel (Schwinge) 36.
Angetrieben wird die in 3 dargestellte Kupplungskinematik mit Hilfe eines in 4 dargestellten Getriebemotors 38.
In der 4 symbolisiert 40 einen Elektromotor, 42 ein Umlaufrädergetriebe. Über ein Planetengetriebe 44 (Stirnradpaar 46) wird eine Welle 48 angetrieben, die über einen Exzenter 50 mit einer Rollenaufnahme 52 verbunden ist. Die Entkupplung erfolgt mit Hilfe einer Rückholfeder 54.

2: Verstelleinrichtung
4: Träger
6: Unterdruckdose
8: Bohrung
10: Welle
12: Aufnahme, Exzenter
14: Seil
14a, 14b: Seil-Enden
16: Umlenkhebel, Umschalthebel
18: Rückholfeder
20: Halter
22: Kupplungsrolle
24: Getriebe
26: Kurbelwelle
28: Keilrippenriemen
30: Antriebsrad einer Wasserpumpe
32: Kupplungsrolle (Reibrad)
32a: Montageposition des Reibrades
32b: Ausrückposition des Reibrades
34: Exzenter
36: Schubkurbel, Schwinge
38: Getriebemotor
40: Elektromotor
42: Umlaufrädergetriebe
44: Planetengetriebe
46: Stirnradpaar
48: Welle
50: Exzenter
52: Rollenaufnahme
54: Rückholfeder

Claims

Verstelleinrichtung (2) zur Aktivierung und Deaktivierung von Lauf-, Reib- und Kupplungsrollen (22, 32) sowie Spannschienen, wie sie in Riementrieben und Friktionstrieben zur Anwendung kommen, bei dem die Position eines Rades bzw. einer Schiene mittels eines gegen seine gestellfeste Achse verdrehbaren, mittels eines Aktuators antreibbaren Exzenters (12, 34, 54) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator eine Unterdruckdose (6) ist.
Verstellantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch Befestigung der Unterdruckdose (6) und des Exzenters (12) an einem gemeinsamen Träger (4).
Verstellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das der Exzenter (12) über ein Seil (14) mit einem beweglichen Stößel der Unterdruckdose (6) in Wirkverbindung steht, wobei die mechanische Übersetzung durch das Verhältnis der Exzentrizität zum Angriffsradius des Seiles (14) verwirklicht wird.
Verstellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Ausführung der Abrollkontur des Seiles (14) auf dem Exzenter (12) eine mit der Winkellage des Exzenters (12) veränderliche Übersetzung gemäß einer gewünschten Charakteristik einstellbar ist.
Verstellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckdose (6) einen Stößel aufweist, der scharnierartig direkt mit dem Exzenter (12) verbunden ist.
Verstellantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator ein mit Getriebe (24) versehener Elektromotor (40) (Getriebemotor, 38) ist.
Verstellantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (24) ein Riementrieb, ein Stirnradgetriebe (46), Umlaufrädergetriebe (42) oder Schneckengetriebe ist.
Verstellantrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine Kombination aus Umlaufrädergetriebe (42) und Stirnradgetriebe (46) ist.
Verstellantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe abgedichtet ist.