DE1155634B

DE1155634B - Hilfsgeraeteantrieb an Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1155634B
Application number: DEA32829A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Ausserbauer; Hans Vonderthann
Original assignee: Auto Union GmbH
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1959-09-10
Filing date: 1959-09-10
Publication date: 1963-10-10
Also published as: GB907740A; BE594871R

Description

Hilfsgeräteantrieb an Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Hilfsgeräteantrieb an Brennkraftmaschinen mit gleichachsiger Anordnung einer Lichtmaschine, eines Lüfters und einer Verlängerungswelle mit gemeinsamem Antrieb durch einen Riementrieb.
Eine bekannte Antriebsvorrichtung dieser Art dient zum Antrieb der Kühlgebläse sowie der Lichtmaschine an einer luftgekühlten, ventilgesteuerten Brennkraftmaschine mit in Boxeranordnung liegenden Zylindern oder Zylinderreihen. Der Antrieb der erwähnten Hilfsgeräte erfolgt von der Königswelle aus, welche hierzu durch eine kurze Welle verlängert ist und über die Brennkraftmaschine seitlich hinausragt. An dem überstehenden Teil der Welle ist eine Riemenscheibe angebracht, die eine weitere Riemenscheibe antreibt, welche an einem Ende der höher und gleichachsig mit den Kühlgebläsen und der Lichtmaschine liegenden Welle angebracht ist. Diese Welle ist in einem Lagerbock gelagert. Das freie Ende der Welle steht über eine lösbare Kupplung kraftschlüssig mit einer Verlängerungswelle zum Antrieb für das eine Gebläse in Verbindung. Von diesem Gebläse wird die Drehbewegung über die Lichtmaschinenwelle auf das andere Gebläse übertragen, welches freifliegend an der Lichtmaschinenwelle angebracht ist. Dies hat den Nachteil, daß eine axiale Versetzung der die Riemenscheibe und die lösbare Kupplung tragenden Welle zur Verlängerungswelle sowie den Gebläsen durch genaue Fertigung bzw. genauen Einbau vermieden werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen, geräuschlos laufenden Hilfsgeräteantrieb zu schaffen, bei dem nur ein übliches Kugellager verwendet wird und bei dem der Fertigungsaufwand bezüglich einer axialen Versetzung geringer ist.
Die Erfindung geht aus von einem Hilfsgeräteantrieb an Brennkraftmaschinen mit gleichachsiger Anordnung einer Lichtmaschine, eines Lüfters und einer Verlängerungswelle mit gemeinsamem Antrieb durch einen Riementrieb.
Die Erfindung besteht darin, daß die Verlängerungswelle die Keilriemenscheibe trägt und nahe derselben in einem Radiallager abgestützt ist, welches in an sich bekannter Weise unter Zwischenlage eines Ringes aus elastisch nachgiebigem Material durch einen mit der Brennkraftmaschine verbundenen Träger gehalten wird, während die Verlängerungswelle an ihrem anderen Ende in einer geringe Achsabweichungen zulassenden Kupplung aus elastisch nachgiebigem Material gelagert ist, welche auf dem einen Ende der Lichtmaschinenwelle befestigt ist, deren anderes Ende den Lüfter trägt. Es kann so eine beliebige handelsübliche Lichtmaschine verwendet werden. Ferner wird ein Lager gespart und eine einfache Vorrichtung zum Ausgleich einer möglichen axialen Versetzung bzw. axialen Beugung zwischen Lichtmaschinenwelle und Verlängerungswelle geschaffen. Der an sich bekannte Ring aus elastischem Material gleicht Toleranzabweichungen und die Auswirkung von Unwuchten aus, macht so den Antrieb geräuschlos und sichert eine lange Betriebsdauer. Die Belastung des der Verlängerungswelle am nächsten liegenden Lichtmaschinenlagers wird klein.
Bei Kurbelwellen und Pleuelstangen von Brennkraftmaschinen ist es bekannt, schlagartige Belastungen, die auf die Kurbelwelle und auf die Pleuelstange wirken, in Gummimuffen aufzunehmen, die zwischen dem eigentlichen Lager und seiner Halterung angebracht sind.
An der Lagerung einer sich selbst einstellenden Flugzeugpropellerwelle ist es bekannt, das dem Propeller am nächsten liegende Kugellager in einem Gummiring zu montieren, während das andere Kugellager als Selbsteinstellager ausgebildet ist.
Schließlich ist es bekannt, Licht- und Zündmaschinen mit Hilfsmaschinen durch eine elastische Antriebsvorrichtung zusammen so anzutreiben, daß kleine Abweichungen von der gleichachsigen Lage der Antriebs- und Maschinenwelle ausgeglichen werden. Dazu ist eine hohle Welle vorgesehen, welche die umlaufenden Teile der Hilfsmaschine trägt und eine zweite elastische Welle, die innerhalb der ersten liegt und mit dieser an dem von dem angetriebenen Ende abgewandten Ende fest verbunden ist. Die hohle Welle, auf der der Anker und der Stromwender einer Lichtmaschine sitzen, ist in zwei Kugellagern gelagert. Das freie Ende der in der hohlen Welle liegenden Welle hat einen Antriebszapfen, zu dessen Antrieb wieder eine Welle benötigt wird, die ähnlich dem Lagerbock des zu Anfang beschriebenen Kühlgebläseantriebs in zwei Lagern gelagert werden muß.
Diese bekannten Lagerungen geben somit keinen Hinweis auf die gemäß der Erfindung vorgesehene Lösung.
Es ist ferner ein Lüfterantrieb für Brennkraftmaschinen Gegenstand eines älteren Patents, bei dem der Kühler getrennt von der Maschine gelagert ist und der Lüfter durch eine Gelenkzwischenwelle von der Maschinenwelle aus angetrieben ist. Bei diesem Lüfterantrieb weist die Gelenkzwischenwelle maschinenseitig ein Gelenk auf, während am anderen Ende der Lüfter starr mit der Gelenkzwischenwelle verbunden ist und die Gelenkzwischenwelle in einem Radiallager geführt ist, dessen Außenring in einem Zwischenring gehalten ist, der einen an sich bekannten elastischen Ring aufnimmt, der sich außen gegen einen gestellfesten Teil, beispielsweise einen Ring, anlegt. Der Kraftschluß geht hierbei von der Maschine über das Gelenk und die Zwischenwelle zu dem an deren freiem Ende aufgesetzten Lüfter.
Beim Gegenstand der Erfindung dagegen ist der Kraftschluß umgekehrt, d. h., die Drehbewegung wird auf die Verlängerungswelle an derem freien Ende und noch dazu durch eine Riemenscheibe übertragen. Dadurch greifen die Riemenzugkräfte in unmittelbarer Nähe des nur auf einer elastischen Unterstützung ruhenden Radiallagers an. Auf den ersten Blick erscheint diese Bauweise unzweckmäßig, doch zeigt die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Antriebs, daß ein solches Vorurteil nicht gerechtfertigt ist.
Nach einem Merkmal der Erfindung ist die Kupplung innerhalb eines auf die Lichtmaschinenwelle aufgesetzten hohlen Mitnehmerringes angeordnet, welcher eine hohlzylindrische Fläche aufweist, in welche ein an der Verlängerungswelle vorgesehener Bund mit balliger Umfangsfläche eingreift. Wenn die Lichtmaschinenwelle nicht zur Verlängerungswelle fluchtet, sind immerhin die Mittellinien ihrer beiden Wellen zum Schnitt gebracht. Die Gleichachsigkeit ist so wenigstens in einer gedachten Ebene vorhanden, die durch den Schnittpunkt der Wellen und den Berührungskreis zwischen balliger Umfangsfläche und hohlzylindrischer Fläche geht.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Mitnehmerring eine Innenverzahnung und das hohle Ende der Verlängerungswelle eine Außenverzahnung aufweisen und daß der Zwischenraum zwischen den Verzahnungen durch einen mit entsprechenden Gegenverzahnungen versehenen Ring aus elastischem Material ausgefüllt ist. Dadurch ist eine einfache, formschlüssige, federnd nachgiebige Verbindung geschaffen, die nur geringer Verformung ausgesetzt ist, weil sie nahe der gedachten Ebene liegt, die durch den Berührungskreis zwischen balliger Umfangsfläche und hohlzylindrischer Fläche und den Schnittpunkt der Mittellinien beider Wellen geht.
Die Zähne am Mitnehmerring sollen ebenso wie die Zähne an der Verlängerungswelle halbrundes Profil haben.
Der Abstand zwischen zwei Zahnflanken entspricht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ungefähr der Dicke des federnd nachgiebigen verzahnten Ringes. Zweckmäßig ist ein Anlagering aus elastischem Material, vorzugsweise Weichgummi, zwischen dem Bund mit balliger Fläche und einem Federring angebracht.
Schließlich kann eine Stirnfläche am innen und außen verzahnten Ring angeordnet sein, die ein metallisches Aufliegen in der Achsrichtung der Kupplungsteile verhindert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Dreizylinderbrennkraftmaschine mit Lichtmaschine, Lüfter, Keilriemenantrieb, Lüftergehäuse und Kühler, Fig.2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, Fig. 3 einen Querschnitt in der Ebene der Kupplung.
Die Dreizylinderbrennkraftmaschine 1 (Fig. 1) treibt über den Keilriemen 2 die Keilriemenscheibe 3 an, die die Drehbewegung auf die Lichtmaschine 4 und den Lüfter 5 im Lüftergehäuse 6 überträgt. Der Lüfter 5 fördert die Kühlluft zum Kühler 7. Die Ebene 8, in der die Kühlluft in den Kühler tritt, ist von der Ebene 9 wesentlich weiter entfernt als die Ebene 10, in der üblicherweise, bedingt durch die Baulänge der Lichtmaschine, der Keilriemen 2 sonst laufen würde.
Die in Fig. 2 nicht dargestellte Keilriemenscheibe 3 sitzt am linken Ende der Verlängerungswelle 11, die in einem von einem elastischen Ring 12 gehaltenen Radiallager 13 getragen wird. Hinter der Lagerstelle erweitert sich die Verlängerungswelle 11 zu einem rohrförmigen Teil 14, der sich in der Nähe der Mutter 15 zu dem rohrförmigen Ende 16 erweitert. Das rohrförmige Ende 16 trägt eine Außenverzahnung 17, deren Zähne halbrundes Profil haben. Axial getrennt davon durch einen Raum 18 ist am rohrförmigen Ende 16 ein Bund 19 mit balliger Umfangsfläche 20 angebracht. Die Verzahnung 17 greift in einen verzahnten Ring 21 aus Weichgummi, der mit seiner Außenverzahnung in eine entsprechende Innenverzahnung 22 des Mitnehmerringes 23 eingreift. Dieser ist mit seiner Nabe 24 auf dem Ende 25 der Lichtmaschinenwelle mittels eines Federringes 26 und einer Mutter 15 festgespannt. Neben dem Bund 19 ist ein Anlagering 27 aus Weichgummi angebracht und gegen den Mitnehmermantel28 durch einen Federring 29 abgestützt. Der Anlagering 27 hat außer der Abstützung die Aufgabe, Schmiermittel, das sich im Inneren des Mitnehmerringes 23 vorzugsweise zur Schmierung der balligen Umfangsfläche 20 befindet, gegen einen Austritt abzudichten bzw. das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern. In der anderen Richtung ist die Antriebswelle bzw. ihr rohrförmiges Ende 16 mit einem Bund 30 des federnd nachgiebigen verzahnten Ringes 21 gegen die Stirnfläche 31 des Mitnehmerringes 23 abgestützt.
Das auf die Verlängerungswelle 11 übertragene Drehmoment wird federnd nachgiebig über die Außenverzahnung 17, den verzahnten Ring 21 und die Innenverzahnung 22 auf den Mitnehmerring 23 und damit auf die Nabe 24 der Lichtmaschinenwelle übertragen. Falls die Lichtmaschinenwelle mit der Verlängerungswelle 11 nicht fluchtet, werden die sich daraus ergebenden Winkeländerungen der beiden Mittellinien durch die ballige Auflage des Bundes 19 im Mitnehmerring 23 so aufgenommen, daß die Lagerbelastungen der Lichtmaschine geringer sind als bei einer Ausführung, bei der die Keilriemenscheibe unmittelbar auf dem Ende 25 der Lichtmaschinenwelle befestigt ist und die Lichtmaschinenwelle und das Lichtmaschinenlager die Reaktionskräfte aus dem Riemenzug aufnehmen müssen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hilfsgeräteantrieb an Brennkraftmaschinen mit gleichachsiger Anordnung einer Lichtmaschine, eines Lüfters und einer Verlängerungswelle mit gemeinsamem Antrieb durch einen Riementrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungswelle (11) die Keilriemenscheibe (3) trägt und nahe derselben in einem Radiallager (13) abgestützt ist, welches in an sich bekannter Weise unter Zwischenlage eines Ringes (12) aus elastisch nachgiebigem Material durch einen mit der Brennkraftmaschine verbundenen Träger gehalten wird, während die Verlängerungswelle (11) an ihrem anderen Ende in einer geringe Achsabweichungen zulassenden Kupplung aus elastisch nachgiebigem Material gelagert ist, welches auf dem einen Ende (25) der Lichtmaschinenwelle befestigt ist, deren anderes Ende den Lüfter (5) trägt.
2. Hilfsgeräteantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung innerhalb eines auf die Lichtmaschinenwelle aufgesetzten hohlen Mitnehmerringes (23) angeordnet ist, welcher eine hohlzylindrische Fläche aufweist, in welche ein an der Verlängerungswelle (11) vorgesehener Bund (19) mit bailiger Umfangsfläche (20) eingreift.
3. Hilfsgeräteantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmerring (23) eine Innenverzahnung (22) und das hohle Ende (16) der Verlängerungswelle (11) eine Außenverzahnung (17) aufweisen und d'aß der Zwischenraum zwischen den Verzahnungen (17, 22) durch einen mit entsprechenden Gegenverzahnungen versehenen Ring (21) aus elastischem Material ausgefüllt ist.
4. Hilfsgeräteantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne am Mitnehmerring (23) ebenso wie die Zähne an der Verlängerungswelle (11) halbrundes Profil haben.
5. Hilfsgeräteantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei Zahnflanken ungefähr der Dicke des federnd nachgiebigen verzahnten Ringes (21) entspricht.
6. Hilfsgeräteantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Anlagering (27) aus elastischem Mate=rial, vorzugsweise Weichgummi, zwischen dem Bund (19) mit balliger Fläche und einem Federring (29).
7. Hilfsgeräteantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Stirnfläche (31) am innen und außen verzahnten elastischen Ring (21). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1040 318; schweizerische Patentschrift Nr. 185 754; britische Patentschrift Nr. 4.98 224; USA.-Patentschrift Nr. 1931026. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1084 978.