DE2027654A1

DE2027654A1 - V-belt drive for auxiliary machines driven by an internal combustion engine

Info

Publication number: DE2027654A1
Application number: DE19702027654
Authority: DE
Inventors: Hans 7000 Stuttgart. F02d 1-00 Stürmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-06-05
Filing date: 1970-06-05
Publication date: 1971-12-09

Description

Anlage zur Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Keilriemenantrieb für von einer Brennkraftmaschine angetriebene Hilfsmaschinen Die Erfindung betrifft einen Keilriemenantrieb für von einer Brennkraftmaschine angetriebene Hilfsmaschinen wie Lüfter, Lichtmaschinen, Pumpen u. ä., mi t einer an der Motorwelle (Kurbelwelle) der Brennkraftmaschine angeordneten Pestscheibe und Verstellscheibe, der im Bereich niedriger Drehzahlen eine hohe, etwa konstante Übersetzung aufweist, im Bereich höherer Drehzahlen*nur noch einen geringen Anstieg der Antriebsdrehzahl der Hilfsmaschincn durch Verschieben der Verstellscheibe bewirkt.Annex to the patent and utility model auxiliary application for V-belt drive for auxiliary machines driven by an internal combustion engine The invention relates to a V-belt drive for auxiliary machines driven by an internal combustion engine such as fans, alternators, pumps, etc., with one on the engine shaft (crankshaft) the internal combustion engine arranged plague disk and adjusting disk, which is in the area low speeds has a high, approximately constant translation, in the area higher speeds * only a slight increase in the drive speed of the auxiliary machines caused by moving the adjusting disk.

Alle Hilfsmaschinen z. B. eines Automobils sind der Tatsache unterworfen, daß sie im unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine zu wenig Menge bzw. Spannung abgeben und daher überdimensioniert werden müssen, so daß sie zwangsläufig bei hoher Drehzhal zu viel leisten, was einen erhöhten Kraftstoffverbrauch zur Folge hat. Teilweise kann dies durch Regeleinrichtungen *dagegen kompensiert werden, die entweder die Jlilfsmaschinen auf Leerlau£ f schalten oder aber die überschüssige llsenge in einen Bypaß leiten, wodurch die überschüssige leistung in unerwünschte Wärme umgesetzt wird.All auxiliary machines z. B. an automobile are subject to the fact that they have too little amount or voltage in the lower speed range of the internal combustion engine give and therefore have to be oversized, so that they inevitably at high Doing too much at speed, which results in increased fuel consumption. In some cases this can be countered by control devices * compensated which either switch the auxiliary machines to idle or the excess Pass the llsenge into a bypass, which turns the excess power into undesirable Heat is converted.

Bekannte Anordnungen der eingangs erz hinten Art, die diesen Nachteil beseitigen, sind beispielsweise bekannt aus den US-Patentschriften 3 048 056 und 3 175 066. Verstellbare Keilriemengetriebe ermöglichen es, daß im unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine mit hoher konstanter Übersetzung gefahren wird und oberhalb dieser Drehzahl die Übersetzung abnimmt, so daß nur noch ein leichter Anstieg der Antriebsdrehzahl der Hilfsmaschinen erfolgt Diese bekannten Anordnungen haben jedoch den Nachteil, da sie mehrere verstellbare Riemenscheiben und mehrere Keilriemen benötigen, wodurch der Bauaufwand und die Kosten stark ansteigen.Known arrangements of the type ore at the beginning that have this disadvantage eliminate are known, for example, from US Patents 3,048,056 and 3 175 066. Adjustable V-belt drives enable that in the lower speed range the internal combustion engine is driven with a high constant gear ratio and above this speed decreases the translation, so that only a slight increase in The drive speed of the auxiliary machines takes place. However, these known arrangements have the disadvantage of having multiple adjustable pulleys and multiple V-belts need, whereby the construction effort and the costs increase sharply.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Keilriemenantrieb der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der äußerst einfach und billig im Aufbau ist.In contrast, the invention is based on the object of a V-belt drive of the type mentioned at the outset, which is extremely simple and cheap to build is.

Dies wird gemäß der erfindung dadurch erreicht, daß für den Antrieb sämtlicher Hilfsmaschinen nur ein Keilriemen und nur eine Verstellscheibe erforderlich sind.This is achieved according to the invention in that for the drive of all auxiliary machines only one V-belt and only one adjusting pulley required are.

Besonders vorteilhaft ist es, die Verstellscheibe mit Hilfe von unmittelbar an ihr angreifender Fliehgewichte zu verstellen.It is particularly advantageous to use the adjusting disk directly to adjust to her attacking flyweights.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further expedient refinements of the invention emerge from the subclaims.

Bin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in Fig. 1 eine stirnseitige Ansicht einer Brennkraftmaschine mit an ihr angeordneten Hilfsmaschinen und einem Keilriemenantrieb in vereinfachter Darstellung; Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Keilriemenantrieb mit von ihm angetriebenen Hilfsmaschinen, teilweise ebenfalls im Querschnitt; Fig. 3 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 2, ebenfalls teilweise im Querschnitt, Fig. 3a einen Keilriemen.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. This shows in Fig. 1 is an end view of an internal combustion engine with auxiliary machines arranged on it and a V-belt drive in simplified form Depiction; Fig. 2 shows a cross section through a V-belt drive with it driven auxiliary machines, partly also in cross section; 3 shows a modification of the embodiment according to FIG. 2, also partially in cross section, FIG. 3a a V-belt.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, mit einem Keilriemengetriebe 2, das über einen Keilriemen 3 verschiedene Hilfsmaschinen antreibt. nie mit 4 bezeichnete Hilfsmaschine ist ein Lüfter, die mit 5 bezeichnete ein Generatcr.In Fig. 1, 1 denotes an internal combustion engine, with a V-belt drive 2, which drives 3 different auxiliary machines via a V-belt. Auxiliary machine, never denoted by 4, is a fan, the auxiliary machine denoted by 5 is a generator.

Für die notwendige Riemenspannung kann eine Spannrolle 6 vorgesehen sein.A tensioning roller 6 can be provided for the necessary belt tension be.

Das Keilriemengetriebe ist in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt und von der Motorwelle (Antriebswelle) der Brennkraftmaschine 7 angetrieben. An der Stirnseite der Motorwelle ist ein Zentralzapfen 8 befestigt, auf dem eine Verstellscheibe 9 verschiebbar entgegen der kraft einer Reglerfeder 10 angeordnet ist. Um die Nabe 9' der Verstellscheibe herum sind mehrere Führungszapfen 11 fest angeordnet, die sich in Richtung der Motorwelle 7 erstrecken. Die Führungszapfen sind in einem auf der rotorwelle 7 verdrehfest gelagerten Nabenkörper 12 gleitend geführt. Ihre der Verstellscheibe abgewandten Enden sind mit einem Ring 12' fest verbunden, gegen den sich die Arme 13 der Fliehgewichte 14 legen.The V-belt transmission is shown in cross section in FIG. 2 and driven by the motor shaft (drive shaft) of the internal combustion engine 7. At the At the end of the motor shaft, a central pin 8 is attached, on which an adjusting disk 9 is arranged displaceably against the force of a regulator spring 10. Around the hub 9 'of the adjusting disc are a plurality of guide pins 11 are fixedly arranged, the extend in the direction of the motor shaft 7. The guide pins are open in one the hub body 12, which is mounted in a rotationally fixed manner, is guided in a sliding manner. Your the Adjusting disc opposite ends are firmly connected to a ring 12 ', against which the arms 13 of the flyweights 14 put.

Die Fliehgewichte sind schwenkbar an einem im Nabenkörper angeordneten Sprengring 15 gehalten.The flyweights are pivotable on one arranged in the hub body Snap ring 15 held.

Fest mit dem Nabenkörper 12 verbunden ist auch eine Festscheibe 16. lhr Keilwinkel betrugt nahezu Null Grad, während derjenige der Verstellscheibe zwischen 15 bis 20 Grad liegt.A fixed disk 16 is also firmly connected to the hub body 12. Its wedge angle was almost zero degrees, while that of the adjusting disk was between 15 to 20 degrees.

Zwischen der Festscheibe und der @@scheibe liegt der Keilrienen 3. Dieser verläuft im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in Richtung zum Lüfter 4, der eine dem Profil des Keilriemens 3 entsprechende Ringnut 17 aufweist. Mit dem Lüfter ist auch eine Wasserpum pe 18 verbunden.The V-rail 3 is located between the fixed disk and the @@ disk. This runs in the embodiment of FIG. 1 in the direction of the fan 4, the has an annular groove 17 corresponding to the profile of the V-belt 3. With the fan a Wasserpum pe 18 is also connected.

Der Generator 5 ist in einem gehäusefest angeordneten Lagerbock 19 in Schwenklagern 20 schwenkbar angeordnet, eine ebenfalls gehäusefest angeordnete Spannfeder 21 wirkt derart auf den Generator ein, daß dessen Riemenscheibe 22 den Keilriemen 3 stets gespc'3nnt hält.The generator 5 is in a bearing block 19 fixed to the housing pivotally arranged in pivot bearings 20, one also fixed to the housing Tension spring 21 acts on the generator in such a way that its pulley 22 denotes Keeps V-belt 3 tensioned at all times.

An den Generator kann eine Hydraulikpumpe oder ein Kälteverdichter, der in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt ist, angeschlossen sein. In dem Fall, in der; der Generator in einem Schwenklager gehalten ist, ist keine Spannrolle 6 notwendig.A hydraulic pump or a refrigeration compressor can be connected to the generator. which is shown in phantom in the drawing, be connected. By doing Case in which; the generator is held in a swivel bearing, is not a tension pulley 6 necessary.

Die Riemenscheiben des Lüfters und des Generators sind axial nicht verschiebbar angeordnet. Durch die schwenkbare Anordnung des Ge nerators wird jedoch eine zweite Verstellscheibe im Keilriemengetriebe eingespart. Die Spannung der Reglerfeder 10 und der Spannfeder 21 wirken einander entgegen, wobei die Reglerfeder stärker ist, so daß der Keilriemen zunächst im Bereich niedriger Drehzahlen (z. . 2000 U/min) auf dem großen Durchmesser der Verstellscheibe läuft und Lüfter und Generator mit hoher Ubersetzung antreibt. Steigt nun die Drehzahl n1 der Brennkraftmaschine auf beispielsweise über 2 000 Umdrehungen pro Minute an, also den Bereich, indem die Übersetzung konstant war, so überwinden die Fliehgewichte 14 den Kraftüberschuß der Reglerfeder 10 und leiten den Regelvorgang ein. Dabei wird die Verstellscheibe 9 nach links verschoben und der Keilriemen3wandert auf einen kleineren Durchmesser. Mit weiter wachsender Drehzahl nimmt die Stellkraft der Fliehgewicht zu, so daß der Keilriemen bei höchster Drehzahl auf kleinstem Durchmesser läuft. Die Spannfeder 21 am Generator sorgt dabei stets für die e notwendige Riemenspannung. Durch Verusendung eines Keilriemens ia;t asymmetrischem Profil wird das Keilriemengetriebe besonders einfach, da nur eine Verstellscheibe erforderlich ist, und der Keilriemen an der steilen Flanke der Festscheibe praktisch keine seitliche Verlayerung erfährt.The pulleys of the fan and the generator are not axial arranged displaceably. Due to the pivoting arrangement of the generator, however, is a second adjusting pulley in the V-belt drive saved. The tension of the governor spring 10 and the tension spring 21 counteract each other, the governor spring being stronger so that the V-belt is initially in the range of low speeds (e.g. 2000 rpm) runs on the large diameter of the adjusting pulley and the fan and generator with it high gear ratio. The speed n1 of the internal combustion engine now increases for example over 2,000 revolutions per minute, i.e. the area in which the Translation was constant, the flyweights 14 overcome the excess force the regulator spring 10 and initiate the control process. The adjusting pulley is thereby 9 shifted to the left and the V-belt 3 moves to a smaller diameter. As the speed increases, the force of the flyweight increases, so that the V-belt runs at the highest speed on the smallest diameter. The tension spring 21 on the generator always for the necessary belt tension. By using a V-belt with an ia; t asymmetrical profile, the V-belt drive becomes particularly easy, as only one adjusting pulley and the V-belt are required There is practically no lateral displacement on the steep flank of the fixed disk.

Die radial außerhalb des Zentralzapfens liegenden Führungszapfen für die Verstellscheibe ergeben ein günstiges Führungsverhältnis für die durch den Keilriemen auf die Verstellscheibe ausgeübte exzentrische Seitenkraft. Durch diese Anordnung kann die Verstellscheibe nicht klemmen uld den Regelkräften gut folgen. Die Führungsstellen für die Führungszapfen sind mit nicht näher bezeichneten Gleitbuchsen versehen, die einen möglichst niedrigen Reibwert und keine Reibungsoxidation ergeben, z. B. gesinterte Bleibbronzebuchsen mit einer Füllung aus PTFE, Sinterlager mit Dauerschmierung, Buchsen aus PTFE mit Glasgewebe oder ähnliche.The guide pins for the adjusting pulley results in a favorable guide ratio for the through the V-belt eccentric lateral force exerted on the adjusting disk. Through this arrangement the adjusting disk cannot jam uld follow the control forces well. The leadership positions for the guide pins are provided with unspecified slide bushings, which result in the lowest possible coefficient of friction and no friction oxidation, e.g. B. sintered lead bronze bushings filled with PTFE, sintered bearings with permanent lubrication, Bushings made of PTFE with glass fabric or similar.

Für den Fall, daß die Gesamtmasse der HiEsmaschinen zu groß wird oder diese starre Leitungen haben, kann die schwenkbare Auflängung des Generators durch die Spannrolle 6 ersetzt werden.In the event that the total mass of the HiEs machines is too large or If these rigid lines have the swiveling suspension of the generator through the tension pulley 6 must be replaced.

Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 weisen sowohl Verstellscheibe wie auch Festscheibe den gleichen Flankenwinkel auf. Die Verstellscheibe ist mit 25, die Festscheibe mit 26 bezeichnet. ner Keilriemen 27 hat symmetrisches Profil, außerdem eine Innenverzahnung 28, wie aus Fig. 3a ersichtlich ist.In the embodiment according to FIG. 3, both have an adjusting disk as well as the fixed disk have the same flank angle. The adjusting disk is with 25, the fixed disk is designated by 26. ner V-belt 27 has a symmetrical profile, also an internal toothing 28, as can be seen from FIG. 3a.

Die Pliehgewichte sind mit 29 bezeichnet und greifen mit ihren Enden direkt an der Verstellscheibe selbst an, ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel im wesentlichen dem der Fig. 2.The plied weights are denoted by 29 and grip with their ends directly on the adjusting disk itself, otherwise this embodiment is the same essentially that of FIG. 2.

Bei einem Regelvorgang, d. h. beim Verschieben der Verstellscheibe 25 erfährt der Keilriemen eine seitliche Verschiebung, Um dieer Verschiebung zu begegnen, sind die Riemenscheiben der Hilfsmaschinen als axial verschiebbare, sogenannte Wanderscheiben, ausgebildet.In a control process, i. H. when moving the adjusting disk 25 the V-belt experiences a lateral shift in order to achieve this shift encounter, are the pulleys of the auxiliary machines as axially displaceable, so-called Wandering discs, trained.

Mit 30 ist die Antriebswelle des Generators bezeichnet, Auf dieser sitzt unverdrehbar, aber seitlich verschiebbar die Nabe 31 der Keilriemenscheibe 32 für den Generatore Die Riemenscheiben für die anderen, nicht dargestellten Hilfsmaschinen sind in ähnlicher Weise seitlich verschiebbar angeordnet. Die Naben dieser Riemenscheiben sind aus einem Material mit besonders guten Gleiteigenschaften hergestellt.With the drive shaft of the generator is designated, on this The hub 31 of the V-belt pulley sits non-rotatably but laterally displaceable 32 for the generators The pulleys for the other auxiliary machines, not shown are arranged to be laterally displaceable in a similar manner. The hubs of these pulleys are made of a material with particularly good sliding properties.

Mit 33 ist die Welle eines Verdichters 34 bezeichnet. Der mit einer Innenverzahnung versehene Kellriemen greift mit der Innenverzahnung 28 in eine auf der Welle 33 verdrehbar angeordnete zahnscheibe 35. Zwischen der Zahnscheibe und dem Läufer 36 des Verdichters ist eine Elektromagnetkupplung 37 angeordnet, mit deren Hilfe der Verdichter zu jedem beliebigen Zeitpunkt ab- oder zugeschaltet werden kanneThe shaft of a compressor 34 is designated by 33. The one with a Kellriemen provided with internal teeth engages with internal teeth 28 in one the shaft 33 rotatably arranged toothed disk 35. Between the toothed disk and an electromagnetic clutch 37 is arranged with the rotor 36 of the compressor with the help of which the compressor can be switched on or off at any time can

Claims

Claims 1. V-belt drive for driven by an internal combustion engine Auxiliary machines such as fans, alternators, pumps, etc., with one on the motor shaft (Crankshaft) of the internal combustion engine arranged fixed disk and adjusting disk, which has a high, approximately constant gear ratio in the low speed range, in the range of higher speeds * there is only a slight increase in the drive speed the auxiliary machines caused by moving the adjusting disc, characterized in that that for the drive of all auxiliary machines only one V-belt (3.27) and only an adjusting disc (9.25) are required.

2. Drive according to claim l, characterized in that the adjusting disc (9.25) against the force of at least one regulator spring (10) with the help of at least a flyweight (13,29) is axially displaceable, which is synchronous with the drive shaft is driven.

3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that each Flyweight acts on a guide pin (11) which is firmly attached to the adjusting disk (9.25) connected and in one of the pivot bearings (15) of the centrifugal weight receiving Bearing body (12) is arranged displaceably.

*against it 4. Drive according to claim 2 and 3, characterized characterized in that the adjusting disc (9,25) has a hub (9 ', 25') on a on the drive shaft (7) arranged central pin (8) slides and through at least 2 guide pin (1) is guided in the hub of the fixed disc (12).

5. Drive according to claim 4, characterized in that to achieve a good guiding relationship is the distance between the central pin (8) and the guide pin (11) is kept as small as possible in relation to the guide length.

6. Drive according to claim 4 and 5, characterized in that for Reduction of the guide friction and to avoid the formation of friction rust on both Guide points (8, 11) Sliding bushes with permanent lubrication or dry lubrication provided are.

7. Drive according to one of claims l to 3, characterized in that that the V-belt (3) has an asymmetrical profile and that the fixed pulley (16) has one Has flank angle that is almost zero degrees.

8. Drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that that one of the auxiliary machines is arranged in a pivot bearing (20) and through one of the regulator spring (10) counteracting tension spring (21) the V-belt always keeps tense.

9. Drive according to one of claims 1 to 4 and 7, characterized in that that the V-belt (27) has a symmetrical profile and that the pulley each Auxiliary machine is arranged axially displaceable on its associated shaft.

10. Drive according to claim 9, characterized in that the Veilriemcn (27), as is known per se, has internal teeth (28).

11. Drive according to one of claims 9 or 10, in which an auxiliary machine is a refrigeration compressor, characterized in that on the drive shaft (33) of the refrigeration compressor (34) a toothed disk (35) is arranged, the toothing of which corresponds to that of the V-belt.

12. Drive according to claim 11, characterized in that between the rotor (36) of the refrigeration compressor and the toothed disc (35) have an electromagnetic clutch (37) is arranged, with the help of which the refrigeration compressor at will Z'1- and can be switched off. i;