DE2256989A1

DE2256989A1 - Regelbarer aggregate-antrieb fuer brennkraftmaschinen, insbesondere fuer kraftfahrzeug-brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2256989A1
Application number: DE2256989A
Authority: DE
Inventors: Sigurd Hainmueller; Wolfgang Dipl Ing Zaiser
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1972-11-21
Filing date: 1972-11-21
Publication date: 1974-05-22
Also published as: US3893343A; FR2207526A5; GB1403349A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 9386/4

Stuttgart 17.November 1972

Regelbarer Aggregate-Antrieb für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft einen regelbaren Aggregate-Antrieb für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen, wobei von der Kurbelwelle aus mittels eines regelbaren Keilriemengetriebes die Nebenaggregate wie z.B. der Lüfter antreibbar sind, wobei dieses Keilriemen-Regelgetriebe bei niedriger Kurbelwellendrehzahl eine Übersetzung ins Schnelle aufweist und bei steigender Kurbelwellendrehzahl selbsttätig abregelbar ist mittels eines druckmitte.lbeaufschlagten Kolbens, welcher der antreibenden Scheibe des Keilriemen-Regelgetriebes zugeordnet ist und welcher gegen Federwirkung die lose Konusseheibe desselben verschiebt.

Bei einem bekannten Aggregate-Antrieb der obigen Art ist der Verstellkolben als ein Ringkolben ausgebildet und er wird vom Fliehkraftdruck beaufschlagt, der sich in dem diesen Ringkolben aufnehmenden Ringzylinderraum aufbaut (OS 1 576 358). Diese Anordung ist noch nicht ganz befriedigend, weil eine Ölzufuhr von außen nötig ist. Es ist weiter bekannt, für die Regelung ein eigenes Drucksteuersystem zu verwenden, das von einer- mit der Antriebsdrehzahl umlaufenden Pumpe gespeist wird (DBP 1 119 621 ). Dieses Drucksystem befindet sich aber außerhalb des Keilriemen— getriebes selbst und greift auch von außen durch besondere Stößel mittels Rollen auf die bewegliche Konusscheibe ein. Diese Anordung benötigt daher sehr viel Platz und sie benötigt außerdem ein vollkommen eigenes Drucksteuersystem. . .

409821 /025

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden. D. h. mit anderen Worten, es soll ein Aggregate-Antrieb geschaffen werden, der einen einfachen Aufbau sowie eine einfache Wirkungsweise aufweist und mit dem sich die gewünschte Regelcharakteristik exakt und einfach erzielen läßt. Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten Aggregate-Antrieben erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben unmittelbar vom Schmieröldruck der Brennkraftmaschine beaufschlagt ist.

Mit dem ErfindungsVorschlag läßt sich eine verblüffend einfache Wirkungsweise und auch ein verblüffend einfacher Aufbau des Aggregate^-Antriebes erzielen. Man kann von jedem getrennten Drucksteuersystem und von allen etwa zusätzlich benötigten Einflußgrößen und demzufolge bteuerorganen absehen. Trotzdem erhält man eine ganz exakte Regelung in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine.

Im einzelnen wird vorgeschlagen, daß die Schmierölbohrung des vorderen Kurbelwellen-Grundlagers angebohrt und durch eine zentrale Bohrung mit dem den Verstellkolben aufnehmenden Raum verbunden ist. Ein weiterer Vorschlag geht dann dahin, daß der Verstellkolben als ein Tauchkolben ausgebildet und in einem zentralen Raum angeordnet xst und daß er mittels gleichmäßig über den Umfang verteilter Bolzenglieder drehmomentfest gegenüber der festen Konusscheibe geführt ist. Die Druckmittelsteuerung läßt sich auf diese Weise baulich sehr einfach verwirklichen*. Außerdem kann man auch in diesem Fall die Fliehkraft zur zusätzlichen Steuerung ausnutzen.

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung ist an der Stirnseite des Tauchkolbens die bewegliche Konusscheibe mit ihrem Nabenteil befestigt und der Tauchkolben ist mittels Gleitbuchsen oder dergleichen auf drei Bolzen geführt, die in die feste Konusscheibe eingesetzt sind. Dabei liegen zweckmäßigerweise neben den Bolzen Schraubenfedern als Rückstellfedern, die sich einerseits in einer Sackbohrung in der Nabe der festen

409821/0253

Konusscheibe und andererseits in einer Sackbohrung eines Flansches am Tauchkolben abstützen. Selbstverständlich können anstelle der Schraubenfedern auch andere Federn verwendet werden, gegebenenfalls auch Kombinationen von Schraubenfedern.

Der Erfindungsgedanke kann noch dahingehend weitergebildet . · werden, daß in den Antrieb noch ein drehmomentabhängiges Organ und gegebenenfalls auch noch ein Torsionsschwingungsdämpfer eingeschaltet ist. Hierfür wird dann vorgeschlagen, daß die Antriebsnabe durch ein Flanschblech mit einem Trommelteil verbunden ist, der in sich einen an sich bekannten Torsionsschwingungsdämpfer aufnimmt, an dessen Abtrieb drei oder mehr nach innen weisende Rollen angeordnet sind, die mit geneigten Kurvenbahnen im Tauchkolbenflansch zusammenwirken. Schließlich kann dies noch derart weiter ausgestaltet werden, daß der Trommelteil auf der festen Konusscheibe drehbar aber axial unverschiebbar gelagert ist und der Abtrieb des Torsionsschwingungsdämpfers sich axial auf der festen Konusscheibe abstützt.

Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung weist der Tauchkolben drei gleichmäßig über den Umfang verteilte achsparallele Bolzen auf die in entsprechenden Bohrungen der festen Konusscheibe geführt und mit der axial beweglichen Konusscheibe verbunden sind. Hierzu wird dann noch vorgeschlagen, daß die Antriebsnabe durch ein Flanschblech mit einem unmittelbar von der festen Konusscheibe außen gebildeten Trommelteil verbunden ist und daß die feste Konusecheibe innen mit einem hohlen Nabenteil verbunden ist, auf welchem die axial bewegliche Konusscheibe gelagert ist.

Weiter wird noch vorgeschlagen, daß auf dem Nabenteil ein Wiederlager für eine auf die -axial bewegliche Konusscheibe wirkende Rückstellfeder angeordnet ist. Diese Rückstellfeder kann naturgemäß als Schraubenfeder oder Tellerfeder oder dergleichen ausgebildet sein. Die Erfindung bevorzugt jedoch eine Lösung, wo-

4O9"82T7O253

nach die als Tellerfeder ausgebildete Rückstellfeder zugleich zur Drehmomentübertragung dient und am inneren und äußeren Umfang mit Vorsprüngen in entsprechende Ausnehmungen am Wiederlager und am Außenumfang der beweglichen Konusscheibe eingreift.

Bei dieser letztgenannten Ausführung wird der Vorteil erzielt, daß sich gewissermaßen durch die Anordnung der Tellerfeder von selbst eine Drehschwingungsdämpfung ergibt. Der Aggregate-Antrieb wird daher insgesamt gesehen einfacher.

Die Abtriebsscheibe des regelbaren Aggregate-Antriebes weist im Grunde genommen dieselbe Ausbildung auf, wobei jedoch die drehschwingungsdämpfenden Organe in

Fortfall kommen. Auf der Abtriebsseite ist der beweglichen Konusscheibe lediglich eine Rückstellfeder zugeordnet, die aber schwächer sein muß als die Rückstellfeder auf der Antriebsseite, damit die letztere bei sinkender Drehzahl d. h. sinkendem Druck imstande ist die bewegliche Konusscheibe auf der Antriebsseite tatsächlich zurückzuholen und damit die Obersetzung wieder ins Schnelle zu steigern.

Die Gesamtanordnung kann erfindungsgemäß derart erfolgen, daß die Antriebsscheibe des Aggregate-Antriebes auf der Kurbelwelle unmittelbar oder in deren unmittelbarer Nähe angeordnet ist und die Abtriebsscheibe in einem besonderen Flansch an der Brennkraftmaschine befestigt ist. Von dieser Abtriebsscheibe her wird dann über eine mehrfache Keilriemenscheibe mit gegebenenfalls verschiedenen Durchmessern das Drehmoment auf die anderen Aggregate weitergeleitet. Dabei kann der Antrieb für den Lüfter koaxial zur Antriebsscheibe des regelbaren Aggregate-Antriebes liegen, damit der Lüfter die richtige Zuordnung zum Kühler bekommt. In diesem Fall wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Nabenteil an der festen Konusscheibe über das Wiederlager für die Rückstellfeder hinaus zu verlängern und auf dieser Verlängerung den Lüfter mit seiner Keilriemenscheibe zu lagern.

409821/0253

Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbexspiele der Zeichnung und zwar zeigt ·

Figur 1 die Antriebsscheibe einer ersten Ausführungsform im Längsschnitt,

Figur 2 einen Teilschnitt durch die Federanordnung bei der Ausführungsform nach Figur 1 und Figur 3, den gesamten Aggregate-Antrieb in einer anderen Ausführungsform ebenfalls im Längsschnitt.

Nach Figur 1 ist die Antriebsscheibe 10 des regelbaren Aggregate-Antriebes mit Hilfe einer Nabe 11 auf dem vorderen Ende der Kurbelwelle 12 angeordnet. Die Nabe 11 trägt mit einem Flanschteil einen äußeren Trommeiteil 14 mit dem zusammen sie gewissermaßen ein Gehäuse für einen Torsionsschwingungsdämpfer 15 bildet. Im Trommelteil 14 ist außerdem mittels eines Lagere 1.6 die axial unbewegliche Keilriemenscheibe 17 angeordnet. '·

In der Nabe der festen Konusscheibe 17 sind drei Bolzen 18 eingepreßt, auf denen mittels schmierfreien Gleitbuchsen 19 ein _t zentraler Tauchkolben 20 axial bewegbar angeordnet ist, der gegenüber dem Nabenteil 11 abgedichtet ist. Er bildet mit dem Nabenteil den Druckraum 21 der über die zentrale Bohrung 22 vom Kurbelwellen-Grundlager 23 aus - dessen Schmierbohrung 24 angebohrt ist - mit dem Schmiermitteldruck der Brennkraftmaschine beaufschlagt werden kann. Am vorderen Ende des Tauchkolbens 20 ist die bewegliche Konusscheibe 25 des Keil,riemengetriebes befestigt. Der Tauchkolben 20 einschließlich der beweglichen Konusscheibe 25 ist also axial unter dem Einfluß des Schmieröldruckes bewegbar und zwar gegen Federn 26 (siehe Figur 2) die neben den Bolzen 18 angeordnet sind. Sie stützen sich mit ihrem vorderen Ende in entsprechenden Ausnehmungen 27 des Nabenteiles der festen Konus scheibe ab.. Am anderen Ende stützen sie sich in einer Sackbohrung 28 eines Ringflansches 29 am Tauchkolben 20' ab.

40&82Ί/0253

In Figur 2 ist dabei die Leerlaufsteilung gezeichnet» d. h. die Federn sind in ihrer entspanntesten Lage wie sie z. B. auch im oberen Teil der Figur 1 dargestellt ist.

Der Torsionsschwingungsdämpfer 15 - dessen innerer Aufbau hier im einzelnen nicht unmittelbar interessiert - trägt an seinem Abtriebsblech 30 drei radial nach innen weisende Rollen die mit schrägen Gleitbahnen 32 im Ringflansch 29 des Tauchkolbens 20 derart zusammenwirken, daß in allen Übersetzungsstellungen des Keilriemens die jedem Moment entsprechend erforderliche Anpreßkraft durch Kräftezerlegung an den Rollen 31 entsteht.

In der oberen ilälfte der Figur 1 und in Figur 2 ist die Leerlaufstellung dargestellt. Dabei ist kein Schmieröldruck vorhanden und die Federn 26 halten die bewegliche Konusscheibe 25 in der dargestellten rechten Endlage, so daß der Keilriemen 33 sich am oberen Rand der gesamten Antriebsscheibe befindet. Auf diese Weise wird eine Übersetzung ins Schnelle erzielt. Die Kurbelwellen-Schwingungen werden durch den Schwingungsdämpfer 15 in an sich bekannter Weise gedämpft. Die Federn 26 übernehmen beim Anlauf und beim lastfreien Betrieb die Gründenpressung des Riemens.

Erhöht nun die Brennkraftmaschine und damit die Antriebsscheibe ihre Drehzahl, so wird in zunehmendem Maß der Schmieröldruck steigen und schließlich entgegen der Kraft der Federn 26 den Tauchkolben 20 und damit die bewegliche Konusscheibe 25 immer mehr nach links verstellen bis sie bei Höchstdrehzahl, die im unteren Teil der Figur 1 dargestellte Stellung einnimmt. Damit kann der Riemen 33 von seiner äußeren in seine innere Lage übergehen. An der nicnt dargestellten Abtriebsscheibe des regelbaren Aggregate-Antriebes sorgt eine Feder für den entsprechend umgekehrten Vorgang, d. h. dort zieht die Feder die Scheiben zusammen, so daß der Riemen sich nach außen bewegt. Infolgedessen ändert sich die

4 09821/025.3

— 7 —

Obersetzung ins Langsame. Die Anpressung der beweglichen Konusscheibe, „25 wird dabei - wie bereits erwähnt - durch den an den Rollen 31 und den Gleitbahnen 32 entstehenden Axialschub sichergestellt. Bei fallender Drehzahl der Brennkraftmaschine verläuft der ganze Vorgang umgekehrt.

Nach Figur 3 steht die Antriebsscheibe 40, des regelbaren Aggretage-Antriebes wieder mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Verbindung, während die Abtriebsscheibe 41 des regelbaren Aggregate-Antriebes mittels eines Konsols 42 an geeigneter Stelle der Brennkraftmaschine befestigt ist. Der Nabenteil 43 der Antriebsscheibe ist wiederum mit einem Flanschblech 44, mit einem von der festen Konusscheibe 45 gebildeten Trommelteil 46 verbunden. Dadurch entsteht ein Druckraum 47, der wiederum durch eine zentrale Bohrung 48 vom Schmieröldruck der Brennkraftmaschine beaufschlagt werden kann. · ■

In dem aus dem Flanschblech 44 und der festen Konusscheibe 45 mit ihrem Trommelteil 46 gebildeten Druckraum 47 befindet sich ein Kolben 49 der mit einer Membrane 50 gegenüber dem Raum 47 abgedichtet ist. Der Kolben 49 weist drei bolzenartige Teile 51 auf mit denen er in der festen Konusscheibe 45 geführt ist und mit denen er zugleich mit dör axial bewegbaren Konusscheibe 5 2 in Verbindung steht. Letztere ist mit ihrer'Nabe 5 3 auf einem hohlen Nabenteil 54 gelagert, welches mit der festen Konusscheibe 45 in Verbindung steht und nach vorn herausragt. Am Ende dieses, hohlen Nabenteiles 54 ist ein Wiederlager 55 befestigt für eine Tellerfeder 56, die außen an der beweglichen Konusscheibe angreift und die Rückstellkraft für diese liefert. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel befindet sich vor dem Wiederlager 55 noch der Lüfter 57 mit seiner Keilriemenscheibe 58. Die Tellerfeder. 56 ist übrigens so ausgebildet, daß sie in das Wiederlager 55 und die bewegliche Konusscheibe 52, mit. Vorsprüngen eingreift, so daß sie zugleich zur Drehmomentübertragung und insbesondere zur Schwingungsdämpfung dienen kann.

' . 409821/02 5 3

Bei der Abtriebsscheibe 41 ist an dem Konsol 42 eine Hohlnabe angegossen bzw. befestigt in der eine Hohlwelle 60 gelagert ist die außen unmittelbar mit den Abtriebsscheiben 61 zusammengegossen ist bzw. in Verbindung steht. Drehfest mit der Hohlwelle ist eine Welle 62 verbunden, die am äußeren Ende die feste Konusscheibe 6 3 sowie eine Keilriemenscheibe 64 für den Antrieb des Lüfters 57 trägt. Auf der Welle 62 ist mit einem Nabenteil 65 die bewegliche Konusscheibe 66 gelagert, die durch eine Tellerfeder 6 7 gegen die feste Konusscheibe 6 3 vorgespannt ist. Die Tellerfeder 6 7 ist analog zu der Anordnung bei der Antriebsscheibe 40 außen mit der beweglichen Konusscheibe 66 und innen mit der Hohlwelle 60 verbunden.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist sinngemäß genau ,dieselbe wie bei der nach den Figuren 1 und 2. Die einander unmittelbar gegenüberliegenden gewissermaßen inneren Teile der Figur 3 geben die Leerlaufsteilung bzw. die Stellung bei geringen Drehzahlen an, d. h. bei diesem Zustand folgt die Übersetzung ins Schnelle. Die äußeren Teile der Figur zeigen die Stellung bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine mit einer Übersetzung ins Schnelle. Von der Keilriemenscheibe 61 der Abtriebsscheibe 41 des regelbaren Aggregate-Antriebes werden dann die anderen Aggregate also z. B. Lichtmaschine, Servopumpe und ähnliche Organe angetrieben. *

409821/0253

Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim. 9 386/4

Stuttgart ■ , _' .. ' .r.r-,0

■ . ° . 17- November 1972

EPT/Roe/Dü

Ansprüche

Regelbarer Aggregate-Antrieb für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen, wobei von der Kurbelwelle aus mittels eines regelbaren Keilriemengetriebes die Nebenaggregate wie z. B. der Lüfter antreibbar sind, wobei dieses Keilriemenregelgetriebe bei niedriger Kurbelwellendrehzahl eine Obersetzung ins Schnelle aufweist und bei steigender Kurbelwellendrehzahl selbsttätig abregelbar ist mittels eines druckmittelbeaufschlagteη Kolbens , welcher der antreibenden Scheibe des Keilriemenregelgetriebes zugeordnet ist und welcher gegen Federwirkung die lose Konusscheibe desselben verschiebt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben unmittelbar vom Schmieröldruck der Brennkraftmaschine beaufschlagt ist. _x
2. Aggregate-Antrieb nach Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierölbohrung (2H) des vorderen Kurbelwellengrundlagers (23) angebohrt und durch eine zentrale Bohrung (22, 48) mit dem den Verstellkolben (20, 49) aufnehmenden Raum (21, 47) verbunden ist.
3. Aggregate-Antrieb nach Anspruch eins oder zwei, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellkolben als ein Tauchkolben (20, 49) ausgebildet und in einem zentralen Raum (21, 47) angeordnet ist und daß er mittels gleichmäßig über den Umfang verteilter Bolzenglieder (18, 51) drehmomentfest gegenüber der festen Konusscheibe (17, 45) geführt ist. .

40 seif/025 3
4. Aggregate-Antrieb nach Anspruch drei, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite des Tauchkolbens (20) die bewegliche Konusscheibe (25) mit ihrem Nabenteil befestigt ist und daß der Tauchkolben (20) mittels Gleitbuchsen (19) oder dergleichen auf drei Bolzen (18) geführt ist, die in der festen Konusscheibe (17) befestigt sind (Figur 1).
5. Aggregate-Antrieb nach Anspruca vier, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Bolzen (18) Schraubenfedern (26) als Rückstellfedern angeordnet sind, die sich einerseits in einer Sackbohrung (27) in der Nabe der festen Konusscheibe (17) und andererseits in einer Sackbohrung (28) eines Flansches (29) am Tauchkolben (20) abstützen (Figur 2).
6. Aggregate-Antrieb nach Anspruch vier oder fünf, dadurch gekennzeichnet, daß in den Antrieb noch ein drehmomentabhängiges Organ und gegebenenfalls auch noch ein Torsionsschwingungsdämpfer eingeschaltet ist (Figur 1).
7. Aggregate-Antrieb nach Anspruch sechs, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsnabe (11) durch ein Flanschblech (13) mit einem Trommelteil (14) verbunden ist, der in sich einen an sich bekannten Torsionsschwingungsdämpfer (15) aufnimmt, an dessen Abtrieb drei oder mehr nach innen weisende Rollen angeordnet sind, die mit geneigten Kurvenbahnen (32) im Tauchkolbenflansch (29) zusammenwirken (Figur 1).
8. Aggregate-Antrieb nach Anspruch sieben, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelteil (14) auf der festen Konusscheibe (17) drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert ist und der Abtrieb des Torsionsschwingungsdämpfers (15) sich axial auf der festen Konusscheibe (17) abstützt.
9. Aggregate-Antrieb nach Anspruch drei, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkolben (49) drei gleichmäßig über den Umfang verteilte achsparallele Bolzen (51) aufweist, die in entspre-

4 0 9 8 21/0253

chenden Bohrungen der festen Konusscheibe (45) geführt und mit der axial beweglichen Konusscheibe (52) verbunden sind (Figur 3), ■ ^: '
10. 1Aggregate-Antrieb nach Anspruch neun, dadurch gekennzeichnet, daß die.Antriebsnabe (43) durch ein Flanschblech (44). mit einem unmittelbar von der festen Koriusscheibe (45) außen gebildeten Trommelteil (46) verbunden ist und daß die feste Konusscheibe (45) innen mit einem hohlen Nabenteil (54) Verbunden ist auf welchem die axial bewegliche Konusscheibe. (52) gelagert ist (Figur 3).
11. Aggregate-Antrieb nach Anspruch zehn, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Nabenteil (54) ein Wiederlager (55) für· eine.auf d'ie axial bewegliche Konüsscheibe (52) wirkende Rückstellfeder (56) angeordnet ist.
12. Aggregate-Antrieb nach Anspruch elf, dadurch gekennzeichnet, daß die als Tellerfeder (56) ausgebildete Rückstellfeder zugleich zur Drehmomentübertragung dient und am inneren und äußeren Umfang mit VorSprüngen in entsprechende Ausnehmungen: am Wiederlager (55) und am Außenumfang der beweglichen Konusscheibe (52) eingreift.

409821/025 3