DE2303562A1

DE2303562A1 - Antrieb fuer die nebenaggregate von kraftfahrzeug-brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2303562A1
Application number: DE19732303562
Authority: DE
Inventors: Werner Altmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1973-01-25
Filing date: 1973-01-25
Publication date: 1974-08-01

Description

Antrieb für die Neben aggregate von Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen Antrieb für die Nebenaggregate von insbesondere in Kraftfahrzeugen eingebauten Brennkraftmaschinen, wie z.B. Lüfter, Lichtmaschine, Servo-Pumpe und/ oder ähnliche Aggregate, wobei diese von der Kurbelwelle aus mittels eines Keilriementriebes oder dergleichen derart antreibbar sind, daß die Aggregate bei niedriger Kurbelwellendrehzahl dieselbe oder höhere, bei hoher Kurbelwellendrehzahl jedoch niedrigere Drehzahl haben als die Kurbelwelle.
Antriebe der obengenannten Art sind an sich bekannt. Hierfür werden vielfach regelbare Keilriementriebe verwendet, die aber im Aufbau kompliziert und empfindlich sind und bei denen Stoßbelastungen über die Keilriemen selbst verlaufen. Ferner sind auch Viskose-Kupplungen oder andere Schlupfkupplungen bekannt, bei denen aber meist die Abführung der Wärme erhebliche Schwierigkeiten macht. Und schließlich ist es noch bekannt, einen Teil der Nebenaggregate z.B. den Lüfter frei nach Bedarf an- oder abzukuppeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die vorstehend angedeuteten Nachteile zu vermeiden und einen Antrieb mit einfachem Aufbau zu schaffen, der imstande ist, Stoßbelastungen gut aufzunehmen und mit dem die erwünschte Charakteristik - Zurückbleiben der Aggregatedrehzahl bei steigender Kurbelwellendrehzahl -wenigstens annähernd erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird, bei den eingangs genannten Antrieben, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Kurbelwelle und der Antriebsscheibe des Keilriementriebes ein Planetenrädergetriebe eingeschaltet ist, welches beim Erreichen einer bestimmten Schaltdrehzahl selbsttätig von einer höheren auf eine niedrigere aber setzung umschaltbar ist. Hierbei wird eine Ausführung bevorzugt, wonach ein einfacher Planetenrädersatz verwendet wird, der bei niedriger Kurbelwellendrehzahl im Block umläuft und durch Lösen einer Fliehkraftkupplung bei der Schaltdrehzahl auf Untersetzung schaltbar ist.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Antrieb zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, so daß er leicht herzustellen und zu montieren ist. Infolgedessen sind auch die Herstellungskosten entsprechend niedrig. Die Funktion ist einwandfrei, da sich sowohl die vorgeschlagene Fliehkraftkupplung als auch der Planetenrädersatz in der Wirkungsweise gut beherrschen läßt.
Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung ist das Ringrad des Planetenrädersatzes mit der Kurbelwelle, der Planetenräderträger mit der Antriebsscheibe des Keilriementriebes drehfest verbunden und das Sonnenrad als Reaktionsglied mittels eines Überholfreilaufes am Kupplungsträger oder einem anderen festen Teil abgestützt und zwischen dem Ringrad und der Antriebs scheibe ist eine Fiiehkraftkupplung angeordnet. Selbstverständlich sind auch Umkehrungen dieser Anordnung denkbar, das heißt, man kann das Ringrad als Reaktionsglied und das Sonnenrad als Antrieb benutzen.
Auch die Sperrung kann anders gestaltet werden, wie es jedoch allgemein bei Planetenrädersätzen bekannt. ist.
Bei einer bevorzugten Aus führungs form nach der Erfindung ist die Fliehkraftkupplung durch Federkraft und durch zusätzliche drehmoment abhängige Vers chraubungs kräfte krafts ch lüs 5 ig geschlossen und dabei sind die Krafte so gewählt, daß weder die Federkraft noch die Verschraubungskraft allein zur obertragung des Nenndrehmomentes ausreicht.
Auf diese Weise ist es in vorteilhafter Weise möglich, Stoßbelastungen durch ein kurzfristiges Durchrutschen dor K@pplung aufzuneliracn aber die Größe dieser Stoßbelastung durch entsprechende Wahl der beiden Kräfte vorzugeben.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Antriebsscheibe des Keilriementriebes die Flicllkraftliupplung und den Planetenrädersatz gehäuseartig umfaßt. Auf diese Weise ergibt sich ein iii sicll geschlossenes Antriebsaggregat, das na cli außen abgekapselt und infolgedessen nicht schmutzempfindlich ist.
Die bauliche Gestaltung erfolgt erfindungsgemäß derart, das auf das Ende der Kurbelwelle ein flanschartiger Tragkörper mit seinem Plaxlschteil den innerhalb der Antriebsscheibe liegenden aum in etwa zwei hälften teilt, und daß einerseits zwischen dem Flanschteil und einem festen Gehäuseflanscl' der Planetenrädersatz und andererseits zwischen dem Flanschteil und dem die Antriebsscheibe schließenden Deckel die Fli@hkraftkupplung angeordnet ist. hierbei wird dann zweckmäßigerweise am Flanschteil außen das Ringrad des Planetenrädersatzes befestigt und der Gehäuseflansch ist innen mit einer Tragliülse bis zum Flanscliteil vorgezogen, wobei diese Traghülse den Freilauf und das Sonnenrad aufnimmt. Letzteres kann mit seiner Verzahnung unmittelbar auf den Außenring des Freilaufes aufgeschnitten sein, obgleich naturgemäß auch die getrennte Ausbildung denkbar wäre.
Weiterhin weist zweckmäßigerweise der den Planetenräderträger bildende oder aufnehmende und dem Gehäuseflansch zugewandte Deckel der Antriebsscheibe einen zum Gehäuseflansch vorgezogenen Hülsenansatz auf, wobei einerseits zwischen diesem und der Traghülse eine Lagerung und andererseits zwischen diesem und einem weiter außen liegenden weiteren Ringansatz des Gehäuseflansches eine Dichtung angeordnet ist.
Die Fliehkraftkupplung ist erfindungsgemäß als eine an sich bekannte Doppelkonuskupplung ausgebildet, wobei innen in der Antriebs scheibe der doppeltkonische Außenkörper dieser Kupplung befestigt ist, dessen beide Konusse sich axial nach außen erweitern. Im Grunde genommen ist die Ausbildung der Kupplung spiegelbildlich, wobei radial innerhalb des doppeltkonischen Außenkörpers auf jeder Seite ein entsprechender Innenkonuskörper angeordnet ist, die beide zwischen sich die in einem Käfig oder dergleichen geführten Fliehgewichte aufnehmen und wobei jeder Innenkonuskörper eine den Fliehgewichten zugekehrte Konusfläche aufweist. Als Fliehgewichte werden zweckmäßigerweise Kugeln verwendet. Jeder Innenkonuskörper ist erfindungsgemäß am Innenumfang mit einem Schraubgewinde oder dergleichen auf einer Gewindenabe angeordnet und beide Gewindenaben sind auf einer ringartigen Verlängerung des Tragkörpers drehfest befestigt. Die Steigung der beiden Gewinde wird spiegelbildlich zueinander so gewählt, daß bei Drehmomentbeaufschlagung ein aufeinander z erichteter Schub an den Innenkonuskörpern entsteht.
Erfindungsgemäß ist jeder Innenkonuskörper auf der den Fliehgewichten abgewandten Außenseite durch Tellerfedern beaufschlagt. Diese stützen sich am Flanschteil bzw. einem entsprechenden Widerlager des Tragkörpers ab. Es können naturgemäß auch Schraubenfedern an dieser Stelle verwendet werden. Der vordere Deckel der Antriebsscheibe trägt radial innen einen einwärts gekehrten Zapfen, der mit einem Lager in die Verlängerung des Tragkörpers eingepaßt ist.
Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeichnung anhand eines Längsschnitts durch die Antriebsseite eines erfindungsgemäßen Antriebes.
ach der Zeichnung ist die Antriebs scheibe 10 des nicht mehr dargestellten Keilriementriebes gehäuseartig ausgebildet und vorn durch einen Deckel 11 und hinten durch einen Deckel 12 abgeschlossen. Innerhalb dieser Antriebsscheibe 10 ist eine Fliehkraftkupplung 13 und ein Planetenrädersatz 14 angeordnet. Sie liegen jeweils auf einer Seite eines flanschartig ausgebildeten Tragkörpers 15, dessen Flanschteil 16 den Raum innerhalb der Antriebsscheibe 10 etwa in zwei Hälften teilt.
Dieser Tragkörper 15 ist mit einem Hülsenansatz 17 auf dem vorderen Ende der Kurbelwelle 18 drehfest angeordnet.
Am Flanschteil 16 ist rußen das Ringrad 19 des Planetenrädersatzes 14 befestigt, das heißt, dieses Ringrad dient als Antrieb. Der Planetenräderträger wird vom hinteren Deckel 12 gebildet bzw. ist mit diesem verbunden. Die Sonnenradverzahnung 20 ist auf den Außenring eines Freilaufs 21 aufgeschnitten, der als Überholfreilauf wirkt und sich auf dem Hülsenansatz 22 eines Gehäuseflansches 23 abstützt mit dem die ganze Antriebsscheibe am Gehäuse der Brennkraftmaschine befestigt ist. Der Deckel 12 hat einen Ringansatz 24 und zwischen diesem. und dem Ringansatz 22 des Gehäuseflansches befindet sich eine Lagerung 25 und außen eine Dichtung 26, die sich wiederum außen gegen einen weiteren Ringansatz 27 am Gehäuseflansch 23 anlegt.
Der Tragkörper 15 hat eine nach vorn gerichtete Verlängerung 28, welche die Fliehkraftkupplung 13 trägt. Diese ist nach dem Prinzip einer an sich bekannten Doppelkonuskupplung aufgebaut. Der doppeltkonische Außenkörper 29 ist im Inneren der Antriebsscheibe 10 festgelegt. Zu beiden Seiten der Symmetrieebene sind spiegelbildlich zueinander Innenkonusteile 30 und 31 angeordnet, die mittels entsprechender Konusflächen mit dem Außenkonusteil 29 zusammenwirken.
Beide Innenkonusteile sind durch Tellerfedern 32 axial in Richtung aufeinander zu vorgespannt. In der Symmetrieebene befinden sich kugelförmige Fliehgewichte 33, welche in einem Käfig 34 geführt sind.
Diesen Fliehgewichten sind entsprechende Konusflächen 35 an den Innenkonusteilen 30 und 31 zugeordnet.
Beide Innenkonusteile sind am inneren Umfang mit einem Schraubgewinde 36 in entsprechende Gewindenaben 37 eingesetzt, die auf der Verlängerung 28 drehfest befestigt sind. Die Steigung der beiden Gewinde ist so gewählt, daß die Innenkonusteile 30 und 31 bei Drehmomentübertragung aufeinanderzugeschoben werden.
In der dargestellten Stellung ist die Fliehkraftkupplung 13 geschlossen, das heißt, die Kurbelwelle 18 bewegt sich mit relativ niedriger Drehzahl. Dabei läuft nun der Planetenrädersatz 14 als geschlossener Block um, weil durch die Fliehkraftkupplung 13 der Antrieb, das heißt, das Ringrad 19 starr illit dem Abtrieb, das heißt, dem Planetenräderträger 12 verbunden ist. Die Antriebskraft zum Schließen der Fliehkraftkupplung 13 wird sowohl durch die Tellerfedern 32 als auch durch die Verschraubung in den Schraubgewinden 36/37 aufgebracht.
Beim Überschreiten einer bestimmten Schaltdrehzahl drücken die Fliehgewichte 33 nach außen und drücken damit die beiden Innenkonuskörper 30 und 31 axial auseinander. Dadurch löst sich der Kraftschluß zwischen diesen und dem Außenkonusteil 29 und zwar schlagartig da beim Aufhören der Drehmomentübertragung auch die Verschraubungskräfte in den Schraubgewinden 36/37 wegfallen.
Damit fällt die Sperrung des Planetenrädersatzes 14 zusammen und das Sonnenrad 20 stützt sich nun auf dem Freilauf 21 ab, das heißt, der Planetenrädersatz 14 wirkt nun als Untersetzung, das heißt, die Antriebsscheibe 10 für den nicht mehr dargestellten Keilriementrieb läuft mit einer gegenber der Kurbelwelle 18 herabgesetzten Drehzahl um.
Beim Unterschreiten der Schaltdrehzahl von oben her erfolgt der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge, das heißt, die Fliehkraftkupplung 13 rückt wieder ein, was ebenfalls wieder schlagartig erfolgt.
Man kann nun die Federkräfte und die Schraubkräfte so abstimmen, daß z.B. jede davon für sich nur 80 oder 90 X des enndrehmomentes übertragen kann. Beide zusammen ergeben dann die Aufnahme einer Stoßbelastung von 160 bis 180 z der Nenndrehzahl, das heißt, oberhalb dieser Werte werden Stöße durch Rutschen der Fliehkraftkupplung ausgeglichen.

Claims

Ansprüche

1. trieb für die Nebenaggregate von insbesondere in Kraftfahrzeugen eingebauten Brennkraftmaschinen, wie z.B. Lüfter, Lichtmaschine, Servo-Pumpe und/oder ähnlichen Aggregaten, wobei diese von der Kurbelwelle aus mittels eines Keilriementriebes oder dergleichen derart antreibbar sind, daß die Aggregate bei niedriger Kurbelwellendrehzahl dieselbe oder höhere, bei hoher Kurbelwellendrehzahl jedoch niedrigere Drehzahl als die Kurbelwelle haben,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kurbelwelle 18 und der Antriebsscheibe 10 des Keilriementriebes ein Planetenrädergetriebe 14 eingeschaltet ist, welches beim Erreichen einer bestimmten Schaltdrehzahl selbsttätig von einer höheren auf eine niedrigere Übersetzung einschaltbar ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß der Planetenrädersatz 14 bei niedriger Kurbelwellendrehzahl im Block umläuft und durch Lösen einer Fliehkraftkupplung 13 bei der Schaltdrehzahl auf Untersetzung schaltbar ist.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringrad 19 des Planetenrädergetriebes 14 mit der Kurbelwelle 18, der Planetenräderträger (Deckel 12) mit der Antriebsscheibe 10 des Keilriementriebes drehfest verbunden und das Sonnenrad 20 mittels eines Überholfreilaufes 21 am Kupplungsträger (Flansch 23) oder einem anderen festen Teil abgestützt ist und daß zwischen dem Ringrad 19 und der Antriebs scheibe 10 eine Fliehkraftkupplung 13 angeordnet ist.

4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftkupplung 13 durch Federkraft und durch zusätzliche drehmomentabhängige Verschraubungskräfte kraftschlüssig geschlossen ist und daß weder die Federkraft noch die Verschraubungskraft allein zur Übertragung des Nenndrehmoments ausreicht.

5. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsscheibe 10 des Keilriementriebes die Fliehkraftkupplung 13 und den Planetenrädersatz 14 gehäuseartig umfaßt.

6. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Ende der Kurbelwelle 18 ein flanschartiger Tragkörper 15 mit einem Hülsenansatz 17 aufgeschoben ist und daß dieser Tragkörper 15 mit seinem Flanschteil den innerhalb der Antriebsscheibe 10 liegenden Raum in etwa zwei Hälften teilt, und daß einerseits zwischen dem Flanschteil 15 und einem festen Gehäuseflansch 23 der Planetenrädersatz 14 und andererseits zwischen dem Flanschteil 15 und dem die Antriebsscheibe 10 schließenden Deckel 11 die Fliehkraftkupplung 13 angeordnet ist.

7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Flanschteil 15 außen das Ringrad 19 des Planetenrädersatzes 14 befestigt und der Gehäuseflansch innen mit einer Traghülse 22 bis zum Flanschteil 15 vorgezogen ist, die den Freilauf 21 und das Sonnenrad 20 aufnimmt.

8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der den llanetenräderträge + ildende oder aufnehmende und dem Gehäuseflansch 23 zugewandte Deckel 12 der Antriebsscheibe 10 einem zum Gehäuseflansch vorgezogenen Hülsenansatz 24 aufweist und daß einerseits zwischen diesem und der Traghülse 22 eine Lagerung 25 und andererseits zwischen diesem und einem weiter außen liegenden weiteren Ringansatz 27 des Gehäuseflansches 23 eine Dichtung 26 angeordnet ist.

9. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftkupplung 13 als eine an sich bekannte Doppelkonuskupplung ausgebildet ist und daß innen in der Antriebsscheibe 10 der doppeltkonische Außenkörper 29 befestigt ist, wobei die beiden Konusse sich axial nach außen erweitern.

10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß radial innerhalb des doppeltkonischen Außenkörpers 29 auf jeder Seite ein entsprechender Innenkonuskdrper 30, 31 angeordnet ist, die beide zwischen sich die in einem Käfig 34 oder dergleichen geführten Fliehgewichte 33 aufnehmen und daß jeder Innenkonuskörper 30, 31 eine den Fliehgewichten zugekehrte Konusfläche 35 aufweist.

11. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Innenkonuskörper 30, 31 am Innenumfang mit eine Schraubgewinde 36 oder dergleichen auf einer Gewindenabe 37 angeordnet ist und daß beide Gewindenaben 37 auf einer ringartigen Verlängerung 28 des Tragkörpers 15 befestigt sind.

12. Antrieb nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Innenkonuskörper 30, 31 auf der den Fliehgewichten 33 abgewandten Außenseite durch Tellerfedern 32 beaufschlagt ist.