DE3933409A1 - Gehaeuse fuer einen mechanisch angetriebenen lader - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen mechanisch angetriebenen Lader einer Brennkraftmaschine nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Um die Füllung einer Brennkraftmaschine und damit die Lei­ stung zu erhöhen, ist es bekannt, die der Brennkraftma­ schine zugeführte Ansaugluft zu komprimieren. Dies ge­ schieht mit Hilfe eines bekannten Laders, wie er z. B. häu­ fig in Form eines Abgasturboladers zu finden ist. Um das diesen Ladern eigene sogenannte Turbo-Loch, d. h. das schlechte Ansprechverhalten im unteren Drehzahlbereich, zu vermeiden, wird der Lader mechanisch von der Brennkraft­ maschine angetrieben. Da Lader für eine bestimmte Drehzahl ausgelegt sind, ist es von Vorteil, die Drehzahlüberset­ zung zwischen Antrieb und Lader variabel zu gestalten. In bekannter Weise wird dazu ein Variator eingesetzt, der die Motordrehzahl variabel in die für den eingesetzten Lader passende Drehzahl übersetzt, wie er z. B. in der "mot Auto­ zeitschrift", Heft 16 vom 21. Juli 1989, Seiten 96 bis 101, beschrieben ist. Eine durch die Brennkraftmaschine angetriebene Primärscheibe verbindet über einen Keilriemen und eine Sekundärscheibe die Brennkraftmaschine mit einem auf der Achse der Sekundärscheibe angeordneten Planetenge­ triebe. Mit Hilfe dieses Planetengetriebes wird die Dreh­ zahl ins Schnelle übersetzt und derart ein Kreiselverdich­ ter angetrieben. Sekundärscheibe, eine eventuell vorhande­ ne Kupplung, das Planetengetriebe und der Verdichter sind in einem Gehäuse untergebracht. Die Primärscheibe ist an geeigneter Stelle angeordnet, z. B. im Verlauf des Keilrie­ mentriebs der Brennkraftmaschine. Die Variation des Über­ setzungsverhältnisses wird bei dieser bekannten Vorrich­ tung über eine Fliehkraftbetätigung oder eine pneumatische bzw. hydraulische Betätigung des Variators erzielt.

Von Nachteil ist dabei die getrennte Anordnung der außer­ halb des Gehäuses des Laders am Kurbelgehäuse der Brenn­ kraftmaschine befestigten Primärscheibe. Dies bedingt ge­ sonderte Befestigungsvorrichtungen am Kurbelgehäuse für das Gehäuse des Laders und für die Primärscheibe mit da­ raus folgendem erhöhten Fertigungs- und Montageaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein gattungsgemäßes Gehäuse für einen mechanisch angetriebenen Lader einer Brennkraftmaschine so auszugestalten, daß der Lader mit den ihm zugeordneten Bauteilen als Baueinheit in einfa­ cher, raum- und kostensparender Weise am Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine befestigt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale ge­ löst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.

Das Gehäuse für einen mechanisch angetriebenen Lader einer Brennkraftmaschine trägt in seinem Inneren eine Sekundär­ scheibe, die über eine mechanische Verbindung einen Ver­ dichter antreibt, welcher die der Brennkraftmaschine zuge­ führte Ansaugluft komprimiert. Zur Vereinfachung der Mon­ tage und zur Verringerung des Fertigungs- und Montageauf­ wandes ist auch die von der Brennkraftmaschine angetriebe­ ne und die Sekundärscheibe über ein endloses Verbindungs­ glied mit stufenlos veränderbarer Übersetzung antreibende verstellbare Primärscheibe in dem selben Gehäuse angeord­ net. Auch zum Betrieb der Brennkraftmaschine und des La­ ders mit seinen Zusatzeinrichtungen benötigte Nebenaggre­ gate sind im Gehäuse des Laders oder an demselben ange­ ordnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen mit 1 bezeichneten mechanisch angetriebenen Lader einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine im Schnitt. Über ein im Riementrieb der Brennkraftmaschine angeordne­ tes Riemenrad 2 wird eine drehfest mit diesem verbundene aus zwei Teilen 3 und 4 bestehende Primärscheibe 5 ange­ trieben, wobei der Teil 4 der Primärscheibe 5 mittels Zu­ fuhr von Drucköl durch einen Ölkanal 7 in einen Arbeitsraum 8 axial in Bezug auf den Teil 3 der Primär­ scheibe 5 verschiebbar ist. Die Primärscheibe 5 wird über ein Lager 9 im Gehäuse 10 gehalten und das Gehäuse 10 mit­ tels eines ebenfalls mit einem Lager 11 zur Aufnahme der Primärscheibe 5 versehenen Deckels 12 abgeschlossen. Über ein nicht dargestelltes endloses Band oder eine endlose Kette wird von dieser Primärscheibe 5 eine in Lagern 13 bzw. 14 des Gehäuses 10 bzw. des Deckels 12 getragene Se­ kundärscheibe 15 angetrieben, die ihrerseits wiederum in analogem Aufbau zur Primärscheibe 5 aus einem Teil 16 so­ wie einem axial zu diesem verschiebbaren, drehfest mit ihm verbundenen Teil 17 besteht, welcher Teil 17 über eine Tellerfeder 18 in eine Endstellung vorgespannt wird. Auf der Abtriebsseite der Sekundärscheibe 15 ist mit dieser auf einer gemeinsamen Welle 19 drehfest das Hohlrad 20 eines Planetengetriebesatzes 21 verbunden, dessen hier dargestellte Planetenräder 22 und 23 über Lager 24 bzw. 25 in einem mit dem Gehäuse 10 verbundenen Gehäuseteil 26 gelagert sind. Das vom Hohlrad 20 des Planetengetriebesat­ zes 22 über die Planetenräder angetriebene Sonnenrad 27 ist drehbar ebenfalls im Gehäuseteil 26 gelagert (Lager 28) und trägt auf seiner Welle 29 ein drehfest mit ihm verbundenes Verdichterrad 30, welches in einem aus dem Gehäuseteil 26 und einem dieses abschließenden Deckel 31 gebildeten Raum 32 angeordnet ist.

Bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine bis ca. 3000 l/min werden die Teile 3 und 4 der über den Riemen­ trieb und das Riemenrad 2 angetriebenen Primärscheibe 5 durch den über den Ölkanal 7 im Arbeitsraum 8 aufgebauten Öldruck derart in Richtung des Pfeiles 33 bewegt, daß sich die Teile 3 und 4 in einer axial zusammengefahrenen Stel­ lung befinden. Das in der Abbildung nicht dargestellte endlose Band (bzw. eine in der Funktion gleichartige Kette oder ein Riemen), das die Primärscheibe 5 mit der Sekundär­ scheibe 15 verbindet und auf diese Weise ein bekanntes Variatorgetriebe bildet, umschlingt in dieser Stellung der Primärscheibe 5 diese derart, daß das Band am Umschlin­ gungsort einen großen Umschlingungsradius aufweist. Ent­ sprechend drückt das endlose Band das Teil 17 der Sekundär­ scheibe 15 in diesem Drehzahlbereich entgegen der Kraft der Tellerfeder 18 in Richtung des Pfeiles 34, so daß die Teile 16 und 17 in axialer Richtung maximal gespreizt sind. Das endlose Band, welches die Primärscheibe 5 - wie vorher gezeigt - mit großem Radius umschlingt, wandert dabei auf der Sekundärscheibe 15 in radialer Richtung un­ ter Verringerung des Umschlingungsradius nach innen und weist auf diese Weise einen kleinen Umschlingungsradius an der Sekundärscheibe 15 auf und übersetzt somit die Drehbe­ wegung ins Schnelle, z. B. um den Faktor 2,4. Über das mit­ tels der Welle 19 mit der Sekundärscheibe 15 verbundene Planetengetriebe 21 wird diese Drehbewegung nochmals ins Schnelle übersetzt, so daß das auf der Welle des Sonnenra­ des 27 angeordnete Verdichterrad 30 eine gewünschte Dreh­ zahl von z. B. ca. 90 000 l/min erreicht.

Die Sekundärscheibe 15 treibt über ein auf ihrer Welle 19 drehfest befestigtes Zahnrad 35 eine im Gehäuse 10 gelagerte Ölpumpe 36 an, die einerseits die Schmierung der Bauteile des ganzen Laders sicherstellt und andererseits den zur Verstellung der Primärscheibe 5 benötigten Öldruck zur Verfügung stellt. Durch den Ölfluß, der über geeignete Bohrungen von der Ölpumpe 36 in den Ölkanal 7 und von dort in den Arbeitsraum 8 gelangt, wird der Teil 4 der Primär­ scheibe 5 wie zuvor schon beschrieben in axialer Richtung dem Teil 3 angenähert, so daß sich der Abstand zwischen diesen beiden Teilen verringert, welche Stellung in der Figur dargestellt ist.

Bei Drehzahlen ab etwa 3000 l/min wird der Öldruck im Ar­ beitsraum 8 über geeignete hier nicht gezeigte Steuerorga­ ne abgesenkt, was ein axiales Auseinanderfahren der beiden Teile 3 und 4 der Primärscheibe 5 mit daraus folgendem verringertem Umschlingungsradius des Bandes auf dem Primär­ rad 5 bewirkt. Dementsprechend vergrößert sich der Um­ schlingungsradius des Bandes auf der Sekundärscheibe 15, wodurch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Variatorgetriebes, z. B. auf den Faktor 0,9 erzielt wird. Nach der Übersetzung der Drehzahl der Welle 19 über das Planetengetriebe 21 ins Schnelle weist das Verdichterrad 30 eine Drehzahl auf, die im wesentlichen der Drehzahl entspricht, die das Verdichterrad 30 auch bei den niedri­ geren Motordrehzahlen aufwies und für welche das Verdich­ terrad 30 optimal ausgelegt ist.

Bei Anwendung eines anders gearteten Aufladeverfahrens als des hier mit dem Verdichterrad 30 gezeigten, z. B. bei Verwendung eines Rootsgebläses, kann auf das Planetenge­ triebe 21 verzichtet werden, da hierbei eine Übersetzung ins Schnelle nicht nötig ist. An einen Teil 37 des Gehäu­ ses 10 kann zusätzlich in nicht näher beschriebener Weise eine angedeutete Lichtmaschine 38 befestigt, z. B. ange­ schraubt, werden. Die Lichtmaschine 38 wird dabei zweck­ mäßigerweise über die Sekundärscheibe 15 mit ihrer gegen­ über der Primärscheibe 5 höheren Drehzahl angetrieben, wodurch die Lichtmaschine 38 auch bei noch niedrigen Dreh­ zahlen der Brennkraftmaschine durch die stattfindende Über­ setzung einen ausreichenden Generatorstrom liefert. Durch die Verwendung eines kompakten Gehäuses 10, in dem alle Einrichtungen und Bauteile sowie Nebenaggregate des Laders wie auch die Lichtmaschine 38 aufgenommen sind, können die sonst nötigen Einzelbefestigungselemente für diese Teile entfallen und werden durch eine einzige Befestigungsvor­ richtung des Gehäuses 10 am Zylinderblock der Brennkraft­ maschine ersetzt. Der Herstellungs- und Montageaufwand kann auf diese Weise verringert werden. Außerdem kann das sonst einzeln erfolgende Spannen dieser Teile im Riemen­ trieb der Brennkraftmaschine entfallen und durch ein ge­ meinsames Spannen aller Bauteile über das Gehäuse 10 er­ setzt werden.

Claims (3)

1. Gehäuse für einen mechanisch angetriebenen Lader einer Brennkraftmaschine, welcher Lader eine angetriebene Primär­ scheibe und eine über ein endloses Verbindungsglied von der Primärscheibe angetriebene Sekundärscheibe aufweist, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen Primärscheibe und Sekundärscheibe stufenlos einstellbar ist, sowie mit einem von der Sekundärscheibe angetriebenen, die Ansaug­ luft der Brennkraftmaschine komprimierenden Verdichter, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) Vorrichtungen zur Aufnahme der Primär­ scheibe (5) sowie von Nebenaggregaten (36, 38) aufweist.

2. Gehäuse für einen mechanisch angetriebenen Lader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) Vorrichtungen zur Aufnahme einer Öl­ pumpe (36) aufweist.

3. Gehäuse für einen mechanisch angetriebenen Lader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) Vorrichtungen zur Aufnahme einer Lichtmaschine (38) aufweist.