DE4334309A1

DE4334309A1 - Drive of at least one auxiliary unit of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE4334309A1
Application number: DE19934334309
Authority: DE
Inventors: Henrik Dr Brehler
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 1995-04-13

Abstract

The invention relates to the drive of at least one auxiliary unit of an internal combustion engine, a freewheel mechanism being incorporated in the drive gear. The object of the invention is to create a freewheel mechanism which is of optimum design both in terms of its overall dimensions and noise and which can also be manufactured and assembled at low cost. The object is achieved by a brush freewheel mechanism (31) in which the individual brushes (48) form one unit with an inner member (47). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb von mindestens einem Zusatzaggre gat einer Brennkraftmaschine, das eine hohe Drehmasse aufweist, bei dem von einem Abtriebsrad einer Kurbelwelle aus über einen Treibriemen ein Antriebsrad des Zusatzaggregates antreibbar ist.The invention relates to a drive of at least one additional unit gat of an internal combustion engine that has a high rotating mass from a crankshaft driven gear via a drive belt a drive wheel of the additional unit can be driven.

Ein derartiges Zusatzaggregat mit einer hohen Drehmasse ist beispiels weise die Lichtmaschine einer Brennkraftmaschine. Lichtmaschinen bzw. Generatoren werden direkt von der Brennkraftmaschine über Keilriemen mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 zu 2 bis 1 zu 3 angetrieben (Kraftfahrtechnisches Taschenbuch/Bosch, VDI-Verlag, 1987). Dabei ist das Antriebsrad drehfest mit dem Läufer der Lichtmaschine verbunden.Such an additional unit with a high rotating mass is an example as the alternator of an internal combustion engine. Alternators or Generators are supplied directly from the internal combustion engine via V-belts driven with a gear ratio of 1 to 2 to 1 to 3 (Automotive paperback / Bosch, VDI-Verlag, 1987). It is the drive wheel is rotatably connected to the rotor of the alternator.

Die Drehungleichförmigkeit der Kurbelwelle, verursacht durch den motorischen Verbrennungsprozeß führt zu erheblichen Belastungen des Riementriebs der Zusatzaggregate durch deren großes Massenträgheits moment. Dies führt in der Verzögerungsphase zur sehr hohen Belastung des eigentlichen Leertrumms, in dem in der Regel ein Riemenspanner zur Einstellung der richtigen Riemenkraft angeordnet ist. Durch die großen Verzögerungskräfte wird über die Riemenbelastung das Spannsystem dementsprechend ebenfalls sehr hoch belastet. Bei den so übertragenen Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsleistungen handelt es sich um soge nannte Scheinleistungen, die nicht in mechanische und somit elektri sche Energie umgewandelt werden können. Da die Drehungleichförmigkeit mit Absenkung der Motordrehzahl zunimmt, wird durch eine gewünschte Absenkung der Standgasdrehzahl die maximale Riemenspannung nochmals erhöht.The rotational irregularity of the crankshaft caused by the motor combustion process leads to considerable stress on the Belt drives the additional units due to their large mass inertia moment. This leads to a very high load in the delay phase of the actual empty run, in which a belt tensioner is usually used Setting the correct belt force is arranged. By the big ones The tensioning system becomes the tensioning system via the belt load accordingly also very heavily loaded. In the so transmitted Acceleration and deceleration services are so-called called apparent powers that are not mechanical and thus electrical energy can be converted. Because the rotational irregularity increases with lowering the engine speed, by a desired Lowering the idle speed again the maximum belt tension elevated.

Da in bekannter Weise der Wirkungsgrad mancher Zusatzaggregate, bei spielsweise eines Generators mit steigender Drehzahl zunimmt, ist man zum sogenannten Lichtmaschinenhochtrieb übergegangen. Dabei wird die Drehzahl der Lichtmaschine im Bereich niedriger Motorendrehzahl über ein zusätzliches Getriebe hochübersetzt. Das dafür notwendige Getriebe sowie die höhere Drehzahl der Lichtmaschine führen dann allerdings ebenfalls zu einer weiteren Erhöhung der Riemen- und somit der Span nerbelastung.Since the efficiency of some additional units in a known manner for example a generator increases with increasing speed, one is switched to the so-called alternator boost. The Alternator speed in the range of low engine speed above an additional gearbox geared up. The necessary gear as well as the higher speed of the alternator lead however also to a further increase in the belt and thus the span load.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die insbesondere auf das einge setzte Spannsystem und den Riemen eines Riementriebs wirkende Kraft zu senken.It is therefore an object of the invention, in particular on the added tension to the tensioning system and the belt of a belt drive reduce.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Antriebsrad des Zusatzaggregates ein Freilauf derart angeordnet ist, daß einer seits beschleunigte Drehbewegungen der Kurbelwelle durch den eingekup pelten Freilauf direkt auf das Antriebsrad des Zusatzaggregates über tragen werden, während andererseits der Freilauf entkoppelt ist, wenn die Eigenverzögerung des Zusatzaggregates unterhalb der an der Kurbel welle auftretenden Verzögerung liegt.According to the invention the object is achieved in that in the drive wheel the auxiliary unit, a freewheel is arranged such that one accelerated rotary movements of the crankshaft by the einkup pelt freewheel directly on the drive wheel of the additional unit will be worn while on the other hand the freewheel is decoupled when the self-deceleration of the additional unit below that on the crank wave occurring delay lies.

Durch die Anordnung eines solchen Freilaufes als Überholfreilauf wird erreicht, daß im Riementrieb das oder die Zusatzaggregate weiterlaufen können, wenn der Antrieb, das heißt in diesem Falle die Kurbelwelle langsamer läuft, das heißt, verzögert wird. Die Schaltfunktionen wie Freilaufen oder Sperren übernimmt der Freilauf selbsttätig zum richti gen Zeitpunkt und ohne zusätzliche Schaltglieder. Zweckmäßigerweise verwendet man als Freilauf einen gelagerten Hülsenfreilauf, bei dem zwei Radiallager jeweils seitlich neben dem eigentlichen Freilauf integriert sind. Um ein axiales Verschieben des Freilaufes auf der Welle zu vermeiden, empfiehlt es sich, einen Lagerkranz mit Kugeln zu bestücken. By arranging such a freewheel as an overrunning freewheel achieved that the belt or the additional units continue to run can if the drive, in this case the crankshaft runs slower, that is, is delayed. The switching functions like Freewheeling or locking takes over automatically for correct at the right time and without additional switching elements. Conveniently is used as a freewheel bearing sleeve freewheel, in which two radial bearings on either side of the actual freewheel are integrated. To move the freewheel axially on the To avoid shaft, it is recommended to use a bearing ring with balls equip.

In einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist gemäß dem Anspruch 3 das Antriebsrad als ein scheibenartig gestaltetes, am Außenumfang eine Abwinkelung aufweisendes Trägerteil ausgebildet, dessen Abwinkelung in einem Ringraum des Außenringes ragt, der das Trägerteil axial und radial übergreift. Diese Gestaltung bewirkt eine kompakte und gleichzeitig geschützte Anordnung für den Bürstenfreilauf und auch für die Lagerung.In a further embodiment of the inventive concept according to the Claim 3 the drive wheel as a disc-shaped, on Formed on the outer circumference having a bent part, whose bend protrudes in an annular space of the outer ring, which the Axially and radially overlaps the carrier part. This design creates a compact and at the same time protected arrangement for the brush freewheel and also for storage.

Nach Anspruch 4 ist zur Lagerung sowohl eine Wälzlagerung als auch eine Gleitlagerung zwischen den beiden eine Relativbewegung ausführen den Segmenten des Antriebsrades vorgesehen.According to claim 4, both a roller bearing and for storage a sliding bearing between the two make a relative movement the segments of the drive wheel provided.

Nach Anspruch 5 sind als Werkstoffe für den erfindungsgemäßen Bürsten freilauf bevorzugt alle Thermoplaste, Kunststoffe mit einer vernetzten Kunstfaserarmierung einsetzbar, die insbesondere einen Gewichts- und Kostenvorteil aufweisen und darüber hinaus eine vorteilhaft geringe Geräuschabstrahlung verursachen. Als weitere Werkstoffe eignen sich darüber hinaus Grauguß oder Sintermetalle, die als verschleißfest einzustufen sind. Alternativ ist ebenfalls ein aus Blech gefertigter Bürstenfreilauf einsetzbar.According to claim 5 are as materials for the brushes according to the invention freewheeling prefers all thermoplastics, plastics with a cross-linked Synthetic fiber reinforcement can be used, in particular a weight and Have cost advantage and also an advantageously small Cause noise emission. Suitable as further materials in addition, gray cast iron or sintered metals, which are considered wear-resistant are classified. Alternatively, there is also a made from sheet metal Brush freewheel can be used.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschrei bung, die das dargestellte Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:Further features of the invention result from the description of the figures exercise that explains the illustrated embodiment. Show it:

Fig. 1 ein Antriebsrad in einer Schnittdarstellung im einge bauten Zustand, das mit einem Bürstenfreilauf versehen ist; Figure 1 is a drive wheel in a sectional view in the installed state, which is provided with a brush freewheel.

Fig. 2 die Schnittdarstellung gemäß der Linie A-A des in Fig. 1 abgebildeten Antriebsrades. Fig. 2 shows the sectional view along the line AA of the drive wheel shown in Fig. 1.

Die Anordnung eines erfindungsgemäßen Bürstenfreilaufs 31 in einem Antriebsrad 32 verdeutlicht Fig. 1. Durch die Schnittdarstellung, entlang der Linie A-A in Fig. 1 kann dagegen der Aufbau des Bürsten freilaufs entnommen werden. Das Antriebsrad 32 setzt sich im wesentli chen zusammen aus einem scheibenartig gestalteten Trägerteil 33, das zentrisch eine Bohrung 34 aufweist, um die radial nach außen versetzt mehrere symmetrisch angeordnete Befestigungsbohrungen 35 vorgesehen sind, die zur Aufnahme von Schrauben 36 dienen, mit denen das An triebsrad 32 an einer Welle 37 einer Lichtmaschine 38 befestigt ist. Das Trägerteil 33 weist außenseitig eine Abwinkelung 39 auf, deren Mantelfläche 40 konzentrisch zur Symmetrieachse 41 des Antriebsrades 32 verläuft. Die Abwinkelung 39 ragt in einen Ringraum 42 eines Außen ringes 43, der die Abwinkelung radial und axial überdeckt. Der Rin graum 42 dient gleichzeitig als Einbauraum für ein Gleitlager 44, das zwischen der Mantelfläche 40, der Abwinkelung 39 und der Außenwandung 45 des Außenringes 43 angeordnet ist. Der radiale Abstand zwischen der Innenwandung 46 des Außenringes 43 und der Abwinkelung 39 wird vom Bürstenfreilauf 31 ausgefüllt. Ein Innenring 47 bildet mit radial nach außen zeigenden Bürsten eine Einheit, wobei der Innenring auf der Innenwandung 46 geführt ist. Die freien Enden der Bürsten 48 liegen an einer Klemmfläche 49 der Abwinkelung 39 an, wobei zur Erreichung einer geeigneten Oberfläche die Klemmfläche 49 einen Paßsitz aufweist. Die Bürsten 48, deren Abstand durch das Maß "x" angegeben ist, sind über den Umfang des Innenringes 47 gleichmäßig verteilt angeordnet, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Unmittelbar auf der Außenwandung 45 ist ein Nutprofil 50 angeordnet, in dem ein Antriebsriemen geführt ist, über den die Lichtmaschine 38 angetrieben werden kann.The arrangement of a brush freewheel 31 according to the invention in a drive wheel 32 is illustrated in FIG. 1. By contrast, the sectional view along the line AA in FIG . The drive wheel 32 essentially consists of a disc-shaped carrier part 33 , which has a bore 34 in the center, around which a plurality of symmetrically arranged fastening bores 35 are provided, which serve to accommodate screws 36 with which the drive wheel is attached 32 is attached to a shaft 37 of an alternator 38 . On the outside, the carrier part 33 has a bend 39 , the lateral surface 40 of which extends concentrically to the axis of symmetry 41 of the drive wheel 32 . The bend 39 projects into an annular space 42 of an outer ring 43 which covers the bend radially and axially. The Rin graum 42 also serves as an installation space for a plain bearing 44 , which is arranged between the outer surface 40 , the bend 39 and the outer wall 45 of the outer ring 43 . The radial distance between the inner wall 46 of the outer ring 43 and the bend 39 is filled by the brush freewheel 31 . An inner ring 47 forms a unit with the brushes pointing radially outward, the inner ring being guided on the inner wall 46 . The free ends of the brushes 48 rest on a clamping surface 49 of the bend 39 , the clamping surface 49 having a snug fit to achieve a suitable surface. The brushes 48 , the spacing of which is indicated by the dimension “x”, are arranged uniformly distributed over the circumference of the inner ring 47 , as can be seen in FIG. 2. A groove profile 50 is arranged directly on the outer wall 45 , in which a drive belt is guided, via which the alternator 38 can be driven.

BezugszeichenlisteReference list

31 Bürstenfreilauf
32 Antriebsrad
33 Trägerteil
34 Bohrung
35 Befestigungsbohrung
36 Schrauben
37 Welle
38 Lichtmaschine
39 Abwinkelung
40 Mantelfläche
41 Symmetrieachse
42 Ringraum
43 Außenring
44 Gleitlager
45 Außenwandung
46 Innenwandung
47 Innenring
48 Bürste
49 Klemmfläche
50 Nutprofil. 31 Brush freewheel
32 drive wheel
33 support part
34 hole
35 mounting hole
36 screws
37 wave
38 alternator
39 angulation
40 lateral surface
41 axis of symmetry
42 annulus
43 outer ring
44 plain bearings
45 outer wall
46 inner wall
47 inner ring
48 brush
49 clamping surface
50 groove profile.

Claims

1.Drive of at least one additional unit of an internal combustion engine, which has a high rotational mass, in which, starting from an output gear of a crankshaft, a drive wheel of the auxiliary unit can be driven via a drive belt, a free wheel being arranged in the drive wheel, with which, on the one hand, an accelerated rotary movement of the Crankshaft is transferable and, on the other hand, with a delayed rotary movement of the crankshaft, the auxiliary unit drive can be uncoupled, according to patent application P 43 09 548.8, characterized in that a brush freewheel ( 31 ) is provided as a freewheel, which between a shaft ( 37 ) of the auxiliary unit and the drive wheel ( 32 ) or between the drive wheel ( 32 ) formed from two segments.

2. Drive of at least one additional unit according to claim 1, characterized in that the individual brushes ( 48 ) of the brushes freewheel ( 31 ) are integrally connected to an inner ring ( 47 ) or an outer ring and their radial end on a clamping surface ( 49 ) is present.

3. Drive of at least one additional unit according to claim 1, characterized in that the drive wheel ( 32 ) is a disk-like ge designed, on the outer circumference an angled portion ( 39 ) having a carrier part ( 33 ) is provided, the angled portion ( 39 ) in an annular space ( 42 ) of an outer ring ( 43 ) protrudes, which engages axially and radially over the carrier part ( 33 ).

4. Drive of at least one additional unit of an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that a rolling or sliding bearing is provided between the individual segments of the drive wheel ( 32 ).

5. Drive of at least one additional unit of a Brennkraftmaschi ne according to claim 1, characterized in that as a material for the inner ring ( 47 ) and the brushes ( 48 ) of the brush freewheel ( 31 ) all thermoplastics, with a synthetic fiber reinforcement, plastics, cast iron or sintered metals can be used.