EP1174605A2 - Nebenabtrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1174605A2 EP01116969A EP01116969A EP1174605A2 EP 1174605 A2 EP1174605 A2 EP 1174605A2 EP 01116969 A EP01116969 A EP 01116969A EP 01116969 A EP01116969 A EP 01116969A EP 1174605 A2 EP1174605 A2 EP 1174605A2
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shaft
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Heribert Dipl.-Ing. Möller
Josef Wintr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a power take-off for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to design the power take-off so that no additional space is required in addition to the crankcase and that the transmission noise is suppressed sustainably.
  • FIG. 1 The inventive integration of a power take-off in a crankcase 1 of an internal combustion engine is shown in FIG. 1 in a longitudinal section.
  • the power take-off such as that used in commercial vehicles to drive concrete mixers is used, consists essentially of a gear 2, one Shaft 3 and an output flange 4.
  • the gear 2 is immediately between a first and second radial bearing 5, 6 mounted and is in the crankcase 1 rotatably connected to a shaft collar 7 of the shaft 3.
  • the non-rotatable connection of shaft 3 and gear 2 can be by a wave spring 2a can be realized.
  • the axial guidance of gear 2 and shaft 3 is, on the one hand, by a first Thrust bearing 9 with a counter surface 10 on the end face of a hub Gear 2 achieved.
  • a shaft shoulder 12 takes over on the shaft 3 the function of a second axial bearing 13.
  • the shaft shoulder 12 acts with a Tread 13a together which is associated with a housing flange 14.
  • the housing flange 14 is fastened to the crankcase 1 by means of screws 15.
  • Bores 16, 17 serve to lubricate the bearing and the gear wheel 2.
  • 18 which is connected to a pressure circulation lubrication of the internal combustion engine are.
  • connection to the pressure lubrication can be made through the central hole 16 take place.
  • the gear 2 When installing the power take-off, the gear 2 is first in a recess 19 inserted into the crankcase 1. Then the installation takes place the shaft 3. The shaft is graduated for the purpose of installation Diameter.
  • the first shaft collar 20 assigned to the radial bearing 5 has the smallest Diameter.
  • the shaft collar 7 provided for receiving the gear wheel is kept slightly larger in diameter than the diameter of the first shaft collar 20.
  • the second shaft collar 21 has the largest diameter, which is assigned to the radial bearing 6.
  • the output flange 4 is by means of a central screw 22 on the Shaft 3 attached.
  • the torque transmission from shaft 3 to the output flange is accomplished by a spline connection 23.
  • Figure 2 shows an alternative solution to the axial bearing of the shaft 3.
  • Der Shaft shoulder 12 fulfills the function of the first and second axial bearings 9, 13.
  • the shaft shoulder 12 is guided between two running surfaces 13a and 13b, the tread 13a of the crankcase 1 and the tread 13b is assigned to the housing flange 14.
  • the gear 2 can in the hub area compared to the crankcase 1 and the second shaft shoulder 21 to have a game
  • Fig. 3 shows a power take-off which is overhung in a separate housing is.
  • the housing is attached to the clutch-side face of the crankcase flanged.
  • the flying storage only makes an imperfect one Centering of the gear reached. The result is disruptive gear noises.
  • such a power take-off requires additional installation space which is only available to a limited extent, especially when installed in commercial vehicles is. Because a connection to the pressure lubrication is not possible Rolling bearings are required, which are more expensive and voluminous than plain bearings.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nebenabtrieb einer Brennkraftmaschine. Nebenabtriebe dienen dem Antrieb von Betonmischern etc. und sind an das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angebaut. Ein derartiger Anbau erfordert zusätzlichen Bauraum und wegen der nicht in die Umlaufschmierung integrierbaren Lagerung sind relativ teuere Wälzlager erforderlich. Erfindungsgemäß wird der gesamte Nebenäbtrieb ins Kurbelgehäuse 1 integriert. Die Lagerung des Zahnrades 2 erfolgt beiderseits in den Radiallagern 5, 6, die im Kurbelgehäuse 1 angeordnet sind und die über eine zentrale Bohrung 16 in die Umlaufschmierung integriert sind. Die axiale Lagerung erfolgt mittels Wellenabsatzes 12 der gegen eine Lauffläche 13a am Gehäuseflansch 14 anläuft und durch die Stirnfläche des Zahnrades 2 ( Fig. 1 ), oder alternativ durch den Wellenabsatz 12 der zwischen Gehäusedeckel 14 und Kurbelgehäuse 1, eingespannt ist ( Fig. 2 ). Das Zahnrad 2 ist in jedem Fall in einer Ausnehmung 19 des Kurbelgehäuses 1 angeordnet. Durch die Anordnung im Kurbelgehäuse 1 wird eine raumsparende Lösung erreicht. Die beidseitige Lagerung des Zahnrades 2 ermöglicht eine gute Führung und ruhigen Lauf und die Lager sind in die Umlaufschmierung eingebunden ( Fig. 1 ).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nebenabtrieb für Brennkraftmaschinen gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
Brennkraftmaschinen von Nutzfahrzeugen weisen vielfach einen Nebenabtrieb auf, der dem Antrieb von Geräten dient, beispielsweise von Betonmischern. Zu diesem Zweck ist es bekannt, daß man von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ausgehend über Zwischenräder eine Welle des Nebenabtriebes antreibt. Der Nebenabtrieb, der im wesentlichen aus einer Welle mit Zahnrad, den Radial- und Axiallagern und dem Abtriebsflansch gebildet wird, ist in einem separaten Gehäuse zusammengefaßt, welches an das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeflanscht wird. Das Zahnrad des Nebenabtriebes ist in diesem Fall fliegend gelagert. Eine derartige Bauweise beansprucht neben dem Kurbelgehäuse zusätzlichen Bauraum der in Nutzfahrzeugen ohnehin sehr knapp bemessen ist. Das Gehäuse des Nebenabtriebs führt auch zu zusätzlichen Kosten. Die durch die Bauweise bedingte fliegende Lagerung des Zahnrades verursacht durch das unvermeidbare Lagerspiel am freien Ende der Welle schlagende Bewegungen und somit über das Zahnrad unangenehme Getriebegeräusche.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Nebenabtrieb so zu gestalten, daß neben dem Kurbelgehäuse kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird und daß die Getriebegeräusche nachhaltig unterdrückt werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1.
Die vollkommene Integration des Nebenabtriebs in das Kurbelgehäuse erfordert keinen zusätzlichen Bauraum. Durch die unmittelbar neben dem Zahnrad angeordneten Radiallager wird die schlagende Bewegung der Welle, wie sie bei fliegender Lagerung auftritt, unterdrückt und die Getriebegeräusche nachhaltig gemindert.
Eine vorteilhafte Gestaltung der Welle und der Lagerung ist Anspruch 2 zu entnehmen.
Durch die abgestufte Welle und die Ausbildung der Lagerung kann der gesamte Nebenabtrieb sehr gut von außen im Kurbelgehäuse montiert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Axiallager und der Schmierung der Lager sind den Ansprüchen 3, bis 5 zu entnehmen.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Nebenabtriebs, sowie des Nebenabtriebs wie er dem Stand der Technik entspricht, sind an Hand von Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1
einen Längsschnitt durch den vollkommen ins Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine integrierten Nebenabtrieb
Fig. 2
einen Längsschnitt durch den Nebenabtrieb mit Axialführung an einem Wellenabsatz
Fig. 3
einen Längsschnitt durch einen Nebenabtrieb gemäß dem Stand der Technik
Die erfindungsgemäße Integration eines Nebenabtriebes in ein Kurbelgehäuse 1 einer Brennkraftmaschine zeigt Fig. 1 in einem Längsschnitt. Der Nebenabtrieb, wie er beispielsweise in Nutzfahrzeugen zum Antrieb von Betonmischern zur Anwendung kommt, besteht im wesentlichen aus einem Zahnrad 2, einer Welle 3 und einem Abtriebsflansch 4. Das Zahnrad 2 wird unmittelbar zwischen einem ersten und zweiten Radiallager 5, 6 im Kurbelgehäuse 1 gelagert und ist drehfest mit einem Wellenbund 7 der Welle 3 verbunden.
Die drehfeste Verbindung von Welle 3 und Zahnrad 2 kann durch eine Wellenfeder 2a realisiert werden.
Im Gegensatz zu einer fliegenden Lagerung, wie er dem Stand der Technik entspricht ( Fig. 3 ), wird eine sehr präzise Führung des Zahnrades 2 erreicht und damit hohe Laufruhe.
Die axiale Führung von Zahnrad 2 und Welle 3 wird einerseits durch ein erstes Axiallager 9 mit einer Gegenlauffläche 10 an der Stirnseite einer Nabe des Zahnrades 2 erzielt. Andererseits übernimmt ein Wellenabsatz 12 auf der Welle 3 die Funktion eines zweiten Axiallagers 13. Der Wellenabsatz 12 wirkt mit einer Lauffläche 13a zusammen die einem Gehäuseflansch 14 zugeordnet ist. Der Gehäuseflansch 14 wird mittels Schrauben 15 am Kurbelgehäuse 1 befestigt.
Zur Schmierung der Lagerung und des Zahnrades 2 dienen Bohrungen 16, 17, 18 welche an eine Druckumlaufschmierung der Brennkraftmaschine angeschlossen sind.
Der Anschluß an die Druckumlaufschmierung kann über die zentrale Bohrung 16 erfolgen.
Bei der Montage des Nebenabtriebs wird zunächst das Zahnrad 2 in eine Ausnehmung 19 im Kurbelgehäuse 1 eingeschoben. Anschließend erfolgt der Einbau der Welle 3. Die Welle ist zum Zwecke des Einbaues mit abgestuften Durchmessern versehen.
Der dem Radiallager 5 zugeordnete erste Wellenbund 20 hat den kleinsten Durchmesser. Der zur Aufnahme des Zahnrades vorgesehene Wellenbund 7 ist im Durchmesser etwas größer gehalten als der Durchmesser des ersten Wellenbundes 20. Den größten Durchmesser weist der zweite Wellenbund 21 auf, der dem Radiallager 6 zugeordnet ist.
Nach dem Einbau von Zahnrad 2 und Welle 3 wird der Gehäuseflansch 14 mit den Schrauben 15 am Kurbelgehäuse 1 befestigt. Die Lauffläche 13a soll nach dem Befestigen des Gehäuseflansches 14 ein geringes axiales Spiel zum Wellenabsatz 12 aufweisen.
Zum Schluß wird der Abtriebsflansch 4 mittels einer Zentralschraube 22 auf der Welle 3 befestigt. Die Drehmomentübertragung von der Welle 3 auf den Abtriebsflansch wird durch eine Keilwellenverbindung 23 bewerkstelligt.
Figur 2 zeigt eine alternative Lösung der axialen Lagerung der Welle 3. Der Wellenabsatz 12 erfüllt die Funktion des ersten und zweiten Axiallagers 9, 13. Der Wellenabsatz 12 wird dabei zwischen zwei Laufflächen 13a und 13b geführt, wobei die Lauffläche 13a dem Kurbelgehäuse 1 und die Lauffläche 13b dem Gehäuseflansch 14 zugeordnet ist. Das Zahnrad 2 kann dabei im Nabenbereich gegenüber dem Kurbelgehäuse 1 und dem zweiten Wellenabsatz 21 ein Spiel aufweisen
Fig. 3 zeigt einen Nebenabtrieb der in einem separaten Gehäuse fliegend gelagert ist. Das Gehäuse wird an die kupplungsseitige Stirnfläche des Kurbelgehäuses angeflanscht. Durch die fliegende Lagerung wird nur eine unvollkommende Zentrierung des Zahnrades erreicht. Die Folge sind störende Getriebegeräusche. Zudem erfordert ein derartiger Nebenabtrieb zusätzlichen Bauraum der gerade beim Einbau in Nutzfahrzeuge nur in beschränktem Umfang vorhanden ist. Da ein Anschluß an die Druckumlaufschmierung nicht möglich ist werden Wälzlager erforderlich, die teuerer und voluminöser ausfallen als Gleitlager.

Claims (5)

  1. Nebenabtrieb einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einer Welle, welche mittels Radial- und Axiallagern in einem Gehäuse geführt ist und die Welle drehfest mit einem Zahnrad verbunden ist, wobei dieses Zahnrad von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ausgehend über Zwischenräder antreibbar ist und die Welle an ihrem freien Ende zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, z.B. Betonmischer, einen mit der Welle drehfest verbundenen Abtriebsflansch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3) mit den Radial- und Axiallagern (5, 6, 10, 13) und dem Zahnrad (2) ins Kurbelgehäuse (1) der Brennkraftmaschine integriert sind und daß das Zahnrad (2) unmittelbar zwischen den Radiallagern (5, 6) liegend angeordnet ist.
  2. Nebenabtrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3) zum Einbau ins Kurbelgehäuse (1) abgestufte Durchmesser aufweist, derart, daß ein erster Wellenbund (20) welcher dem ersten Radiallager (5) zugeordnet ist den kleinsten Durchmesser aufweist, daß der für die Aufnahme des Zahnrades (2) vorgesehene Wellenbund (7) im Durchmesser etwas größer ausgeführt ist als der erste Wellenbund (20) und daß der dem zweiten Radiallager (6) zugeordnete zweite Wellenbund (21) den größten Durchmesser aufweist.
  3. Nebenabtrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Axiallager (9) dem Kurbelgehäuse (1) zugeordnet ist und die Gegenlauffläche (10) der Stirnfläche der Nabe des Zahnrades (2) entspricht und daß das zweite Axiallager (13) aus einem Wellenabsatz (12) gebildet wird, welcher mit einer Lauffläche (13a) zusammenwirkt die einem Gehäuseflansch (14) zugeordnet ist.
  4. Nebenabtrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß erstes und zweites Axiallager (9, 13) dem Wellenabsatz 12 zugeordnet sind, wobei eine Lauffläche (13b) dem Gehäuseflansch (14) und eine Lauffläche (13a) dem Kurbelgehäuse (1) zugeordnet ist und daß das Zahnrad (2) in seinem Nabenbereich mit Spiel gegenüber dem Kurbelgehäuse (1) und dem zweiten Wellenbund (21) ausgeführt sein kann.
  5. Nebenabtrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierung der Radial- und Axiallager (5, 6, 9, 13) und des Zahnrades (2) mittels Bohrungen (16, 17, 18) erfolgt die in der Welle (3) angeordnet sind, wobei die zentrale Bohrung (16) an eine Druckumlaufschmierung der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.
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