WO2007074016A1

WO2007074016A1 - Zugmitteltrieb für eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO2007074016A1
Application number: PCT/EP2006/069105
Authority: WO
Inventors: Thomas Rasche
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2005-12-24
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2007-07-05
Also published as: EP1969255A1; DE102005062318A1; CN101346567A; KR20080080993A; US20090305828A1

Abstract

Zugmitteltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer antreibenden Riemenscheibe, wenigstens einer angetriebenen Riemenscheibe, einem als Riemen oder Kette ausgebildeten Umschlingungsmittel, einem Spannelement und einem Dämpfungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpfungslelement an einer angetriebenen oder antreibenden Riemenscheibe angeordnet und als Drehschwingungsdämpfer ausgebildet is, der zumindes zwei gegen die Kraft eines Energiespeichers gegeneinander verdrehbare Abschnitte und ein Reibelement aufweist.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Zugmitteltrieb für eine Brennkraftmaschine

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Zugmitteltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit we- nigstens einer antreibenden Riemenscheibe, wenigstens einer angetriebenen Riemenscheibe, einem als Riemen oder Kette ausgebildeten Umschlingungs- mittel, einem Spannelement und einem Dämpfungselement.

Hintergrund der Erfindung

Bei Zugmitteltrieben für Brennkraftmaschinen tritt häufig das Problem auf, dass durch Ungleichförmigkeiten während des Betriebs der Brennkraftmaschine Schwingungen des Zugmitteltriebs angeregt werden. Dadurch kann es zu Riemenschwingungen, unter anderem in longitudinaler oder transversaler Rich- tung, kommen. Daher wird bei herkömmlichen Zugmitteltrieben üblicherweise ein separates Dämpfungselement eingesetzt, etwa ein mechanischer oder hydraulischer Riemen- oder Kettenspanner, der mechanische Schwingungen in Wärme umwandelt.

Um eine nachteilige Beeinflussung von Nebenaggregaten, z. B. eines Generators, zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, schwere Drehmassen von dem Zugmitteltrieb abzukoppeln, beispielsweise durch einen Generatorfreilauf. Ein derartiger Generatorfreilauf ist in der WO 2004/01 1818 A1 beschrieben und wird auch als Overrunning Alternator Decoupler (OAD) bezeichnet. Dabei muss jedoch in dem Zugmitteltrieb zwingend ein separates Dämpfungselement vorgesehen werden, das den Bauaufwand und die Kosten erhöht.

In der DE 10 2005 008 381 A1 wird ein schwingungsisolierendes, scheibenför- miges Bauteil beschrieben, das zweiteilig aufgebaut ist, wobei ein radial innerer Bereich an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine befestigt und ein radial äußerer Bereich zur Drehmomentübertragung eingesetzt wird. Mit diesem Bauteil können mehrere bewegte Teile einer Brennkraftmaschine schwingungs- technisch entkoppelt werden.

Aus der DE 10 2004 01 1 829 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer bekannt, der zwei Bauelemente umfasst, die entgegen dem Widerstand von zwei verformbaren Energiespeicherelementen verdrehbar sind. Die Energiespeicherelemente können vorzugsweise als bogenförmig angeordnete Schraubendruckfedern ausgebildet sein.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zugmitteltrieb für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei dem Schwingungen zuverlässig gedämpft werden und der einfach aufgebaut und damit kostengünstig ist.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Zugmitteltrieb für eine Brennkraftma- schine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das wenigstens eine Dämpfungselement an einer angetriebenen oder antreibenden Riemenscheibe angeordnet und als Drehschwingungsdämpfer ausgebildet ist, der zumindest zwei gegen die Kraft eines Energiespeichers gegeneinander verdrehbare Abschnitte und ein Reibelement aufweist.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, anstelle eines separaten Dämpfungselements oder eines ein Dämpfungselement aufweisenden Spannelements Ungleichförmigkeiten durch einen Drehschwingungsdämpfer zu eliminieren, der an einer Riemenscheibe angeordnet ist. Dementsprechend kann ein Spann- element ohne Dämpfer eingesetzt werden, wodurch sich der gewünschte einfache Aufbau des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebs und damit Kosteneinsparungen ergeben. Die Dämpfungsfunktion wird bei dem erfindungsgemäßen Zugmitteltrieb von dem Drehschwingungsdämpfer übernommen, so dass keine Schwingungen von dem Aggregat, das mit der den Drehschwingungsdämpfer aufweisenden Riemenscheibe verbunden ist, an das Umschlingungsmittel und die übrigen Komponenten des Zugmitteltriebs übertragen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Energiespeicher zwei Bogenfedern umfasst, die sich jeweils mit ihrem einen Ende an einer Mitnehmerscheibe der Riemenscheibe und mit ihrem anderen Ende an einem als Rutschkupplung dienenden Dämpferkäfig abstützen. Durch die relative Beweglichkeit der beiden gegeneinander verdrehbaren Abschnitte ergibt sich die Funktion der Rutschkupplung, durch das Reibelement wird die unerwünschte Schwingungsenergie in Wärme umgewandelt.

Bei dem erfindungsgemäßen Zugmitteltrieb kann das Dämpfungselement an einer angetriebenen Riemenscheibe angeordnet sein, die mit einem Generator oder einer Lenkhilfspumpe oder einer Wasserpumpe oder einem Klimakompressor oder einem anderen Aggregat verbunden ist, vorzugsweise kann das Dämpfungselement an der Riemenscheibe des Generators angeordnet sein, da der Rotor des Generators üblicherweise die größte Drehmasse aller Aggregate aufweist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das oder ein weiteres Dämpfungselement an einer antreibenden, mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Riemenscheibe angeordnet ist. Bei dieser Variante werden Ungleichförmigkeiten unmittelbar in der Nähe ihres Entstehungsortes an der Brennkraftmaschine eliminiert.

Um eine weitere bauliche Vereinfachung des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebs zu erzielen, kann es vorgesehen sein, dass das Spannelement als Elastriemen ausgebildet ist. Dabei dient der Elastriemen selbst als elastisches EIe- ment, ein separates Spannelement, etwa ein Federspanner oder ein hydraulischer Spanner ist nicht erforderlich. Dementsprechend kann auf das ansonsten üblicherweise verwendete separate mechanische oder hydraulische Spannelement verzichtet werden. Der bei dieser Variante eingesetzte Elastriemen weist gegenüber herkömmlichen Riemen eine wesentlich vergrößerte Elastizität auf.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zugmitteltriebs;

Fig. 2 eine geschnittene perspektivische Ansicht einer ein Dämpfungselement aufweisenden Riemenscheibe; und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zugmittel- triebs.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Riementrieb 1 in einer schematischen Darstellung. Der Rie- mentrieb 1 umfasst eine antreibende Riemenscheibe 2, die mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist, ferner ein mechanisches Spannelement, das als Federspanner ausgebildet und mit einer Spannrolle 3 verbunden ist. Die Spannrolle 3 ist gegen die Federkraft verschwenkbar, was in Fig. 1 durch die gestrichelte Darstellung der Spannrolle 3 symbolisiert wird. Die Spannrolle 3 stellt sicher, dass in dem Riementrieb 1 eine festgelegte Riemenspannung vorliegt.

Das Umschlingungsmittel ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Riemen 4 ausgebildet. Als weitere Komponente weist der Riementrieb 1 eine Rie- menscheibe 5 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Wasserpumpe gekoppelt ist. Bei anderen Ausführungen von Riementrieben können weitere Nebenaggregate, etwa eine Lenkhilfspumpe, eine Ölpumpe oder dergleichen, vorhanden sein, die jeweils angetriebene Riemenscheiben aufweisen. Eine weitere Riemenscheibe, die nachfolgend als Antriebsscheibe 6 bezeichnet wird, ist mit einem Generator gekoppelt. Die Antriebsscheibe 6 weist ein Dämpfungselement auf, das die Übertragung von Schwingungen von dem Generator auf den Riemen 4 verhindert, bzw. zumindest weitgehend ausschließt. Um zu verhindern, dass sich Geschwindigkeitsschwankungen bzw. Longitudi- nalschwingungen des Riemens 4 auf den Generator auswirken, ist die Antriebsscheibe 6 mit einer Rutschkupplung versehen.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer ein Dämpfungselement aufweisenden Riemen- bzw. Antriebsscheibe in einer geschnittenen perspektivischen Ansicht.

Die Antriebsscheibe 6 ist bereits in einer anderen Patentanmeldung detailliert beschrieben worden, an dieser Stelle wird daher nur auf die wichtigsten Kom- ponenten eingegangen, soweit dies für das Verständnis erforderlich ist.

Die Antriebsscheibe 6 umfasst eine Nabe 7 mit einer Innenverzahnung, die im eingebauten Zustand fest mit der Welle des Generators verbunden ist. Die Nabe 7 ist von einer Mitnehmerscheibe 8 umgeben, in Axialrichtung neben der Mitnehmerscheibe 8 befindet sich ein Dämpferkäfig 9, der als Rutschkupplung dient und in seinem Inneren Ausnehmungen für zwei Bogenfedern aufweist, deren Länge in Umfangsrichtung jeweils etwas weniger als 180° beträgt. An dem Dämpferkäfig 9 liegt ein als Reibring 10 ausgebildetes Reibelement an, der auf seiner anderen Seite von einer Tellerfeder 1 1 beaufschlagt wird. Eine Ab- deckkappe 12 dichtet die Antriebsscheibe 6 nach außen ab. Die Funktion der Rutschkupplung ergibt sich durch die relative Verdrehung der Mitnehmerscheibe 8 gegenüber dem Dämpferkäfig 9. Die Schwingungsdämpfung und damit die Umwandlung von Bewegungsenergie in Wärmeenergie wird im Wesentlichen von dem Reibring 10 übernommen, der kontinuierlich mit der Federkraft der Tellerfeder 1 1 beaufschlagt wird und permanent ein Dämpfungsmoment ausübt.

Die auf diese Weise erzielte Dämpfung ist so groß, dass in dem Riementrieb 1 auf ein separates Dämpfungselement verzichtet werden kann, es genügt daher, ein Spannelement ohne besondere Dämpfungseigenschaften zu verwenden.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zugmitteltriebs.

Der Riementrieb 13 umfasst in Übereinstimmung mit dem in Fig. 1 gezeigten Riementrieb eine antreibende Riemenscheibe 2, eine mit einem Nebenaggregat gekoppelte Riemenscheibe 5 sowie eine Antriebsscheibe 6. Anders als in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Riementrieb 13 eine ortsfeste Umlenkrolle 14 auf, das heißt es handelt sich nicht um eine Spannrolle. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Umschlingungsmittel als Elastriemen 15 ausgebildet, der im Vergleich zu einem herkömmlichen Riemen eine besonders hohe Elastizität aufweist. Die Einhaltung der festgelegten Riemenkraft wird dabei in hohem Maße durch den Elastriemen 15 sichergestellt, sodass auf eine separate Spannrolle oder dergleichen verzichtet werden kann. Die Dämpfung von Schwingungen wird durch den Drehschwingungsdämpfer der Antriebsscheibe 6 sichergestellt.

Bezugszahlen

1 Riementrieb

2 Riemenscheibe 3 Spannrolle

4 Riemen

5 Riemenscheibe

6 Antriebsscheibe

7 Nabe 8 Mitnehmerscheibe

9 Dämpferkäfig

10 Reibring

11 Tellerfeder

12 Abdeckkappe 13 Riementrieb

14 Umlenkrolle

15 Elastriemen

Claims

Patentansprüche

1. Zugmitteltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer antreibenden Riemenscheibe, wenigstens einer angetriebenen Riemenschei- be, einem als Riemen oder Kette ausgebildeten Umschlingungsmittel, einem Spannelement und einem Dämpfungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpfungselement an einer angetriebenen oder antreibenden Riemenscheibe angeordnet und als Drehschwingungsdämpfer ausgebildet ist, der zumindest zwei gegen die Kraft eines Energiespeichers gegeneinander verdrehbare Abschnitte und ein

Reibelement aufweist.

2. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der E- nergiespeicher zwei Bogenfedern umfasst, die sich jeweils mit ihrem ei- nen Ende an einer Mitnehmerscheibe (8) der Riemenscheibe und mit ihrem anderen Ende an einem als Rutschkupplung dienenden Dämpferkäfig (4) abstützen.

3. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement an einer angetriebenen Riemenscheibe oder Antriebsscheibe (6) angeordnet ist, die mit einem Generator oder einer Lenkhilfspumpe oder einer Wasserpumpe oder einem Klimakompressor verbunden ist.

4. Zugmitteltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder ein weiteres Dämpfungselement an einer antreibenden, mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Riemenscheibe angeordnet ist.

5. Zugmitteltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement als Elastriemen (15) ausgebildet ist.