Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aggregat einer Brennkraftmaschine, das zugleich als ein Spannsystem für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebs ausgelegt ist. Als Aggregat ist vorzugsweise ein Generator bzw. ein Startergenerator vor¬ gesehen. Das Gehäuse des Aggregats umfasst Haltemittel, die mit zumindest einem ortsfest, vorzugsweise an der Brennkraftmaschine angeordneten Halter ein Drehlager bilden.

Hintergrund der Erfindung

Zum Antrieb verschiedener Einzelaggregate der Brennkraftmaschine, wie Wasserpumpe, Klimakompressor, Lenkhilfspumpe, ist vorzugsweise ein Zug¬ mitteltrieb vorgesehen. Dazu verbindet ein Zugmittel, insbesondere ein Rie- men, die einzelnen Riemenscheiben der anzutreibenden Aggregate, den An¬ triebsorganen, mit der Riemenscheibe des Abtriebsorgans, eine vorzugsweise mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Verbindung stehende Riemen¬ scheibe. Der schlupffreie Antrieb aller anzutreibenden Aggregate erfordert ein Spannsystem, mit dem eine ausreichende, vorzugsweise schlupffreie Vorspan- nung des Zugmittels sichergestellt werden kann.

Ein derartiges Spannsystem ist beispielsweise aus der DE 43 00 178 C1 be¬ kannt, bei dem eine Spannrolle im eingebauten Zustand an dem Zugmittel kraftbeaufschlagt abgestützt ist. Das Spannsystem umfasst weiterhin ein orts- fest angeordnetes Basisteil, dessen Symmetrieachse gleichzeitig eine Dreh¬ achse für den Schwenkarm bildet, an dem außenseitig eine Spannrolle drehbar angeordnet ist. Zur Erzielung einer kraftschlüssigen Abstützung der Spannrolle an dem Zugmittel ist zwischen dem Basistei! und dem Schwenkarm eine Torsi¬ onsfeder eingesetzt.

Die DE 100 57 818a A1 offenbart einen als Zweischeibentrieb ausgebildeten Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine. Der Antrieb erfolgt dabei über ein drehstarr mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen¬ des Abtriebsorgan, das über ein Zugmittel, einen Riemen, die weitere Riemen¬ scheibe, das Antriebsorgan verbindet. Als Antriebsorgan ist dazu ein Starter- Generator vorgesehen, der für die Brennkraftmaschine sowohl die Funktion des Starters als auch des Generators übernimmt. Eine ausreichende Vorspan¬ nung des Zugmittels, zur Erzielung eines schlupffreien Antriebs wird mit dem schwenkbar angeordneten Antriebsorgan erreicht, das zusätzlich von einem Federmittel kraftbeaufschlagt ist.

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aggregat einer Brennkraftmaschine, das zugleich als ein Spannsystem für ein Zugmittel eines Zugmitteltriebs ausgelegt ist, nach den Merkmalen des Oberbegriffs von An- spruch 1 weiterzubilden, zur Erzielung einer kostenoptimierten Drehpunktlage¬ rung. Weiterhin soll die Lagerung so gestaltet werden, dass sich eine optimale Krafteinleitung in die Drehpunktlagerung einstellt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung sieht vor, das Gehäuse des schwenkbaren Aggregates, welches insbesondere einen Startergenerator umfasst, geteilt mit zwei Gehäuseelemen¬ ten bzw. Gehäusehälften auszubilden, die über eine Trennebene zusammen- gefügt sind. Die Gehäuseelemente sind dabei über bearbeitete Flächen im Bereich der Trennebene gegeneinander abgestützt. Damit ist sichergestellt, dass sich eine großflächige Abstützung der Gehäuseelemente und damit ein verwindungssteifes Gehäuse einstellt. Das Gehäuse des Aggregates schließt weiterhin als Haltemittel zumindest ein Befestigungsauge ein. Bevorzugt umfasst jedes Gehäuseelement ein Befesti¬ gungsauge, die zusammen im eingebauten Zustand, d.h. im komplettierten Zustand des Aggregats bzw. des Startergenerators über eine Abstützfläche flächig abgestützt sind und gemeinsam ein Haltemittel bilden. Das Haltemittel, kombiniert mit einem bevorzugt axial versetzten Halter, der beispielsweise un¬ mittelbar mit der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, bildet ein Drehlager für das Aggregat.

Dadurch kann vorteilhaft eine länger ausgeführte Abstützbasis des als Starter¬ generator ausgelegten Aggregates realisiert werden. Weiterhin ermöglicht die Gestaltung des Haltemittels an dem Gehäuse, eine massive Anbindung des Aggregates, wodurch dieses, insbesondere ein Startergenerator, frei auskra- gend montierbar ist. Damit verbunden ergibt sich die Möglichkeit, das Drehla¬ ger axial bis nahe an eine Kraftlinie des Zugmittels zu verschieben, von dem aus das Drehlager kraftbeaufschlagt wird. Diese Anordnung reduziert das Kippmoment in dem Drehlager und damit verbunden eine nachteilige Kanten¬ last bzw. einen Kantentrag in dem Gleitlager, wodurch eine erhöhte Lebens- dauer erzielbar ist. Zusammengefasst bewirkt das erfindungsgemäße Drehla¬ ger eine verstärkte Befestigung bzw. Anbindung des Aggregats an der Brenn¬ kraftmaschine sowie gleichzeitig eine erhöhte Lebensdauer.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der ab- hängigen Ansprüche 2 bis 13.

Ein vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, jedem Gehäuseelement des Gehäuses ein Befestigungsauge zu zuordnen. Bevorzugt ist dazu eine fluchtende Übereinstimmung der Trennebene der Gehäuseelemente mit der Abstützfläche der zugehörigen als Befestigungsaugen gestalteten Haltemittel vorgesehen. Die zu bearbeitenden Flächen liegen folglich in einer Ebene, wo¬ durch sich eine vereinfachte Bearbeitung einstellt. Die geringere Anzahl von separat zu bearbeiteten Flächen bewirken einen Kostenvorteil des Gehäuses. Dieser Aufbau des Drehlagers erfordert lediglich eine separate Bearbeitung einer Stirnfläche des Haltemittels im Bereich der Kontaktfläche, über die das Haltemittel an dem Halter abgestützt ist.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass zur Bildung des Haltemittels nur ein Gehäuseelement bzw. eine Gehäusehälfte des Aggregats ein Befestigungsau¬ ge aufweist. Die Lage und Anordnung des Haltemittels erfolgt dabei so, dass die mit der Trennebene übereinstimmende, gemeinsam bearbeitete Stirnfläche des Befestigungsauges die Kontaktfläche darstellt, mit der das Haltemittel, das Befestigungsauge an dem Halter abgestützt ist.

Die erfindungsgemäßen Konzept ermöglichen eine kostenoptimierte Fertigung, des Gehäuses, da die Bearbeitung der Gehäusehälften im Bereich der Trenn¬ ebene keine nachträgliche Bearbeitung der Abstützflächen oder der Kontaktflä- che der Haltemittel erfordert.

Die Trennebene von dem Gehäuse des Aggregats verläuft außermittig vorteil¬ haft so, das diese möglichst nahe in Richtung der Riemenscheibe des Aggre¬ gats angeordnet ist. Durch die Zuordnung des Haltemittels an dem breiteren, von der Riemenscheibe abgewandten Gehäuseelement, kann ein sich zwi¬ schen der Krafteinleitung des Zugmittels und dem Drehlager einstellender He¬ belarm vorteilhaft verringert werden. Der verkürzte Hebelarm verringert wirk¬ sam das Kippmoment und die damit verbundene Kantenlast des Gleitlagers.

Alternativ dazu ist das erfindungsgemäße Drehlager ebenfalls mit einem au¬ ßermittig geteilten Gehäuse kombinierbar, bei dem das dem Zugmittel zuge¬ ordnete Gehäuseelement breiter ausgeführt ist im Vergleich zu dem zugehöri¬ gen weiteren Gehäuseelement. Außerdem schließt die Erfindung ein Drehlager ein, bei dem das oder die Befestigungsaugen, das Haltemittel axial versetzt zu der Trennlinie angeordnet sind, d.h. die Trennlinie der Gehäuseelemente fluch¬ tet nicht mit der Kontaktfläche der Haltelemente. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Halter, der mit der Brennkraftmaschine mittelbar oder unmittelbar in Verbindung steht eine drehbare Buchse einschließt, die im Einbauzustand an dem Haltemittel des schwenkbaren Aggregates drehfixiert ist. Als Befestigungsmittel dient dabei insbesondere eine Schraube, mit der die Bauteile des Drehlagers, die Buchse des Halters und der Halter verspannt sind.

Für Haltemittel, die zwei Befestigungsaugen umfassen bietet es sich an, das dem Halter zugeordnete Befestigungsauge mit einer Durchgangsbohrung zu versehen und in das weitere Befestigungsauge eine Gewindebohrung einzu¬ bringen in der die Schraube eingeschraubt ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bezieht sich auf die Gestaltung des Halters, der erfindungsgemäß als U-förmiger Träger oder als Gabel gestaltet ist. Diese Bauteile bilden zwei axial zueinander versetzte Aufnahmen, zwischen denen das bzw. die Befestigungsaugen eingesetzt sind. Eine Welle bzw. eine Befestigungsschraube verbindet die Aufnahmen, führt gleichzeitig das Halte¬ mittel und folglich ist damit das Aggregat positioniert.

Zur Erzielung einer ungehinderten Funktion des Drehlagers, bei dem das Hal¬ temittel mit einem zwei Aufnahmen aufweisenden Halter zusammenwirkt wird erreicht, in dem eine Aufnahme als Festlager und die weitere Aufnahme als Loslager ausgebildet ist.

Als Befestigungsmittel eignet sich bevorzugt eine selbstfurchende bzw. selbst¬ schneidende Schraube, die allein, d. h. ohne Schraubenmutter eine wirksame, dauerfeste Verbindung und Sicherung ermöglicht.

Vorteilhaft bietet es sich außerdem an, dem erfindungsgemäßen Spannsystem, dargestellt durch das über das Drehlager schwenkbare Aggregat, eine separa¬ te Konsole bzw. Bracket zuzuordnen, die bevorzugt mittels einer Verschrau- bung lösbar an der Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Konsole bildet dabei einen Halter, der mit Haltemitteln des Aggregats das Drehlager bildet. Eine optimale reibungsarme Lagerung des Aggregats kann vorteilhaft über ein Gleitlager erfolgen, mit dem die Buchse in dem Halter eingesetzt und drehstarr mit dem Aggregat verbunden ist. Alternativ schließt die Erfindung ebenfalls eine umgekehrte Anordnung ein, bei der die Buchse über ein Gleitlager dreh¬ bar dem Haltemittel, beispielsweise den Befestigungsaugen des Generators zugeordnet ist und die andererseits gegenüber dem Halter lagefixiert ist.

Das erfindungsgemäße Drehlager kann außerdem mit einer Dämpfungseinrich- tung gekoppelt werden, um so nachteilige Resonanzen des Zugmitteltriebs zu eliminieren oder aufgrund der Drehungleichförmigkeit der Brennkraftmaschine in den Zugmitteltrieb eingeleitete Schwingungen zu dämpfen. Als Dämpfungs¬ einrichtung bietet es sich an, das Drehlager vorgespannt auszubilden, bei dem beispielsweise zwischen den sich relativ verdrehbaren Bauteilen des Drehla- gers eine Reibscheibe angeordnet ist.

Ein schlupffreier Antrieb des Zugmitteltriebs erfordert ein ausreichend vorge¬ spanntes Zugmittel. Bevorzugt ist das schwenkbare Aggregat, das gleichzeitig die Funktion des Spannsystems übernimmt mit einem Drehlager versehen, dessen Lage es ermöglicht, das Eigengewicht des schwenkbaren Aggregats zu nutzen, um die Vorspannung des Zugmittels zu beeinflussen. Unterstützend kann ein Kraftmittel zusätzlich vorgesehen werden, mit dem das Aggregat, der Startergenerator, in eine Drehrichtung kraftbeaufschlagt wird, die das Zugmittel vorspannt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von drei in insgesamt fünf Figuren ab¬ gebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 den Aufbau eines Drehlagers eines erfindungsgemäßen Spannsystems; Figur 2 ein weiteres erfindungsgemäß aufgebautes Drehlager für ein Spannsystem;

Figur 3 in einer vergrößerten Darstellung ein Detail des Drehlagers gemäß Figur 2;

Figur 4 einen Teilbereich eines schwenkbar als Spannsystem aus¬ geführten Aggregats, bei dem das Haltemittel mit nur ei¬ nem Gehäuseelement des Aggregats verbunden ist;

Figur 5 in einer prinzipiellen Darstellung einen Zugmitteltrieb, der als Spannsystem ein schwenkbares Aggregat einschließt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Zunächst wird anhand der Figur 5 ein bekanntes Spannsystem für einen Zug¬ mitteltrieb erläutert, bestehend aus einem schwenkbar angeordneten Aggre¬ gat. Der Zugmitteltrieb 1 gemäß Figur 5 ist als ein Zweischeibentrieb ausge- führt, bei dem ein Zugmittel 2 ein Abtriebsorgan 3, ein mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine 4 verbundenes Riemenrad sowie ein weiteres Rie¬ menrad eines Antriebsorgans 5 verbindet. Als Antriebsorgan 5 ist ein schwenk¬ bar angeordnetes Aggregat 6, insbesondere ein Startergenerator vorgesehen, welcher für die Brennkraftmaschine 4 abhängig vom Betriebsmodus in der Startphase die Funktion des Starters und bei laufender Brennkraftmaschine 4 die Funktion eines Generators übernimmt.

Zur Erzielung einer ausreichenden Vorspannung des Zugmittels 2 ist das Ag¬ gregat 6 um eine Drehachse 7 eines Drehlagers 8 schwenkbar. Das Drehlager 8 umfasst einen einstückig mit der Brennkraftmaschine 4 in Verbindung ste¬ henden Halter 9 sowie zugehörige Haltemittel 10 des Aggregates 6. Ein Ver¬ schwenken des Aggregates 6 im Gegenuhrzeigersinn erhöht die Vorspannung des Zugmittels 2. Die Lage des Drehlagers 8 begünstigt die Vorspannung des Zugmittels 2, da diese das Gewicht des Aggregates 6 nutzend eine im Gegen¬ uhrzeigersinn ausübende Kraftkomponente ausübt. Das Aggregat 6, welches die Funktion eines Spannsystems 11 übernimmt, ist versehen mit einem Kraft¬ mittel 12, insbesondere eine zwischen der Brennkraftmaschine 4 und dem Ag- gregat 6 eingesetzten Feder, mit der die Vorspannung des Zugmittels 2 erhöht werden kann.

Die Figur 1 zeigt ein erstes erfindungsgemäß ausgeführtes Drehlager 17a, welches als Haltemittel 20a einstückig mit einem Gehäuse 13 des Aggregats 6 verbundene Befestigungsaugen 14, 15 umfasst sowie einen Halter 19a. Das Gehäuse 13 des Aggregates 6 wird aus den zwei Gehäuseelementen 16a, 16b, gebildet, die über eine Trennebene 18a abgestützt sind. Die Trennebene 18a setzt sich über den Bereich der Befestigungsaugen 14, 15 fort, so dass mittels einer Bearbeitung des jeweiligen Gehäuseelementes 16a, 16b einschließlich der zugehörigen Befestigungsaugen 14 bzw. 15 gleichzeitig eine Abstützfläche 21 bearbeitet ist, über die sich die Befestigungsaugen 14, 15 in der Einbaulage abstützen.

Das Befestigungsauge 14 ist weiterhin mit einer von der Abstützfläche 21 ab- gewandten Stirnfläche unmittelbar an einer Stirnfläche des Halters 19a abge¬ stützt, die gemeinsam eine Kontaktfläche 22 bilden. Der direkt oder indirekt mit der Brennkraftmaschine 4 verbundene Halter 19a, ist mit einer Durchgangs¬ bohrung 23 versehen, in die eine Buchse 24 eingesetzt ist. Zur Erzielung einer Relativbewegung bzw. Relatiwerdrehung der Buchse 24 gegenüber dem HaI- ter 19a ist in einem Ringspalt, der sich zwischen der Durchgangsbohrung 23 und einer Mantelfläche der Buchse 24 einstellt ein Gleitlager 25 eingesetzt. Im Einbauzustand ist die Buchse 24 mittels eines Befestigungsmittels, einer Schraube 26 kraftschlüssig an dem Befestigungsauge 14 und damit dem Hal¬ temittel 20a abgestützt.

Durch diese Maßnahme stellt sich im Betriebszustand eine gewollte Verdre¬ hung der Buchse 24 gegenüber dem Halter 19a ein, da die Buchse 24 drehfest mit dem Haltemittel 20a und damit dem Aggregat 6 verbunden ist. Die Schrau- be 26 ist dabei zunächst in einer Aufnahmebohrung 27 des Befestigungsauges 14 geführt und weiterhin in einer Gewindebohrung 28 des Befestigungsauges 15 eingeschraubt. Zur Abdichtung des Gleitlagers 25 ist ein Dichtring 29 vor¬ gesehen, welcher einen sich einstellenden Ringspalt 30 zwischen dem Halter 19a und der Buchse 24 abdichtet. Stirnseitig ist der Dichtring 28 von einer Scheibe 31 abgedeckt, die zwischen einem Schraubenkopf 32 und der Buchse 24 eingesetzt ist. Vorteilhaft ermöglicht die erfindungsgemäße Gestaltung des Drehlagers 17a eine Verschiebung in Richtung des Zugmittels 2, wodurch die vom Zugmittel 2 in das Aggregat 6 in Pfeilrichtung eingebrachte Kraftrichtung ein verringertes Kippmoment in dem Drehlager 17a auslöst, was sich vorteilhaft auf die Belastung des Gleitlagers 25 auswirkt, wodurch eine erhöhte Lebens¬ dauer realisierbar ist.

Bei den in den Figuren 2 und 4 gezeigten zwei weiteren Ausführungsbeispielen sind die mit dem ersten Ausführungsbeispiel (Figur 1) übereinstimmenden Bau¬ teile mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass zur Vermeidung von Wie¬ derholungen auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels Bezug genommen werden kann.

Die Figur 2 zeigt das Drehlager 17b, die einen U-förmig gestalteten Halter 19b umfasst, beispielsweise eine separate Konsole, die einerseits lösbar an der Brennkraftmaschine 4 befestigt ist und zwei axial beabstandete Aufnahmen 33, 34 umfasst. Zwischen den Aufnahmen 33, 34 ist das Haltemittel 20a, beste¬ hend aus den Befestigungsaugen 14, 15 eingesetzt. Die Aufnahmen 33, 34 in Verbindung mit den darin eingesetzten Buchsen 24, gemäß dem ersten Aus¬ führungsbeispiel ermöglichen eine spielfreie Anordnung. Im Einbauzustand werden die Buchsen 24 mittels der Schraube 35 über die Kontaktflächen 22, 44 an das Haltemittel 20a, die Befestigungsaugen 14, 15 gepresst. Dieser kraft¬ schlüssige Verband gewährleistet bei einer Schwenkbewegung des Aggregats 6 eine Relativbewegung der Buchsen 24 gegenüber der jeweiligen Aufnahme 33, 34, wobei die Aufnahmen vergleichbar dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 Gleitlager 25 umfassen. Zur Erzielung einer reibungsarmen Wirkungs- weise des Drehlagers 17b schließt dieses eine als Festlager 36 ausgebildete Aufnahme 33 sowie eine als Loslager 37 ausgeführte Aufnahme 34 ein.

Den Aufbau des Loslagers 37 verdeutlicht die Figur 3. Die in einem vergrößer- ten Maßstab abgebildete Aufnahme 34 zeigt das Loslager 37 im eingebauten Zustand, bei dem die Gestaltung der Buchse 24 einen Überstand 38 gegen¬ über einer stirnseitigen Kontur 39 der Aufnahme 34 sicherstellt. Der ein Ein¬ bauspiel darstellende Überstand 38 verhindert wirksam eine Anlage der Schei¬ be 31 an der Kontur 39 der Aufnahme 24, wodurch das Aggregat 6 im Be- triebszustand ungehindert verschwenken kann.

Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit dem Drehlager 17c, welches den Halter 19a gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Figur 1 umfasst sowie das Haltemittel 20b. Abweichend zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispie- len ist das Aggregat 6 gemäß Figur 4 mit einer Trennebene 18b versehen, die in Richtung des Zugmittels 2 versetzt angeordnet ist. Dieser Aufbau verringert weiterhin in vorteilhafter Weise eine Querkraft, die von dem Zugmittel 2 in Pfeilrichtung in das Drehlager 17c eingeleitet wird, aufgrund eines reduzierten Abstandes zwischen dem Zugmittel 2 und dem Drehlager 17c,

Das Haltemittel 20b umfasst lediglich ein einstückig mit dem Gehäuseelement 16b verbundenes Befestigungsauge 40, dessen Kontaktfläche 42 fluchtend mit der Trennebene 18a verläuft. Vorteilhaft kann damit die Trennebene 18ab wie auch die Kontaktfläche 42 kostengünstig in einem Arbeitsvorgang bearbeitet werden. Aufgrund der relativ großen Breite des Befestigungsauges 40 bietet es sich an, als Befestigungsmittel eine selbstfurchende Schraube 41 zu verwen¬ den, die selbstschneidend in eine teilweise vorbereitete Gewindebohrung 43 des Befestigungsauges 40 eingeschraubt ist, zur Erzielung einer lagefixierten Abstützung der Buchse 24 über die Kontaktfläche 42 an dem Befestigungsauge 40. Bezugszahlen

1 Zugmitteltrieb 26 Schraube 2 Zugmittel 27 Aufnahmebohrung 3 Abtriebsorgan 28 Gewindebohrung 4 Brennkraftmaschine 29 Dichtring 5 Antriebsorgan 30 Ringspalt 6 Aggregat 31 Scheibe 7 Drehachse 32 Schraubenkopf 8 Drehlager 33 Aufnahme 9 Halter 34 Aufnahme 10 Haltemittel 35 Schraube 11 Spannsystem 36 Festlager 12 Kraftmittel 37 Festlager 13 Gehäuse 38 Überstand 14 Befestigungsauge 39 Kontur 15 Befestigungsauge 40 Befestigungsauge 16a Gehäuseelement 41 Schraube 16b Gehäuseelement 42 Kontaktfläche 17a Drehlager 43 Gewindebohrung 17b Drehlager 44 Kontaktfläche 17c Drehlager 18a Trennebene 18 b Trennebene 19a Halter 19b Halter 20a Haltemittel 20b Haltemittel 21 Abstützfläche 22 Kontaktfläche 23 Durchgangsbohrung 24 Buchse 25 Gleitlager