Vorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmomentes von der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors zu einer Antriebswelle eines Nebenaggregats, insbesondere eines Kompressors einer Klimaanlage, mit ei- ner an einem Gehäuse des Nebenaggregats drehbar gelagerten Riemenschei¬ be eines Riementriebes, welche mit der Antriebswelle des Nebenaggregats bewegungsmäßig verbunden ist.

Hintergrund der Erfindung

Eine solche Vorrichtung ist aus der Druckschrift DE 198 60 150 A1 bekannt. Darin ist erwähnt, dass bei einem mit einer Klimaanlage ausgerüsteten Kraft¬ fahrzeug der Kompressor der Klimaanlage üblicherweise über einen Riemen¬ trieb von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben wird. Beim Ausfall des Kompressors kann dies zur Folge haben, dass der gesamte An¬ triebsstrang des Kraftfahrzeugs blockiert wird und das Fahrzeug nicht mehr fahrbereit ist. Daher wurde in einer solchen Vorrichtung bereits eine Einrich¬ tung zur Überlastsicherung angeordnet, welche die Kompressorwelle bei deren Stillstand von der Riemenscheibe abkoppelt. Gleichzeitig dient diese Vorrich- tung auch zur Schwingungsdämpfung, um von der Kurbelwelle über den Rie¬ mentrieb auf die Riemenscheibe übertragene Schwingungen von der Kompres¬ sorwelle fern zu halten. Erreicht wird das durch Verwendung eines elastischen Mitnehmerelementes, welches sowohl die Schwingungsdämpfung als auch die Überlastsicherung bewirkt.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung zur Übertragung des Drehmomentes so weiterzuentwickeln, dass sie auf schwingungsdämpfende Elemente, wie elastische Mitnehmer, völlig verzichten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Kraftfluss von der Riemenscheibe zu der Antriebswelle des Nebenaggregats eine das übertragbare Drehmoment begrenzende Einrichtung angeordnet ist, welche von dem Nebenaggregat hervorgerufene überhöhte Schwingungsbelastungen von dem Riementrieb fern hält. Eine solche das Drehmoment begrenzende, zwischen der Riemenscheibe und der Antriebswelle angeordnete Einrichtung kann dann mit einer Freilaufkupplung versehen sein.

Die Funktion des Freilaufs bewirkt folgendes für die Schwingungsdämpfung:

Wenn keine äußeren Störgrößen vorhanden wären, würden die Motordrehzahl und die Drehzahl der Aggregatewelle in einem von der Übersetzung festgeleg¬ ten Verhältnis stehen und es würde sich die so genannte Aggregate- Nenndrehzahl einstellen. Durch Störgrößen, beispielsweise durch die ungleich¬ förmige Drehzahl des Verbrennungsmotors, wird die Welle des Nebenaggre- gats im Vergleich zu ihrer Nenndrehzahl sowohl beschleunigt als auch verzö¬ gert. Bei herkömmlichen Vorrichtungen wird die Differenz zwischen Beschleu- nigungs- und Verzögerungsbelastungen durch Verwendung besonderer Dämp¬ fungselemente reduziert.

Der erfindungsgemäße Einsatz eines Freilaufs reduziert die Belastung da¬ durch, dass die Verzögerungsbelastungen erst gar nicht entstehen, weil der Freilauf in dieser Richtung kein Drehmoment und somit auch keine Belastun¬ gen überträgt. Dieses Verhalten ist weitgehend unabhängig von der herr- sehenden Temperatur, sowie der Frequenz und der Amplitude der auftretenden Antriebsschwingungen. Durch die Integration des Freilaufs in der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung wird diese Eigenschaft des Freilaufs ausgenutzt. Zusätz¬ lich wird bei der Auslegung der Vorrichtung ein maximal übertragbares Dreh- moment berücksichtigt, bei dem ein weiterer Betrieb des Riementriebes auch dann möglich ist, wenn es zu einem Blockieren der Aggregatewelle kommt.

Dadurch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ganz auf schwingungsdämp- fende Elemente verzichten kann, ist ein Temperaturanstieg in der Vorrichtung erheblich geringer. Damit können je nach der auftretenden Belastung kosten¬ günstige Werkstoffe für die Vorrichtung verwendet werden. Außerdem kann durch die Einsparung eines sonst für schwingungsdämpfende Elemente vorge¬ sehenen Bauraums eine kostengünstigere Lagerung benutzt werden. Die bei den bekannten Vorrichtungen verwendeten Wälzlager müssen sehr niedrig bauen und deshalb aus Tragzahlgründen zweireihig ausgeführt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kommt dagegen nun mit einem kostengünstigen einreihigen Wälzlager für die Riemenscheibe aus. Außerdem ist es als vorteil¬ haft anzusehen, dass die Dämpfungseigenschaften der Vorrichtung nicht bzw. nur sehr gering von der Temperatur abhängig sind, da die Vorrichtung keine besonderen Dämpfungselemente enthält.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt also ein Freilauf zum Einsatz, der abbremsende Schwingungen des Systems gar nicht erst auftreten lässt. Freiläufe haben sich für andere Aggregate, z. B. Lichtmaschinen, bereits be- währt und tragen dazu bei, die Haltbarkeit des Aggregateriementriebes und der Aggregate erheblich zu erhöhen. Als Freiläufe können sowohl Klemmrollenfrei¬ läufe als auch Klemmkörperfreiläufe zum Einsatz kommen. Sie können jeweils beidseitig Stützlager aufweisen und auch beidseitig abgedichtet sein. Die Rie¬ menscheibe kann sowohl aus Metall als auch aus Kunststoff bestehen. Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und wer¬ den im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Längsschnitt;

Figur 2 eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Längs¬ schnitt;

Figur 3 eine dritte erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Längs¬ schnitt;

Figur 4 eine für den Einbau in den Vorrichtungen gemäß den Figuren 1 und 2 vorgesehene Freilaufkupplung, ausschnittsweise im Längsschnitt;

Figur 5 eine mit einer Rutschkupplung versehene erfindungsgemäße Vorrichtung, ausschnittsweise im Längsschnitt;

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Eine in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Rie¬ menscheibe 1 , die über ein Wälzlager 2 an einem Gehäuse 3 eines Nebenag- gregats eines Verbrennungsmotors drehbar gelagert ist. Für die axiale Fixie¬ rung des Innenringes des Wälzlagers 2 an dem Gehäuse 3 ist ein Sprengring 4 verwendet. Die Riemenscheibe 1 ist über ein Flanschbauteil 5 mit einer An¬ triebswelle 6 des Nebenaggregats verbunden, und zwar ist an einem Ende der Antriebswelle 6 eine Nabe 7 befestigt, die über eine Freilaufkupplung 8 mit dem Flanschbauteil 5 verbunden ist. An dem äußeren Umfang des Flanschbau¬ teils 5 sind einer oder mehrere radial abstehende Mitnehmer 9 angeordnet, welche in Ausnehmungen der Riemenscheibe 1 eingreifen. Durch den oder die Mitnehmer 9 wird das Drehmoment der Riemenscheibe 1 spielfrei auf das Flanschbauteil 5 übertragen. Die Freilaufkupplung 8 überträgt in einer Dreh¬ richtung das Drehmoment über die Nabe 7 auf die Antriebswelle 6 des Neben¬ aggregats.

Im Einzelnen ist die Freilaufkupplung 8 in Figur 4 dargestellt, sie weist einen an der Nabe 7 befestigten Ring mit der Innenlaufbahn 10, einem an der inne¬ ren Oberfläche des Flanschbauteils 5 befestigten Ring mit der Außenlaufbahn 11 und Klemmrollen 12 auf, welche abrollbar zwischen diesen Ringen ange¬ ordnet sind. An den beiden axialen Enden der Klemmrollen 12 schließen sich in dem von den Ringen 10 und 11 gebildeten Raum Wälzlager 13 der Freilauf¬ kupplung 8 an. Die Kupplung ist in ihrem Einbauraum beidseitig nach außen abgedichtet. Im Ausführungsbeispiel sind hierfür eine Abdichtung 14 und ein Deckel 15 verwendet. Statt eines Klemmrollenfreilaufs kann auch ein Klemm¬ körperfreilauf verwendet werden. Solche Freiläufe sind in der Ausführung all- gemeiner Stand der Technik. Für die spezielle Funktion im Aggregaterie¬ mentrieb haben sich folgende Merkmale als besonders günstig herausgestellt:

Beidseitig sind radiale Stützlager, vorzugsweise die Wälzlager 13, angeordnet. Der Ring mit der Innenlaufbahn 10 und der Ring mit der Außenlaufbahn 11 sind als Spanlosteile ausgeführt. Der Freilauf ist beidseitig abgedichtet und befettet. Ein genaues Abstimmen der Anschlussteile (Nabe 7 der Antriebswelle 6 und Flanschbauteil 5) zur exakten Einstellung der Schaltgenauigkeit, des Reibmomentes und des Abschalt- bzw. Durchrutschmomentes ist möglich. Je nach Anspruch bzw. Erfordernis der Schwingungsreduzierung und der Einstell- genauigkeit des Abschalt- bzw. Durch rutsch momentes können auch die Anfor¬ derungen an die Ausführung des Freilaufs zurückgesetzt werden. So ist auch das direkte Einbringen des Freilaufs in das Flanschbauteil und/oder der direkte Lauf auf der Antriebswelle und/oder eine rein spanlose Ausführung vorstellbar.

Die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung ist grundsätzlich ebenso aufgebaut. Bei ihr ist jedoch eine einstückige Ausführung der Riemenscheibe 1 und des Flanschbauteils 16 verwendet. Wegen des Sprengringes 4 sind hier für die Montage in dem Flanschbauteil 16 mehrere Montageöffnungen 17 vorgesehen. Durch diese kann unmittelbar auf den Innenring des Wälzlagers 2 ein Druck ausgeübt werden. Die Übertragung des Drehmomentes von der Riemenschei¬ be 1 und dem damit einstückig ausgeführten Flanschbauteil 16 auf das Außen¬ teil der Freilaufkupplung kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig erfolgen.

Gegenüber der Ausführung nach Figur 2 ist die in Figur 3 dargestellte Vorrich¬ tung dadurch abgewandelt, dass die Antriebswelle 6 keine Nabe aufweist. Da¬ her ist hier der Ring mit der Innenlaufbahn der Freilaufkupplung 8 unmittelbar an der Mantelfläche der Antriebswelle 6 befestigt.

In Figur 5 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei welcher sich der Ring mit der Innenlaufbahn 10 der Freilaufkupplung 8 ebenfalls unmittelbar auf der An¬ triebswelle 6 befindet. Die Riemenscheibe 18 ist hier jedoch über ein mehrteili¬ ges Flanschbauteil 19 mit der Freilaufkupplung 8 verbunden, welches eine Rutschkupplung 20 bildet. Dabei liegt eine mit der Riemenscheibe 18 verbun¬ dene Kreisringscheibe 21 axial an einer Aufnahmehülse 22 an, in welcher die Freilaufkupplung 8 mit ihrem Ring mit der Außenlaufbahn 11 gehalten ist. Bezugszahlenliste

1 Riemenscheibe 2 Wälzlager 3 Gehäuse 4 Sprengring 5 Flanschbauteil 6 Antriebswelle 7 Nabe 8 Freilaufkupplung 9 Mitnehmer 10 Ring mit der Innenlaufbahn 11 Ring mit der Außenlaufbahn 12 Klemm rolle 13 Wälzlager 14 Abdichtung 15 Deckel 16 Flanschbauteil 17 Montageöffnung 18 Riemenscheibe 19 Flanschbauteil 20 Rutschkupplung 21 Kreisringscheibe 22 Aufnahmehülse