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Title:
DRIVE DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/088095
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive device mounted on an internal combustion engine (1) for driving, from the crankshaft (7), a camshaft (4, 5) and an accessory unit by means of a drive connection (6). Said drive connection (6) comprises a gear mechanism (12) and a timing chain (11). The gear mechanism (12) consists of an input pinion (13), linked in a rotationally fixed manner with the crankshaft (7), and one intermediate gear (14) and one driven gear (15) each mounted on the cylinder crankcase (2). The driven gear (15) is coupled with a driving chain gear (16) in a rotationally fixed manner, which in turn is connected via the timing chain (11) to a chain gear (17, 18) on the camshaft (4, 5) in a driven manner. The driven gear (15) of the gear mechanism (12) serves to drive the accessory unit. In order to develop the generic drive device in such a manner that substantially no additional space is required, the drive connection (6) is arranged on the output side of the internal combustion engine (1) between a back wall (8) of the cylinder crankcase (2) and a flywheel (9) mounted downstream thereof in the direction of drive. The intermediate gear and the driven gear are mounted on the back wall (8). The timing chain (11) is disposed together with the driving chain gear (16) and the chain gear (17, 18) on the camshaft (4, 5) in the plane of the flywheel (9).

Inventors:
Hofheinz, Werner (Ferdinand-Zix-Weg 5, Denkendorf, 73770, DE)
Jutz, Bernhard (Holunderweg 1, Burgstetten, 71576, DE)
Leweux, Johannes (Mutzenreisstrasse 145, Esslingen, 73734, DE)
Papenhagen, Timm (Leutenbacher Strasse 49, Leutenbach, 71397, DE)
Application Number:
PCT/EP2004/002446
Publication Date:
October 14, 2004
Filing Date:
March 10, 2004
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLERCHRYSLER AG (Epplestrasse 225, Stuttgart, 70567, DE)
Hofheinz, Werner (Ferdinand-Zix-Weg 5, Denkendorf, 73770, DE)
Jutz, Bernhard (Holunderweg 1, Burgstetten, 71576, DE)
Leweux, Johannes (Mutzenreisstrasse 145, Esslingen, 73734, DE)
Papenhagen, Timm (Leutenbacher Strasse 49, Leutenbach, 71397, DE)
International Classes:
F01L1/02; F02B67/06; F16H1/22; (IPC1-7): F01L1/02; F02B67/06
Foreign References:
DE4128432A1
DE3012417A1
US4841789A
US5154144A
DE19840659A1
US5724930A
US5063895A
Attorney, Agent or Firm:
Schrauf, Matthias (DaimlerChrysler AG, Intellectual Property Management IPM - C106, Stuttgart, 70546, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Antriebsvorrichtung an einer Brennkraftmaschine (1) zum Antrieb einer Nockenwelle (4,5) und eines Nebenaggrega tes von der Kurbelwelle (7) aus mittels einer Antriebs verbindung (6), welche ein Zahnradgetriebe (12) und eine Steuerkette (11) umfasst, wobei das Zahnradgetriebe (12) aus einem mit der Kurbelwelle (7) drehfest verbundenen Antriebszahnrad (13) und jeweils einem am Zylinderkurbel gehäuse (2) gelagerten Zwischenrad (14) und Abtriebsrad (15) besteht, wobei ferner das Abtriebsrad (15) mit einem Antriebskettenrad (16) drehfest gekoppelt ist, das über die Steuerkette (11) mit einem Kettenrad (17,18) an der Nockenwelle (4,5) antriebsverbunden ist, und wobei das Abtriebsrad (15) des Zahnradgetriebes (12) zum Antrieb des Nebenaggregates dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsverbindung (6) auf der Abtriebsseite der Brennkraftmaschine (1) zwischen einer Rückwand (8) des Zylinderkurbelgehäuses (2) und einem in Abtriebsrichtung nachfolgenden Schwungrad (9) angeordnet ist, wobei das Zwischenrad und das Abtriebsrad an der Rückwand (8) gela gert sind, und wobei die Steuerkette (11) mit dem An triebskettenrad (16) und dem Kettenrad (17,18) auf der Nockenwelle (4,5) in der Ebene des Schwungrades (9) an geordnet sind.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 r dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (15) mit seiner Drehachse mit Ab stand seitlich außerhalb des vom Schwungrad (9) begrenz ten Umfangskreises an der Rückwand (8) gelagert ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (8) mit Rückwandabschnitten (8a, 8b) seitlich über beide Zylinderkurbelgehäuseseitenwände hin aus verlängert ausgebildet ist, wobei die Rückwandab schnitte (8a, 8b) zur Lagerung von Zahnrädern des Zahn radgetriebes (12) dienen.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das die Rückwandabschnitte (8a, 8b) zum Anbau von Neben aggregaten dienen.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Rückwandabschnitt (8a) als Nebenaggregat eine Hochdruckpumpe (19) angeflanscht ist, die vom Abtriebs zahnrad (15) angetrieben wird.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Massenausgleichswellen im Zylinderkurbelgehäuse (2) gelagert sind, die von Zahnrädern (24,25) angetrie ben werden, wobei die mit dem Zahnrad (24) verbundene Massenausgleichswelle vom Antriebsrad (13) aus über das Zwischenrad (14) und ein Umkehrrad (26) und die mit dem Zahnrad (25) verbundene Massenausgleichswelle vom An triebsrad (13) aus über ein einziges Umkehrrad (27) ange trieben wird.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückwand (8) des Zylinderkurbelgehäuses (2) ein Schwungradgehäuse zur Aufnahme der gesamten Antriebs vorrichtung für die Nockenwellen (4,5) und die Nebenag gregate angeflanscht ist.
Description:
Antriebsvorrichtung an einer Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft Antriebsvorrichtung an einer Brenn- kraftmaschine zum Antrieb einer Nockenwelle und eines Neben- aggregates von der Kurbelwelle aus mittels einer Antriebsver- bindung, welche ein Zahnradgetriebe und eine Steuerkette um- fasst, wobei das Zahnradgetriebe aus einem mit der Kurbelwel- le drehfest verbundenen Antriebszahnrad und jeweils einem am Zylinderkurbelgehäuse gelagerten Zwischenrad und Abtriebsrad besteht, wobei ferner das Abtriebsrad mit einem Antriebsket- tenrad drehfest gekoppelt ist, das über die Steuerkette mit einem Kettenrad an der Nockenwelle antriebsverbunden ist, und wobei das Abtriebsrad des Zahnradgetriebes zum Antrieb des Nebenaggregates dient, gemäß dem Oberbegriff des Patentan- spruches 1.

Eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung für insbesondere eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylinderbänken ist aus der DE 198 40 659 AI bekannt. Hierbei liegt das Zahnradge- triebe für den Antrieb aller Kettentriebe und der Nebenaggre- gate in einer ersten Brennkraftmaschinen-Querebene und die Kettentriebe zum Antrieb der Nockenwellen an den Zylinderbän- ken in einer axial dazu versetzten weiteren Brennkraftmaschi- nen-Querebene.

Mit dieser Antriebsvorrichtung wird erreicht, dass die ein- zelnen Kettentriebe zum Antrieb der Nockenwellen an den Zy- linderbänken in nur einer Brennkraftmaschinen-Querebene ange- ordnet werden können, wodurch der Bauraumbedarf gering gehal- ten werden kann.

Von Nachteil ist jedoch, dass die Antriebsvorrichtung noch nicht in einer solchen Weise in den Aufbau der Brennkraftma- schine integriert ist, das im wesentlichen kein zusätzlicher Bauraum erforderlich wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die gattungs- gemäße Antriebsvorrichtung derart weiter zu entwickeln, dass sie im wesentlich keinen zusätzlichen Bauraum erfordert.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Anordnung der Antriebsvorrichtung an der Abtriebs- seite der Brennkraftmaschine kann in vorteilhafter Weise der vom Schwungrad in einer Brennkraftmaschinen-Querebene belegte Bauraum zusätzlich für die Unterbringung des Kettentriebes genutzt werden. Infolge der Doppelnutzung von Bauraum bean- sprucht die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung im wesentli- chen keinen zusätzlichen Baubau gegenüber einem herkömmlichen Nockenwellenantrieb mit einer Steuerkette oder Steuerriemen und ist somit im wesentlichen bauraumneutral.

Ferner ist von Vorteil, dass durch die Integration der An- triebsvorrichtung an der Abtriebsseite der Brennkraftmaschine kein konstruktiver Mehraufwand für den Kurbeltrieb und das Brennkraftmaschinengehäuse notwendig sind.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

In der einzigen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er- findung anhand einer schematisch gezeigten Brennkraftmaschine dargestellt.

In der Zeichnung ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Zy- linderkurbelgehäuse 2 und einem Zylinderkopf 3 dargestellt.

Im Zylinderkopf 3 sind zwei Nockenwellen 4 und 5 gelagert, die über eine Antriebsverbindung 6 von einer mit 7 bezeichne- ten Kurbelwelle angetrieben werden. Die Antriebsverbindung 6 ist dabei auf der Abtriebsseite der Brennkraftmaschine 1 zwi- schen einer Rückwand 8 des Zylinderkurbelgehäuses 2 und einem in Abtriebsrichtung nachfolgenden und nur andeutungsweise dargestellten Schwungrad 9 untergebracht.

Die Antriebsverbindung 6 setzt sich aus einem Zugmittelge- triebe 10 und einem weiteren Getriebemittel zusammen. Das Zugmittelgetriebe 10 kann ein Riementrieb oder gemäß der Er- findung ein Kettentrieb mit einer Steuerkette 11 sein, wäh- rend das weitere Getriebemittel erfindungsgemäß ein Zahnrad- getriebe 12 mit den Zahnrädern 13,14 und 15 ist.

Innerhalb der Antriebsverbindung 6 erfolgt die Krafteinlei- tung von der Kurbelwelle 7 aus zunächst in das Zahnradgetrie- be 12 und von diesem dann weiter in den Kettentrieb 11, von dem schließlich die Nockenwellen 4 und 5 angetrieben werden.

Dabei besteht das Zahnradgetriebe 12 aus einem mit der Kur- belwelle drehfest verbundenen Antriebsrad 13, welches in Ein- griff mit einem Zwischenrad 14 steht, das mit einem Abtriebs- rad 15 kämmt.

Mit dem Abtriebsrad 15 ist ein Antriebskettenrad 16 drehfest gekoppelt, das über eine Steuerkette 11 mit beiden Kettenrä- dern 18 und 19 auf den Nockenwellen 4 und 5 antriebsverbunden ist.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel umschlingt die Steuerkette 11 das Antriebskettenrad 16 und beide Kettenräder 17 und 18 an den Nockenwellen 4 und 5. Denkbar wäre auch, dass die Steuer- kette 11 nur ein Kettenrad 17 oder 18 umschlingt, wobei gemäß dieser Ausführung beide Nockenwellen 4,5 dann über eine ei- gene Getriebeverbindung untereinander antriebsverbunden sind.

Das Zahnradgetriebe 12 ist konstruktiv hinsichtlich der Zäh- nezahl der einzelnen Zahnräder sowie deren Lagerung an der Rückwand 8 so bemessen, dass das Abtriebsrad 15 mit seiner Drehachse mit Abstand seitlich außerhalb des vom Schwungrad 9 begrenzten Umfangskreises liegt. Damit kann das Antriebsket- tenrad 16 und in Folge davon die Steuerkette 11 in axialer Richtung des Kurbelgehäuses 2 unmittelbar im Anschluss an das Zahnradgetriebe 12 angeordnet werden. Da somit die Steuerket- te weitgehend innerhalb der Ebene des Schwungrades liegt, wird hierdurch die Motorbaulänge nicht beeinträchtigt, son- dern ist weitgehend baulängenneutral.

Die Rückwand 8 ist über beide Kurbelgehäuseseitenwände hinaus seitlich verlängert ausgebildet, wobei die überstehenden Rückwandabschnitte 8a und 8b zum Anbau von Nebenaggregaten bzw. zur Lagerung von Zahnrädern des Zahnradgetriebes 12 die- nen.

So ist beispielsweise an dem Rückwandabschnitt 8a auf der dem Zahnradgetriebe 12 abgewandten Seite eine Hochdruckpumpe 19 angeflanscht, die von dem Abtriebsrad 15 angetrieben wird.

Neben der Hochdruckpumpe könnten auch noch andere Nebenaggre- gate, wie z. B. ein Klimakompressor oder eine Servolenkpumpe an einem der Rückwandabschnitte angeflanscht und gleichzeitig von dem Zahnradgetriebe 12 angetrieben werden.

Die erfindungsgemäße Antriebsverbindung 6 erlaubt es, die vorgesehenen Getriebemittel optimal auf ihre Verwendung aus- zulegen. So kann das Zahnradgetriebe 12 für den Antrieb der Nebenaggregate optimiert und das Zugmittelgetriebe 10 spe- ziell auf den Antrieb der Nockenwellen 4 und 5 ausgelegt und beispielsweise als einfache Einreihen-Kette ausgeführt wer- den. Insgesamt wird hierdurch eine schmal bauende Antriebs- verbindung erreicht, die gegenüber herkömmlichen Antriebsmit- teln, wie beispielsweise einer Duplexkette als Antrieb für die Nebenaggregate sowie die Nockenwellen weniger breit baut.

Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Antriebsverbindung das Zahnradgetriebe 12 auf die Anordnung an der Rückwand 8 des Zylinderkurbelgehäuses 2 als ein starres Lagergehäuse für die Zahnräder fixiert.

Dagegen erfolgt die Überbrückung der Trennfuge zwischen Zy- linderkurbelgehäuse 2 und Zylinderkopf 3 zum Antrieb der dort angeordneten Nockenwellen durch ein Zugmittelgetriebe, wie zum Beispiel die Steuerkette 11, welche in der Lage ist, La- ge-und Längenänderungen zwischen Zylinderkurbelgehäuse 2 und Zylinderkopf 3 auszugleichen. Dabei sind zur sicheren Führung der Steuerkette 11 innerhalb der Kettenspur liegende Füh- rungsschienen 20,21 und 22 vorgesehen, die je nach ihrer Einbaulage am Zylinderkopf 3 oder an der Gehäuserückwand 8 gelagert sind. Die Spannung der Steuerkette 11 erfolgt über einen an der Führungsschiene 22 angreifenden Kettenspanner 23, welcher einfachheitshalber als Pfeil dargestellt ist.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung dient das Zahn- radgetriebe 12 für den Antrieb der Nebenaggregate sowie der Nockenwellen 4 und 5 gleichzeitig noch zum Antrieb von zwei Massenausgleichswellen, von denen nur die sie antreibenden Zahnräder 24 und 25 zu erkennen sind. Die Massenausgleichs- wellen sind in Höhe der Kurbelwelle 7 innerhalb des Zylinder- kurbelgehäuses 2 gelagert, wobei die mit dem Zahnrad 24 ver- bundene Massenausgleichswelle vom Antriebsrad 13 aus über das Zwischenrad 14 und ein Umkehrrad 26 und die mit dem Zahnrad 25 verbundene Massenausgleichswelle vom Antriebszahnrad 13 aus über ein einziges Umkehrrad 27 angetrieben wird.

Nicht dargestellt ist, dass an der Rückwand 8 ein Schwungrad- gehäuse angeflanscht ist, welches die komplette Antriebsvor- richtung für die Nockenwellen sowie die Nebenaggregate und das Schwungrad 9 aufnimmt. An das Schwungradgehäuse wird nachfolgend die Getriebeeinheit angebaut.