Umschlingungstrieb für Brennkraftmaschinen mit Triebberuhigung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Umschlingungstrieb, insbesondere Steue- rungsantrieb für eine Brennkraftmaschine, mit mindestens einem antreibenden Zahnrad und mindestens einem abtreibenden Zahnrad und einer Spann- oder Umlenkrolle und mit einem sie verbindenden Umschlingungsmittel (Zahnriemen oder Kette), wobei das antreibende und/oder das abtreibende Zahnrad gemäß System ID ² so ausgebildet ist, dass es bei der Rotation dem Triebe eine Un- gleichförmigkeit mit dem Ziel der Beruhigung des Triebs aufprägt, wobei zu¬ sätzlich noch wenigstens ein Nebenaggregat angetrieben wird.

Hintergrund der Erfindung

Steuerungsantriebe von Brennkraftmaschinen mit einem Kurbelwellenantriebs¬ rad, zumindestens einem Nockenwellenabtriebsrad und einer Kette oder einem Zahnriemen oder aber andere an Brennkraftmaschinen vorhandenen Aggre¬ gatantriebe, sind aufgrund von Drehmomentschwankungen bzw. Winkelge¬ schwindigkeitsänderungen Schwingungsänderungen unterworfen, die in Reso- nanzbereichen zu hörbaren Geräuschen führen können. Damit verbunden sind erhöhte Reibungskräfte, die die Lebensdauer eines Umschlingungstriebs sowie dessen Wirkungsgrad beeinträchtigen können.

Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen ist bereits eine Reihe von Maßnah- men vorgeschlagen worden. Die DE 195 20 508 A1 offenbart einen Umschlin¬ gungstrieb mit einem Mittel, das dem Umschlingungstrieb eine zusätzliche Un¬ gleichförmigkeit aufprägt. Diese Ungleichförmigkeit kann durch ein unrund ausgebildetes und/oder exzentrisch gelagertes Rad erzeugt werden. Diese

künstlich erzeugten Ungleichförmigkeiten sollen den Schwingungsänderungen entgegenwirken, die durch Verbrennungsvorgänge und Ventilbewegungen ent¬ stehen.

Bei einem der häufigst verwendeten Dämpfungseinrichtungen, wie beispiels¬ weise beim ID ² -System, sind die an- und abtreibenden Zahnräder unrund aus¬ gebildet, sodass sie bei der Rotation dem Trieb eine Ungleichförmigkeit auf¬ prägen, die der systemimmanenten Ungleichförmigkeit entgegenwirkt. Wäh¬ rend ein normaler Steuerungsantrieb mit Kurbelwellenantriebsrad und No- ckenwellenabtriebsrädern und einem freilaufenden Spannrad auf diese Art und Weise sehr gut triebberuhigt werden kann, bereitet es große Schwierigkeiten, wenn zusätzlich noch ein oder gar mehrere Nebenaggregate mit angetrieben werden müssen, da die prinzipiell in gleicher Weise auch auf deren Zahnräder anwendbaren triebberuhigenden Maßnahmen wie unrunde Ausbildung durch die Überlagerung der vielen Kraftsignale mit n-ter Ordnung praktisch nicht mehr beherrschbar sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Umschlingungstrieb der eingangs genannten Art mit zusätzlich angetriebenen Nebenaggregaten so auszubilden, dass die schwingungsberuhigenden Einrichtungen an den An- und Abtriebsrädern des normalen Triebs durch die Nebenaggregate möglichst wenig beeinträchtigt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Zahn¬ rad des Nebenaggregats mit dessen Antriebswelle über eine nicht starre Kupp¬ lung verbunden ist, sodass Drehmomentschwankungen durch unterschiedliche Lasten im Nebenaggregat nicht voll auf das Zugmittel durchschlagen können.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann hierzu vorgesehen sein, dass am Nebenaggregat ein Freilauf vorgesehen ist.

Ist im Zuge der im Wesentlichen sinusförmigen Bewegung die Welle schneller als das Antriebsrad, so erfolgt eine Auskupplung, was zur Folge hat, dass die Welle nicht immer so stark wie das Antriebsrad abgebremst werden muss und dies wiederum führt zu einer geringeren Rückwirkung auf den Umschlingungs- trieb und damit zu geringeren Schwingungen.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vor¬ gesehen sein, dass das Antriebsrad des Nebenaggregats als Tilger ausgebil¬ det ist, wobei die Übertragung von Schwingungen zwischen dem äußeren vom Umschlingungsmittel angetriebenen Rad und dem inneren mit der Welle ver¬ bundenen Rad durch Zwischenlage eines Elastomers gedämpft ist.

Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist schließlich vorgesehen, dass das Antriebsrad des Nebenaggregats als Zweimassenschwungrad aus- gebildet ist, wobei bevorzugt die Resonanz-Drehzahl unter der Leerlaufdreh¬ zahl des Motors liegen soll.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Steuerungsantriebs in ei¬ ner Brennkraftmaschine mit dem ein Nebenaggregat mit angetrieben wird,

Fig. 2 eine aufgebrochene Darstellung des als Tilger ausgebilde¬ ten Antriebsrads des Nebenaggregats,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch das Nebenaggregat mit einem in

dessen Antriebsrad eingebauten Freilauf und

Fig. 4a und 4b eine schematische Ansicht eines als Zweimassenschwung- rad ausgebildeten Antriebsrads für das Nebenaggregat in unterschiedlichen Betriebszuständen.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 1 erkennt man den Steuerungsantrieb der Brennkraftmaschine mit dem Kurbelwellenantriebsrad 1 , zwei Nockenwellenabtriebsrädern 2, mehreren frei mitlaufenden Spann- oder Umlenkrollen 3, 4 und 5 und dem Antriebsrad 6 ei¬ nes Nebenaggregats, beispielsweise einer Hochdruckkraftstoffpumpe, wobei diese Räder alle von einem Umschlingungstrieb 7, vorzugsweise einem Zahn¬ riemen oder einer Kette, verbunden sind.

Die An- und Abtriebsräder 1 und 2 sind in der beispielsweise aus dem System ID ² bekannten Weise im Sinne einer Triebberuhigung ausgelegt, beispielswei¬ se unrund ausgebildet, wobei die Teilung auf die Zylinderzahl des Motors ab¬ gestimmt ist.

Um die auf diese Art und Weise erzielte Triebberuhigung nicht durch das Ne¬ benaggregat zu stören, kann dessen Antriebszahnrad 6, wie in Fig. 2 darge¬ stellt, als Tilger ausgebildet sein. Zu diesem Zweck ist das Antriebsrad 6 in einen äußeren Ring 6a, der mit dem Umschlingungsmittel 7 kämmt, und einen inneren Teil 6b unterteilt, der mit der Antriebswelle des Nebenaggregats fest verbunden ist, wobei die Übertragung von Schwingungen durch Zwischenlage eines Elastomers 14 gedämpft wird.

Die Fig. 3 zeigt schematisch ein Antriebszahnrad 6' für ein Nebenaggregat 8, beispielsweise eine Hochdruckpumpe, wobei in dieses Antriebszahnrad 6' ein Freilauf 9 eingebaut ist.

Die Fig. 4a und 4b zeigen eine weitere Ausbildungsmöglichkeit des Antriebs-

zahnrads 6" des Nebenaggregats, wobei in diesem Fall das Antriebszahnrad 6" als Zweimassenschwungrad ausgebildet ist. Das Antriebszahnrad 6" ist da¬ bei in zwei Teile 10 und 11 unterteilt, von denen das Teil 10 die Außenverzah¬ nung 12 für den Umschlingυngstrieb aufweist, während das mit der Welle des Nebenaggregats fest verbundene zweite Teil 11 mit dem ersten Teil 10 über ein Feder/Dämpfungssystem 13 verbunden ist. Bei schwankender Last werden diese Schwankungen durch das Feder/Dämpfungssystem 13 teilweise abge¬ fangen und so eine Triebberuhigung erzielt. Durch geeignete Ausbildung des Zweimassenschwungrads kann dabei erreicht werden, dass die Resonanz- drehzahl unter die Leerlaufdrehzahl absinkt.

Bezugszahlen

I Kurbelwellenantriebsrad 2 Nockenwellenabtriebsräder

3 Spann- oder Umlenkrolle

4 Spann- oder Umlenkrolle

5 Spann- oder Umlenkrolle

6 Antriebsrad 6' Antriebszahnrad

6" Antriebszahnrad

6a äußerer Ring

7 Umschlingungstrieb

8 Nebenaggregat 9 Freilauf

10 Antriebsrad erster Teil

I 1 Antriebsrad zweiter Teil

12 Außenverzahnung

13 Feder/Dämpfungssystem 14 Elastomer