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Title:
INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH A CYLINDER CRANKCASE AND A CYLINDER HEAD WITH INTEGRATED HEIGHT-ADJUSTABLE FAN ATTACHMENT FOR ELASTIC V-RIBBED BELTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/069089
Kind Code:
A1
Abstract:
1. Internal combustion engine with a cylinder crankcase and a cylinder head with integrated height-adjustable fan attachment for elastic V-ribbed belts 2. The present invention relates to an internal combustion engine comprising: a crankcase (1); at least one device for driving a fan, in particular of a vehicle, in particular of a utility vehicle, comprising a fan bracket (3) and a bearing arrangement (5), via which the fan is arranged so as to be displaceable relative to the crankshaft of a combustion engine of the drive assembly; and a belt drive, via which the fan can be driven, having a first belt pulley and a second belt pulley which are drive-connected via a belt (8), the first belt pulley being arranged on the bearing arrangement (5).

Inventors:
SLIWA MARCO (DE)
KLOSTERBERG JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/000170
Publication Date:
April 15, 2021
Filing Date:
October 05, 2020
Export Citation:
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Assignee:
DEUTZ AG (DE)
International Classes:
F02B67/06; F01P5/02; F16H7/10
Foreign References:
DE2113533A11971-10-21
US2526242A1950-10-17
US1639449A1927-08-16
DE10317507A12004-11-04
Attorney, Agent or Firm:
DEUTZ AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse und einem Zylinderkopf mit integriertem höhenverstellbarem Lüfteranbau für elastische Keilrippenriemen

A N S P R Ü C H E

1. Brennkraftmaschine, umfassend ein Kurbelgehäuse (1), wenigstens eine Vorrichtung zum Antreiben eines Lüfters, insbesondere eines Fahr zeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, umfassend eine Lüfterkonsole (3) und eine Lagereinrichtung (5), über die der Lüfter gegenüber der Kur belwelle eines Verbrennungsmotors des Antriebsaggregats verschiebbar angeordnet ist; und einen Riementrieb, über den der Lüfter antreibbar ist, aufweisend eine erste Riemenscheibe und eine zweite Riemenscheibe, die über einen Riemen (8) in einer Antriebsverbindung stehen, wobei die erste Riemenscheibe auf der Lagereinrichtung (5) angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen (8) ein Keilrippenriemen ist.

3. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterkonsole in das Kurbelgehäuse (1) integriert ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterkonsole in den Zylinderkopf (2) integriert ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterlagerung (5) in zwei innenliegenden Führungsnuten (6) der Lüfterkonsole (3) integriert ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterkonsole (3) einen Lochstich (7) aufweist.

7. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterlagerung (5) in zwei innenliegenden Führungsnuten (6) der Lüfterkonsole (3) integriert ist und in der Höhe innerhalb des vorgegebenen Lochstichs (7) verstellbar angeordnet ist.

8. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterkonsole (3) ein Montage-/ Spann- Werkzeug (9) aufweist.

9. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Montage-/ Spann-Werkzeug (9) abnehmbar ausgeführt ist.

10. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche zum Einsatz kommt.

Description:
Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbeigehäuse und einem Zylinderkopf mit integriertem höhenverstellbarem Lüfteranbau für elastische Keilrippenriemen

B E S C H R E I B U N G

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse und einem Zylinderkopf mit integriertem höhenverstellbarem Lüfteranbau für elastische Keilrippenriemen.

Derartige Brennkraftmaschinen sind z. B. bekannt aus der der JP-A2008- 31937 oder der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JPA2001- 220771.

In der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP-A2008-31937 ist eine Erfindung offenbart, in der relativ zu einem Motor auf einer Seite in einer waagrechten Richtung senkrecht zu einer Wellenmitte einer Aus gangswelle des Motors ein Kompressor angeordnet ist, während auf der anderen Seite eine Lichtmaschine angeordnet ist.

In der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP-A2001 -220771 ist eine Erfindung offenbart, bei der auf einer Oberseite eines Motors eine Lichtmaschine und ein Kompressor nebeneinander in einer Wellenmitten richtung einer Ausgangswelle des Motors angeordnet sind, und auch eine Erfindung offenbart, bei der auf einer Oberseite eines Motors eine Lichtma schine und ein Kompressor nebeneinander in einer waagrechten Richtung senkrecht zu einer Wellenmitte des Motors angeordnet sind.

In der Offenlegungsschrift EP 0 884 210 A2 wird eine Vorrichtung zum Antreiben von Aggregaten einer Brennkraftmaschine, wie Kühlmittelpumpe und Lüfter, über einen von einer Kurbelwelle aus antreibbaren ersten Rie- mentrieb durch eine mit der Kurbelwelle verbundene erste Riemenscheibe vorgeschlagen. Hierbei steht die erste Riemenscheibe mit einer mit einer Kühlmittelpumpenwelle verbundenen zweiten Riemenscheibe über einen Riemen in einer Antriebsverbindung. Mit der Kühlmittelpumpenwelle ist eine dritte Riemenscheibe verbunden. Die dritte Riemenscheibe bildet mit einer vierten Riemenscheibe, die auf der Kurbelwelle oder einer Verlängerung der Kurbelwelle drehbar gegenüber der Kurbelwelle gelagert ist, einen zweiten Riemenantrieb. Der Lüfter steht mit der vierten Riemenscheibe in Antriebsverbindung. Hierdurch kann eine Übersetzung ins Schnelle für den Lüfterantrieb realisiert werden, erfordert jedoch das Vorsehen einer zusätzlichen Riemenscheibe an der Kühlmittelpumpenwelle, was aufgrund der zusätzlichen Belastungen mit einem erhöhten Risiko von Undichtheiten einhergeht und ferner aus bauraumtechnischen Gründen oft hohe Realisie rungsaufwände erfordert. Ein weiterer Nachteil sind die resultierenden zu- sätzlichen Lagerbelastungen der Nebenaggregate und ggf. die Erfordernis, diese neu auslegen zu müssen.

Die DE 23 18 104 offenbart einen Lüfterantrieb, bei dem der Lüfter über einen in Abhängigkeit von der Motordrehzahl angetriebenen Keilriementrieb und eine Schlupfkupplung angetrieben wird, wobei drehfest mit der Keilriemenscheibe das antreibende Teil der Schlupfkupplung verbunden ist und die Keilriemenscheibe sowie das antreibende Teil der Schlupfkupplung über eine Lagerung relativ verdrehbar und koaxial zu einer Welle vorgese hen sind, auf der das angetriebene Teil der Schlupfkupplung sowie der Lüfter drehschlüssig angelenkt sind. Nachteilig hieran sind wieder die re sultierenden zusätzlichen Lagerbelastungen der Nebenaggregate durch die gemeinsame Welle, auch wenn diese drehzahlentkoppelt ist. Ferner ist eine Schlupfkupplung erforderlich. In der DE 103 24 314 A1 wird ein Lüfterantrieb vorgeschlagen, der durch einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges antreibbar ist, mittels einer Flüssigkeitsreibungskupplung und mit Mitteln zur Erhöhung der Lüfterdrehzahl. Hierbei ist der Lüfter koaxial zur Kurbelwelle des Verbren nungsmotors angeordnet. Achsparallel zur Kurbelwelle sind Nebenaggre- gate vorsehbar, die über einen gemeinsamen ersten Riementrieb mit einer Übersetzung ins Schnelle vom Verbrennungsmotor antreibbar sind. Hierbei ist der Lüfter über einen ersten Antriebsstrang, in den die Flüssigkeitsreibungskupplung, bestehend aus Antriebswelle, Antriebsscheibe und Gehäuse, sowie ein Freilauf geschaltet sind, direkt von der Kurbelwelle und alternativ - zur Erhöhung der Lüfterdrehzahl - über einen zweiten Antriebsstrang antreibbar, der einen zweiten Riementrieb von einem Nebenaggregat auf die Flüssigkeitsreibungskupplung umfasst und über eine Schaltkupplung zu- oder abschaltbar ist. Nachteilig an dieser Lösung sind der komplexe Aufbau und die resultierenden vergleichsweise hohen Bauteil kosten zur Realisierung des Lüfterantriebs, da beispielsweise eine Schlupf kupplung und ein Freilaufelement erforderlich sind.

Bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen wird auf die Kompaktheit dieser Motoren geachtet. Insbesondere die Länge des Motors ist entschei dend, um die Geräte, in die dieser Motor eingebaut werden soll, kompakt zu halten. Ein Kriterium für die Motorlänge ist das Zylinderkurbelgehäuse und der Zylinderkopf mit deren Lüfteranbau. Bekannte Konstruktionen zeigen höhenverstellbare Lüfterkonsolen, die vor bzw. an das Zylinderkurbel gehäuse und/oder vor bzw. an den Zylinderkopf geschraubt werden. Die Konsolen nehmen teilweise Spannelemente für den Keilrippenriemen auf. Alternativ werden Spannelemente für den Keilrippenriemen auf dem Zylin derkurbelgehäuse oder/und dem Zylinderkopf befestigt. Auf den Lüfterkon solen sind die Lüfteranbauten befestigt. Die Lüfteranbauten nehmen den Lüfter inkl. Riemenscheibe und Lüfterlagerung auf. Dies erfordert einen ausreichend großen Bauraum.

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Ansätze unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Nach teile weiterzubilden. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, einen Lüfterantrieb bereitzustellen, der kostengünstig, komponentenschonend und mit geringem Bauraumbedarf realisierbar ist und Fertigung und Mon tage verbessert. Diese Aufgaben werden durch Vorrichtungen mit den Merkmalen des unab hängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwen dungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Fig. näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 : Brennkraftmaschine mit Lüfteranbauten wie Lüfter, Riemenscheibe und Lüfterlagerung,

Fig. 2: die Stirnseite der Brennkraftmaschine aus Fig. 1 mit Blick auf den Lüfter,

Fig. 3: Brennkraftmaschine ohne Lüfteranbauten und demontierter Lüfter lagerung,

Fig. 4: Draufsicht auf die Stirnseite der Brennkraftmaschine mit Lüfter lagerung.

In Fig. 1 und 2 wird eine Brennkraftmaschine mit Lüfteranbauten wie Lüfter, Riemenscheiben und Lüfterlagerung 5 dargestellt, die die Baulänge des Motors erkennbar reduziert. Dies wird erreicht, indem man die höhenver stellbare Lüfterkonsole 3 in das Zylinderkurbelgehäuse 1 und den Zylinder kopf 2 integriert. Die Lüfteranbauten inkl. Lüfter, Riemenscheiben und Lüfterlagerung 4 werden dann direkt auf das Zylinderkurbelgehäuse 1 und / oder den Zylinderkopf 2 befestigt. Die Lüfterlagerung 5 läuft in zwei innen liegenden Führungsnuten 11 in der Art einer T-Nut-Mutter bzw. einem T- Nut-Stein - auch Nutenstein - ein Gewindeloch bzw. im vorliegenden Fall vier Gewindelöcher sind zur Aufnahme der Schrauben 10 in der Lüfterlage rung 5 angeordnet. Ein solcher Stein dient beispielsweise zur Verbindung zwischen Maschinentisch und Werkstück bei einer Werkzeugmaschine. Er befindet sich axial verschiebbar in einer T-Nut des Tisches bzw. hier in der Führungsnut 6, die im Zylinderkurbelgehäuse 1 und/oder im Zylinderkopf 2 angeordnet ist. Mit ihm wird eine Anschraubstelle mittels entsprechender spezieller Schraube für das Werkstück geschaffen und kann in der Höhe innerhalb eines vorgegebenen Lochstichs 7 verstellt werden. Die Vorspan nung eines elastischen Keilrippenriemens 8 wird erreicht, indem man die Lüfteranbauten inkl. Lüfter, Riemenscheiben und Lüfterlagerung 4 mit einem Montage- /Spann- Werkzeug 9 in die gewünschte Position bringt und anschließend mit dem Zylinderkurbelgehäuse 1 und/oder dem Zylinderkopf 2 mittels Schrauben 10 verschraubt. Das Montage- /Spann-Werkzeug 9, das aus einem Widerlager besteht, das oberhalb der Führungsnut 6 mit dem Zylinderkopf 2 verschraubt werden kann und das eine Führungsbohrung zur Aufnahme einer Zahnstange aufweist, die in einem Gewinde im Nutenstein 11 verschraubt ist, ist abnehmbar angeordnet. Am Widerlager ist auf der Zahnstange eine Mutter angeordnet, mittels der die Zahnstange die Lüfterlagerung 5 in der Höhe verstellen kann. Das Montage- /Spann- Werkzeug 9 kann, nachdem die Lüfterlagerung 5 mittels der Schrauben 10 in ihrer Arbeitsposition fixiert wurde, entfernt werden.

Alternativ ist vorgesehen, dass die vier Durchgangsbohrungen zur Aufnahme der Schrauben 10 am Nutenstein 11 Gewinde aufweisen, so dass der Nutenstein 11 mittels der Schrauben 10 gegen die Führungsnuten 6 verspannt werden, so dass die Lüfterlagerung 5 in der Höhe variabel angeordnet werden kann.

In Fig. 3 wird die Brennkraftmaschine aus den Fig. 1 und 2 mit demontierter Lüfterlagerung 5 dargestellt. Die Rückseite der Lüfterlagerung 5 ist wie ein Nutenstein 11 ausgeführt. Mittels dieses Nutensteins 11 wird die Lüfterlagerung in den Führungsnuten 6 von Zylinderkopf 2 und Zylinderkurbelgehäuse 1 geführt und mit den Schrauben 10 in den Gewinden des Lochstichs 7 in der Arbeitsposition fixiert.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Stirnseite der Brennkraftmaschine mit der Lüfterlagerung 5. Hier ist die Anordnung des Nutensteins 11 der Lüfter lagerung 5 in den Führungsnuten 6, die im Zylinderkopf 2 und dem Zylin derkurbelgehäuse 1 eingearbeitet sind, zu sehen. Bezugszeichenliste

1 Zylinderkurbelgehäuse

2 Zylinderkopf 3 Lüfterkonsole

4 Lüfterlagerung

5 Lüfterlagerung

6 Führungsnuten

7 vorgegebener Lochstich 8 Keilrippenriemen

9 Montage- /Spann-Werkzeug

10 Schrauben

11 T-Nutenstein/ -mutter