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Title:
MECHANICAL DRIVE FOR THE CHARGING BLOWER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/002521
Kind Code:
A1
Abstract:
In a mechanical drive for the charging blower of internal combustion engines, a rotor (3) secured on a rotor shaft (2) is driven by the crankshaft of the internal combustion engine, over a variable speed gear (4), an electromagnetically driven separating clutch (6) and a reducing gear. In order to build a charging blower drive with favourable axial and radial dimensions and to achieve a favourable mounting of an input shaft (9) of the reducing gear, the reducing gear is shaped as a planetary gear (7). The input shaft (9) is mounted in an axially protruding collar (16) of the gearbox (13) and the electromagnetically driven separating clutch (6) is arranged around the circumference of this collar (16). On the input shaft (9) are arranged, on the one side of this mounting (17) a clutch disk (15), and on the other side a ring gear (18).

Inventors:
WINKELMANN SIEGFRIED (DE)
Application Number:
PCT/EP1988/000781
Publication Date:
March 23, 1989
Filing Date:
August 31, 1988
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F02B39/04; F02B39/12; F04D25/02; F16D27/112; F16H37/02; (IPC1-7): F02B39/04
Foreign References:
FR2580723A11986-10-24
EP0198312A21986-10-22
DE2324269A11974-12-05
US1878210A1932-09-20
FR753517A1933-10-18
US3583825A1971-06-08
Other References:
See also references of EP 0377643A1
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Claims:
A n s p r ü c h e
1. Mechanischer Antrieb für ein Ladegebläse (1) einer Brennkraftmaschine mit einem von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetriebenen Drehzahlvariator (4) , von dessen Sekundärscheibe (5) aus über eine elektromagnetisch betätigte Trennkupplung (6) eine Eingangswelle (9) eines Übersetzungsgetriebes antreibbar ist, an das auεgangseitig eine Rotorwelle (2) mit einem Rotor (3) angeschlossen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Übersetzungsgetriebe als Planetengetriebe (7) mit. im wesentlichen zylindrischer Außenkontur seines Getriebegehäuses (13) ausgebildet ist, wobei die Eingangswelle (9) in einem axial vorstehenden Bund (16) des Getriebegehäuses (13) gelagert und, den Bund (16) radial umgebend, die elektromagnetisch betätigte Trennkupplung (6) angeordnet ist, daß neben dem Lager (17) auf der Eingangεwelle (9) einerseits eine Kupplungsscheibe (15) der Trennkupplung (6) und andererseits ein Hohlrad (18) des Planetengetriebes (7) befeεtigt sind und daß die radialen Abmessungen des zu einer Einheit zusammengefaßten Antriebes (Sekundärscheibe 5, elektromagnetisch betätigte Trennkupplung 6 und Planetengetriebe 7) und des Ladegebläses (1) im wesentlichen übereinstimmen.
2. Mechanischer Antrieb für ein Ladegebläse nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Eingangswelle (9) über ein doppelreihiges Schrägkugellager (17) mit großem Durchmesser im Bund (16) gelagert ist.
3. Mechanischer Antrieb für ein Ladegebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Innere des Getriebegehäuses (13) gegenüber dem Schrägkugellager (17) mittels einer im Getriebegehäuse (13) befestigten Scheibe (20) und eines auf der Eingangswelle (9) befestigten Vförmigen Dichtringes abgedichtet ist, dessen axiale Dichtlippe (19A) an der Scheibe (20) anliegt.
4. Mechanischer Antrieb für ein Ladegebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß von der elektromagnetisch betätigten Trennkupplung (6) ein Magnetkörper mit Spule (14) am Getriebegehäuse (13) und eine Ankerscheibe (10) an der Sekundärscheibe (5) des Drehzahlvariators (4) befestigt sind.
5. Mechanischer Antrieb für ein Ladegebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Ankerscheibe (10) über Einzelblattfedern (11) an der Sekundärscheibe (5) befestigt ist.
Description:
Mechanischer Antrieb für ein Ladegebläse einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf einen mechanischen Antrieb für ein Ladegebläse einer Brennkraftmaschine mit einem von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetriebenen Drehzahlvariator, von dessen Sekundärscheibe aus über eine elektromagnetisch betätigte Trennkupplung eine Eingangswelle eines Übersetzungsgetriebes antreibbar ist, an das sich ausgangseitig eine Rotorwelle mit einem Rotor des Dadeσebläses anschließt.

Ein mechanischer Antrieb für ein Ladegebläse einer Brennkraftmaschine der vorgenannten Gattung ist aus der Druckschrift EP-A 01 98 312 bekannt. Danach soll ein von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetriebenes Ladegebläse der Kreiselbauart mittels einer elektromagnetisch betätigten Trennkupplung eingeschaltet werden, wenn ein Steuerglied, beispielsweise das Gaspedal des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs über seine mittlere Stellung hinausbewegt wird. Es erfolgt dadurch eine Umεchaltung der Brennkraftmaschine vom Saugbetrieb in den Ladebetrieb. Während des Ladebetriebs kann bei niedrigen Motordrehzahlen ein für die gewünschte Erhöhung des Drehmoments ausreichender Ladedruck dadurch bereitgestellt werden, daß die Laderdrehzahl über einen Drehzahlvariator gegenüber der Motordrehzahl erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen mechanischen Antrieb eines Ladegebläses einer Brennkraftmaschine der vorgenannten Gattung eine kompakte Bauweise zu erzielen, damit eine Anordnung des mechanisch angetriebenen Ladegebläseε in dem zumeist sehr beengten Motorraum eines Kraftfahrzeugs ermöglicht wird. Dabei soll die Eingangswelle bezogen auf die vom An- und Abtrieb eingeleiteten Kräfte in einem günstigen Bereich gelagert sein.

Diese Aufgabe wird an einem mechanischen Antrieb für ein Ladegebläse einer Brennkraftmaschine der vorgenannten Gattung dadurch gelöst, daß das Übersetzungsgetriebe als Planetengetriebe mit im wesentlichen zylindrischer Außenkontur seines Getriebegehäuses ausgebildet ist, wobei die Eingangswelle in einem axial vorstehenden Bund des Getriebegehäuses gelagert und, den Bund radial umgebend, die elektromagnetische Trennkupplung angeordnet ist, daß neben dem Lager auf der Eingangswelle einerseits eine Kupplungsscheibe der Trennkupplung und andererseits ein Hohlrad des Planetengetriebes befestigt sind und daß die radialen Abmessungen des zu einer Einheit zusammengefaßten Antriebes und LadegebläseF im wesentlichen übereinstimmen. Durch die Verwendung eines Planetengetriebes als Übersetzungsgetriebe lassen sich bei koaxialem Verlauf von Eingangs- und Rotorwelle und geringen radialen Außenabmessungen hohe Drehzahlübersetzungen erzielen, wenn der Antrieb von der Eingangswelle aus über das Hohlrad und der Abtrieb von einem Sonnenrad des Planetenge riebes erfolgen. Wenn, wie weiterhin vorgeschlagen wird, die Eingangswelle in einem radialen Bund des Getriebegehäuses gelagert ist, der gleichzeitig an seiner Außenseite die elektromagnetisch betätigte Trennkupplung aufnimmt, so läßt sich hierdurch eine sehr kurze, gedrungene Bauweise des Antriebes erzielen, wobei gleichzeitig eine günstige Lagerung der Eingangswelle unmittelbar zwischen ihrem Antrieb über die Trennkupplung und ihrem Abtrieb über das Hohlrad erfolgen kann, übereinstimmende radiale Abmessungen des Antriebes, d. h. der SekundärScheibe und der Trennkupplung mit dem Ladegebläse verbessern die Einbaumöglichkeiten in ein Kraftfahrzeug erheblich.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben. Danach läßt sich die Lagerung der Eingangswelle sehr kompakt und mit großer radialer und axialer Tragfähigkeit ausbilden, wenn ein doppelreihiges Schrägkugellager mit großem Durchmesser Anwendung findet. Aufgrund seines großen Durchmessers hat das doppelreihige

Schrägkugellager einen bis in den Bereich der Anordnung des Hohlrades und der Kupplungsscheibe reichenden Stützabstand auf der Eingangswelle.

Die Verwendung eines V-förmigen Dichtringes, der auf die Eingangswelle aufgepreßt ist und sich seitlich an einer im Getriebegehäuse befestigten Scheibe mittels einer Dichtlippe anlegt, ermöglicht eine günstige Abdichtung des doppelreihigen Schrägkugellagers gegenüber dem Inneren des Getriebegehäuses. Unter zunehmender Zentrifugalkraft wird die Anpressung der Dichtlippe an die Scheibe reduziert, so daß während des Betriebes des Ladegebläses Reibung und folglich Wirkungsgradverluste, Verschleiß sowie Erwärmung verringert werden können. Eine besonders günstige Anordnung der elektromagnetisch betätigten Trennkupplung ergibt sich dadurch, daß ihr zur Betätigung dienender Magnetkδrper mit Spule am Getriebegehäuse und eine Ankerscheibe an der Sekundärscheibe des Drehzahlvariators befestigt sind. Als Trennkupplung können wahlweise eine Arbeitsstromausführung oder eine Dauermagnetausführung vorgesehen sein. Bei der Arbeitsstromausführung baut sich bei stromdurchflossener Spule ein Magnetfeld auf, wodurch auf die AnkerScheibe eine Zugkraft wirksam wird. Bei der Dauermagnetausführung bewirkt ein stabiler Dauermagnet mit seinem Magnetfeld die Zugkraft auf die Ankerscheibe, d. h. , im stromlosen Zustand wird gekuppelt oder gebremst. Zur Rückführung der Ankerscheibe sind zwischen ihr und der Sekundärscheibe in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Einzelblattfedern angeordnet.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel zum Teil in Längsschnitten dargestellt ist.

In der einzigen Figur ist mit 1 ein Ladegebläse bezeichnet, das einen über eine Rotorwelle 2 angetriebenen Rotor 3 aufweist. Der Antrieb des Rotors erfolgt von einer nicht dargestellten Brennkraf maschine, vorzugsweise deren stirnseitigem Abtrieb der Kurbelwelle auf eine ebenfalls nicht dargestellte Primärscheibe eines Drehzahlvariators 4. Der Drehzahlvariator 4 ist als Umschlingungsgetriebe ausgebildet, wobei von der PrimärScheibe eine Sekundärscheibe 5 angetrieben wird. Die Sekundärscheibe ist trieblich über eine elektromagnetisch betätigte Trennkupplung 6 und ein als Übersetzungsgetriebe dienendes Planetengetriebe 7 mit der Rotorwelle 2 verbindbar. Dabei weist die Sekundärscheibe 5 zwei Kegelscheiben 5A und 5B auf, von denen die Kegelscheibe 5B gegenüber der Kegelscheibe 5A derart verschiebbar ist, daß sich der Auflagebereich für einen Treibriemen und damit der für die Übersetzung wirksame Durchmesser verändert. Die Sekundärscheibe 5 hat bei auseinanderliegenden Kegelscheiben 5A und 5B einen kleinen Abtriebsdurchmesser und bei weitmöglichst ineinander geschobenen Kegelscheiben 5A und 5B einen großen Abtriebsdurchmesser. Die Sekundärscheibe 5 ist über Wälzlager 8 frei drehbar auf einer Eingangswelle 9 des Planetengetriebes 7 gelagert. Dabei ist die Sekundärscheibe 5 mittels der elektromagnetisch betätigbaren Trennkupplung 6 an die Eingangswelle 9 kuppelbar.

Die elektromagnetisch betätigbare Trennkupplung 6 weist eine Ankerscheibe 10 auf, die über Einzelblattfedern 11 an der Kegelscheibe 5A befestigt ist. Ein Kupplungsgehäuse 12 ist ortsfest an einem Getriebegehäuse 13 des Planetengetriebeε 7 angeordnet und nimmt einen Magnetkörper mit Spule 14 auf. Eine zwischen der Ankerεcheibe 10 und dem Magnetkörper mit Spule 14 liegende Kupplungsscheibe 15 ist wiederum drehfest mit der Eingangswelle verbunden. Es erfolgt also ein Antrieb der

Eingangswelle 9 bei an die Ankerscheibe 10 angekuppelter Kupplungsscheibe 15 von der Sekundärscheibe 5 aus über die eingekuppelte Trennkupplung 6 auf die Eingangswelle 9.

Das Getriebegehäuse 13 des Planetengetriebes 7 weist weiterhin einen axial vorstehenden Bund 16 auf, der zur Lagerung der Eingangswelle 9 mittels eines doppelreihigen Schrägkugellagers 17 dient. Der den Bund 16 radial umgebende Raum bis hin zur zylindrischen Außenkontur des Getriebegehäuεes 13 dient zur Aufnahme der Trennk pplung 6. Unmittelbar neben dem doppelreihigen Schrägkugellager 17 ist im Getriebegehäuse ein Hohlrad 18 des Planetengetriebes 7 auf der Eingangswelle 9 befestigt. Daε Innere deε Getriebegehäuses 13 ist gegenüber dem Schrägkugellager 17 durch einen V-förmigen Dichtring 19, der mit einer im Getriebegehäuse 13 befestigten Scheibe 20 zusammenwirkt, abgedichtet. Zu diesem Zweck weist der Dichtring 19 eine in axialer Richtung vorstehende Dichtlippe 19A auf, die an der Scheibe 20 anliegt. Mit zunehmender Drehzahl der Eingangswelle läßt unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft die Anpreßkraft der Dichtlippe 19A an die Scheibe 20 nach.

Der Darstellung ist zu entnehmen, daß die aus Sekundärscheibe 5, Trennkupplung 6, Planetengetriebe 7 und Ladegebläse 1 bestehende Einheit sowohl radial als auch axial sehr günstige Abmessungen hat. Die axialen Abmessungen sind dadurch reduziert, daß der Bund 16 innen das doppelreihige Schrägkugellager 17 der Eingangswelle 9 und außen die Trennkupplung 6 aufnimmt. Außerdem ist das Schrägkugellager 17 gegenüber dem Antrieb der Eingangswelle 9 über die Kupplungsscheibe 15 und dem Abtrieb über das Hohlrad 18 günstig angeordnet.

Das Hohlrad 18 treibt über Planetenräder 21 als Standgetriebe ein einstückig mit der Rotorwelle 2 ausgebildetes Sonnenrad 22 an.

Bezugszeichen