DE3616672C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Nebenantrieb einer Brennkraftmaschine für mehrere Hilfsmaschinen, darunter ein Luftpresser und in der Regel mehrere Hydraulikpumpen oder dergleichen, bei dem die Antriebswellen der Hilfsmaschinen über ein einziges Antriebsritzel vom Steuerantrieb der Brennkraftmaschine aus angetrieben werden, und die Hilfsmaschinen koaxial zueinander an beiden Seiten eines seitlich über die Umrisse des Maschinengehäuses vorstehenden Steuergehäuses bzw. Steuergehäusedeckels angeordnet sind, wobei auf einer bestimmten Seite als erste Hilfsmaschine der Luftpresser vorliegt, welcher als Kolbenverdichter mit einem in einem Zylinder geführten Kolben ausgebildet ist und letzterer über eine Pleuelstange von einer Kurbelwelle angetrieben wird.

Bei Brennkraftmaschinen, die beispielsweise zum Antrieb von Fahrzeugen dienen, werden vom Motor aus Hilfsmaschinen, wie beispielsweise Kompressoren für Druckluft-Bremsanlagen (sogenannte Luftpresser) und Hydraulikpumpen für beispielsweise Lenkhydrauliken und dergleichen angetrieben. Während früher diese Nebenantriebe meist über Keilriemen erfolgten, setzt sich bei modernen Motoren aus Gründen der Zuverlässigkeit immer mehr der Zahnradantrieb durch, wobei häufig der im Motor ohnehin eingebaute Zahnradantrieb für Steuer- und Einspritzorgane mitverwendet wird (vergleiche in dem Zusammenhang DE-PS 20 02 470 und US-PS 25 68 473).

Bei der Möglichkeit, eine Hilfsmaschine direkt mit den vorhandenen Zahnrädern einer Brennkraftmaschine anzutreiben, findet in der Regel die Anflanschbauweise (direkter Ein- bzw. Anbau in bzw. an das Steuerrädergehäuse) Anwendung, wobei eine entsprechende Zentrierung der Hilfsmaschine an der Antriebsseite sowie ein Antriebsritzel vorgesehen sind (welches mit einem Zahnrad der Brennkraftmaschine im Eingriff steht).

Sofern nur eine Hilfsmaschine angetrieben werden soll, ist dies in der Regel kein Problem. Sofern aber der Antrieb mehrerer Hilfsmaschinen erfolgen soll, ergeben sich aus Platzgründen bzw. wegen der begrenzten gut zugänglichen Stellen bzw. wegen der nicht beliebig vielen günstigen Stellen am Räderkasten einer Brennkraftmaschine, die für den direkten Anbau von Hilfsmaschinen geeignet sind, oftmals Schwierigkeiten.

Man unterscheidet zwei Möglichkeiten: Entweder Anordnung der Hilfsmaschinen hintereinander auf einer Seite des Steuerräder­ gehäusedeckels oder koaxiale Anordnung zu beiden Seiten des Steuergehäusedeckels. Da bei der ersten Möglichkeit für sämtliche Hilfsmaschinen in der Regel ein auf der Antriebswelle der ersten Hilfsmaschine aufgesetztes Antriebsritzel (entspricht fliegender Lagerung) zur Anwendung kommt, ergibt sich aufgrund der begrenzten Aufnahmekräfte des Antriebsritzels bzw. der in Reihe liegenden ersten Hilfsmaschine eine starke Abhängigkeit von den anzutreibenden Nebenaggregaten. Außerdem können Dichtungs- und Fluchtungsprobleme auftreten. Die andere Möglichkeit wiederum, nämlich die beidseitige Anordnung vom Antriebsritzel, ist sehr stark vom Bauraum abhängig, insbesondere vom Bauraum nach vorne, da häufig die vorne sitzende Kühlanlage einschließlich Lüfter erheblich über die Umrisse der Brennkraftmaschine hinausragt.

In der Praxis ist es deshalb üblich, aufgrund des größeren Bauraums nach hinten mehrere Hydraulikpumpen in dieser Richtung und nach vorne, den Luftpresser anzuordnen. Dadurch sitzt der Luftpresser vorteilhaft zugleich im Luftstrom des Lüfters.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Antrieb von mehreren Hilfsmaschinen gemäß der eingangs genannten Art, den Antrieb für den Luftpresser bzw. den Luftpresser selbst derart zu gestalten, daß sich ein äußerst kurz bauender, kompakter und zugleich verschleißfester langlebiger Luftpresser ergibt. Zugleich soll eine leichte Montage und Demontage des Luftpressers bzw. auch der anderen Hilfsmaschinen möglich sein. Letzteres schließt eine optimale Wartungsfreundlichkeit sowie eine problemlose Nachrüstbarkeit mit ein.

Diese Aufgabe wird bei einem Nebenantrieb der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß das Antriebsritzel Teil einer an ihren Enden gelagerten Antriebswelle ist, die auf ihrer dem Luftpresser zugewandten Seite ein Hohlwellenteil aufweist, und daß die Kurbelwelle des Luftpressers antriebsseitig mit einer Evolventenverzahnung versehen und in dem mit einer entsprechenden gleichartigen Innenverzahnung ausgebildeten Hohlwellenteil abgestützt ist.

Durch den Wegfall des flanschseitigen Luftpresser- Kurbelwellenlagers, also eines separaten Lagers (einschließlich Lagerträgers) im Luftpressergehäuse auf der Anflanschseite, d. h. auf der Seite, wo das Luftpressergehäuse am Steuerrädergehäuse­ deckel befestigt wird, und durch die im Lagerbereich der Luftpresser- Kurbelwelle vorgesehene Evolventenverzahnung ergibt sich eine wesentlich kleinere Baulänge des Luftpressers, der zudem kompakt und sehr wartungsfreundlich ist. Durch die Evolventenverzahnung auf der Kurbelwelle bzw. dem entsprechenden Gegenstück dazu wird einerseits zugleich die Lagerung und die Antriebsübertragung auf die Kurbelwelle erreicht, und andererseits ist dadurch eine leichtere Montage (im Vergleich zu einer üblichen Wälz- oder Gleitlagerung) bzw. Austauschbarkeit der einzelnen Bauteile des Luftpressers möglich. Auch ergibt sich durch den Wegfall eines zweiten Kurbelwellenlagers im Luftpressergehäuse eine einfachere Kurbelwellenbearbeitung.

Durch die Verkürzung der Baulänge des Luftpressers ergibt sich zudem die Möglichkeit, bei einem gattungsgemäßen Hilfsmaschinenantrieb in Reihe an den Luftpresser noch eine Hydraulikpumpe anzuordnen (die Anzahl der benötigten Hydraulikpumpen nimmt ständig zu).

Vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

In vorteilhafter Weise wird dabei vorgeschlagen, die das Antriebsritzel enthaltene Antriebswelle in einem Exzentergehäuse zu lagern und den Lagerexzenter im Steuergehäuse bzw. Steuergehäusedeckel verdrehbar anzuordnen. Der Exzenter ist dabei so ausgebildet, daß einmal ein Antriebsrad des Steuerantriebs der Brennkraftmaschine, beispielsweise ein Zahnrad auf der Nockenwelle, in das Antriebsritzel für den Hilfsmaschinenantrieb eingreifen kann und daß zum anderen die sich koaxial gegenüberliegenden jeweils ersten Hilfsmaschinen über ihre jeweiligen Flanschteile durch Eingreifen bzw. Umgreifen des Exzentergehäuses positioniert werden. Die Befestigung der Hilfsmaschinen am Steuergehäuse bzw. Steuergehäusedeckel über die entsprechenden Flanschteile erfolgt mit Hilfe von von dem einen zum anderen (koaxial gegenüber­ liegenden) Flansch durchgehenden Schrauben, welche aber außerhalb des Exzentergehäuses verlaufen. Die Durchgangsbohrungen der Schrauben im Steuergehäuse sowie im Steuergehäusedeckel sind dabei im Durchmesser größer ausgeführt als die Schraubenbohrungen in den entsprechenden Flanschteilen der Hilfsmaschinen.

Durch die beidseitige Lagerung des Antriebsritzels ergibt sich ein querkräftefreier Anschluß der Hilfsmaschinen. Durch Verdrehen des Exzentergehäuses bei nur leichter Lockerung der Schraubverbindung (Exzenter wird ja nur zwischen den beiden Flanschteilen der Hilfsmaschinen innerhalb einer Öffnung des Steuergehäuses bzw. Steuergehäusedeckels eingeklemmt) ist (in der Regel bei Inbetriebnahme) eine sehr einfache und feine stufenlose Einstellung des Zahnflankenspieles zwischen Antriebsrad und Antriebsritzel bei gleichzeitig angebauten Hilfsmaschinen möglich. Hierdurch wird eine meßbare Reduzierung der Zahnradgeräusche erreicht, welche durch die Rückexpansion des Luftpressers hervorgerufen werden. Die bei der Zahnflanken­ spieleinstellung sich ergebenden geringen Relativbewegungen der Flanschteile der Hilfsmaschinen bzw. der Hilfsmaschinen selbst werden durch die größeren Schraubendurchgangsbohrungen im Steuergehäuse bzw. Steuergehäusedeckel ausgeglichen.

Weitere Merkmale des Nebenantriebs nach der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch das Grundteil eines Nebenantriebs ohne angeflanschte Hilfsmaschinen,

Fig. 1a einen axialen Schnitt gemäß Fig. 1 mit den koaxial angeordneten Hilfsmaschinen,

Fig. 2 eine Ansicht der Fig. 1 gesehen in Richtung des Pfeiles II,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in der Fig. 2.

Fig. 1 zeigt die Grundbaueinheit des erfindungsgemäßen Nebenantriebs. An dieses Grundteil ist das Anbringen oder Auswechseln verschiedener Hilfsmaschinen bzw. Hilfsmaschinengruppen sehr leicht möglich, so daß die Brennkraftmaschine schnell dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden kann. Das Grundteil besteht dabei aus einem Exzentergehäuse 1, welches in entsprechenden Öffnungen 2 a, 3 a in einem Steuergehäuse 2 bzw. dem dazugehörigen Deckel 3 eines Brennkraftmaschinensteuerantriebs verdrehbar angeordnet ist. Zum Ausgleich der Exzentrizität ist die Öffnung 3 a im Gehäusedeckel 3 größer ausgeführt. Innerhalb des Exzentergehäuse 1 liegt ein einziges Antriebsritzel 4 vor, welches darin (im Exzentergehäuse) beidseitig, einmal über ein Massivwellenteil 4 a und einmal über ein Hohlwellenteil 4 b (letzteres unter Zuhilfenahme eines Sicherungsringes 22) gelagert wird (Wälzlager 7 a, 7 b). Das Antriebsritzel 4 steht durch eine Öffnung 5 im Exzentergehäuse 1 mit einem Antriebsrad 6 des Steuerantriebs der Brennkraftmaschine im Eingriff. Das Antriebsrad 6 kann beispielsweise ein Zahnrad auf der Nockenwelle der Brennkraftmaschine sein.

Wie aus der Fig. 1a sichtbar, werden die Hilfsmaschinen koaxial zueinander an den beiden Seiten des über die Umrisse des Brennkraftmaschinengehäuses 27 vorstehenden Steuergehäuses 2 bzw. Steuergehäusedeckels 3 angeordnet (vor Anbringen der Hilfsmaschinen ist die Grundeinheit mit einem Deckel 8 bzw. einer Kappe 9 verschlossen). Die Befestigung bzw. Zentrierung der jeweils koaxial gegenüberliegenden ersten Hilfsmaschine erfolgt dabei entweder direkt über einen am Luftpressergehäuse 10 integrierten Flansch 11 oder einen Zwischenflansch 12 für eine Hydraulikpumpe 13, an die wiederum noch eine weitere Hydraulikpumpe 14 angebaut sein kann. Die jeweiligen Flanschteile 11, 12 (und damit die Hilfsmaschinen 10, 13) werden durch Umgreifen bzw. Eingreifen in das Exzentergehäuse 1 in ihrer Lage fixiert.

Als Luftpresser kommt ein Kolbenverdichter zur Anwendung. Bei diesem wird der entsprechende Kolben über eine Pleuelstange von einer Kurbelwelle 15 angetrieben. Erfindungsgemäß wird die Kurbelwelle 15 antriebsseitig direkt im Antriebsritzel 4 für den Hilfsmaschinenantrieb gelagert. Dabei ist der Lagerbereich 16 der Kurbelwelle 15 (also die Lagerstelle der Kurbelwelle 15 sowie das entsprechende Gegenstück des Hohlwellenteils 4 b) mit einer Evolventenverzahnung versehen. Eine entsprechende Evolventenverzahnung 17 liegt auf dem Massivwellenteil 4 a vor. Die Antriebsverbindung zur Hydraulikpumpe 13 wird über eine Kupplungshülse 18 erreicht, in die das Massivwellenteil 4 a sowie die Welle 19 (ebenfalls mit Evolventenverzahnung) der Hydraulikpumpe 13 eingreifen. Zwischen den beiden Wellen 4 a bzw. 19 ist ein Seeger-Ring 20 vorgesehen. Als entsprechendes Gegenstück zu den Verzahnungen auf den Wellenteilen 4 a und 19 ist natürlich auch das Innere der Kupplungshülse 18 mit einer Evolventenverzahnung versehen. Aus der Fig. 1 ist noch ersichtlich, daß die Gegenseite der Lufpresser-Kurbelwelle 15 wie üblich im Luftpressergehäuse 10 gelagert wird. An dieser Luftpresser-Seite kann, wenn es notwendig ist und der Platz ausreicht, noch eine weitere Hydraulikpumpe 21 angeschlossen werden.

Die Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht der Grundbaueinheit. Der Deckel 8 könnte ebenso auch der Flansch 11 des Luftpresser- Gehäuses 10 sein. Wie aus dieser Figur bzw. der Fig. 3 ersichtlich, werden die gegenüberliegenden Flansche 11, 12 der koaxial angeordneten ersten Hilfsmaschinen mit durchgehenden Schrauben 23 am Steuergehäuse 2 bzw. Steuergehäusedeckel 3 befestigt. Die Schrauben 23 gehen dabei nicht durch das Exzentergehäuse 1. Bei der Einstellung des Zahnflankenspieles zwischen Antriebsrad 6 und Antriebsritzel 4 werden die Schraubverbindungen nur etwas gelockert und dann der Exzenter 1 verdreht. Durch Reibschluß machen dann die entsprechenden Flansche 11, 12 der Hilfsmaschinen (bzw. die Hilfsmaschinen selbst) gegenüber dem Exzenter 1 die hierfür geringen Relativbewegungen von wenigen mm mit. Diese geringen Relativbewegungen werden durch größere Schrauben- Durchgangsbohrungen 24 im Steuergehäuse 2 bzw. Steuergehäusedeckel 3 (gegenüber den Schraubenbohrungen 12 a, 11 a in den entsprechenden Flanschteilen 12 und 11) ausgeglichen. In der Fig. 2 bzw. den Fig. 1 und 1a sind noch zusätzlich die Ölzulaufbohrung 25 bzw. Ölkanäle 26 zur bzw. in der Luftpresser-Kurbelwelle bzw. zu den einzelnen Lagerstellen gezeigt.

Mit dem beschriebenen Nebenantrieb ist die Kombination verschiedener Hilfsmaschine, wie z. B. Luftpresser und Hydraulikpumpen unter Beibehaltung der Antriebseinheit und das Einstellen des Zahnflankenspiels möglich. Das Einstellen des Zahnflankenspieles erfolgt dabei ohne aufwendige Montage bzw. ohne Eingriff in den Steuerrädertrieb des Steuergehäuses.

Claims (5)

1. Nebenantrieb einer Brennkraftmaschine für mehrere Hilfsmaschinen, darunter ein Luftpresser und in der Regel mehrere Hydraulikpumpen oder dergleichen, bei dem die Antriebswellen der Hilfsmaschinen über ein einziges Antriebsritzel vom Steuerantrieb der Brennkraftmaschine aus angetrieben werden, und die Hilfsmaschinen koaxial zueinander an beiden Seiten eines seitlich über die Umrisse des Maschinengehäuses vorstehenden Steuergehäuses bzw. Steuergehäusedeckels angeordnet sind, wobei auf einer bestimmten Seite als erste Hilfsmaschine der Luftpresser vorliegt, welcher als Kolbenverdichter mit einem in einem Zylinder geführten Kolben ausgebildet ist und letzterer über eine Pleuelstange von einer Kurbelwelle angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (4) Teil einer an ihren Enden gelagerten Antriebswelle ist, die auf ihrer dem Luftpresser (10) zugewandten Seite ein Hohlwellenteil (4 b) aufweist, und daß die Kurbelwelle (15) des Luftpressers (10) antriebsseitig mit einer Evolventenverzahnung versehen und in dem mit einer entsprechenden gleichartigen Innenverzahnung ausgebildeten Hohlwellenteil (4 b) abgestützt ist.

2. Nebenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle in einem Exzentergehäuse (1) gelagert ist, und das Exzentergehäuse (1) am Umfang eine Öffnung (5) aufweist, damit ein Antriebsrad (6) des Steuerantriebs der Brennkraft­ maschine in das Antriebsritzel (4) für den Hilfsmaschinenantrieb eingreifen kann.

3. Nebenantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzentergehäuse (Lagerexzenter 1) im Steuergehäuse (2) bzw. Steuergehäusedeckel (3) verdrehbar angeordnet ist und daß die Flanschteile (11, 12) der sich koaxial gegenüberliegenden jeweils ersten Hilfsmaschinen (10, 13) durch Eingreifen bzw. Umgreifen des Exzentergehäuses (1) positioniert werden.

4. Nebenantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Hilfsmaschinen am Steuergehäuse (2) bzw. Steuergehäusedeckel (3) über die entsprechenden Flanschteile (11, 12) mit Hilfe von von dem einen (12) zum anderen Flansch (11) reichenden und außerhalb des Exzentergehäuses (1) verlaufenden Schrauben (23) erfolgt.

5. Nebenantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrungen (24) der Schrauben (23) im Steuergehäuse (2) sowie im Steuergehäusedeckel (3) im Durchmesser größer sind als die Schraubenbohrungen (12 a, 11 a) in den entsprechenden Flanschteilen (12, 11) der Hilfsmaschinen (13, 10).