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(11) | EP 0 884 210 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Vorrichtung zum Antreiben einer Wasserpumpe und eines Lüfters einer Brennkraftmaschine Arrangement for driving a water pump and a fan of a combustion engine Dispositif pour entraîner une pompe à eau et un ventilateur d'un moteur à combustion |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben einer Wasserpumpe und eines Lüfters einer Brennkraftmaschine, über einen von der Kurbelwelle aus antreibbaren Riemenantrieb.
[0002] Aus der FR-A-2378948, auf der der unabhängige Anspruch 1 basiert, ist ein Antrieb für die Nebenaggregate einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der über einen von der Kurbelwelle aus angetriebenen ersten Riementrieb durch eine mit der Kurbelwelle verbundene erste Riemenscheibe ein Klimakompressor angetrieben wird. Die erste Riemenscheibe steht mit einer mit einer Kompressorwelle verbundenen zweiten Riemenscheibe in Antriebsverbindung. Mit der Kompressorwelle ist eine dritte Riemenscheibe verbunden, die mit einer vierten Riemenscheibe einen zweiten Riementrieb bildet. Des weiteren steht der Lüfter mit der vierten Riemenscheibe in Antriebsverbindung.
[0003] Dieser bekannte Antrieb bietet jedoch wenig Flexibilität was das Antreiben der einzelnen Komponenten anbelangt.
[0004] Es ist allgemein bekannt, einen Lüfter direkt mit der Kurbelwelle oder einer Verlängerung der Kurbelwelle zu verbinden und auf diese Weise den Lüfter direkt anzutreiben. Weitere Nebenaggregate, wie z.B. eine Wasserpumpe, eine Lichtmaschine, ein Klimakompressor oder andere Nebenaggregate, werden dabei zumeist durch einen Riemenantrieb mit einem Riemen gemeinsam angetrieben.
[0005] Aus der DE 195 11 702 A1 und der DE 24 23 746 C2 ist es des weiteren bekannt, den Lüfter über die Wasserpumpenwelle anzutreiben, wobei in üblicher Weise die Wasserpumpe über einen Riemenantrieb mit der Kurbelwelle in Verbindung steht. Der Lüfter ist koaxial zur Wasserpumpenwelle angeordnet und über eine Kupplung mit dieser verbindbar.
[0006] Nachteilig dabei ist jedoch, daß die Kräfte bzw. die Belastung des Lüfters auf den Grundverband, der aus dem Riementrieb mit den davon angetriebenen Aggregaten besteht, wirken. Darüber hinaus liegen bei dieser Ausgestaltung die Drehzahlverhältnisse fest.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Antreiben einer Wasserpumpe und eines Lüfters einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen flexibleren Antrieb, insbesondere was den Lüfter anbelangt, ermöglicht.
[0009] Erfindungsgemäß ist nunmehr der Antrieb des Lüfters vom Grundverband getrennt. Dies bedeutet, daß zum einen keine Rückwirkungen auf den Grundverband erfolgen und zum anderen, daß beliebig gewünschte Drehzahlübersetzungen für den Lüfter möglich sind, obwohl er ebenfalls von der Kurbelwelle aus angetrieben wird. Dies ist im wesentlichen dadurch möglich geworden, daß die Wasserpumpe bzw. die Wasserpumpenwelle nur als Antriebswelle im Sinne eines Vorgeleges wirkt und daß der Lüfter von der Kurbelwelle zwar angetrieben aber trotzdem zu ihr eine Drehbarkeit besitzt. Die relative Drehbarkeit kann z.B. durch eine Wälzlagereinrichtung, z.B. ein Kugellager, erfolgen, das dazwischen geschaltet ist. Grundsätzlich liegt damit die Antriebswelle für den Lüfter selbst in bewährter Weise koaxial zur Kurbelwelle, allerdings entsprechend von dieser abgekoppelt.
[0010] Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich auf diese Weise Kosten- und Gewichtsreduzierungen ergeben. Übersetzungen für den Lüfter sind sowohl ins "Langsame" als auch ins "Schnelle" möglich.
[0011] Aufkommende Riemenkräfte vom Lüfter werden von der Wasserpumpe aufgenommen, was in diesem Fall bewirkt, daß für die nachgeschalteten Aggregate im Grundbetrieb keine Lagerverstärkung erforderlich wird.
[0012] Durch die erfindungsgemäße Kupplung, die die vierte Riemenscheibe über eine Flanschverbindung mit dem Lüfter verbindet, ergibt sich vorteilhafterweise ein sehr flexibler Antrieb für den Lüfter, der gegebenenfalls abgekuppelt werden kann, wenn er nicht benötigt wird.
[0013] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnungen prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel.
[0014] Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 2
- eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von vorne; und
- Fig. 3
- einen vergrößerten Schnitt bezüglich der Lagerung der vierten Riemenscheibe.
[0015] Auf einer Kurbelwelle 1, die in der Fig. 1 nur prinzipmäßig dargestellt ist, ist eine erste Riemenscheibe 2 angeordnet, die aufgrund der Verbindung mit der Kurbelwelle 1 mit Motordrehzahl umläuft. Ein Keilriemen 3 verbindet eine auf einer Wasserpumpenwelle 4 einer Wasserpumpe 5 angeordnete zweite Keilriemenscheibe 6 mit der ersten Riemenscheibe 2. Der über die zweite Riemenscheibe 6 geführte Keilriemen 3 treibt in bekannter Weise weitere Nebenaggregate, wie einen Klimakompressor 7 und eine Lichtmaschine 8, mit jeweils dazugehörigen Riemenscheiben an.
[0016] Eine Spannrolle 9 zwischen der ersten Keilriemenscheibe 2 und dem Klimakompressor 7 sorgt für eine erforderliche Spannung des Keilriemens 3.
[0017] Von der Lichtmaschine 8 aus läuft der Keilriemen 3 wieder zu der Keilriemenscheibe 6 der Wasserpumpe 5 zurück. Die Riemenscheiben 2 und 6, die Wasserpumpe 5, Klimakompressor 7 (sofern vorhanden) und Lichtmaschine 8, bilden zusammen mit den diese Aggregate miteinander verbindenden Keilriemen 3 einen Grundverband bzw. ersten Riementrieb.
[0018] Auf der Wasserpumpenwelle 4 befindet sich als Doppelriemenscheibe eine dritte Riemenscheibe 10. Die dritte Riemenscheibe 10 ist über einen zweiten Keilriemen 11 mit einer vierten Keilriemenscheibe 12 in Antriebsverbindung und bildet einen zweiten Riementrieb.
[0019] Die vierte Keilriemenscheibe 12 ist mit einem Verbindungsflansch 13 versehen, der auf einer Zwischenwelle 14 angeordnet ist. Über eine Wälzlager- und Kugellagerverbindung 15 ist die Zwischenwelle 14 im Inneren eines Mitnehmers 16 gelagert. Der Mitnehmer 16 wiederum ist mit der ersten Keilriemenscheibe 2 üser Schraubverbindungen verbunden.
[0020] Durch diese Lagerungsart ist die vierte Keilriemenscheibe 12 zwar koaxial zur Kurbelwelle 1 angeordnet, jedoch von dieser abgekoppelt, so daß sie von der Kurbelwelle 1 drehzahlunabhängig ist. Die Drehzahl der vierten Riemenscheibe 12 und des damit verbundenen Verbindungsflansches 13 richtet sich nach den Übersetzungen über die Keilriemenscheiben 2, 6, 10 und 12 bzw. deren Durchmesser zueinander. Auf diese Weise kann eine beliebig vorgegebene Übersetzung i eingestellt werden.
[0021] Der Flansch 13 ist mit einer Kupplung, z.B. einer Visco-Kupplung, 17 verbunden, die koaxial zur Zwischenwelle 14 und damit ebenfalls koaxial zur Kurbelwelle 1 liegt. Auf der Kupplung 17 ist ein Lüfter 18 angeordnet. Aufbau und Wirkungsweise der Kupplung 17 und dessen Verbindung mit dem Lüfter 18 sind allgemein bekannt, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird.
[0022] Der Antrieb des Lüfters 18 über die auf der Wasserpumpenwelle 4 angeordnete Riemenscheibe 10 und der ko-axial zur Kurbelwelle 1 auf der Zwischenwelle 14 gelagerten vierten Riemenscheibe 12 ist unabhängig vom Grundverband. Dies gilt sowohl bezüglich Kräfterückwirkungen als auch der Möglichkeit andere Übersetzungsverhältnisse für den Lüfterantrieb zu schaffen.
1.1 die erste Riemenscheibe (2) mit einer mit einer Wasserpumpenwelle (4) verbundenen zweiten Riemenscheibe (6) über einen Riemen (3) in einer Antriebsverbindung steht,
1.2 mit der Wasserpumpenwelle (4) eine dritte Riemenscheibe (10) verbunden ist,
1.3 die dritte Riemenscheibe (10) mit einer vierten Riemenscheibe (12), die auf der Kurbelwelle (1) oder einer Verlängerung (16) der Kurbelwelle drehbar gegenüber der Kurbelwelle (1) gelagert ist, einen zweiten Riemenantrieb bildet
1.4 der Lüfter (18) Koaxial zur vierten Riemenscheibe (12) angeordnet ist und mit ihr in Antriebsverbindung steht und
1.5 die vierte Riemenscheibe (12) über eine Flanschverbindung (13) mit einer Kupplung (17) verbunden ist, die mit dem Lüfter (18) verbindbar ist.
dadurch gekennzeichnet, daß
durch den ersten Riementrieb mit dem Riemen (3) weitere Nebenaggregate (7,8) angetrieben sind.
dadurch gekennzeichnet, daß
die vierte Riemenscheibe (12) über eine Wälz- und Kugellagereinrichtung (15) auf der Kurbelwelle (1) oder der mit der Kurbelwelle verbundenen Verlängerung (16) gelagert ist.
1.1 the first belt pulley (2) is disposed in a drive connection via a belt (3) with a second drive pulley (6) connected to a water pump shaft (4),
1.2 a third belt pulley (10) is connected to the water pump shaft (4),
1.3 the third belt pulley (10) forms a second belt drive with a fourth belt pulley (12) which is mounted on the crankshaft (1) or an extension (16) of the crankshaft so as to rotate relative to the crankshaft (1),
1.4 the fan (18) is disposed coaxially with the fourth belt pulley (12) and is disposed in a drive connection therewith and
1.5 the fourth belt pulley (12) is connected by means of a flange connection (13) to a coupling (17) which can be connected to the fan (18).
characterised in that
other secondary units (7, 8) are driven by the first belt drive with the belt (3).
characterised in that
the fourth belt pulley (12) is mounted on the crankshaft (1) or the extension (16) connected to the crankshaft by means of a roller and ball bearing system (15).
1.1 la première poulie (2) entraîne, par l'intermédiaire d'une courroie (3), une seconde poulie (6) solidaire d'un arbre (4) d'une pompe à eau,
1.2 une troisième poulie (10) est solidaire de l'arbre (4) de la pompe à eau,
1.3 la troisième poulie (10) forme un second système d'entraînement par courroie avec une quatrième poulie (12) qui est montée en rotation sur le vilebrequin (1) ou sur une extension (16) du vilebrequin (1),
1.4 le ventilateur (18) est disposé de façon coaxiale avec la quatrième poulie (12) et est entraîné par celle-ci, et
1.5 la quatrième poulie (12) est solidaire à un couplage (17) par l'intermédiaire d'une bride de fixation (13), ledit couplage étant relié au ventilateur (18).