用于機動車的通風機驅(qū)動裝置的制作方法

文檔序號：12583451閱讀：310來源：國知局

本發(fā)明涉及一種按權利要求1前序部分所述的用于驅(qū)動機動車的、尤其載貨車的驅(qū)動機組的通風機的裝置。

背景技術：

從實際中公開了尤其用于載貨車的通風機驅(qū)動裝置，其固定在內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸上或者內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸的延長部上并且以發(fā)動機轉(zhuǎn)速被驅(qū)動。在此，另外的附屬機組、如例如也稱作水泵的冷卻劑泵、發(fā)電機、空壓機等大多通過具有帶的帶驅(qū)動裝置共同地得到驅(qū)動。在較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及較高的發(fā)動機的負載（大的轉(zhuǎn)動力矩）中，通過通風機輸送的冷卻空氣經(jīng)常不足以用于冷卻發(fā)動機。此外，在所述設計方案中固定了轉(zhuǎn)速比例。

在公開文件EP 0 884 210 A2中提出了一種用于通過由曲軸通過與曲軸連接的第一帶盤能夠驅(qū)動的第一帶傳動裝置來驅(qū)動內(nèi)燃機的機組、如冷卻劑泵和通風機的裝置。在此，第一帶盤通過帶與和冷卻劑泵軸連接的第二帶盤處于驅(qū)動連接中。第三帶盤與冷卻劑泵軸連接。第三帶盤與第四帶盤形成了第二帶驅(qū)動裝置，所述第四帶盤相對于曲軸能夠轉(zhuǎn)動地支承在曲軸上或者曲軸的延長部上。通風機與第四帶盤處于驅(qū)動連接中。由此能夠為通風機驅(qū)動裝置實現(xiàn)增速的傳動比，然而其需要在冷卻劑泵軸處設置額外的帶盤，這基于額外的負載而隨著增加的不密封性的風險出現(xiàn)并且還出于結構空間技術的緣故經(jīng)常要求較高的實現(xiàn)耗費。另一缺點是產(chǎn)生的附屬機組的額外的軸承負載以及必要時要求必須對其進行重新設計。

DE 23 18 104公開了一種通風機驅(qū)動裝置，其中通風機通過根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速驅(qū)動的V型帶傳動裝置以及滑動聯(lián)軸器進行驅(qū)動，其中，滑動聯(lián)軸器的驅(qū)動的部件不可相對轉(zhuǎn)動地與V型帶盤連接并且V型帶盤以及滑動聯(lián)軸器的驅(qū)動的部件通過支承能夠相對扭轉(zhuǎn)并且與在其上滑動聯(lián)軸器的驅(qū)動的部件以及通風機轉(zhuǎn)動配合地鉸接的軸同軸地進行設置。其缺點是，又通過共同的軸對附屬機組產(chǎn)生額外的軸承負載，即使其轉(zhuǎn)速脫耦。此外，還需要滑動聯(lián)軸器。

在公開文件DE 103 24 314 A1中提出了一種通風機驅(qū)動裝置，其能夠通過機動車的內(nèi)燃發(fā)動機借助于液體摩擦聯(lián)軸器并且利用用于提高通風機轉(zhuǎn)速的機構進行驅(qū)動。在此，通風機相對于內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸同軸地進行布置。能夠軸線平行于曲軸地設置附屬機組，所述附屬機組能夠通過共同的第一帶傳動裝置以增速的傳動比由內(nèi)燃發(fā)動機進行驅(qū)動。在此，通風機能夠通過第一驅(qū)動系直接由曲軸并且替代地-為了提高通風機轉(zhuǎn)速-通過第二驅(qū)動系進行驅(qū)動，由驅(qū)動軸、驅(qū)動輪和殼體組成的液體摩擦聯(lián)軸器以及自由輪接入到所述第一驅(qū)動系中，所述第二驅(qū)動系包括從附屬機組到液體摩擦聯(lián)軸器上的第二帶盤并且能夠通過接入聯(lián)軸器接通或斷開。所述解決方案的缺點是用于實現(xiàn)通風機驅(qū)動裝置的復雜的結構以及所產(chǎn)生的較高的部件成本，因為例如需要滑動聯(lián)軸器以及自由輪元件。

技術實現(xiàn)要素：

由此，本發(fā)明的任務是在避免前面所描述的缺點的情況下改進由現(xiàn)有技術已知的方案（Ans?tze）。本發(fā)明的任務尤其是提供具有增速傳動比的通風機驅(qū)動裝置，其能夠成本有利地、保護構件地并且以較小的結構空間需求地得以實現(xiàn)。

所述任務通過具有獨立權利要求所述特征的裝置得到解決。本發(fā)明的有利的實施方式以及應用方案由從屬權利要求中獲得，并且在下面的描述中部分參照附圖更詳細地進行解釋。

根據(jù)本發(fā)明的普遍的觀點，提出了一種用于驅(qū)動機動車的、尤其載貨車的驅(qū)動機組的通風機的裝置。所述裝置下面也稱作通風機驅(qū)動裝置并且包括軸承機構和帶傳動裝置，通風機通過所述軸承機構能夠相對于驅(qū)動機組的內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸同軸地并且能夠轉(zhuǎn)動地設置，所述通風機通過所述帶傳動裝置能夠以增速的傳動比驅(qū)動。所述帶傳動裝置在下面稱作第一帶傳動裝置。所述第一帶傳動裝置包括第一和第二帶盤，其通過下面稱作第一帶的帶處于驅(qū)動連接中。所述第一帶盤和/或所述第二帶盤例如能夠?qū)嵤┏扇墙顥l帶盤。在此，第一帶盤布置在第一軸承機構上并且不可相對轉(zhuǎn)動地保持在其上并且由此與曲軸進行轉(zhuǎn)速脫耦。所述第二帶盤相對于增壓空氣壓縮機的驅(qū)動軸同軸地進行布置并且與其轉(zhuǎn)速耦合。所述增壓空氣壓縮機也稱作空氣壓縮機。兩個概念在本文中相同意義地被使用。此外，帶驅(qū)動裝置的和帶傳動裝置的概念也相同意義地被使用。

本發(fā)明的特別的優(yōu)點在于，所述通風機的支承通過軸承機構相對于曲軸是轉(zhuǎn)速脫耦的，由此能夠避免曲軸和支承的額外的負載。通過相應相對地尺寸設計第一和第二帶盤能夠靈活地實現(xiàn)所希望的增速的傳動比。特別有利的是，由第一帶或者說第一帶傳動裝置僅僅驅(qū)動通風機并且由此不驅(qū)動其它附屬機組、如例如冷卻劑泵或發(fā)電機。以這種方式能夠避免其它附屬機組的額外的軸承負載以及其重新設計。此外能夠以這種方式避免由額外的或改變的通風機驅(qū)動裝置產(chǎn)生的不密封性的問題。此外，按本發(fā)明的裝置優(yōu)選沒有滑動聯(lián)軸器或者切換聯(lián)軸器或自由輪，從而能夠放棄這種額外的構件。

根據(jù)優(yōu)選的實施方式，所述第二帶盤通過機械的直接傳動裝置與增壓空氣壓縮機的驅(qū)動軸進行耦合。尤其在應該實現(xiàn)增速的通風機傳動比時提供了這種變型方案，然而不必改變通風機的或其它附屬機組的以及其驅(qū)動裝置的位置，因為增壓空氣壓縮機的現(xiàn)有的驅(qū)動軸圍繞直接傳動裝置“向前”“延長”。根據(jù)特別優(yōu)選的實施方式，所述增壓空氣壓縮機的直接傳動裝置實施成齒輪傳動的直接傳動裝置。用于驅(qū)動通風機的裝置例如可以包括齒輪傳動裝置，通過所述齒輪傳動裝置使增壓空氣壓縮機的直接傳動裝置與內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸處于驅(qū)動連接中。

所述直接傳動裝置例如可以實施成爪式聯(lián)軸器或十字滑塊聯(lián)軸器。借助于這種聯(lián)軸器能夠在獲得有待傳遞的轉(zhuǎn)動力矩和轉(zhuǎn)速的情況下使得沿軸向的和徑向的方向作用在連接的帶盤處的對于增壓空氣壓縮機特征化的振動和沖擊最小化。然而除了爪式聯(lián)軸器或十字滑塊聯(lián)軸器之外，也可以考慮軸聯(lián)軸器、尤其齒聯(lián)軸器、十字鉸鏈或補償聯(lián)軸器的其它的實施方式。在另一實施方式中，第二帶盤能夠借助于傳力配合、形狀配合或材料配合的軸套筒連接直接施加到增壓空氣壓縮機的軸上。

為了構造齒輪傳動的直接傳動裝置能夠設置有連動件元件，所述連動件元件將坐落于增壓空氣壓縮機的驅(qū)動軸上的、下面稱作空氣壓縮機齒輪的齒輪與軸或套筒進行轉(zhuǎn)速耦合的連接，其中，第二帶盤不可相對旋轉(zhuǎn)地保持在所述軸或套筒上。在此，空氣壓縮機齒輪能夠在連動件元件的面對增壓空氣壓縮機的側面上與連動件元件形狀配合地連接。此外，所述軸或套筒能夠在連動件元件的背對增壓空氣壓縮機的側面上與連動件元件形狀配合地連接。所述連動件元件可以構造成連動件輪，尤其十字滑塊，其中不僅空氣壓縮機的齒輪的，而且所述輪轂或軸的沿軸向延伸的爪或輪轂作用在連動件輪的徑向側面上。這實現(xiàn)了轉(zhuǎn)動力矩在結構上緊湊地并且成本有利地傳遞到第二帶盤上。

前面已經(jīng)提到了，所述直接傳動裝置能夠?qū)嵤┏升X輪傳動的直接傳動裝置。在所述設計方式的有利的變型方案中設置了用于驅(qū)動增壓空氣壓縮機的驅(qū)動軸的和直接傳動裝置的齒輪傳動裝置，其具有坐落于增壓空氣壓縮機的驅(qū)動軸上的空氣壓縮機齒輪、中間輪以及座落于內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸上的曲軸輪，其中，空氣壓縮機輪與中間輪嚙合并且中間輪與曲軸輪嚙合。

在另一有利的實施方式中，所述齒輪傳動裝置具有坐落于增壓空氣壓縮機的驅(qū)動軸上的空氣壓縮機輪以及坐落于內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸上的曲軸輪，其中，兩個輪通過齒部處于接合中。

根據(jù)另一特別優(yōu)選的設計方式，第二帶盤實施成雙帶盤，其中，雙帶盤具有第一帶軌和第二帶軌，第一帶作用在第一帶軌上，第二帶傳動裝置的第二帶作用在第二帶軌上。通過第二帶傳動裝置驅(qū)動冷卻劑泵和/或發(fā)電機、尤其交流發(fā)電機。

所述實施變型方案的特別的優(yōu)點在于，由此實現(xiàn)了通風機驅(qū)動裝置的運行安靜的并且噪音少的運行。在沖程活塞增壓空氣壓縮機中，活塞的沖擊或者說來回運動產(chǎn)生了作用在增壓空氣壓縮機的驅(qū)動軸處的齒輪驅(qū)動裝置基于齒輪縫隙引起的能夠聽見的咔咔聲。然而如果空氣壓縮機的齒輪以及推動空氣壓縮機直接傳動裝置的元件通過雙三角筋條帶盤通向通風機的第一帶傳動裝置并且通向冷卻劑泵的和/或發(fā)電機（交流發(fā)電機）的第二帶傳動裝置，那么所述力阻止了空氣壓縮機齒輪的回彈并且由此負責明顯運行更安靜的發(fā)動機運行。

按本發(fā)明的實現(xiàn)方案的另一可行方案規(guī)定，用于保持第一帶盤的軸承機構具有軸承殼體，所述軸承殼體支承在集成的軸軸承上，其中，第一帶盤借助于集成的軸軸承能夠相對轉(zhuǎn)動地支承在曲軸上。集成的軸軸承具有通過多個滾動體列支承在完全固化的外部環(huán)中的軸。換句話說，這種集成的軸軸承沒有內(nèi)部環(huán)，而是具有直接嵌入到軸中的工作面。由此獲得了用于滾動體的更多的結構空間，由此承載能力比在具有傳統(tǒng)的單個軸承的解決方案中高。集成的軸軸承由現(xiàn)有技術公開并且主要用在機動車的冷卻劑泵中并且因此也稱作水泵軸承。

代替集成的軸軸承，能夠替代地使用傳統(tǒng)的滾動軸承、滑動軸承和/或雙輥子軸承或者說兩個傳統(tǒng)的單個軸承和單獨的軸。

此外，所述軸承機構可以具有連接法蘭，使得通風機能夠通過法蘭連接與軸承機構進行連接。所述增壓空氣壓縮機的驅(qū)動軸優(yōu)選相對于內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸或者相對于通風機軸向平行地布置。

根據(jù)本發(fā)明的另一觀點提供了一種機動車、尤其一種載貨車，其具有用于驅(qū)動機動車的驅(qū)動機組的通風機的裝置，如在本文件中公開的那樣。

附圖說明

本發(fā)明的前面所描述的優(yōu)選的實施方式和特征能夠任意地相互組合。下面參照附圖描述本發(fā)明的另外的細節(jié)和優(yōu)點。附圖示出：

圖1是按本發(fā)明的實施方式的通風機驅(qū)動裝置的正視圖；

圖2是沿著圖1中的曲軸軸線以及通風機軸線的縱剖圖；

圖3是沿著圖1中的空氣壓縮機軸線的縱剖圖；

圖4A是空氣壓縮機齒輪的透視圖；以及

圖4B是帶傳動軸的透視圖。

具體實施方式

在圖1中示出了用于載貨車的通風機驅(qū)動裝置1的正視圖。所述通風機驅(qū)動裝置包括在圖1中不能看到的軸承機構，通風機通過所述軸承機構（同樣在圖1中沒有示出）能夠設置成相對于驅(qū)動機組10的內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸同軸的并且能夠轉(zhuǎn)動的。用附圖標記28表示內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸的中軸線（曲軸軸線），其中在圖1中只能看到內(nèi)燃發(fā)動機的殼體14。這也相應于通風機軸線的位置。此外，所述通風機驅(qū)動裝置包括帶傳動裝置12（“第一帶傳動裝置”），通風機通過所述帶傳動裝置能夠以增速傳動比驅(qū)動，所述帶傳動裝置具有第一帶盤18和第二帶盤20，其通過第一帶13處于驅(qū)動連接中，其中，第一帶盤18布置在軸承機構上。第二帶盤20相對于增壓空氣壓縮機16的驅(qū)動軸同軸地布置并且與其轉(zhuǎn)速耦合。所述增壓空氣壓縮機現(xiàn)在實施成根據(jù)沖程活塞原理工作的增壓空氣壓縮機。用附圖標記2表示增壓空氣壓縮機的軸線，也就是在此增壓空氣壓縮機的曲軸的中軸線。所述帶盤18、20是三角筋條帶盤。

所述帶驅(qū)動裝置12還包括帶張緊器22以及兩個導向輥24。在所示出的實施方式中，第二帶盤20通過帶13驅(qū)動第一帶盤18，通過所述第一帶盤又驅(qū)動沒有示出的通風機。從圖1中可見，借助于從驅(qū)動的第二帶盤20朝著被驅(qū)動的第一帶盤18的半徑變化能夠?qū)崿F(xiàn)大量傳動比可行方案，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)增速而且也能夠?qū)崿F(xiàn)減速，其中，這里實現(xiàn)了增速傳動比。甚至在現(xiàn)存的驅(qū)動機組10中也能夠通過更換第一和/或第二帶盤來實現(xiàn)新的傳動比，而不必對驅(qū)動機組10進行另外的改變。這也是所示出的帶驅(qū)動裝置12相對于齒輪驅(qū)動裝置的決定性的優(yōu)勢，因為在后者中傳動比改變通常隨著改變的分度圓比例和齒輪軸線相互間改變的距離而出現(xiàn)。

在圖1中能夠識別出，第一帶13通過第一帶盤18僅僅驅(qū)動通風機。所述第一帶驅(qū)動裝置12或者說第一帶13尤其不驅(qū)動發(fā)電機、冷卻介質(zhì)泵或者其它附屬機組。增壓空氣壓縮機通過控制殼體中的齒輪驅(qū)動裝置進行驅(qū)動并且沒有通過第一帶驅(qū)動裝置12進行驅(qū)動。

圖2根據(jù)沿著曲軸軸線28的縱剖圖A-A’說明了第一帶盤18的支承情況。布置在發(fā)動機側的、沒有示出的曲軸在所示出的實施方式中具有剛性地并且同心地與曲軸連接的曲軸輪30，所述曲軸輪用于耦合位于發(fā)動機殼體14外部的傳動元件（Abnehmern）。在所示出的實施方式中，所述曲軸輪30構造在驅(qū)動機組10內(nèi)部并且通過曲軸密封件32相對于周圍環(huán)境進行密封。所述曲軸輪30與中間輪嚙合，所述中間輪又與空氣壓縮機輪嚙合（在圖2中沒有相應地示出），這在下面還結合圖3進行更詳細的解釋。

沿著軸向的方向與曲軸輪30錯開地，減振器34以自身已知的方式設置并且固定在曲軸輪30處。在減振器34后面設置有軸承機構36，所述第一帶盤18通過所述軸承機構相對于內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸同軸地并且能夠轉(zhuǎn)動地支承。用附圖標記28表示曲軸軸線的位置。所述軸承機構36包括軸承套或者說軸承殼體38以及集成的作為滾動軸承的軸軸承40。在其它沒有描述的實施方式中，用于支承位于內(nèi)部的軸41的滾動軸承實施成預加載（angestellte）的支承、尤其實施成O形布置。然而也可以考慮其它滾動軸承布置、例如固定-松開支承以及使用滑動軸承代替滾動軸承。所述第一帶盤18與軸承機構36的位于內(nèi)部的軸41進行剛性連接、例如借助于傳力配合的軸套筒連接、例如借助于柱擠壓接合。根據(jù)這種布置情況，產(chǎn)生了第一帶盤18的相對于曲軸同軸的并且轉(zhuǎn)速脫耦的支承。在所示出的實施方式中，所述第一帶盤18額外地具有連接法蘭19，借助于所述連接法蘭能夠同軸地并且不可相對轉(zhuǎn)動地連接沒有示出的通風機。

圖3示出了沿著按圖1的剖切平面B-B’的縱剖圖用于說明增壓空氣壓縮機16的以及耦合在其處的第二帶盤20的齒輪傳動的直接傳動裝置。示出了控制殼體42中的截取部分以及控制殼體蓋44。坐落于增壓空氣壓縮機的驅(qū)動軸上的空氣壓縮機齒輪54位于控制殼體42的凹處中，所述空氣壓縮機齒輪為了形成齒輪驅(qū)動而通過中間輪與曲軸齒輪處于驅(qū)動連接之中。

在所示出的情況下，所述齒輪驅(qū)動滿足兩個功能。在其第一功能中，所述齒輪驅(qū)動通過與空氣壓縮機軸52剛性連接的空氣壓縮機輪54驅(qū)動空氣壓縮機軸52，并且由此實現(xiàn)增壓空氣壓縮機16的運行。在其第二功能中，所述齒輪驅(qū)動通過機械的直接傳動裝置56驅(qū)動所述第二帶盤20并且由此驅(qū)動帶驅(qū)動裝置12。在所示出的實施方式中，所述機械的直接傳動裝置56實施成十字滑塊聯(lián)軸器（Kreuzscheibenkupplung）。

為此，設置十字滑塊47的形式的連動件元件，其將空氣壓縮機齒輪54與帶驅(qū)動軸48轉(zhuǎn)速耦合地進行連接，其中，第二帶盤20不可相對轉(zhuǎn)動地保持在帶驅(qū)動軸48上。

為了形成直接傳動裝置，所述空氣壓縮機齒輪54具有朝著十字滑塊47方向軸向伸出的爪68a形式的突出的輪廓部分，其接合到十字滑塊的相應的凹槽中。類似地，所述軸或套筒48具有軸向的爪68b，其接合到十字滑塊47的相應的凹槽中。

所述帶驅(qū)動軸48的支承45由軸承殼體43包圍。在所示出的實施方式中，所述帶驅(qū)動軸48的支承45由兩個滾動軸承46以預加載的軸承布置、尤其O形布置構成。也可以是帶驅(qū)動軸48的其它的軸承設計方案、例如固定松開-支承或浮動的支承。所述軸承殼體43以螺旋連接固定在控制殼體蓋44處。所述第二帶盤20與帶驅(qū)動軸48不可相對轉(zhuǎn)動地連接。

在所示出的實施方式中，所述第二帶盤20構造成具有第一帶軌58和第二帶軌60的雙三角筋條帶盤。第一帶軌58用于驅(qū)動沒有畫出的主傳動裝置，通過所述主傳動裝置驅(qū)動冷卻劑泵以及發(fā)電機（交流發(fā)電機）。所述第二帶軌60用于驅(qū)動第一帶傳動裝置12并且由此驅(qū)動通風機。

增壓空氣壓縮機16經(jīng)由第一帶軌58以及機械的直接傳動裝置56與主傳動裝置的耦合具有有意義的優(yōu)勢，即通過主傳動裝置引起到帶驅(qū)動軸48上的阻力對齒輪傳動裝置的振蕩和振動特性具有衰減的作用。

在圖4A中示出了空氣壓縮機輪54，其裝配到在圖4A和4B中沒有示出的空氣壓縮機軸52上，并且通過齒部62由另外的、沒有示出的中間輪進行驅(qū)動，所述中間輪又與曲軸輪處于作用連接中并且由此與內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸處于作用連接中。除了力導入到?jīng)]有示出的空氣壓縮機軸中之外，空氣壓縮機輪借助于連動件輪廓部64實現(xiàn)了用于驅(qū)動第二帶盤20的直接傳動裝置的構造。

在此，所述連動件輪廓部64的爪68a接合到十字滑塊的相應的凹槽中，其布置在空氣壓縮機輪54和帶驅(qū)動軸48之間。所述十字滑塊47在圖4A和4B中沒有示出，然而能夠在圖3中識別出。

圖4B示出了帶驅(qū)動軸48的透視圖。所述帶驅(qū)動軸48的面對十字滑塊的端部區(qū)域同樣具有沿軸向的方向延伸的爪68b，所述爪接合到十字滑塊的相應的凹槽中。

雖然本發(fā)明在參照特定的實施例的條件下進行描述，但是對于本領域技術人員來說顯而易見的是，能夠?qū)嵤┎煌母淖儾⑶夷軌蚴褂玫刃Х桨缸鳛樘娲桨?，而不離開本發(fā)明的范圍。能夠額外地實施許多變型方案，而不離開所屬的范圍。因此，本發(fā)明不應該被限制到公開的實施例上，而是應該包括所有落入從屬權利要求范圍中的所有實施例。本發(fā)明也尤其要求保護獨立于參照的權利要求的從屬權利要求的主題和特征。

附圖標記列表

1 通風機驅(qū)動裝置

2 空氣壓縮機軸線

10 驅(qū)動機組

12 帶驅(qū)動裝置

13 帶

14 發(fā)動機殼體

16 增壓空氣壓縮機

18 第一帶盤

19 連接法蘭

20 第二帶盤

22 帶張緊器