DE4432679A1

DE4432679A1 - Antrieb für ein Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE4432679A1
Application number: DE4432679A
Authority: DE
Inventors: Uenal Gazyakan
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1996-03-21

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Neben aggregat eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

In der DE 41 08 975 A1 ist ein Antrieb für einen Kom pressor einer Kraftwagen-Klimaanlage beschrieben. Auf der Antriebswelle des Kompressors ist eine Nabe drehfest mon tiert. Eine axial bewegliche Ankerscheibe wird, wenn der Elektromagnet erregt ist, gegen die Reibfläche eines Rotors gezogen. Der Klimakompressor wird direkt, abhängig von der Motordrehzahl, angetrieben.

Bei der bekannten Anordnung kann es nachteilig sein, wenn für den Klimakompressor lediglich ein direkter Antrieb zur Verfügung steht. Probleme können auch auftreten, wenn sich der Antrieb wegen der fehlenden Kühlung während des Betriebs erhitzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Antrieb mit dem Nebenaggregat, insbesondere einem Klimakompressor eines Kraftfahrzeugs, so zu verbin den, daß eine ausreichende Kühlung gewährleistet ist. Dar über hinaus soll der Antrieb zweistufig erfolgen. Ausgehend von einem einstufigen Antrieb soll die zweite Stufe als Baukasten hinzufügbar sein.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einem Antrieb gelöst, der die Merkmale des Hauptanspruchs aufweist.

Weitere vorteilhafte, konstruktive Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen 2 bis 10 zu entnehmen.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Die Zeichnung zeigt im Schnitt einen zweistufigen An trieb für ein Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs. Hierbei kann es sich beispielsweise um den Antrieb eines Klimakom pressors handeln.

Zu den wesentlichen Bauteilen des Antriebs zählen zwei Elektromagnetkupplungen 1 und 2 und ein Planetengetriebe 3 sowie ein feststehendes Gehäuse 4, das zumindest teilweise Bestandteil des selbst nicht dargestellten Klimakompressors ist.

Die Elektromagnetkupplung 1 ist bekannter Bauart. Sie hat einen Elektromagneten 5, der von drei Seiten von einem etwa U-förmig gestalteten Rotor 6 umgeben ist. Der ringför migen Reibfläche 7 des Rotors 6 ist eine Ankerscheibe 8 zugeordnet, die über Blattfedern 9, von denen lediglich eine dargestellt ist, mit dem Haltering 10 einer Nabe 11 verbunden ist. Die Nabe ist drehfest mit der Antriebs welle 12 des Klimakompressors verbunden. Wenn die Wicklung des Elektromagneten 5 erregt ist, zieht der magnetische Fluß die Ankerscheibe 8 in Reibungseingriff mit der Reib fläche 7 des Rotors 6. Die Ankerscheibe 8 ist dann mit dem Rotor 6 zur gemeinsamen Drehung gekoppelt. Wenn die Wick lung des Elektromagneten 5 nicht bestromt ist, stellt sich ein schmaler axialer Luftspalt zwischen dem Rotor 6 und der Ankerscheibe 8 ein, da die Blattfedern 9 die Ankerscheibe 8 außer Eingriff mit dem Rotor 6 ziehen.

Anstelle von Blattfedern 9 können andere, geeignete Federelemente eingesetzt werden. Ebenso kann die Anker scheibe 8 mit dem Haltering 10 zu einem einzigen Bauteil zusammengefaßt sein, wenn der Haltering 10 beispielsweise aus elastischem Kunststoff gefertigt ist.

Am äußeren Umfang des Rotors ist eine Riemenscheibe 13 befestigt, in der ein selbst nicht abgebildeter Antriebs riemen läuft. Ferner ist mit dem Rotor 6 ein weiterer Hal tering 14 der Elektromagnetkupplung 2 drehfest verbunden.

Der Rotor 6 ist über ein Zweifach-Rillenkugellager drehbar auf einem Axialbund 15 eines Gehäuseflansches 16 gelagert. Der Elektromagnet 5 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit dem vertikal gerichteten Ring dieses Flan sches fest verbunden.

Die Elektromagnetkupplung 2 entspricht in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise der Elektromagnetkupplung 1. Über den Haltering 14 wird eine Ankerscheibe 17 in Drehrichtung mitgenommen. Sie ist in der erläuterten Weise ebenfalls axial verschieblich. Bei Erregung eines Elektromagneten 18 wird die Ankerscheibe 17 gegen einen Rotor 19 gezogen. Da mit ist eine Mitnahmeverbindung zwischen der Riemen scheibe 13 und dem Rotor 19 hergestellt.

Der Rotor 19 hat einen etwa U-förmigen Querschnitt und ist fest mit einem Hohlrad 20 (äußeres Zentralrad) des Pla netengetriebes 3 verbunden. Das Planetengetriebe 3 hat vor zugsweise drei Planeten, die als Doppelplaneten 21 ausge bildet sind. Die jeweils in radialer Richtung außenliegen den Planetenräder 22 stehen mit dem Hohlrad 20 in kämmender Antriebsverbindung. Ferner stehen die Planetenräder 22 mit radial weiter innenliegenden Planetenrädern 23 in Eingriff. Die Planetenräder 23 treiben ein Sonnenrad 24 (inneres Zen tralrad), das über einen Freilauf 25 auf der Antriebswelle 12 des Klimakompressors gelagert ist. Die Zahnräder des Planetengetriebes 3 sind vorzugsweise schrägverzahnt. Zur Aufnahme der Axialkräfte ist ein Axiallager 26 vorgesehen.

Das Hohlrad 20 ist zu beiden Seiten seiner Verzahnung am feststehenden Steg (Gehäuse 4) des Planetengetriebes 3 über Lager 27 drehbar gelagert. Durch zwei Dichtungen 28, beispielsweise Radial-Wellendichtringe in sogenannter DUO- Anordnung, ist das Innere des Gehäuses 4 gegenüber dem ro tierenden Hohlrad 20 abgedichtet. Zwei weitere Dichtun gen 29 dichten das feststehende Gehäuse 4 gegenüber der rotierenden Antriebswelle 12 des Klimakompressors ab.

Im unteren Teil des Gehäuses 4 ist mindestens eine Tasche 30 vorgesehen, in der sich das Schmier- und Kühlmit tel des Planetengetriebes 3 (Getriebeöl) sammelt. In unmit telbarer Nachbarschaft der Tasche 30 befindet sich, durch eine Wand 31 getrennt, mindestens eine Tasche 32 zur Auf nahme des flüssigen Kühlmittels (zum Beispiel Frigen) des Klimakompressors. Vorzugsweise sind mehrere Taschen 32 vor gesehen. Die Taschen 30 und 32 sind so angeordnet, daß ein guter Wärmeaustausch stattfinden kann. Das während des Be triebs in erster Linie durch Reibungswärme erhitzte Getrie beöl, das sich in der oder den Taschen 30 sammelt, gibt die gespeicherte Wärme an das Kühlmittel des Kompressors ab. Somit ist eine gute Kühlung des Getriebeöls gegeben.

Wenn die Elektromagnetkupplung 1 geschaltet ist, wird die Antriebswelle 12 des Klimakompressors direkt angetrie ben. Bei geschalteter Elektromagnetkupplung 2 erfolgt der Antrieb der Antriebswelle 12 über das Planetengetriebe 3 ins Schnelle übersetzt. Die Doppelplaneten 21 sorgen für eine gleiche Drehrichtung. Der Freilauf 25 verhindert ein Mitdrehen des Planetengetriebes 3, wenn die Antriebs welle 12 über die Elektromagnetkupplung 1 direkt angetrie ben wird.

Es ist ohne weiteres möglich, die erläuterte Anordnung in Modul-Bauweise auszuführen. Sofern ein zweistufiger An trieb des Klimakompressors nicht benötigt wird, kann das Planetengetriebe 3 entfallen.

Der vorstehend erläuterte zweistufige Antrieb eines Klimakompressors für ein Kraftfahrzeug zeichnet sich - neben einer im wesentlichen gleichbleibenden Antriebs drehzahl über der Motordrehzahl - durch eine große Lauf ru he, eine zuverlässige Abdichtung und eine gute Wärmeabfuhr der entstehenden Reibungswärme aus. In vorteilhafter Weise sind zwei Varianten (mit und ohne Planetengetriebe) einfach zu realisieren. Da die Räder des Planetengetriebes bei di rektem Antrieb der Antriebswelle des Klimakompressors nicht mitdrehen, ist die Verlustleistung gering.

Bezugszeichenliste

1 Elektromagnetkupplung
2 Elektromagnetkupplung
3 Planetengetriebe
4 Gehäuse
5 Elektromagnet
6 Rotor
7 Reibfläche
8 Ankerscheibe
9 Blattfeder
10 Haltering
11 Nabe
12 Antriebswelle
13 Riemenscheibe
14 Haltering
15 Axialbund
16 Gehäuseflansch
17 Ankerscheibe
18 Elektromagnet
19 Rotor
20 Hohlrad
21 Doppelplanet
22 Planetenrad
23 Planetenrad
24 Sonnenrad
25 Freilauf
26 Axiallager
27 Lager
28 Dichtung
29 Dichtung
30 Tasche
31 Wand
32 Tasche

Claims

1. Antrieb mit mindestens einer Elektromagnetkupp lung (1, 2), mit einem Elektromagneten (5), einen diesen umschließenden Rotor (6, 19), der über eine Anker scheibe (8, 17) zum Antrieb einer Antriebswelle (12) eines Nebenaggregats, insbesondere eines Klimakompressors eines Kraftfahrzeugs, kuppelbar ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Antrieb der Antriebswelle (12) über ein Planetengetriebe (3) erfolgt, dessen Hohlrad (20) mit dem Rotor (19) verbunden ist und bei dem eine Antriebs verbindung vom Hohlrad (20) zu einem auf der Antriebs welle (12) gelagerten Sonnenrad (24) über mindestens einen Doppelplaneten (21) erfolgt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Doppelplaneten (21) räumlich fest in einem Gehäuse (4) gelagert sind, wobei das Ge häuse (4) zumindest teilweise Bestandteil eines Klimakom pressors ist.

3. Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über mindestens eine Wand (31) des Gehäuses (4) ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühl- und Schmiermittel des Planetengetriebes (3) und dem Kühlmittel des Klimakompressors erfolgt.

4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse (4) jeweils mindestens eine Tasche (30 bzw. 32) aufweist, in der sich das Kühl- und Schmiermittel des Planetengetriebes (3) bzw. das Kühl mittel des Klimakompressors sammelt.

5. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebswelle (12) in einer ersten Stufe bei geschlossener Elektromagnetkupplung (1) direkt angetrieben wird, während in einer zweiten Stufe bei geschlossener Elektromagnetkupplung (2) der Antrieb über das Planetengetriebe (3) mit einer Übersetzung ins Schnelle erfolgt.

6. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sonnenrad (24) über einen Frei lauf (25) auf der Antriebswelle (12) gelagert ist.

7. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zahnräder (20, 21 und 24) des Planetengetriebes (3) schrägverzahnt sind und das Sonnen rad (24) auf einer Seite an einem Axiallager (26) anliegt.

8. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Hohlrad (20) des Planetenge triebes (3) im Gehäuse (4) drehbar gelagert und über Dich tungen (28) gegenüber diesem abgedichtet ist.

9. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse (4) gegenüber der An triebswelle (12) über Dichtungen (29) abgedichtet ist.

10. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß mehrere Taschen (30 bzw. 32) für das Kühl- und Schmiermittel des Planetengetriebes (3) bzw. das Kühlmittel für den Klimakompressor wechselseitig in Umfangsrichtung bzw. mit vertikalem Versatz im unteren Be reich des Gehäuses (4) angeordnet sind.