DE19955069A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung (1) an einem mindestens zwei Nebenaggragate (5, 6, 7; 13, 14, 15) aufweisenden Fahrzeugmotor (3), insbesondere Verbrennungsmotor (4), oder einem Nebenaggragatemotor (11), dem die Nebenaggregate (5, 6, 7; 13, 14, 15) zugeordnet sind, zur Übertragung eines Drehmoments von dem Fahrzeugmotor (3) auf die Nebenaggregate (5, 6, 7; 13, 14, 15). Die Drehmomentübertragungseinrichtung (1) zeichnet sich dadurch aus, dass zum Antrieb der Nebenaggregate (5, 6, 7; 13, 14, 15) nur eine Drehmomentübertragungsstrecke (8) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungs­ einrichtung an einem Fahrzeugmotor oder einem Ne­ benaggregatemotor mit den im Oberbegriff des An­ spruchs 1 genannten Merkmalen.

Stand der Technik

Drehmomentübertragungseinrichtungen der hier ange­ sprochenen Art sind bekannt. Sie dienen dazu, in Fahrzeugen ein Drehmoment auf ein Nebenaggregat zu übertragen. Erzeugt wird das Drehmoment beispiels­ weise von dem Motor des Fahrzeugs. Als Nebenaggre­ gate können unter anderem der Generator, der auch als Generator ausgeführt sein kann, der Klimakom­ pressor der Klimaanlage, die Kühlmittelpumpe des Kühlsystems oder die Ölpumpe des Lenkkraftverstär­ kers zum Einsatz kommen. Das Drehmoment wird meist mittels eines Riemen- oder Wellentriebs übertragen. Je mehr Nebenaggregate im Motorraum des Fahrzeugs vorgesehen sind, desto mehr Drehmomente müssen von dem Fahrzeugmotor auf die Nebenaggregate übertragen werden, das heißt desto umfangreichere Riemen- oder Wellentriebe müssen in dem Motorraum des Fahrzeugs untergebracht werden. Dies ist problematisch, da hierdurch sehr viel Raum im Motorraum verloren geht und andere im Motorraum untergebrachte technische Einheiten des Fahrzeugs unter Umständen beeinträch­ tigt werden.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, dass zum Antrieb der Nebenaggregate eine ein­ zige Drehmomentübertragungsstrecke vorgesehen ist. Während also im Stand der Technik die Anzahl der Drehmomentübertragungsstrecken durch die Anzahl der Nebenaggregate vorgegeben ist, ist sie bei der er­ findungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung davon unabhängig. Der Einsatz einer einzigen Drehmomentübertragungsstrecke bietet zahlreiche Vorteile. So nimmt eine Drehmomentübertragungs­ strecke im Motorraum des Fahrzeugs weniger Raum ein und ist weniger störanfällig. Des weiteren wird die Fehlerdiagnose vereinfacht, da nicht mehr eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungsstrecken auf ei­ ne Fehlfunktion hin einzeln zu überprüfen ist. Schließlich kann eine einzige Drehmomentübertra­ gungsstrecke leichter einfach zugänglich und damit wartungsfreundlicher im Motorraum angeordnet wer­ den, als dies bei einer Mehrzahl von Drehmo­ mentübertragungsstrecken der Fall ist.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist vorgesehen, dass die Drehmomentübertragungsstrecke mit einem ersten Nebenaggregat gekoppelt ist, und dass das andere, zweite Nebenaggregat mit dem ersten Neben­ aggregat gekoppelt ist. Hierdurch ist eine "Reihenanordnung" des Fahrzeugmotors und der Neben­ aggregate realisiert, was sich unter anderem dann vorteilhaft anbietet, wenn die beiden Nebenaggre­ gate jeweils in einem großen Abstand von dem Fahr­ zeugmotor oder dem Nebenaggregatemotor, jedoch nur in einem kleinen Abstand voneinander angeordnet sind.

Ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Drehmomentübertragungsstrecke mit ei­ ner Drehmomentverteilereinheit gekoppelt ist, mit der die Nebenaggregate gekoppelt sind, oder dass ein Nebenaggregat mit der Drehmomentverteilerein­ heit gekoppelt ist, mit der weitere Nebenaggregate gekoppelt sind. Der Einsatz einer eigenen, nur dem Zwecke der Drehmomentverteilung dienenden Drehmo­ mentverteilereinheit ist immer dann von Nutzen, wenn an einer Stelle im Motorraum in geringem Ab­ stand voneinander mehrere Nebenaggregate vorgesehen sind. Das Drehmoment kann dann von dem Fahrzeugmo­ tor auf die Drehmomentverteilereinheit übertragen und von dort auf die einzelnen Nebenaggregate ver­ teilt werden.

Bevorzugt wird auch, wenn die Drehmomentvertei­ lereinheit ein Nebenaggregat ist. Bei dieser Wei­ terbildung wird also auf den Einsatz einer eigenen Drehmomentverteilereinheit verzichtet. Die Entwick­ lung, die Herstellung und der Einbau einer weiteren fahrzeugtechnischen Komponente wird so vorteilhaf­ terweise überflüssig.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Drehmomentübertragungsstrecke ein Zwischenge­ triebe aufweist. Durch das Zwischengetriebe wird es möglich, das Drehmoment, nachdem es aus dem Fahr­ zeug- oder Nebenaggregatemotor ausgekuppelt ist, zu variieren.

Zusätzlich oder alternativ ist auch bevorzugt vor­ gesehen, dass die Drehmomentübertragungsstrecke ei­ ne Zwischenkupplung aufweist. Hierdurch wird es vorteilhafterweise möglich, bei einer Nichtbenut­ zung der Nebenaggregate die Drehmomentübertragungs­ strecke zu unterbrechen. Ein unnötiger Betrieb der Nebenaggregate kann so vermieden werden.

Bevorzugt wird zudem, wenn mindestens eines der Ne­ benaggregate als Motor ausgebildet ist. Bei dieser Weiterbildung der Drehmomentübertragungseinrichtung erfolgt - bei unterbrochener Drehmomentübertragungs­ strecke - der Antrieb der übrigen Nebenaggregate durch das als Motor ausgebildete Nebenaggregat. Die übrigen Nebenaggregate können also hierdurch unab­ hängig vom Fahrzeugmotor angetrieben werden.

In einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vor­ gesehen, dass die oder einige der Nebenaggregate zu einer modulartigen kompakten Baugruppe zusammenge­ fasst sind. Dies macht es, nachdem das Drehmoment über die Drehmomentübertragungsstrecke übertragen wurde, besonders einfach, das Drehmoment auf die einzelnen Nebenaggregate zu verteilen. So kann hierfür beispielsweise eine Welle vorgesehen sein, die sich durch die gesamte Baugruppe hindurch er­ streckt. Diese Welle stellt jedem der in der Bau­ gruppe zusammengefassten Nebenaggregate ein Drehmo­ ment zur Verfügung. Diese Weiterbildung hat zudem den Vorteil, dass die Baugruppe während der Produk­ tion des Fahrzeuges schnell und einfach in das Fahrzeug eingebaut werden kann. Schließlich ermög­ licht die Zusammenfassung der Nebenaggregate zu ei­ ner Baugruppe ein vorteilhaftes Zusammenwirken von Komponenten verschiedener Nebenaggregate. Sind bei­ spielsweise der Generator und die Kühlmittelpumpe als Baugruppe zusammengefaßt, so ist die Kühlung der Elektronik des Generators besonders einfach durch die mittels der Kühlmittelpumpe umgepumpte Kühlflüssigkeit möglich.

Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass die Bau­ gruppe an dem Fahrzeugmotor oder an einem Getriebe des Fahrzeugs angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Länge der Drehmomentübertragungsstrecke reduziert wird, was deren Raumbedarf verkleinert.

Andere Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen so­ wie deren Vorteile ergeben sich aus der Zeichnung.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Fol­ genden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a bis 1d verschiedene Ausführungsbei­ spiele einer Drehmomentübertra­ gungseinrichtung und

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbei­ spiel der Drehmomentübertra­ gungseinrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Fig. 1a bis 1d ist jeweils eine Drehmo­ mentübertragungseinrichtung 1 dargestellt, die in einem Motorraum 2 eines Fahrzeugs untergebracht ist.

In Fig. 1a ist in dem Motorraum 2 ein Fahrzeugmo­ tor 3 angeordnet, der als Verbrennungsmotor 4 aus­ gebildet ist. Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Elektro- oder Elektrohybridfahrzeug, so ist der Fahrzeugmotor 3 als Elektromotor oder als für den Hybridbetrieb des Fahrzeugs ausgerüsteter Elektro­ motor ausgebildet. In dem Motorraum 2 befinden sich des weiteren drei Nebenaggregate 5, 6 und 7. Als Nebenaggregate 5, 6, 7 können beispielsweise der Generator, der auch als Startergenerator ausgeführt sein kann, der Klimakompressor der Klimaanlage, die Ölpumpe des Lenkkraftverstärkers oder die Kühlmit­ telpumpe des Kühlsystems vorgesehen sein. Zwischen dem Fahrzeugmotor 3 und dem Nebenaggregat 5 ist ei­ ne Drehmomentübertragungsstrecke 8 angeordnet, die dem Antrieb der Nebenaggregate 5, 6, 7 dient. Sie kann beispielsweise als Riementrieb, Wellentrieb oder dergleichen ausgebildet sein. In dem Motorraum 2 sind überdies zwei Drehmomentvermittlungsstrecken 9, 10 angeordnet. Die Drehmomentvermittlungsstrecke 9 ist zwischen den Nebenaggregaten 5 und 6 und die Drehmomentvermittlungsstrecke 10 zwischen den Ne­ benaggregaten 6 und 7 angeordnet. Die Drehmoment­ vermittlungsstrecken können entsprechend der Drehmomentübertragungsstrecke ebenfalls als Riemen­ triebe, Wellentriebe oder dergleichen ausgebildet sein. Der Fahrzeugmotor 3, die Nebenaggregate 5 bis 7, die Drehmomentübertragungsstrecke 8 sowie die Drehmomentvermittlungsstrecken 9 und 10 sind in ei­ ner "Reihenanordnung" angeordnet, das heißt, die Drehmomentübertragungsstrecke 8 stellt die Verbin­ dung zwischen dem Fahrzeugmotor 3 und dem Nebenag­ gregat 5, die Drehmomentvermittlungsstrecke 9 die Verbindung zwischen dem Nebenaggregat 5 und dem Ne­ benaggregat 6 und die Drehmomentvermittlungsstrecke 10 die Verbindung zwischen dem Nebenaggregat 6 und dem Nebenaggregat 7 her.

Aus der gewählten "Reihenanordnung" ergibt sich un­ mittelbar die Funktion der Drehmomentübertragungs­ einrichtung 1. In dem Fahrzeugmotor 3 wird ein Drehmoment erzeugt, das über die Drehmomentübertra­ gungsstrecke 8 auf das Nebenaggregat 5 übertragen wird. Das Nebenaggregat 5 wird dadurch angetrieben. Das Drehmoment wird über eine Drehmomentvermitt­ lungsstrecke 9 von dem Nebenaggregat 5 auf das Ne­ benaggregat 6 übertragen und dient dort ebenfalls zu dessen Antrieb. Schließlich wird das Drehmoment über die Drehmomentvermittlungsstrecke 10 von dem Nebenaggregat 6 auf das Nebenaggregat 7 übertragen, wodurch das Nebenaggregat 7 angetrieben wird.

Fig. 1b zeigt den Motorraum 2 des Fahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Drehmo­ mentübertragungseinrichtung 1. Der Aufbau der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 gemäß Fig. 1b unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 1a nur dadurch, dass anstatt des Fahrzeugmotors 3 ein Ne­ benaggregatemotor 11 vorgesehen ist. Dieser ist als Elektromotor 12 ausgebildet. Anstelle des Elektro­ motors 12 kann als Nebenaggregatemotor 11 auch ein Verbrennungsmotor vorgesehen sein.

Die Funktion der Elemente des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1b entspricht derjenigen des Ausfüh­ rungsbeispiels gemäß Fig. 1a.

Fig. 1c zeigt eine Drehmomentübertragungseinrich­ tung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. In dem Motorraum 2 ist - entsprechend der Fig. 1a - ein als Verbrennungsmotor 4 ausgebildeter Fahrzeugmotor 3 angeordnet. Zudem weist der Motorraum 2 drei Ne­ benaggregate 13, 14, 15 auf. Zwischen dem Fahrzeug­ motor 3 und dem Nebenaggregat 14 ist die Drehmo­ mentübertragungsstrecke 8 angeordnet. Zwischen dem Nebenaggregat 14 und dem Nebenaggregat 13 befindet sich eine Drehmomentvermittlungsstrecke 16 und zwi­ schen dem Nebenaggregat 14 und dem Nebenaggregat 15 eine Drehmomentvermittlungsstrecke 17.

Der Fahrzeugmotor 3, die Nebenaggregate 13 bis 15, die Drehmomentübertragungsstrecke 8 sowie die Drehmomentvermittlungsstrecken 16 und 17 bilden in dem Motorraum 2 eine "Sternanordnung". Dies bedeu­ tet für die Funktion der Drehmomentübertragungsein­ richtung 1 gemäß Fig. 1c Folgendes. Der als Drehmomenterzeuger dienende Fahrzeugmotor 3 über­ trägt ein Drehmoment über die Drehmomentübertra­ gungsstrecke 8 auf das Nebenaggregat 14, das hier­ durch angetrieben wird. Von dem Nebenaggregat 14 wird das Drehmoment zum einen über die Drehmoment­ vermittlungsstrecke 16 auf das Nebenaggregat 13, zum anderen über die Drehmomentvermittlungsstrecke 17 auf das Nebenaggregat 15 übertragen. Die Neben­ aggregate 13 und 15 werden hierdurch angetrieben. Das Nebenaggregat 14 dient mithin als Zentrum der Sternanordnung, während die Nebenaggregate 13 und 15 die Peripherie der Sternanordnung darstellen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1d entspricht hinsichtlich des Aufbaus demjenigen der Fig. 1c. Es unterscheidet sich lediglich dadurch, dass an­ stelle des Nebenaggregates 14 eine Drehmomentver­ teilereinheit 18 vorgesehen ist. Diese entspricht in ihrer Funktion dem Nebenaggregat 14 der Fig. 1c.

Die Ausführungsbeispiele in den Fig. 1a bis 1d stellen lediglich beispielhafte Realisierungen der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung 1 für denjenigen Fall dar, dass in dem Motorraum 2 zwei oder drei Nebenaggregate vorgesehen sind. Bei mehr Nebenaggregaten sind vorstehende Ausführungen - insbesondere hinsichtlich der Anordnung der Neben­ aggregate in Reihen- oder Sternanordnung - entspre­ chend gültig. Kompliziertere, "netzstrukturartige" Anordnungen der Nebenaggregate und der Drehmoment­ vermittlungsstrecken sind selbstverständlich auch möglich. Wichtig ist nur, dass nur über eine einzi­ ge Drehmomentübertragungsstrecke die Nebenaggregate angetrieben werden, das heißt, das Drehmoment nur an einer einzigen Stelle aus dem Fahrzeugmotor aus­ gekoppelt wird.

Die Darstellung der Fig. 1a bis 1d lässt - wiewohl nur schematisch - den Hauptvorteil der er­ findungsgemäßen Realisierung der Drehmomentübertra­ gungseinrichtung, nämlich die dadurch mögliche raumsparende Nutzung des Motorraums des Fahrzeugs, erkennen. Die Drehmomentübertragungsstrecke er­ streckt sich durch einen Großteil des Motorraumes. Wären - wie im Stande der Technik - mehrere Drehmo­ mentübertragungsstrecken vorgesehen, so wäre für die Übertragung des Drehmoments von dem Fahrzeugmo­ tor zu den Nebenaggregaten erheblich mehr Raum von Nöten. Die Erfindung vermeidet dies, insbesondere dann, wenn der Fahrzeugmotor und die Nebenaggregate in einem großen Abstand voneinander in dem Motor­ raum angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung 1. In dem Motorraum 2 finden als Nebenaggregate ein Generator 19, eine Kühlmittelpumpe 20 und ein Kli­ makompressor 21 Verwendung. Der Generator 19 dient als Nebenaggregat des Bordnetzes, die Kühlmittel­ pumpe 20 als Nebenaggregat eines Kühlsystems und der Klimakompressor 21 als Nebenaggregat einer Kli­ maanlage. Der Starter, das Kühlsystem und die Kli­ maanlage sind in Fig. 2 nicht dargestellt.

Der Generator 19, die Kühlmittelpumpe 20 und der Klimakompressor 21 sind zu einer modulartigen kom­ pakten Baugruppe 22 zusammengefasst. Die Baugruppe 22 ist an einem Getriebe 23 des Fahrzeugs seitlich angeordnet. Durch den Generator 19, die Kühlmittel­ pumpe 20 und den Klimakompressor 21 der Baugruppe 22 hindurch erstreckt sich eine Welle 26. Sie ist über eine Zwischenkupplung 24 mit einer Welle 25 gekoppelt. Die Welle 25 stellt die Kurbelwelle des als Verbrennungsmotor 4 ausgebildeten Fahrzeugmo­ tors 3 dar.

Der Aufbau dieses Ausführungsbeispiels der Drehmo­ mentübertragungseinrichtung 1 entspricht demjenigen der Fig. 1a, das heißt, die drei Nebenaggregate sind in einer "Reihenanordnung" angeordnet.

Hinsichtlich der Funktion gilt Folgendes. Der Fahr­ zeugmotor 3 erzeugt ein Drehmoment, das über die Welle 25 und die Zwischenkupplung 24 auf die Welle 26 übertragen wird. Die Welle 25 und das Getriebe 24 dienen mithin als Drehmomentübertragungsstrecke 8. Innerhalb der Baugruppe 22 wird das Drehmoment zunächst auf den Generator 19 übertragen. Dieser entspricht damit dem Nebenaggregat 5 der Fig. 1a. Von dem Generator 19 wird das Drehmoment auf die Kühlmittelpumpe 20 übertragen, weshalb diese dem Nebenaggregat 6 der Fig. 1a entspricht. Schließ­ lich wird von der Kühlmittelpumpe 20 das Drehmoment auf den Klimakompressor 21 übertragen. Dieser ent­ spricht somit dem Nebenaggregat 7 der Fig. 1a.

Die Drehmomentvermittlungsstrecken 9 und 10 sind in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 durch die Welle 26 realisiert.

Der Generator 19 kann auch als Motor ausgebildet sein. Öffnet man die Zwischenkupplung 24 - unterbricht man also die Drehmomentübertragungs­ strecke 8 - so kann der Generator 19 über die Welle 26 die Kühlmittelpumpe 20 und den Klimakompressor 21 unabhängig von dem Fahrzeugmotor 3 antreiben. Der Generator 19, die Kühlmittelpumpe 20 und der Klimakompressor 21 stehen mit dem Fahrzeugmotor 3 über nur eine einzige Drehmomentübertragungsstrecke 8 in Verbindung und werden so von dem Fahrzeugmotor 3 angetrieben.

Claims (11)

1. Drehmomentübertragungseinrichtung an einem min­ destens zwei Nebenaggregate aufweisenden Fahrzeug­ motor, insbesondere Verbrennungsmotor, oder einem Nebenaggregatemotor, dem die Nebenaggregate zuge­ ordnet sind, zur Übertragung eines Drehmoments von dem Fahrzeugmotor auf die Nebenaggregate, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Nebenaggregate (5, 6, 7; 13, 14, 15) nur eine Drehmomentübertragungs­ strecke (8) vorgesehen ist.

2. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentüber­ tragungsstrecke (8) mit einem ersten Nebenaggregat (5) gekoppelt ist, und dass das andere, zweite Ne­ benaggregat (6) mit dem ersten Nebenaggregat (5) gekoppelt ist.

3. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsstrecke (8) mit ei­ ner Drehmomentverteilereinheit (18) gekoppelt ist, mit der die Nebenaggregate (13, 15) gekoppelt sind.

4. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenaggregat mit der Drehmomentvertei­ lereinheit (18) gekoppelt ist, mit der weitere Ne­ benaggregate gekoppelt sind.

5. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentverteilereinheit (18) ein Neben­ aggregat ist.

6. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsstrecke (8) ein Zwi­ schengetriebe aufweist.

7. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsstrecke (8) eine Zwischenkupplung (24) aufweist.

8. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Nebenaggregate (5, 6, 7; 13, 14, 15) als Motor ausgebildet ist.

9. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder einige der Nebenaggregate zu einer modulartigen kompakten Baugruppe (22) zusammenge­ fasst sind.

10. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die Baugruppe (22) an dem Fahrzeugmotor (3) oder an einem Getriebe (23) des Fahrzeugs ange­ ordnet ist.

11. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass der Fahrzeugmotor (3) und/oder der Neben­ aggregatemotor (11) ein Elektromotor ist.