[0001] Die Erfindung betrifft eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung mit den Merkmalen des
Patentanspruches 1.
[0002] Aus der
DE 42 00 918 C1 ist eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges bekannt. Die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
weist ein Ausgleichsgetriebe in Form eines Planetengetriebes auf. Das Planetengetriebe
weist ein Hohlrad, einen Planetenträger und ein Sonnenrad auf. Eine Kurbelwelle des
Kraftfahrzeuges ist mit dem Planetenträger verbunden, wobei das Hohlrad und das Sonnenrad
jeweils als Abtrieb für jeweils ein Nebenaggregat dienen. Ein als Lichtmaschine dienender
Drehstromgenerator ist mit dem Hohlrad verbunden. Eine Wasserpumpe ist mit dem Sonnenrad
des Planetengetriebes verbunden. Das Hohlrad ist über ein Umschlingungsgetriebe mit
dem Drehstromgenerator verbunden. Das Sonnenrad ist über ein weiteres Umschlingungsgetriebe
mit der Wasserpumpe verbunden. Der Drehstromgenerator und die Wasserpumpe bilden Nebenaggregate,
die mittels des Verbrennungsmotors über das Planetengetriebe antreibbar sind. Zwischen
dem Abtrieb des Planetengetriebes und der Wasserpumpe ist eine Feststellvorrichtung
angeordnet, die bei einem Kaltstart die Wasserpumpe stilllegt. Die Feststellvorrichtung
ist als elektromagnetische Kupplung ausgebildet. Wenn die elektromagnetische Kupplung
die Wasserpumpe bremst, wird die Drehzahl der Lichtmaschine erhöht. Bei einem Kaltstart
des Verbrennungsmotors wird einem Regler ein von der Kühlwassertemperatur abhängiges
Signal zugeführt. Bei kalter Brennkraftmaschine ist nur ein geringer oder gar kein
Kühlwasserdurchsatz erwünscht. Die in der Lichtmaschinen induzierte Bordspannung hängt
direkt von der Antriebsdrehzahl der Lichtmaschine ab. Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle
niedrig ist, kann ein hohes Übersetzungsverhältnis erreicht werden, so dass der elektrische
Bedarf auch bei einer Leerlaufdrehzahl gedeckt ist. Andererseits ist ein Absenken
des Übersetzungsverhältnis bei hohen Motordrehzahlen möglich. Die Lichtmaschine kann
in einem günstigen Wirkungsgradbereich ihres Kennfeldes betrieben werden.
[0003] Ferner sind im Stand der Technik Ölpumpen für Kraftfahrzeuge bekannt. Öl wird mittels
der Ölpumpe aus einem Ölsumpf zu Schmierstellen des Verbrennungsmotors gefördert.
Die Ölpumpe wird dabei von dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges über die Kurbelwelle
angetrieben.
[0004] Aus der gattungsbildenden
DE 38 14 750 A1 ist eine Antriebanordnung mit einem Planetengetriebe bekannt. Das Planetengetriebe
wird durch eine Brennkraftmaschine über ein Ringrad angetrieben. Eine Schmiermittelpumpe
wird über ein Sonnenrad angetrieben. Ein Planetenträger treibt eine Welle mit einem
Zahnrad an, das im Eingriff mit einem Zahnrad steht. Das Zahnrad und das Zahnrad bilden
eine Zahnpumpe. Beide Pumpen sind auf ihrer Saugseite mit einem Schmiermittelvorratsbehälter
und antriebstechnisch über das Planetengetriebe mit der Brennkraftmaschine verbunden.
[0005] Die
GB 833 273 A zeigt zwei Pumpen, die über ein Planetengetriebe, nämlich ein erstes Sonnenrad und
ein zweites Sonnenrad angetrieben werden. Die beiden Sonnenräder sind über Planetenräder
mit einem Ringrad gekoppelt. Das Ringrad wird von der Kurbelwelle angetrieben.
[0006] Aus der
CN 203 098 784 U ist eine Anordnung mit einem Planetengetriebe bekannt, wobei eine Ölpumpe von einem
Sonnenrad angetrieben wird. Ein Ringrad treibt eine weitere Ölpumpe an.
[0007] Aus der
JP 2007 263354 A ist eine Anordnung mit einem Planetengetriebe bekannt, wobei entweder Planetenräder
und ein Ringrad oder ein Sonnenrad und die Planetenräder zum Antrieb von zwei Ölpumpen
dienen.
[0008] Aus der
US 5 512 021 A ist eine Anordnung mit einem Planetengetriebe bekannt, wobei eine erste Pumpe über
ein Ringrad angetrieben wird. Eine zweite Pumpe wird über ein Schwungrad vom Motor
angetrieben.
[0009] Der gattungsbildende Stand der Technik ist noch nicht optimal ausgebildet. Beim Antrieb
der Nebenaggregate können Reibungsverluste auftreten, die zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch
führen können.
[0010] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsbildende Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass der Kraftstoffverbrauch vermindert
werden kann.
[0011] Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun durch eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
[0012] Die beiden Nebenaggregate sind als Ölpumpen ausgebildet. Hierdurch kann die mechanische
Antriebsleistung zur Ölversorgung des Verbrennungsmotors reduziert werden. Mit Hilfe
des Planetengetriebes werden die beiden Ölpumpen angetrieben. In Abhängigkeit von
der Standübersetzung des Planetengetriebes und der Eingangsdrehzahl können beide Ölpumpen
in Abhängigkeit voneinander drehzahlvariabel betrieben werden. Die beiden Ölpumpen
können wahlweise mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden. Das Gesamtfördervolumen
kann an den Bedarf angepasst werden. Durch eine entsprechende Wahl der geometrischen
Fördervolumina kann eine Anpassung des Gesamtfördervolumenstroms und des Öldrucks
an den aktuellen Bedarf des Verbrennungsmotors im Wesentlichen auch bei konstanter
Eingangsdrehzahl des Antriebs, nämlich der entsprechenden Kurbelwelle vorgenommen
werden. Der Antrieb ist insbesondere durch den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges
gebildet. Die zur Ölversorgung benötigte Antriebsleistung ist bedarfsgerecht reduzierbar.
Die Ölpumpen sind in einem wirkunsgradoptimierten Bereich betreibbar. Dadurch ist
die Reibleistung verringerbar.
[0013] Es erfolgt die Drehzahlvariation der beiden Ölpumpen über ein Steuerventil. Die Drehzahlvariation
wird über das Steuerventil eingestellt. Die beiden Ölpumpen sind mittels des Steuerventils
regelbar oder steuerbar. In einer ersten Stellung des Steuerventils fördert die zweite
Ölpumpe und die erste Ölpumpe steht. In einer zweiten Stellung des Steuerventils steht
die zweite Ölpumpe und die erste Ölpumpe fördert. Wenn die erste Ölpumpe steht, dreht
die zweite Ölpumpe mit maximal möglicher Drehzahl. Wenn die zweite Ölpumpe steht,
dreht die erste Ölpumpe mit maximal möglicher Drehzahl. Hierdurch lassen sich unterschiedliche
Öldruckstufen realisieren.
[0014] In der ersten Stellung sperrt das Steuerventil den Durchfluss durch die erste Ölpumpe.
Das Steuerventil sperrt in der ersten Stellung insbesondere den Durchfluss durch eine
der ersten Ölpumpe zugeordnet Druckleitung. Der Durchfluss durch eine der zweiten
Ölpumpe zugordnet Druckleitung und der Durchfluss durch eine der zweiten Ölpumpe zugeordneten
Saugleitung ist in der ersten Stellung freigegeben.
[0015] In der zweiten Stellung ermöglicht das Steuerventil den Durchfluss durch die erste
Ölpumpe. Das Steuerventil öffnet in der zweiten Stellung insbesondere den Durchfluss
durch die der ersten Ölpumpe zugeordnet Druckleitung. Der Durchfluss durch die der
zweiten Ölpumpe zugordnet Druckleitung und/oder der Durchfluss durch die der zweiten
Ölpumpe zugeordneten Saugleitung ist in der zweiten Stellung gesperrt. Dadurch, dass
die Saugleitung gesperrt ist, ist verhindert, dass Öl aus der Pumpe in den Ölsumpf
zurückläuft. Durch das in der zweiten Ölpumpe gehaltene Öl ist die zweite Ölpumpe
blockiert.
[0016] Das Planetengetriebe wird vorzugsweise über das Hohlrad angetrieben. Das Hohlrad
ist antriebstechnisch mit der Kurbelwelle gekoppelt. Die erste Ölpumpe ist vorzugsweise
drehfest mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes verbunden. Die zweite Ölpumpe ist
drehfest mit dem Planetenträger verbunden. Die zweite Ölpumpe dient als Bremse. Wird
der Planetenträger mittels der zweiten Ölpumpe festgehalten, so dreht sich das Sonnenrad
mit maximaler Drehzahl. Die erste Ölpumpe wird mit maximaler Drehzahl angetrieben.
Wenn das Steuerventil in der zweiten Stellung angeordnet ist, sind die Saugleitung
und die Druckleitung der Bremse verschlossen, die zweite Ölpumpe dreht sich nicht.
Wird der Stellkolben zur Endlage der ersten Stellung bewegt, werden die Saugleitung
und die Druckleitung der Bremse freigegeben und die Druckleitung der ersten Ölpumpe
wird geschlossen. Die zweite Ölpumpe bzw. die Bremse beginnt zu drehen und die erste
Ölpumpe wird langsamer. Ist der Stellkolben in der Endlage der ersten Stellung angelangt,
steht die erste Ölpumpe komplett und nur die zweite Ölpumpe dreht und fördert.
[0017] Das Steuerventil ist insbesondere druckbetätigt, wobei der am Ausgang der beiden
Ölpumpen anliegende Öldruck auf das Steuerventil über eine Steuerleitung zurückgeführt
ist. Den Ausgang der Ölpumpen bilden dabei entsprechende Druckleitungen. Das Steuerventil
ist gegen diesen Öldruck federbelastet. Wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks kleiner
als die Federkraft ist, dann ist das Steuerventil in der ersten Stellung angeordnet,
wobei die erste Ölpumpe steht und die zweite Ölpumpe fördert. Wenn die Kraft aufgrund
des Öldrucks größer als die Federkraft ist, dann ist das Steuerventil in der zweiten
Stellung angeordnet, wobei die zweite Ölpumpe steht und die erste Ölpumpe fördert.
[0018] Die erste Ölpumpe ist in bevorzugter Ausgestaltung mit einem Sonnenrad gekoppelt
und die zweite Ölpumpe ist mit einem Planetenträger gekoppelt. Der Antrieb ist mit
einem Hohlrad gekoppelt. Der Antrieb ist durch eine Kurbelwelle des Kraftfahrzeugs
gebildet. Die Kurbelwelle kann über ein Zwischenrad mit dem Hohlrad gekoppelt sein.
[0019] In einer Ausgestaltung ist eine der Ölpumpen mit einer Unterdruckpumpe gekoppelt.
Die mit der Unterdruckpumpe gekoppelte Ölpumpe und die Unterdruckpumpe sind durch
eine Tandempumpe gebildet. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere im niedrigen Drehzahlbereich
des Antriebs Unterdruck zur Verfügung gestellt werden kann. Im oberen Drehzahlbereich
kann die nicht mit der Unterdruckpumpe gekoppelte Ölpumpe den wesentlichen Förderanteil
übernehmen und insbesondere alleine betrieben werden. Weitere Vorteile bestehen gegenüber
einer mittels eines separaten elektrischen Antriebs angetriebenen Unterdruckpumpe
darin, dass die Ausgestaltung als Tandempumpe günstiger als der elektrische Antrieb
ist, und die Leistungsaufnahme geringer als beim Einsatz einer konventionellen Unterdruckpumpe
ist.
[0020] Insbesondere kann die erste Ölpumpe mit der Unterdruckpumpe gekoppelt sein. Die mit
der Unterdruckpumpe gekoppelte Ölpumpe ist funktional wirksam mit dem Sonnenrad gekoppelt.
Die mit der Unterdruckpumpe gekoppelte Ölpumpe ist funktional wirksam mittels des
Sonnenrads antreibbar. Die Unterdruckpumpe läuft mit der Drehzahl des Sonnenrads um,
da die mit der Unterdruckpumpe gekoppelte Ölpumpe funktional wirksam mittels des Sonnenrads
antreibbar ist und die Antriebe dieser Ölpumpe und der Unterdruckpumpe gekoppelt sind.
Bei niedrigen Drehzahlen der Kurbelwelle steht der Planetenträger und die Unterdruckpumpe
und die erste Ölpumpe fördern mit der entsprechenden maximalen Pumpendrehzahl in Abhängigkeit
der jeweiligen Kurbelwellendrehzahl. Mit steigender Motordrehzahl sinkt die Drehzahl
des Sonnenrads und es steigt die Drehzahl des Planetenträgers. Bei höheren Antriebsdrehzahlen
wird die Pumpendrehzahl der ersten Ölpumpe und der Unterdruckpumpe reduziert und der
Planetenträger treibt mit zunehmender Drehzahl die zweite Ölpumpe an. Die mit der
Unterdruckpumpe gekoppelte, erste Ölpumpe und die Unterdruckpumpe weisen somit eine
mit steigender Drehzahl des Antriebs sinkende Pumpendrehzahl auf. Im oberen Drehzahlbereich
kann die mit der Unterdruckpumpe gekoppelte, erste Ölpumpe stehen oder nur mit geringer
Drehzahl betrieben werden. Die Unterdruckpumpe wird mit der gleichen Drehzahl, wie
die gekoppelte Ölpumpe angetrieben oder mittels einer Übersetzung mit einer proportionalen
Drehzahl. Die Dauerlauffähigkeit der Unterdruckpumpe ist hierdurch erhöht.
[0021] Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch
1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte
Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung
näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- in einer stark schematischen Darstellung eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung mit
einem Planetengetriebe und zwei Nebenaggregaten in Form einer ersten Ölpumpe und einer
zweiten Ölpumpe,
- Fig. 2
- in einer schematischen Detaildarstellung ein Teil eines Ölkreislaufes mit den beiden
Ölpumpen und einem Steuerventil, wobei der Durchfluss durch die zweite Ölpumpe gesperrt
ist,
- Fig. 3
- in einer schematischen Detaildarstellung das Teil des Hydraulikkreislaufes aus Fig.
2, wobei der Durchfluss durch die erste Ölpumpe gesperrt ist,
- Fig. 4
- in einer schematischen Darstellung eine weitere Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
mit einem Planetengetriebe, zwei Ölpumpen und einer Unterdruckpumpe, und
- Fig. 5
- in einem schematischen Diagramm ein Fördervolumen aufgetragen über einer Motordrehzahl.
[0022] In Fig. 1 ist eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt.
Die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 1 weist ein Planetengetriebe 2 auf. Ferner sind
zwei Nebenaggregate 3, 4 vorgesehen. Die beiden Nebenaggregate 3, 4 sind mittels eines
Antriebs (nicht näher dargestellt) über das Planetengetriebe 2 antreibbar. Der Antrieb
ist insbesondere als Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges ausgebildet. Mittels des
Verbrennungsmotors wird eine Kurbelwelle 5 mit einem Drehmoment M angetrieben. Die
Kurbelwelle 5 ist in einem Gehäuse 6 gelagert.
[0023] Das Planetengetriebe 2 weist ein Hohlrad 7, einen Planetenträger 8 mit mehreren Planetenrädern
(nicht näher dargestellt) und ein Sonnenrad 9 auf. Die Planetenräder sind an dem Planetenträger
8 drehbar gelagert. Die Planetenräder stehen nun zum einen im kämmenden Eingriff mit
der Innenverzahnung des Hohlrads 7 und zum anderen im kämmenden Eingriff mit der Außenverzahnung
des Sonnenrades 9.
[0024] In bevorzugter Ausgestaltung ist die Kurbelwelle 5 drehfest mit dem Hohlrad 7 verbunden.
Die Kurbelwelle 5 treibt das Hohlrad 7 an. Das Hohlrad 7 bildet das Antriebsglied
(nicht näher bezeichnet) des Planetengetriebes 2. Das erste Nebenaggregat 3 ist über
eine Welle 10 mit dem Sonnenrad 9 drehfest verbunden. Konzentrisch zu der Welle 10
ist eine Hohlwelle 11 angeordnet, wobei die Hohlwelle 11 das zweite Nebenaggregat
4 mit dem Planetenträger 8 drehfest verbindet. Der Planetenträger 8 treibt das zweite
Nebenaggregat 4 an.
[0025] Die beiden Nebenaggregate 3, 4 sind als Ölpumpen 12, 13 ausgebildet. Das erste Nebenaggregat
3 ist durch eine erste Ölpumpe 12 und das zweite Nebenaggregat 4 ist durch eine zweite
Ölpumpe 13 gebildet.
[0026] Dies hat den Vorteil, dass die mechanische Antriebsleistung zur Förderung des Öls
reduziert werden kann. Das Fördervolumen kann an den Bedarf des Verbrennungsmotors
durch die Drehzahlvariabilität des Planetengetriebes 2 angepasst werden. Mit Hilfe
des Planetengetriebes 2 werden die beiden Ölpumpen 12, 13 angetrieben. In Abhängigkeit
von der Standübersetzung des Planetengetriebes 2 und der Eingangsdrehzahl der Kurbelwelle
5 können beide Ölpumpen 12, 13 in Abhängigkeit voneinander drehzahlvariabel betrieben
werden.
[0027] Wenn die erste Ölpumpe 12 steht, dreht die zweite Ölpumpe 13 mit maximal möglicher
Drehzahl. Wenn die erste Ölpumpe 12 mit maximaler Drehzahl dreht, steht die zweite
Ölpumpe 13. Durch eine entsprechende Wahl der geometrischen Fördervolumina kann eine
Anpassung des Gesamtfördervolumenstroms an den aktuellen Ölbedarf, unabhängig von
der Eingangsdrehzahl der Kurbelwelle 5 vorgenommen werden.
[0028] Die beiden Ölpumpen 12, 13 können baugleich ausgebildet sein. In alternativer Ausgestaltung
sind die Ölpumpen 12, 13 unterschiedlich ausgebildet. Die Ölpumpe 12 und/oder die
Ölpumpe 13 können beispielsweise als Zahnradpumpen oder als Flügelzellenpumpen ausgebildet
sein.
[0029] Die beiden Ölpumpen 12, 13 weisen jeweils einen Rotor auf, wobei der Rotor mit der
entsprechenden Welle 10 beziehungsweise der Hohlwelle 11 verbunden ist. Die beiden
Ölpumpen 12, 13 fördern Öl aus einem gemeinsamen Ölsumpf 14. Das Öl wird dabei aus
dem Ölsumpf 14 über die beiden Ölpumpen 12, 13 zu dem Verbrennungsmotor 15 gefördert.
Jeder der Ölpumpen 12, 13 ist dabei eine Saugleitung 16, 18 und eine Druckleitung
17, 19 zugeordnet. Der Ölpumpe 12 ist eine Saugleitung 16 und eine Druckleitung 17
zugeordnet. Der Ölpumpe 13 ist eine Saugleitung 18 und eine Druckleitung 19 zugeordnet.
[0030] Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, weist die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
1 ferner ein Steuerventil 20 auf. Das Steuerventil 20 weist mehrere nicht näher bezeichnete
Anschlüsse auf. Mittels des Steuerventils 20 ist ein erster Druckleitungsabschnitt
17a mit einem zweiten Druckleitungsabschnitt 17b der Druckleitung 17 verbindbar beziehungsweise
diese beiden Druckleitungsabschnitte 17a, 17b sind mittels des Steuerventils 20 voneinander
trennbar.
[0031] Die Druckleitung 17 der ersten Ölpumpe 12 ist mittels des Steuerventils 20 sperrbar
und öffenbar.
[0032] Mittels des Steuerventils 20 ist ferner die Druckleitung 19 der zweiten Ölpumpe 13
sperrbar und öffenbar. Die Druckleitung 19 weist zwei Druckleitungsabschnitte 19a
und 19b auf, wobei die beiden Druckleitungsabschnitte 19a, 19b mittels des Steuerventils
20 verbindbar und trennbar sind. Der Druckleitungsabschnitt 19a ist mit einem Eingang
des Steuerventils 20 und der Druckleitungsabschnitt 19b ist mit einem Ausgang des
Steuerventils 20 verbunden.
[0033] Ferner ist mittels des Steuerventils 20 die Saugleitung 18 sperrbar und öffenbar.
Die Saugleitung 18 weist zwei Saugleitungsabschnitte 18a, 18b auf, wobei die beiden
Saugleitungsabschnitte 18a, 18b mittels des Steuerventils 20 verbindbar und voneinander
trennbar sind.
[0034] In der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Steuerventils 20 sind die Druckleitung
18 und die Saugleitung 19 der zweiten Ölpumpe 13 gesperrt. Da die Druckleitung 19
und die Saugleitung 18 gesperrt sind, steht die zweite Ölpumpe 13. In dieser zweiten
Stellung des Steuerventils 20 ist die Druckleitung 17 der ersten Ölpumpe 12 geöffnet.
Die erste Ölpumpe 12 läuft mit maximaler Drehzahl und maximalen Fördervolumen.
[0035] In der in Fig. 3 dargestellten ersten Stellung des Steuerventils 20 sind sowohl die
Saugleitung 18 als auch die Druckleitung 19 der zweiten Ölpumpe 13 mittels des Steuerventils
20 geöffnet. Die Druckleitung 17 der ersten Ölpumpe 12 ist mittels des Steuerventils
20 gesperrt. Hierdurch ist die erste Ölpumpe 12 gebremst und die zweite Ölpumpe 13
dreht und fördert.
[0036] Wenn das Steuerventil 20 von der zweiten Stellung (Fig. 2) in die erste Stellung
(Fig. 3) bewegt wird, werden die Saugleitung 18 und die Druckleitung 19 der vorher
als Bremse arbeitenden, zweiten Ölpumpe 13 freigegeben und die Druckleitung 17 der
ersten Ölpumpe 12 wird verschlossen. Die zweite Ölpumpe 13 beginnt zu fördern, wobei
die erste Ölpumpe 12 langsamer dreht.
[0037] Ist das Steuerventil 20 in der in Fig. 3 dargestellten Endlage angelangt, steht die
erste Ölpumpe 12 und nur die zweite Ölpumpe 13 dreht sich.
[0038] Das Steuerventil 20 ist druckbetätigt, wobei der am Ausgang bzw. in den Druckleitungsabschnitten
17b, 19b der beiden Ölpumpen 12, 13 anliegende Öldruck auf das Steuerventil 20 über
eine Steuerleitung 21 zurückgeführt ist. Das Steuerventil 20 ist federbelastet, wobei,
wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks kleiner als die Federkraft ist, das Steuerventil
20 in der ersten Stellung (Fig. 3) angeordnet ist. In der in Fig. 2 dargestellten
zweiten Stellung liegt ein hoher Öldruck an der Steuerleitung 21 an, so dass die Feder
komprimiert ist. Wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks größer als die Federkraft ist,
ist das Steuerventil 20 in der zweiten Stellung (Fig. 2) angeordnet. Hierdurch ergibt
sich die Regelung in Abhängigkeit von dem Öldruck. In der in Fig. 3 dargestellten
Grundstellung oder ersten Stellung liegt ein niedriger Öldruck 21 an, wobei die Federkraft
ausreichend ist, den Stellkolben in die erste Stellung zu verschieben.
[0039] Aufgrund der Übersetzung des Planetengetriebes 2 können sich so unterschiedliche
Förderniveaus der Ölpumpen 12, 13 einstellen. Es sind so zwei Druckniveaus erzielbar.
Die zur Ölversorgung benötigte Antriebsleistung ist bedarfsgerecht reduzierbar, ohne
dass die Kurbelwellendrehzahl verändert wird. Hierdurch kann der zur Ölversorgung
nötige Kraftstoffverbrauch vermindert werden.
[0040] Es ist möglich, die Drehrichtung einer der beiden Ölpumpen 12, 13 oder beider Ölpumpen
12, 13 umzukehren, um die entsprechende Ölpumpe 12, 13 zum Absaugen des Öls aus dem
Verbrennungsmotor zu nutzen.
[0041] In Fig. 3 ist eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 22 dargestellt. Die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
22 ist ähnlich wie die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 22 aufgebaut, wobei nun für
im Wesentlichen funktional gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
[0042] Die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 22 weist ebenfalls ein Planetengetriebe 2 und
zwei Nebenaggregate 3, 4 in Form von Ölpumpen 12, 13 auf. Das Planetengetriebe 2 weist
ein Hohlrad 7, einen Planetenträger 8 sowie ein Sonnenrad 9 auf. Das Hohlrad 5 ist
funktional wirksam über die Kurbelwelle 5 antreibbar. Die Kurbelwelle 5 ist dabei
über einen Modulantrieb 23 mit dem Hohlrad 7 gekoppelt. Der Modulantrieb 23 besteht
im Wesentlichen aus einem drehfest an der Kurbelwelle 5 angeordneten Zahnrad 24, einem
Zwischenrad 25 sowie einem weiteren Zahnrad 26, wobei das Zahnrad 26 insbesondere
drehfest an einer Hohlwelle 27 angeordnet ist. Über die Hohlwelle 27 wird das Hohlrad
7 angetrieben. Das Sonnenrad 9 treibt über eine erste Pumpenwelle 28 die erste Ölpumpe
12 an. Der Planetenträger 8 treibt über eine zweite Pumpenwelle 29 die zweite Ölpumpe
13 an.
[0043] In der hier dargestellten bevorzugten Ausgestaltung ist nun eine der Ölpumpen 12,
13, nämlich insbesondere die erste Ölpumpe 12 funktional wirksam antriebstechnisch
mit einer Unterdruckpumpe 30 gekoppelt. Die Unterdruckpumpe 30 ist über eine Zwischenwelle
31 funktional wirksam mit der Pumpenwelle 28 gekoppelt. Die Unterdruckpumpe 30 kann
beispielsweise zur Versorgung eines Bremskraftverstärkers oder dgl. dienen. Die mit
der Unterdruckpumpe 30 gekoppelte, erste Ölpumpe 12 und die Unterdruckpumpe 30 sind
funktional wirksam mittels des Sonnenrads 9 antreibbar.
[0044] Die erste Ölpumpe 11 und die Unterdruckpumpe 30 werden mit der gleichen Pumpendrehzahl
betrieben. Die Pumpendrehzahl der zweiten Ölpumpe 13 unterscheidet sich insbesondere
von der Drehzahl ersten Ölpumpe 12 und somit auch von Drehzahl der Unterdruckpumpe
30. Die mit der Unterdruckpumpe 30 gekoppelte, erste Ölpumpe 12 und die Unterdruckpumpe
30 weisen eine mit steigender Drehzahl des Antriebs sinkende Pumpendrehzahl auf. Die
zweite Ölpumpe 13 weist eine mit steigender Drehzahl des Antriebs steigende Pumpendrehzahl
auf. Im Bereich der maximalen Drehzahl des Antriebs ist es denkbar, dass die erste
Ölpumpe 12 und die Unterdruckpumpe im Wesentlichen stehen und die zweite Ölpumpe 13
alleine betrieben wird. Im niedrigen Drehzahlbereich wird hauptsächlich mittels der
ersten Ölpumpe 12 gefördert und dabei auch die Unterdruckpumpe 30 angetrieben, da
insbesondere im niedrigen Drehzahlbereich Pumpenleistung der Unterdruckpumpe 30 erforderlich
ist. Es wird vorzugsweise die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 22 derart betrieben,
dass die Unterdruckpumpe 30 bei hohen Drehzahlen nicht oder nur mit geringer Drehzahl
umläuft. Dies erhöht die Dauerlauffähigkeit der Unterdruckpumpe 30 und dient der Verbrauchsminderung.
[0045] In Fig. 5 sind unterschiedliche Fördervolumen über der Motordrehzahl, d.h. der Drehzahl
der Kurbelwelle 5 aufgetragen. Es ist ein maximales Fördervolumen 32, ein minimales
Fördervolumen 33 sowie eine Bedarfskennlinie 34 eines Verbrennungsmotors dargestellt.
Das Gesamtfördervolumen V̇
Ges ergibt sich aus der Summe der Fördervolumina der ersten Ölpumpe 12 V̇
Pumpe1 und der zweiten Ölpumpe 13 V̇
Pumpe2. Das minimale Fördervolumen 32 stellt sich ein, wenn der Planetenträger 8 steht,
d.h. wenn die Drehzahl n
Planetenträger gleich null Umdrehungen pro Minute ist und somit die erste Ölpumpe 12 mit maximaler
Drehzahl läuft. Das minimale Fördervolumen 33 ergibt sich, wenn das Sonnenrad steht,
d.h. wenn im Wesentlichen nur die zweite Ölpumpe 13 angetrieben wird und die Drehzahl
des Sonnenrades n
Sonne gleich null Umdrehungen pro Minute ist.
[0046] Gut ersichtlich ist, dass die Bedarfskennlinie 34 zwischen dem maximalen Fördervolumen
32 und dem minimalen Fördervolumen 33 für alle dargestellten Motordrehzahlen liegt.
Bei hohen Motordrehzahlen liegt dabei die Bedarfskennlinie 34 näher an dem minimalen
Fördervolumen 33, wobei so durch Anpassung des Gesamtfördervolumens V̇
Ges an die Bedarfskennlinie 34 die erste Ölpumpe 12 nur wenig oder gar nicht fördern
muss, um den Bedarf zu decken.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0047]
- 1
- Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
- 2
- Planetengetriebe
- 3
- Nebenaggregat
- 4
- Nebenaggregat
- 5
- Kurbelwelle
- 6
- Gehäuse
- 7
- Hohlrad
- 8
- Planetenträger
- 9
- Sonnenrad
- 10
- Welle
- 11
- Hohlwelle
- 12
- Ölpumpe
- 13
- Ölpumpe
- 14
- Ölsumpf
- 15
- Verbrennungsmotor
- 16
- Saugleitung
- 17
- Druckleitung
- 17a
- Druckleitungsabschnitt
- 17b
- Druckleitungsabschnitt
- 18
- Saugleitung
- 18a
- Saugleitungsabschnitt
- 18b
- Saugleitungsabschnitt
- 19
- Druckleitung
- 19a
- Druckleitungsabschnitt
- 19b
- Druckleitungsabschnitt
- 20
- Steuerventil
- 21
- Steuerleitung
- 22
- Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
- 23
- Modulantrieb
- 24
- Zahnrad
- 25
- Zwischenrad
- 26
- Zahnrad
- 27
- Hohlwelle
- 28
- Pumpenwelle
- 29
- Pumpenwelle
- 30
- Unterdruckpumpe
- 31
- Zwischenwelle
- 32
- maximales Fördervolumen
- 33
- minimales Fördervolumen
- 34
- Bedarfskennlinie
1. Nebenaggregatsantriebsvorrichtung (1, 22) mit einem Planetengetriebe (2), mit zwei
Nebenaggregaten (3, 4), wobei die beiden Nebenaggregate (3, 4) mittels eines Antriebs
über das Planetengetriebe (2) antreibbar sind, wobei die beiden Nebenaggregate (3,
4) als Ölpumpen (12, 13) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ölpumpen (12, 13) mittels eines Steuerventils (20) regelbar oder steuerbar
sind, wobei in einer ersten Stellung des Steuerventils (20) die erste Ölpumpe (12)
steht und die zweite Ölpumpe (13) fördert, wobei in einer zweiten Stellung des Steuerventils
(20) die erste Ölpumpe (12) fördert und die zweite Ölpumpe (13) steht, wobei ein Gesamtfördervolumen
an den Bedarf anpassbar ist.
2. Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuerventils (20) die Druckleitung (17, 19) und/oder die Saugleitung
(18) der ersten Ölpumpe (12) oder der zweiten Ölpumpe (13) verschließbar und öffenbar
sind.
3. Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (20) druckbetätigt ist, wobei der am Ausgang der beiden Ölpumpen
(12, 13) anliegende Öldruck auf das Steuerventil (20) über eine Steuerleitung (21)
zurückgeführt ist.
4. Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (20) federbelastet ist, wobei, wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks
kleiner als die Federkraft ist, das Steuerventil (20) in der ersten Stellung angeordnet
ist, wobei, wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks größer als die Federkraft ist, das
Steuerventil (20) in der zweiten Stellung angeordnet ist.
5. Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ölpumpe (12) mit einem Sonnenrad (9) gekoppelt ist, die zweite Ölpumpe
(13) mit einem Planetenträger (8) gekoppelt ist und der Antrieb mit einem Hohlrad
(7) gekoppelt ist.
6. Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb durch eine Kurbelwelle (5) eines Kraftfahrzeugs gebildet ist.
7. Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ölpumpen (12) mit einer Unterdruckpumpe (30) gekoppelt ist.
8. Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Unterdruckpumpe (30) gekoppelte Ölpumpe (12) und die Unterdruckpumpe
(30) eine mit steigender Drehzahl des Antriebs sinkende Pumpendrehzahl aufweisen.
9. Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Unterdruckpumpe (30) gekoppelte Ölpumpe (12) funktional wirksam mittels
des Sonnenrads (9) antreibbar ist.
1. An auxiliary unit drive device (1, 22) having a planetary gear (2), with two auxiliary
units (3, 4) wherein the two auxiliary units (3, 4) can be driven by means of a drive
via the planetary gear (2), wherein the two auxiliary units (3, 4) are designed as
oil pumps (12, 13), characterized in that the two oil pumps (12, 13) are adjustable or controllable by means of a control valve
(20), wherein the first oil pump (12) is stationary in a first position of the control
valve (20) and the second oil pump delivers, wherein the first oil pump (12) delivers
in a second position of the control valve (20) and the second oil pump (13) is stationary,
wherein a total delivery value can be adapted to the needs.
2. The auxiliary unit drive device according to Claim 1, characterized in that by means of the control valve (20) the pressure line (17, 19) and/or the suction
line (18) of the first oil pump (12) or the second oil pump (13) can be closed and
opened.
3. The auxiliary unit drive device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control valve (20) can be pressure-operated, wherein the oil pressure applied
to the output of the two oil pumps (12, 13) is returned to the control valve (20)
via a control line (21).
4. The auxiliary unit drive device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control valve (20) is spring-loaded, wherein if the force due to the oil pressure
is less than the spring force, the control valve (20) is arranged in the first position,
wherein, if the force due to the oil pressure is greater than the spring force, the
control valve (20) is arranged in the second position.
5. The auxiliary unit drive device according to any one of the preceding claims, characterized in that the first oil pump (12) is coupled with a sun wheel (9), the second oil pump (13)
is coupled with a planetary carrier (8) and the drive is coupled with a hollow wheel
(7).
6. The auxiliary unit drive device according to any one of the preceding claims, characterized in that the drive is formed by a crank shaft (5) of a motor vehicle.
7. The auxiliary unit drive device according to any one of the preceding claims, characterized in that one of the oil pumps (12) is coupled with a vacuum pump (30).
8. The auxiliary unit drive device according to any one of the preceding claims, characterized in that the oil pump (12) coupled with the vacuum pump (30) and the vacuum pump (30) have
a pump speed decreasing with increasing speed of the drive.
9. The auxiliary unit drive device according to any one of the preceding claims, characterized in that the oil pump (12) coupled with the vacuum pump (30) can be functionally effectively
driven by means of the sun wheel (9).
1. Dispositif d'entraînement à agrégats auxiliaires (1, 22) avec un engrenage planétaire
(2), avec deux agrégats auxiliaires (3, 4), les deux agrégats auxiliaires (3, 4) pouvant
être entraînés au moyen d'un entraînement par l'intermédiaire de l'engrenage planétaire
(2), les deux agrégats auxiliaires (3, 4) étant conçus comme des pompes à huile (12,
13), caractérisé en ce que les deux pompes à huile (12, 13) peuvent être régulées ou commandées au moyen d'une
soupape de commande (20), moyennant quoi, dans une première position de la soupape
de commande (20), la première pompe à huile (12) étant arrêtée et la deuxième pompe
à huile (13) étant en marche, moyennant quoi, dans une deuxième position de la soupape
de commande (20), la première pompe à huile (12) étant en marche et la deuxième pompe
à huile (13) étant arrêtée, un volume de refoulement total pouvant être adapté aux
besoins.
2. Dispositif d'entraînement à agrégats auxiliaires selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au moyen de la soupape de commande (20), la conduite de pression (17, 19) et/ou
la conduite d'aspiration (18) de la première pompe à huile (12) ou de la deuxième
pompe à huile (13) peuvent être fermées et ouvertes.
3. Dispositif d'entraînement à agrégats auxiliaires selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la soupape de commande (20) est actionnée par une pression, la pression d'huile appliquée
à la sortie des deux pompes à huile (12, 13) étant retournée à la soupape de commande
(20) par l'intermédiaire d'une conduite de commande (21).
4. Dispositif d'entraînement à agrégats auxiliaires selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la soupape de commande (20) est actionnée par un ressort, moyennant quoi, lorsque
la force due à la pression d'huile est inférieure à la force du ressort, la soupape
de commande (20) est disposée dans la première position, moyennant quoi, lorsque la
force due à la pression d'huile est supérieure à la force du ressort, la soupape de
commande (20) est disposée dans la deuxième position.
5. Dispositif d'entraînement à agrégats auxiliaires selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la première pompe à huile (12) est couplée avec une roue solaire (9), la deuxième
pompe à huile (13) est couplée avec un porte-satellite (8) et l'entraînement est couplé
avec une couronne (7).
6. Dispositif d'entraînement à agrégats auxiliaires selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'entraînement est constitué d'un vilebrequin (5) d'un véhicule automobile.
7. Dispositif d'entraînement à agrégats auxiliaires selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'une des pompes à huile (12) est couplée avec une pompe à vide (30).
8. Dispositif d'entraînement à agrégats auxiliaires selon la revendication précédente,
caractérisé en ce que la pompe à huile (12) couplée avec la pompe à vide (30) et la pompe à vide (30) présentent
une vitesse de rotation de pompe diminuant lorsque la vitesse de rotation de l'entraînement
augmente.
9. Dispositif d'entraînement à agrégats auxiliaires selon la revendication précédente,
caractérisé en ce que la pompe à huile (12) couplée avec la pompe à vide (30) peut être entraînée de manière
fonctionnelle au moyen de la roue solaire (9).