DE2801812A1

DE2801812A1 - DRIVE DEVICE FOR AUXILIARY UNITS OF COMBUSTION MACHINERY, IN PARTICULAR MOTOR VEHICLE DRIVE MACHINES

Info

Publication number: DE2801812A1
Application number: DE19782801812
Authority: DE
Inventors: Kurt Nadolny
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1978-01-17
Filing date: 1978-01-17
Publication date: 1979-07-19
Also published as: JPS54103912A; IT7947678A0; FR2414626A1; GB2012890A

Description

2 Β ϋ 1 812 Β ϋ 1 81

- 4 - Palm 11 762/4 - 4 - Pa lm 11 762/4

11.1.197"11.1.197 "

Daimler-Benz Aktiengesellschaft
Stuttgart-UntertürkheinDaimler-Benz Aktiengesellschaft
Stuttgart-Untertürkhein

"Antriebsvorrichtung für Nebenaggregate von Brennkraftantriebsmaschinen, insbesondere Kraftfelurzeugantriebsmasohinen""Drive device for ancillary units of internal combustion engines, in particular Kraftfelurzeugantriebsmasohinen "

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Nebenaggregate von Brennkraftantriebsrnaschinen, insbesondere von mit 3tarlc unterschiedlichen Drehzahlen laufenden Kraftfahrseugantriebsrnaschinen, mit einem zwischen einer niedi'igen Übersetzunpj (Tiei'trieb) und einer hohen Übersetzung (Hochtrieb) umsohaltbaren Schaltgetriebe zwischen Antriebsmaschine und Nebenaggregat. Solche Nebenaggregate können beispielsweise Pumpen für den Kühlwasser- oder einen ölkreislauf, ein Kühlerventilator, ein Klimakompressor, eine Lichtmaschine oder sonstige beliebige Aggregate sein, die in unmittelbarer oder mittelbarer Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsmaschine angetrieben werden und deren Antriebsgeschwindigkeit nicht zwangsläufig proportional derjenigen der Antriebsmaschine sein muß. Die Einschaltbedingungen eines solchen auf Hochbetrieb oder Tieftrieb zuschaltbaren bzw. wechselweise umschaltbaren Nebenantriebes sind für den Kraftstoffverbrauch insofern wichtig, als bei geringer Drehzahl der Antriebsmaschine die Nebenantriebsaggregate möglichst im Hechtrieb und umgekehrt bei hoher Drehzahl der Antriebsmaschine vorteilhaft im Tieftrieb arbeiten sollen.The invention relates to a drive device for auxiliary units of internal combustion engines, in particular of Motor vehicle propulsion machines running at 3 different speeds, with a ratio between a low gear ratio (low gear) and a high gear ratio (high gear) all the more durable gearbox between prime mover and Auxiliary unit. Such auxiliary units can, for example, pumps for the cooling water or an oil circuit, a cooling fan, an air conditioning compressor, an alternator or any other aggregates that are directly or indirectly dependent on the speed of the drive machine are driven and their drive speed is not necessarily proportional to that of the prime mover have to be. The switch-on conditions of such a switchable or alternately switchable to high or low drive Power take-offs are important for fuel consumption, as at low engine speed the power take-off units in the Hechtrieb if possible and vice versa if the engine is running at high speed should work in deep drive.

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- S - Palm 11 762/4 - S - Palm 11 762/4

Die Praxis zeigt nun, daß vielfach, insbesondere im Fahrzeugbetrieb je nach Maschine oder Betriebsart (Stadtverkehr od.dsl.), y/esentliohe Fahrstrecken in niedrigen Drehzahlbereichen zurückgelegt werden, was an sich ein Einschalten des Hochtriebes erfordere, ein Umschalten vom Fahrer jedoch nicht oder nur unregelmäßig und vielfach auch zu einem unrichtigen Zeitpunkt; vorsenonmen wird,Practice now shows that in many cases, especially in vehicle operation Depending on the machine or mode of operation (city traffic or dsl.), y / esentliohe driving distances in low speed ranges be covered, which in itself requires switching on the boost, but switching over by the driver not or only irregularly and often at an incorrect time; is given,

Der Erfindung liegt dig Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Anpassung des Nebenantrieba an den Bebrieb der Antriebsmaschine oder an einen sonstigen, vorzugsweise von ihr direkt oder indirekt abhängigen .Betriebszustand und damit eine verbesserte Leistung" der Nebenantriebsaggregate sicherzustellen. Die Erfindung beεteht demgemäß im wesentlichen darin, dai; eine selbsttätige Schaltung de3 Schaltgetriebes für den Nebenantrieb in Abhängigkeit von einer oder mehreren Betriebs· großen (Parametern), insbesondere von einer oder mehreren Betriebsgrößen der Antriebsmaschine, vorgesehen ist. Eine derartige Betriebsgröße kann dieDrehzahl der Antriebsmaschine selbst, ein Temperaturzustand derselben, etwa die öl- oder KUhlwassertemperatur, oder z.B. auch eine nicht unmittelbar mit der Antriebsmaschine selbst zusammenhängende Betriebsgröße, wie Stromspannung, Klimazustand im Fahrzeug od.dgl., sein.The invention is based on a reliable object Adaptation of the power take-off to the operation of the engine or to another, preferably directly or indirectly dependent. Operating condition and thus an improved one To ensure performance "of the power take-off units. The invention consists essentially in the fact that; an automatic circuit de3 gearbox for the Power take-off as a function of one or more operating parameters, in particular one or more Operating variables of the prime mover, is provided. One such operating variable may be the speed of the prime mover itself, a temperature state of the same, for example the oil or cooling water temperature, or, for example, one that is not immediately operating parameters related to the prime mover itself, such as voltage, climate condition in the vehicle or the like., be.

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- ο - Palm 11 762/4 - ο - Palm 11 762/4

Als besonders geeignete Bauart eines Schaltgetriebes bietet sich ein Planetengetriebe an, das sich im allgemeinen räumlich vorteilhaft vor oder neben einer Fahrzeugantriebsmaschine, z.B. am vorderen Ende der Kurbelwelle« einer Ventilsteuerwelle od.dgl. einbauen und zugleich vorteilhaft schalten läßt. Besonders zweckmäßig ist es, insbesondere auch in Verbindung mit einem Planetengetriebe, eine elektromagnetische Kupplung, bzw. Bremse zu verwenden, vorzugsweise in Verbindung mit einer Freilauf- oder Einwegkupplung, welche selbsttätig auf Freilauf übergeht, wenn der Hochtrieb eingeschaltet wird.A planetary gearbox is a particularly suitable type of gearbox, which is generally located in front of or next to a vehicle drive machine, e.g. at the front end of the crankshaft. a valve control shaft or the like. can be installed and at the same time switched advantageously. It is particularly useful especially in connection with a planetary gear, to use an electromagnetic clutch or brake, preferably in conjunction with a one-way or one-way clutch, which automatically switches to freewheel when the Boost is switched on.

Qegebenenfalls können Mittel vorgesehen sein, um die Automatik auszuschalten, etwa durch Unterbrechung des Lieferstromes für die elektromagnetische Kupplung. Auch kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, um von Automatik auf Handschaltung übergehen zu können oder auch den Nebenantrieb zu unterbrechen.If necessary, means can be provided to switch off the automatic system, for example by interrupting the supply current for the electromagnetic clutch. Can also be a Device can be provided in order to be able to switch from automatic to manual or to interrupt the power take-off.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei das Antriebsaggregat in einem Axialschnitt gezeigt ist und den Antrieb beeinflussende Betriebsgrößen durch Schemadarstellungen angedeutet sind.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, the drive unit in an axial section is shown and the operating variables influencing the drive are indicated by diagrams.

Auf eine Nebenantriebswelle 10, die die Kurbelwelle der Antriebsmaschine, eine Vent11steuerwelle oder eine sonstigeOn a power take-off shaft 10, which is the crankshaft of the prime mover, a valve control shaft or some other

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- T - Palm 11 762/4 - T - Palm 11 762/4

Nebenantriebswelle der Antriebsmaschine sein kann, ist ein Lagerring 11 drehfest aufgesetzt. Er ist zugleich Innenring einer Einweglcupplung oder eines Freilaufes 12, dessen Außenringrad I^ gleichzeitig das Sonnenrad 14 eines Planetengetriebes 15 bildet und mittels eines Nadellagers 16 auf dem Lagerring 11 gelagert ist. Das Sonnenrad 14 steht mit den am Planetenträger 17 gelagerten Planetenrädern 18 im Eingriff, wobei der Planetenträger ¹Y auf das Ende der Antriebswelle 10 drehfest aufgesetzt h-sM, an das Ende des Lagerringes 11 drehfest angesetzt ist. Die Planetenräder Io stehen mit der Verzahnung des Außenriri£Tades 19 in ständigem Eingriff, das mittels der Kugellager 2ö und 21 auf dem Außenring 1.5 bzw. dem Sonnenrad 14 einerseits und dem Planetenträger 17 andererseits drehbar gelagert ist. Außerdem trägt das äußere Ringrad 19 ini dargestellten Ausführungsbeispiel eine Anzahl (z.B. fünf) Xeilriemenscheiben 22, die für den Antrieb einer Lichtmaschine oder sonstiger Aggregate dienen.Can be the auxiliary drive shaft of the prime mover, a bearing ring 11 is attached in a rotationally fixed manner. It is also the inner ring of a one-way clutch or a freewheel 12, the outer ring gear of which forms the sun gear 14 of a planetary gear 15 and is mounted on the bearing ring 11 by means of a needle bearing 16. The sun gear 14 is in engagement with the planet gears 18 mounted on the planet carrier 17, the planet ^{carrier 1} Y being attached to the end of the drive shaft 10 in a rotationally fixed manner h-sM, to the end of the bearing ring 11 in a rotationally fixed manner. The planet gears Io are in constant engagement with the teeth of the Außenriri £ Tades 19, which is rotatably mounted by means of the ball bearings 2ö and 21 on the outer ring 1.5 or the sun gear 14 on the one hand and the planet carrier 17 on the other. In addition, the outer ring wheel 19 in the exemplary embodiment shown carries a number (for example five) Xeilriemenscheiben 22, which are used to drive an alternator or other units.

Mit dem Außenring 13 des Freilaufes 12 bzw. dem Sonnenrad 14 ist des weiteren eine Kupplungsscheibe 23, z.B. mittels Schrauben 24, fest verbunden, die mit einer an der Antriebsmaschine bzw. einem mit dieser verbundenen, relativ feststehenden Teil 25 angeordneten Bremse 26, insbesondere einer elektromagnetischen Bremse, zusammenwirkt.With the outer ring 13 of the freewheel 12 or the sun gear 14 is further a clutch disc 23, for example by means of screws 24, fixedly connected to the one on the prime mover or a relatively fixed part connected to it 25 arranged brake 26, in particular an electromagnetic brake, interacts.

Die elektromagnetische Bremse 26 wird durch einen Stromkreis 27, 28 über eine Schaltelektronik 29 beliefert, derart, daßThe electromagnetic brake 26 is supplied by a circuit 27, 28 via an electronic circuit 29, such that

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>a ■ ΐ812> a ■ ΐ812

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der Strom im Leitungsteil 28 in Abhängigkeit von den jeweils als Abhängigkeitsgrößen (Parametern) vorgesehenen Betriebszuständen einschaltbar oder ausschaltbar ist. Als die Betriebsgrößen liefernde Aggregate sind in dem dargestellten Schemabeispiel angedeutet: ein drehzahlabhängiges Aggregat 3Oi z. B. der Unterbrecher für den Zündstrom der Maschine, ein temperaturabhängiges Aggregat 31 ι z· B. der Kühler für die Antriebsmaschine unter Benutzung der Kühlwassertemperatur als Parameter, ein Klimaaggregat 32, z. B. ein Klimakompressor, wobei z. B. die Temperatur der vom Kompressor gelieferten Luft oder auch ein klimabedingtes Einschalten des Kompressors als Parameter herangezogen wird, oder beispielsweise ein spannungsabhöngiges Aggregat 33, ^z· B· die den elektrischen Strom für Maschine und Fahrzeug liefernde Batterie, deren Spannung als Parameter benutzt wird.the current in the line part 28 can be switched on or off as a function of the respective operating states provided as dependent variables (parameters). The following are indicated as the units delivering the operating parameters: a speed-dependent unit 3Oi z. B. the interrupter for the ignition current of the machine, a temperature-dependent unit 31 ι eg the cooler for the drive machine using the cooling water temperature as a parameter, an air conditioning unit 32, z. B. an air conditioning compressor, with z. B. the temperature of the air supplied by the compressor or a climate-related switching on of the compressor is used as a parameter, or for example a voltage-dependent unit 33, ^{e.g. the} battery supplying the electrical current for the machine and vehicle, the voltage of which is used as a parameter.

Im Tiefgang erfolgt der Antrieb bei ausgerückter Bremse von der Antriebswelle 10 auf den Planetenträger 17· Der Freilauf 12 ist so ausgebildet, daß er ein Überholen der Antriebswelle 10 durch das Sonnenrad l4 verhindert. Das Abtriebsmoment am Ringrad 19 wird also auf dem umlaufenden Freilauf abgestützt, d. h. das Ringrad 19 läuft mit Antriebsdrehzahl um. Zum Hochgang wird mit der Bremse 26 das Sonnenrad 13/1^ abgebremst. Der Antrieb erfolgt wieder von der Antriebswelle 10 über den Lagerring 11 auf den Planetenträger 17- Di« Planetenräder l8 sollen nunmehr auf dem feststehenden Sonnenrad lk ab und treiben damit das Außenringrad 19 mit erhöhter Drehgeschwindigkeit an. Di· Über-In depth, the drive takes place with the brake disengaged from the drive shaft 10 to the planetary carrier 17. The freewheel 12 is designed in such a way that it prevents the drive shaft 10 from being overtaken by the sun gear 14. The output torque at the ring gear 19 is thus supported on the revolving freewheel, ie the ring gear 19 rotates at the drive speed. To start up, the sun gear 13/1 ^ is braked with the brake 26. The drive takes place again from the drive shaft 10 via the bearing ring 11 to the planetary carrier 17- Di «planetary gears l8 are now to abort on the fixed sun gear lk and thus drive the outer ring gear 19 at increased rotational speed. Tue over-

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Setzung des Hochtriebes gegenüber dem Tieftrieb liegt überlicherweise zwischen 1,5 und 2,0, vorzugsweise etwa bei 1,6 bis 1,7.Settlement of the high drive compared to the low drive is usually between 1.5 and 2.0, preferably around 1.6 to 1.7.

Gegebenenfalls kann auch ein mehrstufiges Schaltgetriebe vorgesehen sein.If necessary, a multi-stage gearbox can also be used be provided.

Selbstverständlich braucht nicht jede dieser Betriebsgrößen für das Ein- oder Ausachalten einer Schaltkupplung (bzw. Bremse) bzw. für das Umschalten von Tief- auf Hochgang herangezogen zu werden. Vielmehr kann - je nach Bedarf und den jeweiligen Gegebenheiten - nur die eine oder andere Betriebsgröße als Parameter für das Ein- und Ausschalten von Tiefoder Hooligans b:;w, für das Umschalten zwischen Tiefgang und Hoöh?;ang vorgesehen sein. Auch kann bei mehreren gleichzeitig vor^e-iehenea ITg .siiantrleiea jedsr derselben voa einer anderen, für- da.' betreffende A&gregat geeigneten Be'crleuajrj3h gesteuert geschaltet v/erden. Andererseits ist en jedoch möglich, insbesondere über eine Elektronik, gleichzeitig auch mehrere oder alle hierfür vorgesehenen Betriebsgrößen in geeigneter Kombination heranzuziehen.It goes without saying that each of these operating variables does not need to be used for engaging or disengaging a clutch (or brake) or for switching from low to high gear. Rather, depending on requirements and the respective circumstances, only one or the other operating variable can be provided as a parameter for switching low or hooligans b:; w, for switching between low and high?; Ang on and off. Also with several at the same time before ^ e-iehenea ITg .siiantrleiea each of the same voa another, for- da. ' relevant A & gregat suitable Be'crleuajr j3h controlled switched v / earth. On the other hand, s is possible, however, particularly via electronics to refer to several or all provided for this farm sizes in appropriate combination simultaneously.

Auch können Mittel vorgesehen sein, die es erlauben, jeweils die eine oder andere Betriebsgröße als Parameter zur Beeinflussung des Nebenantriebes ab- oder zuzuschalten bzw. das Ein- und Ausrücken der Schaltkupplung unter voller oder teilweiser Ausschaltung der Automatik von Hand vorzunehmen.Means can also be provided which allow one or the other operating variable to be used as a parameter for influencing the power take-off on or off or the engagement and disengagement of the clutch with full or partial To switch off the automatic by hand.

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Claims

2 1:-BU2 1: -BU

Daimier-Bens Aktiengesellschaft Palm 11 762A Stuttgart-UntertUrkheim January 11, 1978

Expectations

J Drive device for auxiliary units of internal combustion engines, in particular motor vehicle drive machines, with a gearbox between the drive machine and auxiliary unit that can be switched between a low gear ratio (Tleftrleb) and a high gear ratio (boost), characterized in that the »gearbox is automatically switched depending on one or more operating variables is provided.

2. Drive device according to claim 1, characterized by a circuit of the gearbox as a function of an operating size of the prime mover.

, 35. Drive device according to claim 2, characterized by a circuit (unit 30) of the gearbox that is dependent on the speed of the drive machine.

4. Drive device according to claim 2, characterized by one of a temperature state of the drive

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maschine, z.B. der 31- oder Kühlwassertemperatur, abhängige Schaltung (Aggregat 31) des Schaltgetriebes.machine, e.g. the 31 or cooling water temperature, dependent circuit (unit 31) of the gearbox.

5· Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltung des Schaltgetriebes in Abhängigkeit von einer ihrerseits höchstens mittelbar vom Betriebszustand der Antriebsmaschine abhängigen Betriebsgröße wie Stromspannung (Aggregat 33), Klimazustand (Aggregat 32) od.dgl.5 · Drive device according to claim 1, characterized by switching the gearbox as a function of one of its part at most indirectly from Operating condition of the drive machine dependent operating variable such as voltage (unit 33), climatic condition (Unit 32) or the like.

5. Antriebevonichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Schaltung des Schaltgetriebes in Abhängigkeit von mehreren Betriebsgrößen, z.B. der in den Ansprüchen 3 bis 5 genannten Betriebsgrößen.5. Drive device according to one of claims 1 to 5, characterized by a circuit of the gearbox as a function of several operating parameters, e.g. the operating parameters mentioned in claims 3 to 5.

7· Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltgetriebe ein Planetengetriebe (15) vorgesehen ist.7 drive device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a planetary gear (15) is provided as the gearbox.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7# dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe (15) eine Einwegkupplung (12) für einen Tiefgang und eine Bremse (26) zum Abbremsen eines Oetrlebegliedes, z.B. Sonnenrades (14), des Planetengetriebe aufweist.8. Drive device according to claim 7 # characterized in that the planetary gear (15) has a one-way clutch (12) for a draft and a brake (26) for braking an oil member, e.g. a sun gear (14), the planetary gear.

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Palm 11 702/4

9 · Drive device according to an oiler claims 1 to 8, characterized by means for fully or partially overriding the automatic switchover and possibly to activate an arbitrary switchability.

10. Drive device according to one of claims 1 to 9, characterized in that for switching the gearbox an electromagnetic clutch or brake (25) is provided.

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