DE10035765A1

DE10035765A1 - Antrieb für ein Kühlluftgebläse einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10035765A1
Application number: DE2000135765
Authority: DE
Inventors: Martin Brielmair; Christian Absmeier; Stephan Kessel; Bernhard Zuck
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-07-22
Filing date: 2000-07-22
Publication date: 2002-02-07

Abstract

Antrieb für ein Kühlluftgebläse einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Gebläsewelle über eine Überholkupplung mit einer brennkraftmaschinenseitigen Antriebswelle verbunden ist und bei dem mittels einer elektrischen Maschine mit einem Stator und einem Rotor das Kühlluftgebläse antreibbar ist, und der Rotor ortsfest am Außenumfang des Kühlgebläses angeordnet ist. DOLLAR A Die Anordnung der elektrischen Maschine am Außenumfang des Kühlluftgebläses ermöglicht eine extrem kurze Bauform des Antriebs des Kühlluftgebläses, wobei die elektrische Maschine gleichzeitig ein hohes Schleppmoment auf den Antrieb des Kühlluftgebläses aufbringt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Kühlluftgebläse einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Ein Antrieb für ein Kühlluftgebläse der zuvor genannten Art ist bereits in der DE 33 45 340 C2 beschrieben. Bei dieser Anordnung ist das Kühlluftgebläse mit seiner Gebläsewelle über eine Überholkupplung mit einer Antriebswelle eines brennkraft maschinenseitigen Antriebs verbunden. Das Kühlluftgebläse hat zusätzlich einen Elektromotor als Antrieb, dessen Rotor fest auf der Gebläsewelle und dessen Sta tor, die Überholkupplung überbrückend, fest auf der Antriebswelle gelagert ist. Im normalen Motorbetrieb wird das Kühlluftgebläse vom brennkraftmaschinenseitigen Antrieb angetrieben. Die Überholkupplung ist dabei so ausgebildet, dass für diesen Betriebsfall eine direkte Kopplung zwischen Antriebswelle und Gebläsewelle be steht. Erst wenn ein erhöhter Kühlbedarf erforderlich ist, wird der Elektromotor mit Strom aus der Batterie des Kraftfahrzeuges beaufschlagt. Das Kühlluftgebläse wird dadurch auf eine höhere Drehzahl als die der Antriebswelle beschleunigt. Beim An trieb des Kühlluftgebläses über den Elektromotor ist die Gebläsewelle durch die Überholkupplung vom brennkraftmaschinenseitigen Antrieb entkoppelt.

Bei der genannten Anordnung eines Antriebs für ein Kühlluftgebläse ist besonders die lange Bauform des Antriebs von Nachteil.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Bauform für einen Antrieb für ein Kühl luftgebläse aufzuzeigen, welcher gleichzeitig ein großes Kühlluftgebläseschlepp moment aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Diese Bauform gestattet eine sehr kompakte Ausführung des Kühlluftgebläses. Die Anordnung der elektrischen Maschine zwischen dem brennkraftmaschinenseitigen Antrieb und dem Lüftergebläse entfällt vorteilhaft, wodurch das Kühlluftgebläse um den Bauraum der elektrischen Maschine näher an die Brennkraftmaschine heran rückt. Besonders vorteilhaft ist diese Bauform für lang bauende Brennkraftmaschi nen, wie beispielsweise Reihensechszylinder-Brennkraftmaschinen.

Vorteilhaft nach Anspruch 2 ist die einfache Befestigung des Stators an die Brenn kraftmaschine, beispielsweise durch Anformen von Halteelementen an das Gehäu se. Das für eine elektrische Maschine zur Funktion notwendige Spaltmaß zwischen Stator und Rotor läßt sich fertigungstechnisch einfach realisieren, da das Gehäuse der Brennkraftmaschine den mechanischen Bezugsort darstellt.

Vorteilhaft nach Anspruch 3 ist der Stator nicht am gesamten Außenumfang des Kühlluftgebläses angeordnet, sondern nur über den, für den Betrieb des Kühlluftge bläses notwendigen Umschlingungswinkel. Der Umschlingungswinkel definiert das Kreissegment am Außenumfang des Rotors, an dem der Stator angeordnet ist. Vor teilhaft wird die elektrische Maschine als Segment Elektromotor - Linearmotor - aus gelegt. Hierdurch kann das Schleppmoment, welches die elektrische Maschine auf bringt, beispielsweise einfach durch Variation des Umschlingungswinkels festgelegt werden. Weiterhin wirkt sich der große Abstand der elektrischen Maschine zu der Antriebswelle durch die damit erzeugte Hebelwirkung positiv für das Schleppmo ment aus.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles dargestellt.

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung eines Antriebs für ein Kühlluftgebläse einer Brennkraftmaschine.

Eine Brennkraftmaschine 1 treibt über eine brennkraftmaschinenseitige Antriebs welle 2 und über eine Überholkupplung 3 eine Gebläsewelle 4 an. Die Gebläsewelle 4 treibt ihrerseits wiederum über eine weitere Kupplung 5 ein Kühlluftgebläse 6 an. Am Außenumfang des Kühlluftgebläses 6 ist eine elektrische Maschine 7 angeord net. Die elektrische Maschine 7 besteht aus einem Rotor 8 und einem Stator 9. Der Rotor 8 ist ortsfest am Außenumfang des Kühlluftgebläses 6 befestigt. Der Stator 9 ist ortsfest über ein Halteelement 12 mit der Brennkraftmaschine verbunden. Der Stator 9 ist weiterhin über eine Verbindungsleitung 10 mit einem elektrischen Steu ergerät 11 verbunden. Das Kühlluftgebläse 6 fördert im Betrieb Umgebungsluft mit der Strömungsrichtung 13, 13' (dicke Pfeile) in Richtung Brennkraftmaschine.

Bei dem hier beschriebenen System handelt es sich um einen Hybridlüfterantrieb. Unter Hybridlüfterantrieb versteht man den Antrieb eines Lüfters mittels zweier ver schiedener Antriebsquellen, wobei die beiden Antriebsquellen bedarfsorientiert kombiniert oder gewechselt werden können.

Die Hauptantriebsquelle für das Kühlluftgebläse ist die Brennkraftmaschine 1. Vor zugsweise wird als brennkraftmaschinenseitige Antriebswelle 2 die Wasserpum pennabe verwendet. Denkbar ist jedoch auch der Antrieb direkt über eine Verlänge rung der Kurbelwelle oder einen separaten Riementrieb. Die Momentenübertragung auf das Kühlluftgebläse 6 erfolgt über die Überholkupplung 3, die eine Visko kupplung mit Freilauf ist. Als weitere Ausgestaltungsvariante kann diese neben wei teren auch als Magnetkupplung ausgestaltet sein.

Mit der weiteren Kupplung 5, hier eine elektromagnetische Kupplung, die zwischen Kühlluftgebläse 6 und Gebläsewelle 4 angeordnet ist, ist eine zusätzliche Kupp lungsanordnung dargestellt. Mit ihr lässt sich das Kühlluftgebläse 6 ebenso wie mit der zuvor genannten Viskokupplung mit Freilauf (Überholkupplung 3) vollständig von dem brennkraftmaschinenseitigen Antrieb entkoppeln. Grundsätzlich ist jede Art von schaltbarer Kupplung an dieser Stelle einsetzbar. Nach Trennung der Gebläsewelle 4 von dem Kühlluftgebläse 6 erfolgt der Antrieb durch die elektrische Ma schine 7.

Die elektrische Maschine 7, die am Außenumfang des Kühlluftgebläses 6 angeord net ist, ist ein Segment Elektromotor. Diese ist die zweite Antriebsquelle für das Kühlluftgebläse 6. Der Rotor 8, der ortsfest am Außenumfang des Kühlluftgebläses 6 befestigt ist, besteht aus aneinandergereihten Magneten mit einem Eisenring. Der Stator 9 beinhaltet die Spulenkörper, die partiell, beziehungsweise segmentartig am Kühlluftgebläseaußenumfang mit dem entsprechenden Funktionsspalt brennkraft maschinenfest angeordnet sind. Der Stator 9 ist außerdem mit dem elektrischen Steuergerät 11, das Brennkraftmaschinensteuergerät, über die elektrische Leitung 10 verbunden. Über die elektronische Ansteuerung der Statorwicklungen durch das Steuergerät 11, lassen sich sowohl Drehzahl als auch die Drehrichtung des Kühl luftgebläses 6 in gegebenen Leistungsgrenzen, die von der maximalen Stromstärke begrenzt sind, variabel einstellen.

Bei Anforderung höherer Lüfterleistungen bei hoher Brennkraftmaschinendrehzahl, wie z. B. bei Gelände- oder Bergfahrten, übernimmt die Überholkupplung 3 die Drehmomentübertragung für das Kühlluftgebläse 6. Die Steuerung der Überhol kupplung erfolgt wie allgemein bekannt, über die Kühlerablufttemperatur. Bei nied riger Brennkraftmaschinendrehzahl und dennoch hoher erforderlicher Kühlleistung treibt die elektrische Maschine 7 das Kühlluftgebläse 6 zusätzlich zum brennkraft maschinenseitigen Antrieb an.

Das Kühlluftgebläse 6 kann bei zugeschalteter Überholkupplung 3 und bei entspre chender elektrischer Beschaltung der elektrischen Maschine 7 als Stromlieferant (Zusatzgenerator) genutzt werden. Der Stator 9 der elektrischen Maschine 7 dient dann als Generatorwicklung, in dem sich das Kühlluftgebläse 6 mit dem Rotor 8 dreht und somit Strom in den Generatorwicklungen des Stators 9 induziert. Mit die ser Anordnung wird auch der Kalthochlauf der Überholkupplung 3 durch das Entge genwirken der elektrischen Maschine 7 verhindert.

Bezugszeichenliste

1

Brennkraftmaschine

2

Brennkraftmaschinenseitige Antriebswelle

3

Überholkupplung

4

Gebläsewelle

5

Kupplung

6

Kühlluftgebläse

7

Elektrische Maschine

8

Rotor

9

Stator

10

Verbindungsleitung

11

Steuergerät

12

Halteelement

13

,

13

' Strömungsrichtung

Claims

1. Antrieb für ein Kühlluftgebläse einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Ge bläsewelle über eine Überholkupplung mit einer brennkraftmaschinenseitigen Antriebswelle verbunden ist und bei dem mittels einer elektrischen Maschine mit einem Stator und einem Rotor das Kühlluftgebläse antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) ortsfest am Außenumfang des Kühlluftgebläses (6) angeordnet ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) ortsfest mit der Brennkraftma schine (1) verbunden ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (7) ein Segment E lektromotor ist.

4. Antrieb nach zumindest einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gebläsewelle (4) und dem Kühl luftgebläse (6) eine weitere Kupplung (5) angeordnet ist.

5. Antrieb nach zumindest einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine weiterhin eine Kühlmittelpumpe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die brennkraftmaschinenseitige Antriebswelle (2) eine Kühlmittelpumpenwelle ist.