DE3524072A1 - Drive device for the auxiliary units of internal combustion engines, especially of motor vehicle internal combustion engines - Google Patents

Drive device for the auxiliary units of internal combustion engines, especially of motor vehicle internal combustion engines

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DE3524072A1 DE19853524072 DE3524072A DE3524072A1 DE 3524072 A1 DE3524072 A1 DE 3524072A1 DE 19853524072 DE19853524072 DE 19853524072 DE 3524072 A DE3524072 A DE 3524072A DE 3524072 A1 DE3524072 A1 DE 3524072A1
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Abstract

The invention relates to a drive device for the auxiliary units of internal combustion engines, especially of motor vehicle internal combustion engines with a transmission, which is connected by its input to the internal combustion engine and by its output to the auxiliary units, the gear transmission ratio being adjusted as a function of the speed of the internal combustion engine. According to the invention the transmission is constructed as a shift transmission (1) with at least two stages. The individual shift stages are automatically selected in that at higher speeds of the internal combustion engine the transmission ratio of the shift transmission (1) is adjusted so as to reduce the speed on the output. The speed range is thereby reduced and the auxiliary units operated in a correspondingly smaller and optimally definable speed range. As a result the total power input of the auxiliary units is reduced and the auxiliary units can be constructed smaller and lighter since the mechanical load and the wear due to high maximum speeds such as occur with a direct drive of the internal combustion engine no longer occur. The auxiliary units are moreover directly flange mounted on the shift transmission, providing a compact preassembled unit. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für die Nebenaggregate von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drive device for the Auxiliary units of internal combustion engines, in particular Motor vehicle internal combustion engines, according to the preamble of claim 1.

Für den Betrieb eines Kraftfahrzeuges und einer Brennkraft­ maschine im Kraftfahrzeug sind eine Reihe von Neben­ aggregaten erforderlich, wie Lichtmaschine, Ölpumpe, Wasserpumpe, Servopumpe, ggf. Klimakompressor, etc. Diese Nebenaggregate werden üblicherweise direkt über Keilriemen, Zahnriemen, Antriebsketten oder Zahnradgetriebe von der Brennkraftmaschine angetrieben. Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen werden mit sehr unterschiedlichen Dreh­ zahlen von ca. 900 bis 7.000 U/min betrieben. Dieser Dreh­ zahlbereich wird bei modernen Fahrzeugen noch größer, bei­ spielsweise durch die Leerlauf-Drehzahlabsenkung.For the operation of a motor vehicle and an internal combustion engine machines in motor vehicles are a number of secondary aggregates required, such as alternator, oil pump, Water pump, servo pump, possibly air conditioning compressor, etc. This Ancillaries are usually directly via V-belts, Timing belts, drive chains or gear drives from the Internal combustion engine driven. Internal combustion engines in Motor vehicles are turning with very different numbers from approx. 900 to 7,000 rpm. That spin The number range is even larger in modern vehicles for example through the idle speed reduction.

Durch den direkten Antrieb der Nebenaggregate von der Brennkraftmaschine ist die Drehzahl der Nebenaggregate proportional der Drehzahl der Brennkraftmaschine, so daß die Drehzahlen der Nebenaggregate im gleichen Verhältnis wie die der Brennkraftmaschine schwanken. Die meisten Nebenaggregate haben in mittleren Drehzahlbereichen ein Wirkungsmaximum. Bei höheren und geringeren Drehzahlen ist der Wirkungsgrad schlechter, so daß der Brennkraftmaschine für den Antrieb der Nebenaggregate in diesen Bereichen un­ erwünscht viel Leistung entzogen wird und hohe energe­ tischen Verluste auftreten, so daß die Nebenaggregate in weiten Drehzahlbereichen unwirtschaftlich arbeiten.Through the direct drive of the auxiliary units from the Internal combustion engine is the speed of the auxiliary units proportional to the speed of the internal combustion engine, so that the speeds of the auxiliary units in the same ratio how the internal combustion engine fluctuate. Most  Auxiliary units have a medium speed range Effect maximum. At higher and lower speeds the efficiency worse, so that the internal combustion engine for driving the auxiliary units in these areas Desired amount of power is withdrawn and high energy table losses occur, so that the auxiliary units in work uneconomically over a wide speed range.

Ein weiteres Problem beim Antrieb der Nebenaggregate liegt darin, daß diese schon bei geringen Motordrehzahlen aus­ reichend mit Energie versorgt werden müssen oder sollen, damit sie auch beispielsweise bei Leerlaufdrehzahl bereits genügend gut arbeiten. Dies ergibt Schwierigkeiten bei der Auslegung der Nebenaggregate.Another problem with the drive of the auxiliary units is in the fact that this turns off even at low engine speeds must or should be adequately supplied with energy, so that they are already at idle speed work well enough. This creates difficulties in the Design of the auxiliary units.

Dagegen liefern viele Nebenaggregate bei höherer und maxi­ maler Drehzahl der Brennkraftmaschine weitaus mehr Hilfs­ energie als für die Brennkraftmaschine oder das Kraftfahr­ zeug benötigt wird. Damit wird der Brennkraftmaschine auch mehr Leistung als notwendig entzogen, so daß auch dadurch unerwünscht hohe energetische Verluste auftreten, die sich in einem erhöhten Kraftstoffverbrauch niederschlagen. Bei hohen Drehzahlen steigt zusätzlich die mechanische Bela­ stung und der Verschleiß der Nebenaggregate, so daß diese aufgrund der auftretenden Maximaldrehzahlen konstruktiv aufwendig gestaltet sein müssen. Die aufwendige Ausführung bedingt einen höheren Preis und meist einen größeren Platzbedarf und höheres Gewicht.In contrast, many ancillary units deliver higher and maxi painter speed of the internal combustion engine much more auxiliary energy than for the internal combustion engine or motor vehicle stuff is needed. So that the internal combustion engine too withdrawn more power than necessary, so that too undesirable high energy losses occur, which can reflected in increased fuel consumption. At mechanical speeds also increase at high speeds stung and the wear of the auxiliary units, so that this constructive due to the occurring maximum speeds have to be elaborately designed. The elaborate design requires a higher price and usually a larger one Space requirements and higher weight.

Um die vorstehend beschriebenen Nachteile zu beheben, wur­ de bereits vorgeschlagen (DE-OS 27 50 727), zwischen der Brennkraftmaschine und den Nebenaggregaten ein Getriebe anzuordnen, das die Drehzahl am Ausgang des Getriebes zum Antrieb der Nebenaggregate weitgehend konstant hält. Als Getriebe sollte ein an sich bekanntes Umhüllungs- oder Um­ schlingungsgetriebe (Variotrieb) verwendet werden. Eine solche Antriebsvorrichtung für Nebenaggregate mit einem Variotrieb konnte sich aber in der Praxis nicht durch­ setzen, da ein Variotrieb für diesen Anwendungsfall, da relativ große Leistungen übertragen werden müssen, zu auf­ wendig ist.In order to remedy the disadvantages described above, de already proposed (DE-OS 27 50 727), between the Internal combustion engine and the auxiliary units a gear to arrange that the speed at the output of the gearbox The drive of the auxiliary units largely remains constant. As Gearbox should be a known envelope or order loop transmission (vario drive) can be used. A such drive device for ancillaries with a  In practice, however, the vario drive could not survive because there is a vario drive for this application relatively large benefits need to be transferred to is agile.

Weiter sind in der bekannten Antriebsvorrichtung alle Nebenaggregate hintereinander geschaltet, d. h. von einer durchgehenden Welle angetrieben. Auch dies hat sich in vielen Fällen als nachteilig erwiesen, da dadurch alle Nebenaggregate auf die vom Variotrieb abgegebene konstante Drehzahl optimiert werden müssen. Eine solche Optimierung auf eine gleiche Drehzahl erfordert z. T. aufwendige An­ passungen.Furthermore, all are in the known drive device Auxiliary units connected in series, d. H. from one through shaft driven. This has also turned into proven to be disadvantageous in many cases, since this causes all Auxiliary units to the constant output from the Vario drive Speed must be optimized. Such optimization for an equal speed requires z. T. complex An fits.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Antriebs­ vorrichtung für die Nebenaggregate von Brennkraftma­ schinen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Brennkraftma­ schinen zu schaffen, die einfach und kompakt aufgebaut ist, die preisgünstig in der Herstellung ist und als Ein­ heit vormontierbar ist.In contrast, the object of the invention is a drive device for auxiliary units of internal combustion engine machines, especially motor vehicle internal combustion engines to create machines that are simple and compact is that is inexpensive to manufacture and as one unit can be preassembled.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Antriebsvor­ richtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out in a generic drive direction with the characterizing features of the claim 1 solved.

Gemäß Anspruch 1 wird als Getriebe ein zweistufiges oder mehrstufiges Stufenschaltgetriebe verwendet, bei dem die Schaltung der einzelnen Schaltstufen selbsttätig in der Weise erfolgt, daß bei einer höheren Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine das Übersetzungsverhältnis des Stufenschalt­ getriebes im Sinne einer Drehzahlherabsetzung am Ausgang geändert wird. Weiter sind die Nebenaggregate direkt an das Stufenschaltgetriebe angeflanscht.According to claim 1, a two-stage or multi-stage multi-step transmission used, in which the Switching of the individual switching stages automatically in the Way is that at a higher speed of burning the gear ratio of the tap changer gearbox in the sense of a speed reduction at the output will be changed. The auxiliary units are also directly on the stepped gearbox flanged.

Mit diesen Merkmalen wird erreicht, daß bei ansteigender Drehzahl der Brennkraftmaschine auch die Drehzahl der Nebenaggregate bis zur Drehzahl am Schaltpunkt ansteigt, hier das Übersetzungsverhältnis selbsttätig verändert wird und damit die Drehzahl für die Nebenaggregate herabgesetzt wird. Bei weiter ansteigender Drehzahl der Brennkraftma­ schine steigt auch die Drehzahl der Nebenaggregate wieder an bis ggf. zu einem nächsten Schaltpunkt, an dem die Drehzahl wieder herabgesetzt wird. Wenn die Drehzahl der Nebenaggregate über der Drehzahl der Brennkraftmaschine graphisch dargestellt wird, ergibt sich somit etwa eine Sägezahnkurve. Die vorbeschriebene stufenweise Herab­ setzung der Drehzahlen für die Nebenaggregate ist ein­ facher und preisgünstiger durchzuführen, als eine Dreh­ zahlkonstanthaltung. Es hat sich gezeigt, daß auch mit der geringen Schwankung der Drehzahlen um die Drehzahl mit optimalem Wirkungsgrad die wesentlichen Vorteile weit­ gehend erreicht werden. Diese Vorteile sind die Reduzie­ rung des Drehzahlspektrums und damit eine gringere Maxi­ maldrehzahl, wodurch eine weniger aufwendige Auslegung er­ folgen kann und keine gefährlichen Berstdrehzahlen, z. B. beim Generator, auftreten. Die aufgenommene Leistung der Nebenaggregate sinkt, so daß der Brennkraftmaschine mehr Leistung zur Verfügung steht, bzw. Kraftstoff eingespart werden kann. Die Nebenaggregate sind kleiner und leichter auszuführen. Die Lebensdauer der Nebenaggregate steigt.With these features it is achieved that with increasing Engine speed also the speed of the Auxiliary units increase up to the speed at the switching point,  here the gear ratio is changed automatically and thus the speed for the auxiliary units is reduced becomes. If the speed of the internal combustion engine increases further The speed of the auxiliary units also increases again to possibly a next switching point at which the Speed is reduced again. If the speed of the Auxiliary units above the speed of the internal combustion engine is graphically represented, there is thus approximately one Sawtooth curve. The above step down Speed setting for the auxiliary units is a easier and cheaper to carry out than a shoot constant number. It has been shown that even with the low fluctuation of the speed around the speed with optimal efficiency the main advantages far can be reached. These advantages are the reduction tion of the speed range and thus a smaller Maxi painting speed, resulting in a less complex design can follow and no dangerous bursting speeds, e.g. B. with the generator. The recorded power of the Auxiliary units sinks so that the internal combustion engine more Power is available, or fuel saved can be. The auxiliary units are smaller and lighter to execute. The service life of the auxiliary units increases.

Durch die direkte Verbindung der Nebenaggregate mit dem Stufengetriebe wird eine kompakte Einheit erreicht, die vor dem Einbau in ein Kraftfahrzeug bereits vorteilhaft vormontiert werden kann. Es sind dabei weniger Keilriemen, Keilriemenscheiben und Spannvorrichtungen erforderlich und zudem ist eine leichte Schallkapselung möglich. Die Ge­ räuschentwicklung der Nebenaggregate ist durch die herab­ gesetzte Drehzahl ohnehin ebenfalls herabgesetzt.Through the direct connection of the auxiliary units with the Multi-stage gearbox achieves a compact unit that already advantageous before installation in a motor vehicle can be pre-assembled. There are fewer V-belts, V-belt pulleys and tensioners required and light encapsulation is also possible. The Ge Noise development from the auxiliary units is reduced by the set speed also reduced anyway.

Nach Anspruch 2 ist es vorteilhaft, das Stufenschaltge­ triebe aus einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Hauptwelle und einer freilaufenden Nebenwelle aufzubauen, wobei die Haupt- und Nebenwelle eingangsseitig über Zahn­ räder ständig angetrieben wird. Nachfolgend ist an der Hauptwelle eine bei einer bestimmten höheren Drehzahl selbsttätig öffnende Kupplung angeordnet und nach der Kupplung ein weiteres mit einem Freilauf verbundenes Zahn­ rad, daß mit einem weiteren Zahnrad der Nebenwelle im Ein­ griff steht. Bei niederen Drehzahlen der Brennkraftma­ schine werden somit die Nebenaggregate direkt über die Hauptwelle des Stufenschaltgetriebes angetrieben, wobei das zweite Zahnrad im Freilauf läuft. Bei höherer Drehzahl öffnet dagegen die Kupplung, so daß die direkte Antriebs­ verbindung über die Hauptwelle unterbrochen ist und der Antrieb über die Nebenwelle über das Zahnrad am Freilauf erfolgt, wodurch die Ausgangsdrehzahl herabgesetzt ist. Ein so aufgebautes Getriebe ist kompakt und einfach und preisgünstig in der Herstellung.According to claim 2, it is advantageous to the stage switch drives from a driven by the internal combustion engine To build the main shaft and a free-running countershaft, the main and secondary shaft on the input side via tooth  wheels is constantly driven. Below is the Main shaft one at a certain higher speed automatically opening clutch arranged and after the Coupling another tooth connected to a freewheel rad that with another gear of the countershaft in one handle stands. At low engine speed The auxiliary units are thus directly over the machine Main shaft of the multi-step transmission driven the second gear is freewheeling. At higher speed opens the clutch, however, so that the direct drive Connection via the main shaft is interrupted and the Drive via the auxiliary shaft via the gear on the freewheel takes place, whereby the output speed is reduced. A gearbox constructed in this way is compact and simple and inexpensive to manufacture.

Mit Anspruch 3 wird vorgeschlagen, das Getriebe nach An­ spruch 2 durch eine oder mehrere weitere Kupplungs- und Zahnradanordnungen zu ergänzen, wodurch weitere Schalt­ punkte erhalten werden und das Drehzahlspektrum zweckmäßig weiter reduziert wird. Es hat sich gezeigt, daß ein Stufenschaltgetriebe mit zwei oder drei Schaltstufen ein gutes Ergebnis im Verhältnis zu Aufwand und Vorteilen er­ gibt.With claim 3 it is proposed to the transmission according to say 2 by one or more additional clutch and To complement gear assemblies, creating more switching points are obtained and the speed range expedient is further reduced. It has been shown that a Multi-step transmission with two or three gear steps good result in relation to effort and advantages gives.

Eine funktionssichere und einfache selbsttätige Schaltung des Stufenschaltgetriebes wird gemäß Anspruch 4 mit einer Fliehkraftkupplung erreicht. Eine Fliehkraftkupplung hat üblicherweise eine Schalthysterese, so daß an den Schalt­ punkten keine instabilen Schaltzustände auftreten. Bei anderen Kupplungsarten sind geeignete Vorkehrungen für eine Schalthysterese zu treffen.A reliable and simple automatic circuit of the multi-step transmission is according to claim 4 with a Centrifugal clutch reached. Has a centrifugal clutch usually a switching hysteresis, so that the switching score no unstable switching states occur. At other types of couplings are appropriate precautions for to make a switching hysteresis.

Mit Anspruch 5 wird eine geeignete Ausführung einer Flieh­ kraftkupplung angegeben. Die Fliehkraftkupplung besteht dabei aus einem zentralen zylindrischen Wellenteil und einer Hohlwelle oder topfartigen Ausbildung, die den zentralen Wellenteil umgibt. An der Hohlwelle sind Druck­ stücke beweglich angebracht, die in Richtung auf die zen­ trale Welle über Federn vorgespannt sind, dort anliegen und eine bewegungsübertragende Verbindung herstellen. Bei höheren Drehzahlen heben die Druckstücke aufgrund der Fliehkraft ab, so daß dadurch die Verbindung beider Wellen augehoben ist.With claim 5 is a suitable execution of a flee power clutch specified. The centrifugal clutch exists thereby from a central cylindrical shaft part and a hollow shaft or pot-like training that the  surrounds the central shaft part. There is pressure on the hollow shaft pieces movably attached towards the zen central shaft are biased by springs, rest there and establish a motion transmitting connection. At higher speeds raise the pressure pieces due to the Centrifugal force, so that the connection of both shafts is highlighted.

Nach Anspruch 6 sind jedoch auch andere an sich bekannte hydraulische oder magnetische Kupplungen zu verwenden, die für eine selbsttätige Schaltung über einen separaten Dreh­ zahlaufnehmer für die Drehzahl der Brennkraftmaschine an­ zusteuern sind, wobei ebenfalls eine Schalthysterese er­ forderlich ist.According to claim 6, however, others are known per se to use hydraulic or magnetic couplings for automatic switching via a separate turn number sensor for the speed of the internal combustion engine are to be controlled, whereby also a switching hysteresis is required.

Es ist besonders vorteilhaft, die Nebenaggregate am Aus­ gang des Stufengetriebes parallel anzutreiben. Dadurch kann über unterschiedliche Zahnrad- oder Riemenscheiben­ durchmesser die Drehzahl der einzelnen Nebenaggregate auf unterschiedliche Niveaus eingestellt werden. Das bedeutet, daß die Nebenaggregate unabhängig voneinander auf unter­ schiedliche Drehzahlen optimiert sein können und über nur ein Getriebe in diesen optimierten Bereichen auch ange­ trieben werden.It is particularly advantageous to keep the ancillaries off parallel gear. Thereby can with different gear or pulleys diameter of the speed of the individual auxiliary units different levels can be set. That means, that the auxiliary units independently of each other on under different speeds can be optimized and over only a gearbox in these optimized areas is also indicated be driven.

Zweckmäßig wird der Antrieb nach den Merkmalen des An­ spruchs 8 angeordnet, wobei schwierige Nebenaggregate, wie z. B. der Klimakompressor auch durch beispielsweise einen Keilriemenantrieb entkoppelt werden können.The drive is expedient according to the characteristics of the An say 8 arranged, with difficult auxiliary units, such as e.g. B. the air conditioning compressor also by, for example, a V-belt drive can be decoupled.

Nach Anspruch 9 wird der Eingang des Stufenschaltgetriebes in an sich bekannter Weise über einen Keilriemen oder eine Kette mit der Brennkraftmaschine verbunden. Die vormon­ tierte erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung wird somit in bekannter und bewährter Weise an die Brennkraftmaschine angeschlossen. According to claim 9, the input of the multi-step transmission in a manner known per se via a V-belt or a Chain connected to the internal combustion engine. The previous month The drive device according to the invention is thus in known and proven way to the internal combustion engine connected.  

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vor­ teilen näher beschrieben.An embodiment of the invention is based on Drawings with further details, features and pre share described in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Stufenschaltgetriebes, Fig. 1 is a schematic diagram of a multi-step shift,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Gesamtanordnung von Stufenschaltgetrieben und Nebenaggregaten, Fig. 2 is a schematic illustration of an overall arrangement of steps transmissions and auxiliary units,

Fig. 3 eine konstruktive Ausführung eines Stufenschaltge­ triebes,3 shows a constructive embodiment of a drive Stufenschaltge.,

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer Fliehkraftkupplung. Fig. 4 is a schematic diagram of a centrifugal clutch.

In Fig. 1 ist die Prinzipanordnung eines Stufenschaltge­ triebes 1 dargestellt. Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß dem Stufenschaltgetriebe 1 eine Verteilerstufe 2 für verschie­ dene Nebenaggregate 3 nachgeschaltet ist.In Fig. 1, the basic arrangement of a stepped gear 1 is shown. From Fig. 2 it can be seen that the multi-stage transmission 1 is a distribution stage 2 for various ancillary units 3 is connected downstream.

Das Stufenschaltgetriebe besteht aus einer Hauptwelle 4 und einer Nebenwelle 5. Auf der Hauptwelle 4 ist ein erstes Zahnrad 6 angeordnet, das mit einem zugeordneten Zahnrad 7 auf der Nebenwelle 5 in Eingriff steht. Nach dem ersten Zahnrad 6 folgt eine erste Fliehkraftkupplung 8, deren Aufbau im einzelnen in Fig. 4 dargestellt ist. Nach der ersten Fliehkraftkupplung 8 ist ein zweites Zahnrad 9 über einen ersten Freilauf 10 auf der Hauptwelle 4 ange­ ordnet, wobei das Zahnrad 9 mit einem zugeordneten Zahnrad 11 auf der Nebenwelle 5 in Eingriff steht. Auf der Haupt­ welle 4 folgt eine zweite Fliehkraftkupplung 12, ein drit­ tes Zahnrad 13 auf einem zweiten Freilauf 14, wobei das Zahnrad 13 mit einem zugeordneten Zahnrad 15 auf der Nebenwelle 5 in Eingriff steht. Das erste, zweite und dritte Zahnrad 6, 9, 13 auf der Hauptwelle 4 sind im Durchmesser ansteigend größer und entsprechend die zuge­ ordneten Zahnräder 7, 11, 15 im Durchmesser abfallend kleiner. Die Verbindung der Hauptwelle 4 mit der Brenn­ kraftmaschine erfolgt an der linken Seiten und die Verbin­ dung mit den Nebenaggregaten erfolgt ebenfalls über die Hauptwelle 4 mit der rechten Seite.The multi-step transmission consists of a main shaft 4 and a secondary shaft 5 . A first gear 6 is arranged on the main shaft 4 and engages with an assigned gear 7 on the auxiliary shaft 5 . After the first gear 6 is followed by a first centrifugal clutch 8 , the structure of which is shown in detail in FIG. 4. After the first centrifugal clutch 8 , a second gear 9 is arranged via a first freewheel 10 on the main shaft 4 , the gear 9 being in engagement with an associated gear 11 on the auxiliary shaft 5 . On the main shaft 4 follows a second centrifugal clutch 12 , a third gear 13 on a second freewheel 14 , the gear 13 being in engagement with an associated gear 15 on the auxiliary shaft 5 . The first, second and third gear 6 , 9 , 13 on the main shaft 4 are larger in diameter and correspondingly the assigned gears 7 , 11 , 15 decrease in diameter smaller. The connection of the main shaft 4 with the internal combustion engine takes place on the left side and the connec tion with the auxiliary units is also carried out via the main shaft 4 with the right side.

Das dargestellte Stufenschaltgetriebe hat folgende Funkti­ on: Bei Leerlaufdrehzahl bzw. niederen Drehzahlen der Brennkraftmaschine sind beide Fliehkraftkupplungen 8 und 12 geschlossen, so daß die Nebenaggregate direkt mit der­ selben Drehzahl wie die Brennkraftmaschine angetrieben werden. Die Zahnräder 9 und 13 werden über die Nebenwelle 5 ebenfalls angetrieben, laufen jedoch im Freilauf lang­ samer als die Hauptwelle 4. Bei steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine öffnet die Fliehkraftkupplung 8. Die Fliehkraftkupplung 12 ist so ausgelegt, daß sie noch ge­ schlossen ist und erst bei einer noch höheren Drehzahl öffnet. Durch die Öffnung der Fliehkraftkupplung 8 ist die direkte Verbindung der Hauptwelle 4 unterbrochen und der Antrieb erfolgt über die Zahnräder 6, 7 und 11, 9. Nach dem Öffnen der Fliehkraftkupplung 8 nimmt die Drehzahl des rechten Teils der Hauptwelle so lange ab, bis der Freilauf des Zahnrades 9 aufgehoben ist und dieses mit verminderter Drehzahl den Antrieb übernimmt. Bei einer weiteren Steige­ rung der Drehzahl der Brennkraftmaschine steigt auch die Drehzahl der Fliehkraftkupplung 12 so lange an, bis auch diese öffnet. Dadurch sinkt die Drehzal des rechten Aus­ gangs der Hauptwelle 4 so lange, bis der Freilauf des dritten Zahnrads 13 aufgehoben ist und der Antrieb über die Zahnräder 6, 7, 15 und 13 erfolgt. Mit dem aufgezeig­ ten Stufenschaltgetriebe wird das Drehzahlspektrum für die Nebenaggregate verkleinert und dadurch der Wirkungsgrad insgesamt erhöht.The stepped gearbox shown has the following functi on: At idle speed or low engine speeds, both centrifugal clutches 8 and 12 are closed, so that the auxiliary units are driven directly at the same speed as the engine. The gears 9 and 13 are also driven via the auxiliary shaft 5 , but run slower than the main shaft 4 when freewheeling. As the engine speed increases, the centrifugal clutch 8 opens. The centrifugal clutch 12 is designed so that it is still closed and only opens at an even higher speed. Through the opening of the centrifugal clutch 8 , the direct connection of the main shaft 4 is interrupted and the drive takes place via the gears 6 , 7 and 11 , 9 . After opening the centrifugal clutch 8 , the speed of the right part of the main shaft decreases until the freewheel of the gear 9 is released and this takes over the drive at a reduced speed. In a further increase tion of the speed of the internal combustion engine, the speed of the centrifugal clutch 12 increases until it opens. As a result, the speed of the right output from the main shaft 4 decreases until the freewheeling of the third gear 13 is canceled and the drive is carried out via the gears 6 , 7 , 15 and 13 . With the multi-speed gearbox shown, the speed range for the auxiliary units is reduced, thereby increasing the overall efficiency.

In Fig. 2 ist das Gehäuse 16 des Stufenschaltgetriebes 1 dargestellt mit der Hauptwelle 4 an der eingangsseitig eine Riemenscheibe 17 und ausgangsseitig ein Zahnrad 18 angebracht sind. Das Zahnrad 18 liegt in der Verteiler­ stufe 2, in der parallel Antriebszahnräder 19 und 20 eines Generators 21 und einer Hydropumpe 22 mit dem Zahnrad 18 in Eingriff stehen. Die Zahnräder 19 und 20 haben unter­ schiedliche Durchmesser, so daß der Generator 21 und die Hydropumpe 22 mit anderen Drehzahlen betrieben werden. Strichliert ist eine Wasserpumpe 23 dargestellt, die unterhalb angebracht ist und ebenfalls direkt vom Zahnrad 18 angetrieben wird. Am Eingang des Gehäuses 16 ist eine weitere Riemenscheibe 24 dargestellt, über die, z. B. über die Nebenwelle 5, ein entkoppelter Antrieb eines örtlich getrennten Klimakompressors möglich ist. Das Stufenschalt­ getriebe 1, die Verteilerstufe 2 und die Nebenaggregate 3 bilden eine vormontierbare miteinander fest verbundene Einheit. Die Verteilerstufe 2 kann auch unmittelbar im Stufenschaltgetriebe integriert sein.In Fig. 2, the housing 16 of the multi-step transmission 1 is shown with the main shaft 4 on the input side of a pulley 17 and on the output side a gear 18 are attached. The gear 18 is in the distributor stage 2 , in the parallel drive gears 19 and 20 of a generator 21 and a hydraulic pump 22 are in engagement with the gear 18 . The gears 19 and 20 have different diameters, so that the generator 21 and the hydraulic pump 22 are operated at different speeds. A water pump 23 is shown in dashed lines, which is attached below and is also driven directly by the gear 18 . At the input of the housing 16 , a further pulley 24 is shown, via which, for. B. via the auxiliary shaft 5 , a decoupled drive of a locally separate air conditioning compressor is possible. The tap changer gear 1 , the distributor stage 2 and the auxiliary units 3 form a preassembled unit which is firmly connected to one another. The distributor stage 2 can also be integrated directly in the multi-stage transmission.

Fig. 3 stellt eine konstruktive Ausführung des Stufen­ schaltgetriebes dar mit seinen Einzelteilen: Gehäuse 16, Riemenscheibe 17, Hauptwelle 4, Nebenwelle 5, erstes Zahn­ rad 6, zugeordnetes Zahnrad 7, erste Fliehkraftkupplung 8, zweites Zahnrad 9 mit Freilauf 10 und zugeordnetem Zahn­ rad 11, zweite Fliehkraftkupplung 12, drittes Zahnrad 13 mit Freilauf 14 und zugeordnetem Zahnrad 15. Die Neben­ welle 5 ist in Lagern 25, 26, 27 gelagert. Die Hauptwelle 4 ist in Lagern 28, 29, 30 gelagert, wobei die zentralen Teile der Fliehkraftkupplungen 8 und 12 in Lagern 31 und 32 gelagert sind. Die Lager 26 und 29 liegen in einer Zwischenwand 33 des Gehäuses 16. Solche Zwischenwände 33 mit Lagern sind erforderlichenfalls an mehreren Stellen entlang den Wellen 4, 5 anzubringen, bzw. können dann La­ ger an den Außenwänden des Gehäuses 16 entfallen. Fig. 3 shows a structural design of the stepped gearbox with its individual parts: housing 16 , pulley 17 , main shaft 4 , countershaft 5 , first gear wheel 6 , associated gear 7 , first centrifugal clutch 8 , second gear 9 with freewheel 10 and associated gear wheel 11 , second centrifugal clutch 12 , third gear 13 with freewheel 14 and associated gear 15 . The secondary shaft 5 is supported in bearings 25 , 26 , 27 . The main shaft 4 is supported in bearings 28 , 29 , 30 , the central parts of the centrifugal clutches 8 and 12 being supported in bearings 31 and 32 . The bearings 26 and 29 are located in an intermediate wall 33 of the housing 16 . Such partitions 33 with bearings are, if necessary, to be attached at several points along the shafts 4 , 5 , or can then be omitted on the outer walls of the housing 16 .

In Fig. 4 ist schematisch eine axiale Ansicht einer Flieh­ kraftkupplung 8 und 12 gezeigt, wobei zur besseren Über­ sicht der Außenbereich im Vergleich zum zentralen Bereich vergrößert dargestellt ist. Es ist der zentrale Wellenteil 34 und der ihn umgebende hohlwellenförmige Teil 35 zu er­ kennen. Auf dem Teil 35 sind Druckstücke 36, 37, 38 ange­ bracht, die um Achsen 39, 40, 41 schwenkbar in Richtung auf den zentralen Teil 34 gelagert sind, wie dies durch den Pfeil 42 angedeutet ist. Die Druckstücke 36, 37, 38 sind durch Federn (die der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind) auf den zentralen Wellenteil 34 gepreßt. Die Federkraft ist durch den Pfeil F d angedeutet.In Fig. 4, an axial view of a centrifugal clutch 8 and 12 is shown schematically, the outer area being shown enlarged compared to the central area for a better overview. It is the central shaft part 34 and the hollow part 35 surrounding it to be known. On the part 35 thrust pieces 36 , 37 , 38 are introduced , which are pivotally mounted about axes 39 , 40 , 41 towards the central part 34 , as indicated by the arrow 42 . The pressure pieces 36 , 37 , 38 are pressed onto the central shaft part 34 by springs (which are not shown for the sake of clarity). The spring force is indicated by the arrow F d .

Bei Stillstand der Welle wirkt die volle Federkraft auf alle drei Druckstücke 36, 37, 38 und es wird über einen Reibschluß eine feste Verbindung zwischen den Wellenteilen 34 und 35 hergestellt. Bei Drehung der Welle entsteht eine Fliehkraft auf die als einseitige Hebel ausgebildete Druckstücke, die mit steigender Drehzahl ebenfalls an­ steigt und der Federkraft entgegenwirkt, wie dies mit dem Pfeil F z angedeutet ist. Wenn die Fliehkraft etwa die Größe der Federkraft erreicht und weiter ansteigt, wird die Verbindung schleifend und ohne Ruck aufgehoben. Umge­ kehrt wenn die Drehzahl wieder sinkt, wird die Verbindung ohne Stoß wieder hergestellt.When the shaft is at a standstill, the full spring force acts on all three pressure pieces 36 , 37 , 38 and a firm connection between the shaft parts 34 and 35 is established via a frictional connection. When the shaft rotates, a centrifugal force arises on the thrust pieces designed as one-sided levers, which also increases with increasing speed and counteracts the spring force, as indicated by arrow F z . When the centrifugal force reaches approximately the size of the spring force and continues to increase, the connection is abraded and released without jerk. Conversely, when the speed drops again, the connection is reestablished without impact.

Zusammenfassend wird festgestellt, daß mit der erfindungs­ gemäßen Antriebsvorrichtung für Nebenaggregate ein hoher Wirkungsgrad in einem verkleinerten Drehzahlspektrum sowie ein preisgünstiger Aufbau und Montage erreicht werden.In summary, it is found that with the Invention according drive device for auxiliary units a high Efficiency in a reduced speed range as well an inexpensive construction and assembly can be achieved.

Claims (9)

1. Antriebsvorrichtung für die Nebenaggregate von Brenn­ kraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Brenn­ kraftmaschinen, mit einem Getriebe, das mit seinem Eingang mit der Brenn­ kraftmaschine und das mit seinem Ausgang mit den Neben­ aggregaten verbunden ist, wobei sich die Getriebeüber­ setzung in Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraft­ maschine verändert, dadurch gekennzeichnet,
daß das Getriebe ein wenigstens zweistufiges Stufen­ schaltgetriebe (1) ist,
daß die Schaltung der einzelnen Schaltstufen selbsttätig in der Weise erfolgt, daß bei einer höheren Drehzahl der Brennkraftmaschine das Übersetzungsverhältnis des Stufen­ schaltgetriebes (1) im Sinne einer Drehzahlherabsetzung am Ausgang geändert wird,
daß die Nebenaggregate (3) direkt an das Stufenschalt­ getriebe (1) angeflanscht sind. 1. Drive device for the auxiliary units of internal combustion engines, in particular motor vehicle internal combustion engines, with a transmission which is connected with its input to the internal combustion engine and with its output to the auxiliary units, the transmission ratio depending on the speed the internal combustion engine changed, characterized,
that the transmission is an at least two-stage manual transmission ( 1 ),
that the switching of the individual switching stages takes place automatically in such a way that, at a higher speed of the internal combustion engine, the transmission ratio of the gear shifting stage ( 1 ) is changed in the sense of a speed reduction at the output,
that the auxiliary units ( 3 ) are flanged directly to the tap changer ( 1 ). 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stufenschaltge­ triebe (1) aus einer von der Brennkraftmaschine ange­ triebenen Hauptwelle (4) und einer Nebenwelle (5) be­ steht,
daß ein Getriebeeingangsseitiges Zahnradpaar (6, 7) auf der Haupt- (4) und Nebenwelle (5) ständig im Eingriff steht,
daß nach dem ersten Zahnrad (6) auf der Hauptwelle (4) eine bei höherer Drehzahl selbsttätig öffnende Kupplung (8) folgt,
daß auf der Hauptwelle (4) nach der Kupplung (8) ein weiteres mit einem Freilauf (10) verbundenes zweites Zahnrad (9) folgt, das im Durchmesser größer als das erste Zahnrad (6) ist und mit einem Zahnrad (11) auf der Nebenwelle (5) ständig im Eingriff steht.2. Drive device according to claim 1, characterized in
that the stepped gearbox ( 1 ) consists of a driven by the internal combustion engine main shaft ( 4 ) and a secondary shaft ( 5 ) be,
that a pair of gearwheels on the input side of the transmission ( 6 , 7 ) on the main ( 4 ) and auxiliary shaft ( 5 ) is constantly engaged,
that after the first gear ( 6 ) on the main shaft ( 4 ) there follows a clutch ( 8 ) that opens automatically at a higher speed,
that on the main shaft ( 4 ) after the clutch ( 8 ) another with a freewheel ( 10 ) connected second gear ( 9 ) follows, which is larger in diameter than the first gear ( 6 ) and with a gear ( 11 ) on the Counter shaft ( 5 ) is constantly engaged. 3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Getriebe (1) auf der Haupt- (4) und Nebenwelle (5) eine zweite oder weitere Kupplung- und Zahnradanordnung (12, 13, 14, 15) folgt, wobei die zweite Kupplung (12) bei höherer Dreh­ zahl als die erste Kupplung (8) öffnet.3. Drive device according to claim 2, characterized in that in the transmission ( 1 ) on the main ( 4 ) and auxiliary shaft ( 5 ) a second or further clutch and gear arrangement ( 12 , 13 , 14 , 15 ) follows, the second Clutch ( 12 ) opens at a higher speed than the first clutch ( 8 ). 4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Schaltung über eine Fliehkraftkupplung er­ folgt.4. Drive device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the automatic switching via a centrifugal clutch he follows. 5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fliehkraftkupp­ lung aus einer zentralen Welle (34) (Abtriebswelle) und einer diese umgebende Hohlwelle (35) (Antriebswelle) besteht,
daß an der Hohlwelle (35) Druckstücke (36, 37, 38) be­ weglich angebracht sind, die über Federn in Richtung auf die zentrale Welle (34) vorgespannt sind und dort bei niederen Drehzahlen bewegungsübertragend anliegen und bei höheren Drehzahlen aufgrund der Fliehkraft abheben, wodurch die Verbindung beider Wellen (34, 35) aufgehoben ist.5. Drive device according to claim 4, characterized in
that the centrifugal clutch consists of a central shaft ( 34 ) (output shaft) and a hollow shaft ( 35 ) (drive shaft) surrounding it,
that on the hollow shaft ( 35 ) thrust pieces ( 36 , 37 , 38 ) are movably attached, which are biased by springs in the direction of the central shaft ( 34 ) and rest there at low speeds and transmit at higher speeds due to centrifugal force, whereby the connection of the two shafts ( 34 , 35 ) is broken. 6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Schaltung über eine hydraulische oder magnetische Kupplung erfolgt, die von einem Drehzahlauf­ nehmer angesteuert ist.6. Drive device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the automatic switching via a hydraulic or magnetic clutch is made by a speed is controlled. 7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Nebenaggregate (21, 22, 23) parallel am Ausgang des Stufenschaltgetriebes angetrieben sind.7. Drive device according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least two ancillary units ( 21 , 22 , 23 ) are driven in parallel at the output of the multi-step transmission. 8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb durch in einer Ebene liegende Zahnräder (18, 19, 20) und/oder Riemenscheiben erfolgt.8. Drive device according to claim 7, characterized in that the drive is carried out by in-plane gears ( 18 , 19 , 20 ) and / or pulleys. 9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stufenschaltgetriebe eingangsseitig über einen Keilrie­ men (Keilriemenscheibe 17) oder eine Kette angetrieben ist.9. Drive device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the multi-step transmission is driven on the input side via a V-belt (V-belt pulley 17 ) or a chain.
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