DE4418071C1 - Antriebseinheit mit einem Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit mit einem Elektro­ motor zum Antrieb eines Kühlgebläses eine s Kraftfahrzeugmotors und zum Antrieb einer hydraulischen Pumpe.

Antriebseinheiten dieser Art sind bekannt (DE 40 14 175 A1). Bei diesen bekannten Bauarten hat man einen Elektromotor als Antrieb für eine Ölpumpe und das Kühlgebläse vorgesehen, wobei die Antriebswellen von Ölpumpe und Kühlgebläse koaxial angeord­ net und jeweils mit den auf beiden Seiten des Elektromotors austretenden Enden von dessen Antriebswelle verbunden sind. Solche Bauarten machen die Anordnung zusätzlicher Elektromoto­ ren jeweils für den Antrieb der Einzelteile überflüssig. Dies hat neben der Einsparung eines weiteren Elektromotors auch den Vorteil, daß das Gewicht der benötigten Antriebe verringert wird. Da bei der bekannten Bauart sowohl die Ölpumpe als auch das Kühlgebläse ständig betrieben werden, muß der als ihr An­ trieb vorgesehene Elektromotor jedoch entsprechend stark ausge­ bildet sein.

Aus der DE-OS 14 76 110 ist es weiter bekannt, einen Elektromo­ tor als Antriebsvorrichtung für sämtliche Hilfsaggregate eines Kraftfahrzeugmotors vorzusehen, wobei dieser Elektromotor vom elektrischen Kreis des Fahrzeuges gespeist und bei konstanter Geschwindigkeit unabhängig vom Verbrennungsmotor läuft. Diese Ausgestaltung, bei der auch das Kühlgebläse für die Motorkühl­ flüssigkeit mitangetrieben wird, wenn dies aufgrund der Kühl­ mitteltemperatur notwendig ist, setzt ebenfalls voraus, daß der elektromotorische Antrieb stark genug ausgelegt ist, um alle Hilfsaggregate antreiben zu können.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine An­ triebseinheit der eingangs genannten Art so auszubilden, daß vom Elektromotor aus zwar mindestens zwei verschiedene Hilfs­ aggregate angetrieben werden können, daß die Motorleistung aber nicht so dimensioniert werden muß, daß beide Antriebe genügend Leistung erhalten.

Ausgehend von der Überlegung, daß beispielsweise für die Servo­ lenkung nur in relativ kurzen und seltenen Zeitabschnitten eine Leistung erforderlich ist, besteht die Erfindung darin, daß der Elektromotor mit einer Schaltkupplung zum An- und Abkoppeln des Kühlgebläses versehen ist, und daß eine Schaltung zum Betrieb der Kupplung in der Weise vorgesehen ist, daß der Antrieb der Servolenkung Vorrang erhält und der Antrieb des Kühlgebläses abgeschaltet wird, wenn die Servolenkung Leistung anfordert. Da dies nur relativ selten der Fall ist, läßt es sich vertreten, während dieser Zeitdauer das Kühlgebläse abzuschalten, da es nach verhältnismäßig kurzer Zeit wieder zugeschaltet wird. Wenn nämlich die Servolenkung keine Leistung mehr braucht, können sich keine nachteiligen Folgen für die Kühlwassertemperatur des Motors ergeben, die erfahrungsgemäß nicht in kurzen Zeitab­ schnitten bemerkenswert ansteigen kann.

Es ist zwar von anderen Einrichtungen her (DE 31 10 591 C2) grundsätzlich bekannt, z. B. eine Pumpe oder ein Gebläse jeweils nur wechselweise von einem Elektromotor aus anzutreiben. Bei dieser bekannten Bauart wird jedoch vorgesehen, die Drehrich­ tung des Elektromotors zu diesem Zweck umzukehren. Die dort ge­ wählte Bauart dient auch nicht dazu, die Motorleistung und da­ mit dessen Gewicht und Kosten möglichst geringzuhalten.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Kupplung für das Kühl­ gebläse über einen Elektromagnet zu- oder abschaltbar sein, was in bekannter Weise z. B. über eine Elektromagnetkupplung gesche­ hen kann. Es ist aber auch möglich, in einfacher Weise die Kupplung für das Kühlgebläse mit einem schaltbaren Freilauf zu versehen, der seine Schaltimpulse entweder hydraulisch durch das Einschalten der Servolenkung oder über ein elektrisches Signal z. B. ebenfalls durch Steuerung eines Elektromagneten er­ hält.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung gezeigt und wird im folgenden erläutert. Die einzige Figur zeigt dabei einen Elektroantrieb für den Betrieb des Kühlgebläses und einer Servopumpe zur Versorgung der Servolen­ kung eines Kraftfahrzeuges.

In der Zeichnung ist schematisch ein Elektromotor (1) gezeigt, dessen Gehäuse den Stator (2) aufnimmt und dessen Rotor (3) auf einer Antriebswelle (4) sitzt, deren beide Enden (4a und 4b) jeweils beidseitig aus dem Gehäuse des Elektromotors (1) her­ ausstehen. Auf dem Ende (4a) ist dabei die Nabe (5) eines Kühl­ gebläses (7) aufgesetzt, dessen Schaufeln (6) mit der Nabe (5) verbunden sind. Die Nabe (5) ist über einen Freilauf (8) mit dem Wellenzapfen (4a) verbunden, der über eine nicht näher ge­ zeigte Schalteinrichtung (9) drehfest mit dem Wellenzapfen (4a), oder in seiner anderen Schaltstellung frei gegenüber die­ sem laufen kann. Die Nabe (5) des Kühlgebläses (7) wird daher in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Freilaufes (8) vom Motor (1) mitgenommen oder läuft leer.

Auf der anderen Seite des Elektromotors (1) ist mit dem Wellen­ zapfen (4b) das Laufrad einer Servopumpe (10) drehfest verbun­ den, über das Hydrauliköl von einem Behälter (11) aus angesaugt und über die Druckleitung (12) zur Servolenkung (13) gefördert werden kann, wenn von dort Öldruck und -menge angefordert wird.

Das Laufrad der hydraulischen Pumpe (10) läuft dabei immer mit der Welle (4) des Motors (1) um. Es braucht jedoch nur in dem Fall Leistung, wenn Öl vom Behälter (11) aus über die Drucklei­ tung (12) zur Servolenkung gefördert wird. Diese Förderung kann durch das Zu- und Abschalten eines Ventils bewirkt werden. Dies geschieht z. B. über ein drehmoment- und winkelabhängiges Steu­ ersignal, das von der Lenksäule aus über die Leitung (14) zu einer Steuerelektronik (15) gegeben wird, die an einer Strom­ versorgung anliegt. Die Steuerelektronik (15) bestimmt auch ab­ hängig von der Kühlwassertemperatur, die ein Signal (16) ein­ gibt, oder abhängig von der Fahrgeschwindigkeit, die das Signal (17) eingibt, über die Steuerleitung (18) die Drehzahl des Elektromotors (1), der im übrigen in nicht näher dargestellter Weise seine Energie aus dem elektrischen Kreislauf des Fahrzeu­ ges, insbesondere aus der Batterie und der Lichtmaschine, er­ hält.

Die Öldruckleitung (12) besitzt eine Verbindungsleitung (17) zu der Betätigungseinrichtung (9) des Freilaufes (8). Läuft daher der Motor (1) und wird von der Servolenkung (13) her ein Öl­ druck angefordert, so entsteht auch in der Leitung (19) ein entsprechender Öldruck, der über die Einrichtung (9) dazu aus­ genutzt werden kann, den Freilauf (8) so zu schalten, daß das Kühlgebläse (7) nicht mehr in Wirkverbindung mit dem Wellenzap­ fen (4a) steht und sich daher im Freilauf dreht. Während der Ölversorgung der Servolenkung (13) wird daher vom Motor (1) keine zusätzliche Energie für den Antrieb des Kühlgebläses (7) gebraucht.

Da die Servolenkung (13) erfahrungsgemäß nur relativ kurz Lei­ stung anfordert, und daher der Druck in der Leitung (12) nach kurzer Zeit wieder absinkt, schaltet die Betätigungseinrichtung (9) nun wiederum den Freilauf (8) aus und koppelt die Nabe (5) des Kühlgebläses (7) mit dem Wellenzapfen (4a), so daß nun der Elektromotor ausschließlich für den Antrieb des Kühlgebläses dient und hierfür, wie vorher bereits ausgeführt, über die Steuerelektronik (15) Signale zur Bestimmung seiner Drehzahl und Leistung erhält.

Anstelle der Betätigungseinrichtung (9), die hydraulisch über die Leitung (19) wirkt, wäre es natürlich auch möglich, wie ge­ strichelt eingezeichnet, über die Steuerelektronik (15) dann, wenn über die Leitung (14) angezeigt wird, daß die Servolenkung (13) Leistung abfordert, einen Elektromagneten (20) zu betäti­ gen, der den Freilauf (8) einschaltet, so daß das Kühlgebläse (7) leer läuft. Der Elektromagnet (20) kann zu diesem Zweck an einer Steuerleitung (21) anliegen, die mit der Steuerelektronik (15) verbunden ist.

Durch die neue Ausgestaltung wird es möglich, einen Antriebs­ motor mit verhältnismäßig geringer Leistung zum Antrieb von zwei Aggregaten eines Kraftfahrzeugmotors einzusetzen. Die Ser­ volenkung erhält dabei eine Vorrangschaltung und immer dann, wenn sie Leistung anfordert, wird das im übrigen von dem Elek­ tromotor (1) getriebene Kühlgebläse (7) abgeschaltet und läuft frei.

Claims (4)

1. Antriebseinheit mit einem Elektromotor (1) zum Antrieb ei­ nes Kühlgebläses (7) eines Kraftfahrzeuges und zum Antrieb ei­ ner hydraulischen Pumpe (10), dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Pumpe (10) zur Versorgung der Servolenkung (13) vorgesehen ist, daß der Elektromotor (1) mit einer Schalt­ kupplung (9, 8) zum An- und Abkoppeln des Kühlgebläses (7) ver­ sehen ist und daß eine Schaltung zum Betrieb der Kupplung (8, 9) in der Weise vorgesehen ist, daß der Antrieb der Servolen­ kung (13) Vorrang erhält und der Antrieb des Kühlgebläses (7) abgeschaltet wird, wenn die Servolenkung Leistung anfordert.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung für das Kühlgebläse (7) über einen Elektromag­ neten (20) zu- oder abschaltbar ist.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung für das Kühlgebläse (7) mit einem schaltbaren Freilauf (8) versehen ist.

4. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf hydraulisch oder elektrisch schaltbar ist.