DE4432679A1 - Drive for car air conditioning compressor - Google Patents

Drive for car air conditioning compressor

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    • F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed

Abstract

A drive for an air conditioning compressor in a car, uses an electromagnetic coupling with a solenoid 5 and a belt-driven rotor 6 surrounding it with its U-shaped walls. The rotor is loosely coupled to an armature disk 8 on the drive shaft 12. The annular gear20 of a planetary set is attached to the rotor with a sun wheel 24 and free-wheeling clutch on the shaft. There is a double planet set 21 which is fixed spatially on bearings within a housing 4 attached to the compressor body. The wall of this housing is used as a heat exchanger between the planets' coolant and the compressor's coolant. It has a pocket 30 where the coolant of one or the other can collect.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Neben­ aggregat eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a drive for an auxiliary aggregate of a motor vehicle according to the preamble of Main claim.

In der DE 41 08 975 A1 ist ein Antrieb für einen Kom­ pressor einer Kraftwagen-Klimaanlage beschrieben. Auf der Antriebswelle des Kompressors ist eine Nabe drehfest mon­ tiert. Eine axial bewegliche Ankerscheibe wird, wenn der Elektromagnet erregt ist, gegen die Reibfläche eines Rotors gezogen. Der Klimakompressor wird direkt, abhängig von der Motordrehzahl, angetrieben.DE 41 08 975 A1 describes a drive for a comm pressor of a motor vehicle air conditioning system. On the The drive shaft of the compressor is a non-rotatable hub mon animals. An axially movable armature disc is when the Electromagnet is excited against the friction surface of a rotor drawn. The air conditioning compressor becomes direct, depending on the Engine speed, driven.

Bei der bekannten Anordnung kann es nachteilig sein, wenn für den Klimakompressor lediglich ein direkter Antrieb zur Verfügung steht. Probleme können auch auftreten, wenn sich der Antrieb wegen der fehlenden Kühlung während des Betriebs erhitzt.In the known arrangement, it can be disadvantageous if only a direct drive for the air conditioning compressor is available. Problems can also arise when the drive due to the lack of cooling during the Operating heated.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Antrieb mit dem Nebenaggregat, insbesondere einem Klimakompressor eines Kraftfahrzeugs, so zu verbin­ den, daß eine ausreichende Kühlung gewährleistet ist. Dar­ über hinaus soll der Antrieb zweistufig erfolgen. Ausgehend von einem einstufigen Antrieb soll die zweite Stufe als Baukasten hinzufügbar sein.The present invention is therefore based on the object based, the drive with the auxiliary unit, in particular an air conditioning compressor of a motor vehicle, so to verbin that sufficient cooling is guaranteed. Dar In addition, the drive should take place in two stages. Outgoing of a one-stage drive is said to be the second stage Building blocks can be added.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einem Antrieb gelöst, der die Merkmale des Hauptanspruchs aufweist.The object underlying the invention is achieved with solved a drive that has the features of the main claim having.

Weitere vorteilhafte, konstruktive Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen 2 bis 10 zu entnehmen.Further advantageous, constructive configurations can be found in subclaims 2 to 10.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.An example embodiment of the invention will explained below with reference to the drawings.

Die Zeichnung zeigt im Schnitt einen zweistufigen An­ trieb für ein Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs. Hierbei kann es sich beispielsweise um den Antrieb eines Klimakom­ pressors handeln.The drawing shows a two-stage pattern on average driven for an auxiliary unit of a motor vehicle. Here can be, for example, the drive of a Klimakom act pressors.

Zu den wesentlichen Bauteilen des Antriebs zählen zwei Elektromagnetkupplungen 1 und 2 und ein Planetengetriebe 3 sowie ein feststehendes Gehäuse 4, das zumindest teilweise Bestandteil des selbst nicht dargestellten Klimakompressors ist.The main components of the drive include two electromagnetic clutches 1 and 2 and a planetary gear 3 and a fixed housing 4 , which is at least partially part of the air conditioning compressor, not shown.

Die Elektromagnetkupplung 1 ist bekannter Bauart. Sie hat einen Elektromagneten 5, der von drei Seiten von einem etwa U-förmig gestalteten Rotor 6 umgeben ist. Der ringför­ migen Reibfläche 7 des Rotors 6 ist eine Ankerscheibe 8 zugeordnet, die über Blattfedern 9, von denen lediglich eine dargestellt ist, mit dem Haltering 10 einer Nabe 11 verbunden ist. Die Nabe ist drehfest mit der Antriebs­ welle 12 des Klimakompressors verbunden. Wenn die Wicklung des Elektromagneten 5 erregt ist, zieht der magnetische Fluß die Ankerscheibe 8 in Reibungseingriff mit der Reib­ fläche 7 des Rotors 6. Die Ankerscheibe 8 ist dann mit dem Rotor 6 zur gemeinsamen Drehung gekoppelt. Wenn die Wick­ lung des Elektromagneten 5 nicht bestromt ist, stellt sich ein schmaler axialer Luftspalt zwischen dem Rotor 6 und der Ankerscheibe 8 ein, da die Blattfedern 9 die Ankerscheibe 8 außer Eingriff mit dem Rotor 6 ziehen.The electromagnetic clutch 1 is of a known type. It has an electromagnet 5 , which is surrounded on three sides by an approximately U-shaped rotor 6 . The ringför shaped friction surface 7 of the rotor 6 is assigned an armature disk 8 , which is connected to the retaining ring 10 of a hub 11 via leaf springs 9 , only one of which is shown. The hub is rotatably connected to the drive shaft 12 of the air conditioning compressor. When the winding of the electromagnet 5 is energized, the magnetic flux pulls the armature plate 8 into frictional engagement with the friction surface 7 of the rotor 6 . The armature disk 8 is then coupled to the rotor 6 for common rotation. If the winding of the electromagnet 5 is not energized, a narrow axial air gap is established between the rotor 6 and the armature disk 8 , since the leaf springs 9 pull the armature disk 8 out of engagement with the rotor 6 .

Anstelle von Blattfedern 9 können andere, geeignete Federelemente eingesetzt werden. Ebenso kann die Anker­ scheibe 8 mit dem Haltering 10 zu einem einzigen Bauteil zusammengefaßt sein, wenn der Haltering 10 beispielsweise aus elastischem Kunststoff gefertigt ist.Instead of leaf springs 9 , other suitable spring elements can be used. Likewise, the anchor disc 8 can be combined with the retaining ring 10 into a single component if the retaining ring 10 is made, for example, of elastic plastic.

Am äußeren Umfang des Rotors ist eine Riemenscheibe 13 befestigt, in der ein selbst nicht abgebildeter Antriebs­ riemen läuft. Ferner ist mit dem Rotor 6 ein weiterer Hal­ tering 14 der Elektromagnetkupplung 2 drehfest verbunden.On the outer circumference of the rotor, a pulley 13 is attached, in which a drive belt, not shown, runs. Furthermore, another Hal tering 14 of the electromagnetic clutch 2 is rotatably connected to the rotor 6 .

Der Rotor 6 ist über ein Zweifach-Rillenkugellager drehbar auf einem Axialbund 15 eines Gehäuseflansches 16 gelagert. Der Elektromagnet 5 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit dem vertikal gerichteten Ring dieses Flan­ sches fest verbunden.The rotor 6 is rotatably mounted on an axial collar 15 of a housing flange 16 via a double deep groove ball bearing. The electromagnet 5 is, as can be seen from the drawing, firmly connected to the vertically directed ring of this flange.

Die Elektromagnetkupplung 2 entspricht in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise der Elektromagnetkupplung 1. Über den Haltering 14 wird eine Ankerscheibe 17 in Drehrichtung mitgenommen. Sie ist in der erläuterten Weise ebenfalls axial verschieblich. Bei Erregung eines Elektromagneten 18 wird die Ankerscheibe 17 gegen einen Rotor 19 gezogen. Da­ mit ist eine Mitnahmeverbindung zwischen der Riemen­ scheibe 13 und dem Rotor 19 hergestellt.The electromagnetic clutch 2 corresponds in structure and mode of operation to the electromagnetic clutch 1 . An armature disk 17 is taken along in the direction of rotation via the retaining ring 14 . It is also axially displaceable in the manner explained. When an electromagnet 18 is excited, the armature disk 17 is pulled against a rotor 19 . Since with a driving connection between the belt pulley 13 and the rotor 19 is made.

Der Rotor 19 hat einen etwa U-förmigen Querschnitt und ist fest mit einem Hohlrad 20 (äußeres Zentralrad) des Pla­ netengetriebes 3 verbunden. Das Planetengetriebe 3 hat vor­ zugsweise drei Planeten, die als Doppelplaneten 21 ausge­ bildet sind. Die jeweils in radialer Richtung außenliegen­ den Planetenräder 22 stehen mit dem Hohlrad 20 in kämmender Antriebsverbindung. Ferner stehen die Planetenräder 22 mit radial weiter innenliegenden Planetenrädern 23 in Eingriff. Die Planetenräder 23 treiben ein Sonnenrad 24 (inneres Zen­ tralrad), das über einen Freilauf 25 auf der Antriebswelle 12 des Klimakompressors gelagert ist. Die Zahnräder des Planetengetriebes 3 sind vorzugsweise schrägverzahnt. Zur Aufnahme der Axialkräfte ist ein Axiallager 26 vorgesehen.The rotor 19 has an approximately U-shaped cross section and is firmly connected to a ring gear 20 (outer central gear) of the planetary gear 3 . The planetary gear 3 preferably has three planets which are formed as double planet 21 . The planet wheels 22 , which are in each case in the radial direction, are in meshing drive connection with the ring gear 20 . Furthermore, the planet gears 22 engage with planet gears 23 located radially further inside. The planet gears 23 drive a sun gear 24 (inner Zen tralrad), which is mounted on a freewheel 25 on the drive shaft 12 of the air conditioning compressor. The gears of the planetary gear 3 are preferably helically toothed. An axial bearing 26 is provided to absorb the axial forces.

Das Hohlrad 20 ist zu beiden Seiten seiner Verzahnung am feststehenden Steg (Gehäuse 4) des Planetengetriebes 3 über Lager 27 drehbar gelagert. Durch zwei Dichtungen 28, beispielsweise Radial-Wellendichtringe in sogenannter DUO- Anordnung, ist das Innere des Gehäuses 4 gegenüber dem ro­ tierenden Hohlrad 20 abgedichtet. Zwei weitere Dichtun­ gen 29 dichten das feststehende Gehäuse 4 gegenüber der rotierenden Antriebswelle 12 des Klimakompressors ab.The ring gear 20 is rotatably supported on both sides of its teeth on the fixed web (housing 4 ) of the planetary gear 3 via bearings 27 . By two seals 28 , for example radial shaft seals in a so-called DUO arrangement, the interior of the housing 4 is sealed against the ro ring gear 20 ro. Two further seals 29 seal the fixed housing 4 with respect to the rotating drive shaft 12 of the air conditioning compressor.

Im unteren Teil des Gehäuses 4 ist mindestens eine Tasche 30 vorgesehen, in der sich das Schmier- und Kühlmit­ tel des Planetengetriebes 3 (Getriebeöl) sammelt. In unmit­ telbarer Nachbarschaft der Tasche 30 befindet sich, durch eine Wand 31 getrennt, mindestens eine Tasche 32 zur Auf­ nahme des flüssigen Kühlmittels (zum Beispiel Frigen) des Klimakompressors. Vorzugsweise sind mehrere Taschen 32 vor­ gesehen. Die Taschen 30 und 32 sind so angeordnet, daß ein guter Wärmeaustausch stattfinden kann. Das während des Be­ triebs in erster Linie durch Reibungswärme erhitzte Getrie­ beöl, das sich in der oder den Taschen 30 sammelt, gibt die gespeicherte Wärme an das Kühlmittel des Kompressors ab. Somit ist eine gute Kühlung des Getriebeöls gegeben.In the lower part of the housing 4 at least one pocket 30 is provided, in which the lubricant and coolant tel of the planetary gear 3 (gear oil) collects. In the immediate vicinity of the pocket 30 there is, separated by a wall 31 , at least one pocket 32 for receiving the liquid coolant (for example Frigen) of the air conditioning compressor. A plurality of pockets 32 are preferably seen before. The pockets 30 and 32 are arranged so that good heat exchange can take place. The gear oil heated during operation primarily by frictional heat, which accumulates in the pocket or pockets 30 , releases the stored heat to the coolant of the compressor. This ensures good cooling of the gear oil.

Wenn die Elektromagnetkupplung 1 geschaltet ist, wird die Antriebswelle 12 des Klimakompressors direkt angetrie­ ben. Bei geschalteter Elektromagnetkupplung 2 erfolgt der Antrieb der Antriebswelle 12 über das Planetengetriebe 3 ins Schnelle übersetzt. Die Doppelplaneten 21 sorgen für eine gleiche Drehrichtung. Der Freilauf 25 verhindert ein Mitdrehen des Planetengetriebes 3, wenn die Antriebs­ welle 12 über die Elektromagnetkupplung 1 direkt angetrie­ ben wird. When the electromagnetic clutch 1 is switched, the drive shaft 12 of the air conditioning compressor is directly driven ben. When the electromagnetic clutch 2 is switched, the drive shaft 12 is driven via the planetary gear 3 in rapid translation. The double planet 21 ensure the same direction of rotation. The freewheel 25 prevents the planetary gear 3 from rotating when the drive shaft 12 is driven directly via the electromagnetic clutch 1 .

Es ist ohne weiteres möglich, die erläuterte Anordnung in Modul-Bauweise auszuführen. Sofern ein zweistufiger An­ trieb des Klimakompressors nicht benötigt wird, kann das Planetengetriebe 3 entfallen.It is easily possible to implement the described arrangement in a modular design. If a two-stage drive to the air conditioning compressor is not required, the planetary gear 3 can be omitted.

Der vorstehend erläuterte zweistufige Antrieb eines Klimakompressors für ein Kraftfahrzeug zeichnet sich - neben einer im wesentlichen gleichbleibenden Antriebs­ drehzahl über der Motordrehzahl - durch eine große Lauf ru­ he, eine zuverlässige Abdichtung und eine gute Wärmeabfuhr der entstehenden Reibungswärme aus. In vorteilhafter Weise sind zwei Varianten (mit und ohne Planetengetriebe) einfach zu realisieren. Da die Räder des Planetengetriebes bei di­ rektem Antrieb der Antriebswelle des Klimakompressors nicht mitdrehen, ist die Verlustleistung gering.The two-stage drive one explained above Air conditioning compressor for a motor vehicle stands out - In addition to an essentially constant drive speed above the engine speed - due to a large barrel ru hey, reliable sealing and good heat dissipation the resulting frictional heat. Advantageously are two variants (with and without planetary gear) simple to realize. Since the wheels of the planetary gear at di not drive the drive shaft of the air conditioning compressor turn, the power loss is low.

BezugszeichenlisteReference list

1 Elektromagnetkupplung
2 Elektromagnetkupplung
3 Planetengetriebe
4 Gehäuse
5 Elektromagnet
6 Rotor
7 Reibfläche
8 Ankerscheibe
9 Blattfeder
10 Haltering
11 Nabe
12 Antriebswelle
13 Riemenscheibe
14 Haltering
15 Axialbund
16 Gehäuseflansch
17 Ankerscheibe
18 Elektromagnet
19 Rotor
20 Hohlrad
21 Doppelplanet
22 Planetenrad
23 Planetenrad
24 Sonnenrad
25 Freilauf
26 Axiallager
27 Lager
28 Dichtung
29 Dichtung
30 Tasche
31 Wand
32 Tasche 1 electromagnetic clutch
2 electromagnetic clutch
3 planetary gears
4 housing
5 electromagnet
6 rotor
7 friction surface
8 armature disk
9 leaf spring
10 retaining ring
11 hub
12 drive shaft
13 pulley
14 retaining ring
15 axial collar
16 housing flange
17 armature disk
18 electromagnet
19 rotor
20 ring gear
21 double planet
22 planet gear
23 planet gear
24 sun gear
25 freewheel
26 thrust bearings
27 bearings
28 seal
29 seal
30 bag
31 wall
32 pocket

Claims (10)

1. Antrieb mit mindestens einer Elektromagnetkupp­ lung (1, 2), mit einem Elektromagneten (5), einen diesen umschließenden Rotor (6, 19), der über eine Anker­ scheibe (8, 17) zum Antrieb einer Antriebswelle (12) eines Nebenaggregats, insbesondere eines Klimakompressors eines Kraftfahrzeugs, kuppelbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antrieb der Antriebswelle (12) über ein Planetengetriebe (3) erfolgt, dessen Hohlrad (20) mit dem Rotor (19) verbunden ist und bei dem eine Antriebs­ verbindung vom Hohlrad (20) zu einem auf der Antriebs­ welle (12) gelagerten Sonnenrad (24) über mindestens einen Doppelplaneten (21) erfolgt.1. Drive with at least one electromagnet coupling ( 1 , 2 ), with an electromagnet ( 5 ), a rotor enclosing this ( 6 , 19 ), which has an armature disk ( 8 , 17 ) for driving a drive shaft ( 12 ) of an auxiliary unit , In particular an air conditioning compressor of a motor vehicle, can be coupled, characterized in that the drive of the drive shaft ( 12 ) takes place via a planetary gear ( 3 ), the ring gear ( 20 ) of which is connected to the rotor ( 19 ) and in which a drive connection from Ring gear ( 20 ) to a drive shaft ( 12 ) mounted sun gear ( 24 ) via at least one double planet ( 21 ). 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Doppelplaneten (21) räumlich fest in einem Gehäuse (4) gelagert sind, wobei das Ge­ häuse (4) zumindest teilweise Bestandteil eines Klimakom­ pressors ist.2. Drive according to claim 1, characterized in that the double planet ( 21 ) are spatially fixed in a housing ( 4 ), the Ge housing ( 4 ) is at least partially part of a Klimakom pressor. 3. Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über mindestens eine Wand (31) des Gehäuses (4) ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühl- und Schmiermittel des Planetengetriebes (3) und dem Kühlmittel des Klimakompressors erfolgt.3. Drive according to claims 1 and 2, characterized in that via at least one wall ( 31 ) of the housing ( 4 ) there is a heat exchange between the coolant and lubricant of the planetary gear ( 3 ) and the coolant of the air conditioning compressor. 4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (4) jeweils mindestens eine Tasche (30 bzw. 32) aufweist, in der sich das Kühl- und Schmiermittel des Planetengetriebes (3) bzw. das Kühl­ mittel des Klimakompressors sammelt. 4. Drive according to claim 3, characterized in that the housing ( 4 ) each has at least one pocket ( 30 or 32 ) in which the coolant and lubricant of the planetary gear ( 3 ) or the cooling medium of the air conditioning compressor collects . 5. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebswelle (12) in einer ersten Stufe bei geschlossener Elektromagnetkupplung (1) direkt angetrieben wird, während in einer zweiten Stufe bei geschlossener Elektromagnetkupplung (2) der Antrieb über das Planetengetriebe (3) mit einer Übersetzung ins Schnelle erfolgt.5. Drive according to claim 1, characterized in that the drive shaft ( 12 ) in a first stage with closed electromagnetic clutch ( 1 ) is driven directly, while in a second stage with closed electromagnetic clutch ( 2 ) the drive via the planetary gear ( 3 ) done quickly with a translation. 6. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sonnenrad (24) über einen Frei­ lauf (25) auf der Antriebswelle (12) gelagert ist.6. Drive according to claim 1, characterized in that the sun gear ( 24 ) via a free wheel ( 25 ) on the drive shaft ( 12 ) is mounted. 7. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zahnräder (20, 21 und 24) des Planetengetriebes (3) schrägverzahnt sind und das Sonnen­ rad (24) auf einer Seite an einem Axiallager (26) anliegt.7. Drive according to claim 1, characterized in that the gears ( 20 , 21 and 24 ) of the planetary gear ( 3 ) are helically toothed and the sun wheel ( 24 ) abuts on one side on an axial bearing ( 26 ). 8. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Hohlrad (20) des Planetenge­ triebes (3) im Gehäuse (4) drehbar gelagert und über Dich­ tungen (28) gegenüber diesem abgedichtet ist.8. Drive according to claim 2, characterized in that the ring gear ( 20 ) of the planetary gear ( 3 ) in the housing ( 4 ) is rotatably mounted and lines via you ( 28 ) is sealed against this. 9. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (4) gegenüber der An­ triebswelle (12) über Dichtungen (29) abgedichtet ist.9. Drive according to claim 2, characterized in that the housing ( 4 ) with respect to the drive shaft ( 12 ) via seals ( 29 ) is sealed. 10. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Taschen (30 bzw. 32) für das Kühl- und Schmiermittel des Planetengetriebes (3) bzw. das Kühlmittel für den Klimakompressor wechselseitig in Umfangsrichtung bzw. mit vertikalem Versatz im unteren Be­ reich des Gehäuses (4) angeordnet sind.10. Drive according to claim 4, characterized in that a plurality of pockets ( 30 or 32 ) for the coolant and lubricant of the planetary gear ( 3 ) or the coolant for the air conditioning compressor alternately in the circumferential direction or with a vertical offset in the lower loading area of the housing ( 4 ) are arranged.
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