EP3289191B1

EP3289191B1 - Nebenaggregatsantriebsvorrichtung

Info

Publication number: EP3289191B1
Application number: EP16719210.3A
Authority: EP
Inventors: Timm BRÖCKER; Tom MACHT
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2036-04-27
Also published as: DE102015005344A1; EP3289191A1; WO2016173707A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Aus der DE 42 00 918 C1 ist eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges bekannt. Die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung weist ein Ausgleichsgetriebe in Form eines Planetengetriebes auf. Das Planetengetriebe weist ein Hohlrad, einen Planetenträger und ein Sonnenrad auf. Eine Kurbelwelle des Kraftfahrzeuges ist mit dem Planetenträger verbunden, wobei das Hohlrad und das Sonnenrad jeweils als Abtrieb für jeweils ein Nebenaggregat dienen. Ein als Lichtmaschine dienender Drehstromgenerator ist mit dem Hohlrad verbunden. Eine Wasserpumpe ist mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes verbunden. Das Hohlrad ist über ein Umschlingungsgetriebe mit dem Drehstromgenerator verbunden. Das Sonnenrad ist über ein weiteres Umschlingungsgetriebe mit der Wasserpumpe verbunden. Der Drehstromgenerator und die Wasserpumpe bilden Nebenaggregate, die mittels des Verbrennungsmotors über das Planetengetriebe antreibbar sind. Zwischen dem Abtrieb des Planetengetriebes und der Wasserpumpe ist eine Feststellvorrichtung angeordnet, die bei einem Kaltstart die Wasserpumpe stilllegt. Die Feststellvorrichtung ist als elektromagnetische Kupplung ausgebildet. Wenn die elektromagnetische Kupplung die Wasserpumpe bremst, wird die Drehzahl der Lichtmaschine erhöht. Bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors wird einem Regler ein von der Kühlwassertemperatur abhängiges Signal zugeführt. Bei kalter Brennkraftmaschine ist nur ein geringer oder gar kein Kühlwasserdurchsatz erwünscht. Die in der Lichtmaschinen induzierte Bordspannung hängt direkt von der Antriebsdrehzahl der Lichtmaschine ab. Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle niedrig ist, kann ein hohes Übersetzungsverhältnis erreicht werden, so dass der elektrische Bedarf auch bei einer Leerlaufdrehzahl gedeckt ist. Andererseits ist ein Absenken des Übersetzungsverhältnis bei hohen Motordrehzahlen möglich. Die Lichtmaschine kann in einem günstigen Wirkungsgradbereich ihres Kennfeldes betrieben werden.
Ferner sind im Stand der Technik Ölpumpen für Kraftfahrzeuge bekannt. Öl wird mittels der Ölpumpe aus einem Ölsumpf zu Schmierstellen des Verbrennungsmotors gefördert. Die Ölpumpe wird dabei von dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges über die Kurbelwelle angetrieben.
Aus der gattungsbildenden DE 38 14 750 A1 ist eine Antriebanordnung mit einem Planetengetriebe bekannt. Das Planetengetriebe wird durch eine Brennkraftmaschine über ein Ringrad angetrieben. Eine Schmiermittelpumpe wird über ein Sonnenrad angetrieben. Ein Planetenträger treibt eine Welle mit einem Zahnrad an, das im Eingriff mit einem Zahnrad steht. Das Zahnrad und das Zahnrad bilden eine Zahnpumpe. Beide Pumpen sind auf ihrer Saugseite mit einem Schmiermittelvorratsbehälter und antriebstechnisch über das Planetengetriebe mit der Brennkraftmaschine verbunden.
Die GB 833 273 A zeigt zwei Pumpen, die über ein Planetengetriebe, nämlich ein erstes Sonnenrad und ein zweites Sonnenrad angetrieben werden. Die beiden Sonnenräder sind über Planetenräder mit einem Ringrad gekoppelt. Das Ringrad wird von der Kurbelwelle angetrieben.
Aus der CN 203 098 784 U ist eine Anordnung mit einem Planetengetriebe bekannt, wobei eine Ölpumpe von einem Sonnenrad angetrieben wird. Ein Ringrad treibt eine weitere Ölpumpe an.
Aus der JP 2007 263354 A ist eine Anordnung mit einem Planetengetriebe bekannt, wobei entweder Planetenräder und ein Ringrad oder ein Sonnenrad und die Planetenräder zum Antrieb von zwei Ölpumpen dienen.
Aus der US 5 512 021 A ist eine Anordnung mit einem Planetengetriebe bekannt, wobei eine erste Pumpe über ein Ringrad angetrieben wird. Eine zweite Pumpe wird über ein Schwungrad vom Motor angetrieben.
Der gattungsbildende Stand der Technik ist noch nicht optimal ausgebildet. Beim Antrieb der Nebenaggregate können Reibungsverluste auftreten, die zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsbildende Nebenaggregatsantriebsvorrichtung derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass der Kraftstoffverbrauch vermindert werden kann.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun durch eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die beiden Nebenaggregate sind als Ölpumpen ausgebildet. Hierdurch kann die mechanische Antriebsleistung zur Ölversorgung des Verbrennungsmotors reduziert werden. Mit Hilfe des Planetengetriebes werden die beiden Ölpumpen angetrieben. In Abhängigkeit von der Standübersetzung des Planetengetriebes und der Eingangsdrehzahl können beide Ölpumpen in Abhängigkeit voneinander drehzahlvariabel betrieben werden. Die beiden Ölpumpen können wahlweise mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden. Das Gesamtfördervolumen kann an den Bedarf angepasst werden. Durch eine entsprechende Wahl der geometrischen Fördervolumina kann eine Anpassung des Gesamtfördervolumenstroms und des Öldrucks an den aktuellen Bedarf des Verbrennungsmotors im Wesentlichen auch bei konstanter Eingangsdrehzahl des Antriebs, nämlich der entsprechenden Kurbelwelle vorgenommen werden. Der Antrieb ist insbesondere durch den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges gebildet. Die zur Ölversorgung benötigte Antriebsleistung ist bedarfsgerecht reduzierbar. Die Ölpumpen sind in einem wirkunsgradoptimierten Bereich betreibbar. Dadurch ist die Reibleistung verringerbar.
Es erfolgt die Drehzahlvariation der beiden Ölpumpen über ein Steuerventil. Die Drehzahlvariation wird über das Steuerventil eingestellt. Die beiden Ölpumpen sind mittels des Steuerventils regelbar oder steuerbar. In einer ersten Stellung des Steuerventils fördert die zweite Ölpumpe und die erste Ölpumpe steht. In einer zweiten Stellung des Steuerventils steht die zweite Ölpumpe und die erste Ölpumpe fördert. Wenn die erste Ölpumpe steht, dreht die zweite Ölpumpe mit maximal möglicher Drehzahl. Wenn die zweite Ölpumpe steht, dreht die erste Ölpumpe mit maximal möglicher Drehzahl. Hierdurch lassen sich unterschiedliche Öldruckstufen realisieren.
In der ersten Stellung sperrt das Steuerventil den Durchfluss durch die erste Ölpumpe. Das Steuerventil sperrt in der ersten Stellung insbesondere den Durchfluss durch eine der ersten Ölpumpe zugeordnet Druckleitung. Der Durchfluss durch eine der zweiten Ölpumpe zugordnet Druckleitung und der Durchfluss durch eine der zweiten Ölpumpe zugeordneten Saugleitung ist in der ersten Stellung freigegeben.
In der zweiten Stellung ermöglicht das Steuerventil den Durchfluss durch die erste Ölpumpe. Das Steuerventil öffnet in der zweiten Stellung insbesondere den Durchfluss durch die der ersten Ölpumpe zugeordnet Druckleitung. Der Durchfluss durch die der zweiten Ölpumpe zugordnet Druckleitung und/oder der Durchfluss durch die der zweiten Ölpumpe zugeordneten Saugleitung ist in der zweiten Stellung gesperrt. Dadurch, dass die Saugleitung gesperrt ist, ist verhindert, dass Öl aus der Pumpe in den Ölsumpf zurückläuft. Durch das in der zweiten Ölpumpe gehaltene Öl ist die zweite Ölpumpe blockiert.
Das Planetengetriebe wird vorzugsweise über das Hohlrad angetrieben. Das Hohlrad ist antriebstechnisch mit der Kurbelwelle gekoppelt. Die erste Ölpumpe ist vorzugsweise drehfest mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes verbunden. Die zweite Ölpumpe ist drehfest mit dem Planetenträger verbunden. Die zweite Ölpumpe dient als Bremse. Wird der Planetenträger mittels der zweiten Ölpumpe festgehalten, so dreht sich das Sonnenrad mit maximaler Drehzahl. Die erste Ölpumpe wird mit maximaler Drehzahl angetrieben. Wenn das Steuerventil in der zweiten Stellung angeordnet ist, sind die Saugleitung und die Druckleitung der Bremse verschlossen, die zweite Ölpumpe dreht sich nicht. Wird der Stellkolben zur Endlage der ersten Stellung bewegt, werden die Saugleitung und die Druckleitung der Bremse freigegeben und die Druckleitung der ersten Ölpumpe wird geschlossen. Die zweite Ölpumpe bzw. die Bremse beginnt zu drehen und die erste Ölpumpe wird langsamer. Ist der Stellkolben in der Endlage der ersten Stellung angelangt, steht die erste Ölpumpe komplett und nur die zweite Ölpumpe dreht und fördert.
Das Steuerventil ist insbesondere druckbetätigt, wobei der am Ausgang der beiden Ölpumpen anliegende Öldruck auf das Steuerventil über eine Steuerleitung zurückgeführt ist. Den Ausgang der Ölpumpen bilden dabei entsprechende Druckleitungen. Das Steuerventil ist gegen diesen Öldruck federbelastet. Wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks kleiner als die Federkraft ist, dann ist das Steuerventil in der ersten Stellung angeordnet, wobei die erste Ölpumpe steht und die zweite Ölpumpe fördert. Wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks größer als die Federkraft ist, dann ist das Steuerventil in der zweiten Stellung angeordnet, wobei die zweite Ölpumpe steht und die erste Ölpumpe fördert.
Die erste Ölpumpe ist in bevorzugter Ausgestaltung mit einem Sonnenrad gekoppelt und die zweite Ölpumpe ist mit einem Planetenträger gekoppelt. Der Antrieb ist mit einem Hohlrad gekoppelt. Der Antrieb ist durch eine Kurbelwelle des Kraftfahrzeugs gebildet. Die Kurbelwelle kann über ein Zwischenrad mit dem Hohlrad gekoppelt sein.
In einer Ausgestaltung ist eine der Ölpumpen mit einer Unterdruckpumpe gekoppelt. Die mit der Unterdruckpumpe gekoppelte Ölpumpe und die Unterdruckpumpe sind durch eine Tandempumpe gebildet. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere im niedrigen Drehzahlbereich des Antriebs Unterdruck zur Verfügung gestellt werden kann. Im oberen Drehzahlbereich kann die nicht mit der Unterdruckpumpe gekoppelte Ölpumpe den wesentlichen Förderanteil übernehmen und insbesondere alleine betrieben werden. Weitere Vorteile bestehen gegenüber einer mittels eines separaten elektrischen Antriebs angetriebenen Unterdruckpumpe darin, dass die Ausgestaltung als Tandempumpe günstiger als der elektrische Antrieb ist, und die Leistungsaufnahme geringer als beim Einsatz einer konventionellen Unterdruckpumpe ist.
Insbesondere kann die erste Ölpumpe mit der Unterdruckpumpe gekoppelt sein. Die mit der Unterdruckpumpe gekoppelte Ölpumpe ist funktional wirksam mit dem Sonnenrad gekoppelt. Die mit der Unterdruckpumpe gekoppelte Ölpumpe ist funktional wirksam mittels des Sonnenrads antreibbar. Die Unterdruckpumpe läuft mit der Drehzahl des Sonnenrads um, da die mit der Unterdruckpumpe gekoppelte Ölpumpe funktional wirksam mittels des Sonnenrads antreibbar ist und die Antriebe dieser Ölpumpe und der Unterdruckpumpe gekoppelt sind. Bei niedrigen Drehzahlen der Kurbelwelle steht der Planetenträger und die Unterdruckpumpe und die erste Ölpumpe fördern mit der entsprechenden maximalen Pumpendrehzahl in Abhängigkeit der jeweiligen Kurbelwellendrehzahl. Mit steigender Motordrehzahl sinkt die Drehzahl des Sonnenrads und es steigt die Drehzahl des Planetenträgers. Bei höheren Antriebsdrehzahlen wird die Pumpendrehzahl der ersten Ölpumpe und der Unterdruckpumpe reduziert und der Planetenträger treibt mit zunehmender Drehzahl die zweite Ölpumpe an. Die mit der Unterdruckpumpe gekoppelte, erste Ölpumpe und die Unterdruckpumpe weisen somit eine mit steigender Drehzahl des Antriebs sinkende Pumpendrehzahl auf. Im oberen Drehzahlbereich kann die mit der Unterdruckpumpe gekoppelte, erste Ölpumpe stehen oder nur mit geringer Drehzahl betrieben werden. Die Unterdruckpumpe wird mit der gleichen Drehzahl, wie die gekoppelte Ölpumpe angetrieben oder mittels einer Übersetzung mit einer proportionalen Drehzahl. Die Dauerlauffähigkeit der Unterdruckpumpe ist hierdurch erhöht.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Nebenaggregatsantriebsvorrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1: in einer stark schematischen Darstellung eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung mit einem Planetengetriebe und zwei Nebenaggregaten in Form einer ersten Ölpumpe und einer zweiten Ölpumpe,
Fig. 2: in einer schematischen Detaildarstellung ein Teil eines Ölkreislaufes mit den beiden Ölpumpen und einem Steuerventil, wobei der Durchfluss durch die zweite Ölpumpe gesperrt ist,
Fig. 3: in einer schematischen Detaildarstellung das Teil des Hydraulikkreislaufes aus Fig. 2, wobei der Durchfluss durch die erste Ölpumpe gesperrt ist,
Fig. 4: in einer schematischen Darstellung eine weitere Nebenaggregatsantriebsvorrichtung mit einem Planetengetriebe, zwei Ölpumpen und einer Unterdruckpumpe, und
Fig. 5: in einem schematischen Diagramm ein Fördervolumen aufgetragen über einer Motordrehzahl.

In Fig. 1 ist eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 1 weist ein Planetengetriebe 2 auf. Ferner sind zwei Nebenaggregate 3, 4 vorgesehen. Die beiden Nebenaggregate 3, 4 sind mittels eines Antriebs (nicht näher dargestellt) über das Planetengetriebe 2 antreibbar. Der Antrieb ist insbesondere als Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges ausgebildet. Mittels des Verbrennungsmotors wird eine Kurbelwelle 5 mit einem Drehmoment M angetrieben. Die Kurbelwelle 5 ist in einem Gehäuse 6 gelagert.
Das Planetengetriebe 2 weist ein Hohlrad 7, einen Planetenträger 8 mit mehreren Planetenrädern (nicht näher dargestellt) und ein Sonnenrad 9 auf. Die Planetenräder sind an dem Planetenträger 8 drehbar gelagert. Die Planetenräder stehen nun zum einen im kämmenden Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrads 7 und zum anderen im kämmenden Eingriff mit der Außenverzahnung des Sonnenrades 9.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Kurbelwelle 5 drehfest mit dem Hohlrad 7 verbunden. Die Kurbelwelle 5 treibt das Hohlrad 7 an. Das Hohlrad 7 bildet das Antriebsglied (nicht näher bezeichnet) des Planetengetriebes 2. Das erste Nebenaggregat 3 ist über eine Welle 10 mit dem Sonnenrad 9 drehfest verbunden. Konzentrisch zu der Welle 10 ist eine Hohlwelle 11 angeordnet, wobei die Hohlwelle 11 das zweite Nebenaggregat 4 mit dem Planetenträger 8 drehfest verbindet. Der Planetenträger 8 treibt das zweite Nebenaggregat 4 an.
Die beiden Nebenaggregate 3, 4 sind als Ölpumpen 12, 13 ausgebildet. Das erste Nebenaggregat 3 ist durch eine erste Ölpumpe 12 und das zweite Nebenaggregat 4 ist durch eine zweite Ölpumpe 13 gebildet.
Dies hat den Vorteil, dass die mechanische Antriebsleistung zur Förderung des Öls reduziert werden kann. Das Fördervolumen kann an den Bedarf des Verbrennungsmotors durch die Drehzahlvariabilität des Planetengetriebes 2 angepasst werden. Mit Hilfe des Planetengetriebes 2 werden die beiden Ölpumpen 12, 13 angetrieben. In Abhängigkeit von der Standübersetzung des Planetengetriebes 2 und der Eingangsdrehzahl der Kurbelwelle 5 können beide Ölpumpen 12, 13 in Abhängigkeit voneinander drehzahlvariabel betrieben werden.
Wenn die erste Ölpumpe 12 steht, dreht die zweite Ölpumpe 13 mit maximal möglicher Drehzahl. Wenn die erste Ölpumpe 12 mit maximaler Drehzahl dreht, steht die zweite Ölpumpe 13. Durch eine entsprechende Wahl der geometrischen Fördervolumina kann eine Anpassung des Gesamtfördervolumenstroms an den aktuellen Ölbedarf, unabhängig von der Eingangsdrehzahl der Kurbelwelle 5 vorgenommen werden.
Die beiden Ölpumpen 12, 13 können baugleich ausgebildet sein. In alternativer Ausgestaltung sind die Ölpumpen 12, 13 unterschiedlich ausgebildet. Die Ölpumpe 12 und/oder die Ölpumpe 13 können beispielsweise als Zahnradpumpen oder als Flügelzellenpumpen ausgebildet sein.
Die beiden Ölpumpen 12, 13 weisen jeweils einen Rotor auf, wobei der Rotor mit der entsprechenden Welle 10 beziehungsweise der Hohlwelle 11 verbunden ist. Die beiden Ölpumpen 12, 13 fördern Öl aus einem gemeinsamen Ölsumpf 14. Das Öl wird dabei aus dem Ölsumpf 14 über die beiden Ölpumpen 12, 13 zu dem Verbrennungsmotor 15 gefördert. Jeder der Ölpumpen 12, 13 ist dabei eine Saugleitung 16, 18 und eine Druckleitung 17, 19 zugeordnet. Der Ölpumpe 12 ist eine Saugleitung 16 und eine Druckleitung 17 zugeordnet. Der Ölpumpe 13 ist eine Saugleitung 18 und eine Druckleitung 19 zugeordnet.
Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, weist die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 1 ferner ein Steuerventil 20 auf. Das Steuerventil 20 weist mehrere nicht näher bezeichnete Anschlüsse auf. Mittels des Steuerventils 20 ist ein erster Druckleitungsabschnitt 17a mit einem zweiten Druckleitungsabschnitt 17b der Druckleitung 17 verbindbar beziehungsweise diese beiden Druckleitungsabschnitte 17a, 17b sind mittels des Steuerventils 20 voneinander trennbar.
Die Druckleitung 17 der ersten Ölpumpe 12 ist mittels des Steuerventils 20 sperrbar und öffenbar.
Mittels des Steuerventils 20 ist ferner die Druckleitung 19 der zweiten Ölpumpe 13 sperrbar und öffenbar. Die Druckleitung 19 weist zwei Druckleitungsabschnitte 19a und 19b auf, wobei die beiden Druckleitungsabschnitte 19a, 19b mittels des Steuerventils 20 verbindbar und trennbar sind. Der Druckleitungsabschnitt 19a ist mit einem Eingang des Steuerventils 20 und der Druckleitungsabschnitt 19b ist mit einem Ausgang des Steuerventils 20 verbunden.
Ferner ist mittels des Steuerventils 20 die Saugleitung 18 sperrbar und öffenbar. Die Saugleitung 18 weist zwei Saugleitungsabschnitte 18a, 18b auf, wobei die beiden Saugleitungsabschnitte 18a, 18b mittels des Steuerventils 20 verbindbar und voneinander trennbar sind.
In der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Steuerventils 20 sind die Druckleitung 18 und die Saugleitung 19 der zweiten Ölpumpe 13 gesperrt. Da die Druckleitung 19 und die Saugleitung 18 gesperrt sind, steht die zweite Ölpumpe 13. In dieser zweiten Stellung des Steuerventils 20 ist die Druckleitung 17 der ersten Ölpumpe 12 geöffnet. Die erste Ölpumpe 12 läuft mit maximaler Drehzahl und maximalen Fördervolumen.
In der in Fig. 3 dargestellten ersten Stellung des Steuerventils 20 sind sowohl die Saugleitung 18 als auch die Druckleitung 19 der zweiten Ölpumpe 13 mittels des Steuerventils 20 geöffnet. Die Druckleitung 17 der ersten Ölpumpe 12 ist mittels des Steuerventils 20 gesperrt. Hierdurch ist die erste Ölpumpe 12 gebremst und die zweite Ölpumpe 13 dreht und fördert.
Wenn das Steuerventil 20 von der zweiten Stellung (Fig. 2) in die erste Stellung (Fig. 3) bewegt wird, werden die Saugleitung 18 und die Druckleitung 19 der vorher als Bremse arbeitenden, zweiten Ölpumpe 13 freigegeben und die Druckleitung 17 der ersten Ölpumpe 12 wird verschlossen. Die zweite Ölpumpe 13 beginnt zu fördern, wobei die erste Ölpumpe 12 langsamer dreht.
Ist das Steuerventil 20 in der in Fig. 3 dargestellten Endlage angelangt, steht die erste Ölpumpe 12 und nur die zweite Ölpumpe 13 dreht sich.
Das Steuerventil 20 ist druckbetätigt, wobei der am Ausgang bzw. in den Druckleitungsabschnitten 17b, 19b der beiden Ölpumpen 12, 13 anliegende Öldruck auf das Steuerventil 20 über eine Steuerleitung 21 zurückgeführt ist. Das Steuerventil 20 ist federbelastet, wobei, wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks kleiner als die Federkraft ist, das Steuerventil 20 in der ersten Stellung (Fig. 3) angeordnet ist. In der in Fig. 2 dargestellten zweiten Stellung liegt ein hoher Öldruck an der Steuerleitung 21 an, so dass die Feder komprimiert ist. Wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks größer als die Federkraft ist, ist das Steuerventil 20 in der zweiten Stellung (Fig. 2) angeordnet. Hierdurch ergibt sich die Regelung in Abhängigkeit von dem Öldruck. In der in Fig. 3 dargestellten Grundstellung oder ersten Stellung liegt ein niedriger Öldruck 21 an, wobei die Federkraft ausreichend ist, den Stellkolben in die erste Stellung zu verschieben.
Aufgrund der Übersetzung des Planetengetriebes 2 können sich so unterschiedliche Förderniveaus der Ölpumpen 12, 13 einstellen. Es sind so zwei Druckniveaus erzielbar. Die zur Ölversorgung benötigte Antriebsleistung ist bedarfsgerecht reduzierbar, ohne dass die Kurbelwellendrehzahl verändert wird. Hierdurch kann der zur Ölversorgung nötige Kraftstoffverbrauch vermindert werden.
Es ist möglich, die Drehrichtung einer der beiden Ölpumpen 12, 13 oder beider Ölpumpen 12, 13 umzukehren, um die entsprechende Ölpumpe 12, 13 zum Absaugen des Öls aus dem Verbrennungsmotor zu nutzen.
In Fig. 3 ist eine Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 22 dargestellt. Die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 22 ist ähnlich wie die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 22 aufgebaut, wobei nun für im Wesentlichen funktional gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 22 weist ebenfalls ein Planetengetriebe 2 und zwei Nebenaggregate 3, 4 in Form von Ölpumpen 12, 13 auf. Das Planetengetriebe 2 weist ein Hohlrad 7, einen Planetenträger 8 sowie ein Sonnenrad 9 auf. Das Hohlrad 5 ist funktional wirksam über die Kurbelwelle 5 antreibbar. Die Kurbelwelle 5 ist dabei über einen Modulantrieb 23 mit dem Hohlrad 7 gekoppelt. Der Modulantrieb 23 besteht im Wesentlichen aus einem drehfest an der Kurbelwelle 5 angeordneten Zahnrad 24, einem Zwischenrad 25 sowie einem weiteren Zahnrad 26, wobei das Zahnrad 26 insbesondere drehfest an einer Hohlwelle 27 angeordnet ist. Über die Hohlwelle 27 wird das Hohlrad 7 angetrieben. Das Sonnenrad 9 treibt über eine erste Pumpenwelle 28 die erste Ölpumpe 12 an. Der Planetenträger 8 treibt über eine zweite Pumpenwelle 29 die zweite Ölpumpe 13 an.
In der hier dargestellten bevorzugten Ausgestaltung ist nun eine der Ölpumpen 12, 13, nämlich insbesondere die erste Ölpumpe 12 funktional wirksam antriebstechnisch mit einer Unterdruckpumpe 30 gekoppelt. Die Unterdruckpumpe 30 ist über eine Zwischenwelle 31 funktional wirksam mit der Pumpenwelle 28 gekoppelt. Die Unterdruckpumpe 30 kann beispielsweise zur Versorgung eines Bremskraftverstärkers oder dgl. dienen. Die mit der Unterdruckpumpe 30 gekoppelte, erste Ölpumpe 12 und die Unterdruckpumpe 30 sind funktional wirksam mittels des Sonnenrads 9 antreibbar.
Die erste Ölpumpe 11 und die Unterdruckpumpe 30 werden mit der gleichen Pumpendrehzahl betrieben. Die Pumpendrehzahl der zweiten Ölpumpe 13 unterscheidet sich insbesondere von der Drehzahl ersten Ölpumpe 12 und somit auch von Drehzahl der Unterdruckpumpe 30. Die mit der Unterdruckpumpe 30 gekoppelte, erste Ölpumpe 12 und die Unterdruckpumpe 30 weisen eine mit steigender Drehzahl des Antriebs sinkende Pumpendrehzahl auf. Die zweite Ölpumpe 13 weist eine mit steigender Drehzahl des Antriebs steigende Pumpendrehzahl auf. Im Bereich der maximalen Drehzahl des Antriebs ist es denkbar, dass die erste Ölpumpe 12 und die Unterdruckpumpe im Wesentlichen stehen und die zweite Ölpumpe 13 alleine betrieben wird. Im niedrigen Drehzahlbereich wird hauptsächlich mittels der ersten Ölpumpe 12 gefördert und dabei auch die Unterdruckpumpe 30 angetrieben, da insbesondere im niedrigen Drehzahlbereich Pumpenleistung der Unterdruckpumpe 30 erforderlich ist. Es wird vorzugsweise die Nebenaggregatsantriebsvorrichtung 22 derart betrieben, dass die Unterdruckpumpe 30 bei hohen Drehzahlen nicht oder nur mit geringer Drehzahl umläuft. Dies erhöht die Dauerlauffähigkeit der Unterdruckpumpe 30 und dient der Verbrauchsminderung.
In Fig. 5 sind unterschiedliche Fördervolumen über der Motordrehzahl, d.h. der Drehzahl der Kurbelwelle 5 aufgetragen. Es ist ein maximales Fördervolumen 32, ein minimales Fördervolumen 33 sowie eine Bedarfskennlinie 34 eines Verbrennungsmotors dargestellt. Das Gesamtfördervolumen V̇_Ges ergibt sich aus der Summe der Fördervolumina der ersten Ölpumpe 12 V̇_Pumpe1 und der zweiten Ölpumpe 13 V̇_Pumpe2. Das minimale Fördervolumen 32 stellt sich ein, wenn der Planetenträger 8 steht, d.h. wenn die Drehzahl n_{Planetenträger} gleich null Umdrehungen pro Minute ist und somit die erste Ölpumpe 12 mit maximaler Drehzahl läuft. Das minimale Fördervolumen 33 ergibt sich, wenn das Sonnenrad steht, d.h. wenn im Wesentlichen nur die zweite Ölpumpe 13 angetrieben wird und die Drehzahl des Sonnenrades n_Sonne gleich null Umdrehungen pro Minute ist.
Gut ersichtlich ist, dass die Bedarfskennlinie 34 zwischen dem maximalen Fördervolumen 32 und dem minimalen Fördervolumen 33 für alle dargestellten Motordrehzahlen liegt. Bei hohen Motordrehzahlen liegt dabei die Bedarfskennlinie 34 näher an dem minimalen Fördervolumen 33, wobei so durch Anpassung des Gesamtfördervolumens V̇_Ges an die Bedarfskennlinie 34 die erste Ölpumpe 12 nur wenig oder gar nicht fördern muss, um den Bedarf zu decken.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
2: Planetengetriebe
3: Nebenaggregat
4: Nebenaggregat
5: Kurbelwelle
6: Gehäuse
7: Hohlrad
8: Planetenträger
9: Sonnenrad
10: Welle
11: Hohlwelle
12: Ölpumpe
13: Ölpumpe
14: Ölsumpf
15: Verbrennungsmotor
16: Saugleitung
17: Druckleitung
17a: Druckleitungsabschnitt
17b: Druckleitungsabschnitt
18: Saugleitung
18a: Saugleitungsabschnitt
18b: Saugleitungsabschnitt
19: Druckleitung
19a: Druckleitungsabschnitt
19b: Druckleitungsabschnitt
20: Steuerventil
21: Steuerleitung
22: Nebenaggregatsantriebsvorrichtung
23: Modulantrieb
24: Zahnrad
25: Zwischenrad
26: Zahnrad
27: Hohlwelle
28: Pumpenwelle
29: Pumpenwelle
30: Unterdruckpumpe
31: Zwischenwelle
32: maximales Fördervolumen
33: minimales Fördervolumen
34: Bedarfskennlinie

Claims

Nebenaggregatsantriebsvorrichtung (1, 22) mit einem Planetengetriebe (2), mit zwei Nebenaggregaten (3, 4), wobei die beiden Nebenaggregate (3, 4) mittels eines Antriebs über das Planetengetriebe (2) antreibbar sind, wobei die beiden Nebenaggregate (3, 4) als Ölpumpen (12, 13) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ölpumpen (12, 13) mittels eines Steuerventils (20) regelbar oder steuerbar sind, wobei in einer ersten Stellung des Steuerventils (20) die erste Ölpumpe (12) steht und die zweite Ölpumpe (13) fördert, wobei in einer zweiten Stellung des Steuerventils (20) die erste Ölpumpe (12) fördert und die zweite Ölpumpe (13) steht, wobei ein Gesamtfördervolumen an den Bedarf anpassbar ist.
Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuerventils (20) die Druckleitung (17, 19) und/oder die Saugleitung (18) der ersten Ölpumpe (12) oder der zweiten Ölpumpe (13) verschließbar und öffenbar sind.
Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (20) druckbetätigt ist, wobei der am Ausgang der beiden Ölpumpen (12, 13) anliegende Öldruck auf das Steuerventil (20) über eine Steuerleitung (21) zurückgeführt ist.
Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (20) federbelastet ist, wobei, wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks kleiner als die Federkraft ist, das Steuerventil (20) in der ersten Stellung angeordnet ist, wobei, wenn die Kraft aufgrund des Öldrucks größer als die Federkraft ist, das Steuerventil (20) in der zweiten Stellung angeordnet ist.
Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ölpumpe (12) mit einem Sonnenrad (9) gekoppelt ist, die zweite Ölpumpe (13) mit einem Planetenträger (8) gekoppelt ist und der Antrieb mit einem Hohlrad (7) gekoppelt ist.
Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb durch eine Kurbelwelle (5) eines Kraftfahrzeugs gebildet ist.
Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ölpumpen (12) mit einer Unterdruckpumpe (30) gekoppelt ist.
Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Unterdruckpumpe (30) gekoppelte Ölpumpe (12) und die Unterdruckpumpe (30) eine mit steigender Drehzahl des Antriebs sinkende Pumpendrehzahl aufweisen.
Nebenaggregatsantriebsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Unterdruckpumpe (30) gekoppelte Ölpumpe (12) funktional wirksam mittels des Sonnenrads (9) antreibbar ist.