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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben eines
ein Gehäuse
umfassendes Hilfsaggregates eines Fahrzeuges, insbesondere eines
Nutzfahrzeuges, mit einer ein weiteres Gehäuse umfassenden Antriebseinheit
zum Bereitstellen eines Drehmoments, einer Welle zum Übertragen
des Drehmoments von der Antriebseinheit auf das Hilfsaggregat, sowie
ein Fahrzeug, welches eine derartige Vorrichtung umfasst.
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Derartige
Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden
zum Betreiben von Hilfsaggregaten in Fahrzeugen aller Art sehr häufig eingesetzt.
Typischerweise muss von der Antriebseinheit ein Drehmoment in diese
Hilfsaggregate eingeleitet werden, damit diese betrieben werden
können.
Das Drehmoment wird in den meisten Fällen mittels einer drehbar
gelagerten Welle in das Hilfsaggregat eingeleitet, wobei die Welle über eine
Kupplung mit einer Antriebseinheit verbunden wird. Dabei können Kupplungen
aller Art zum Einsatz kommen, etwa drehstarre, elastische oder schaltbare
Kupplungen. Je nach Bauart weisen die Kupplungen verschiedene Nachteile
auf, beispielsweise neigen schaltbare Kupplungen zu Verschleiß, so dass
sie regelmäßig ausgetauscht
werden müssen,
wodurch sich die Betriebskosten der Vorrichtung erhöhen und Ausfälle unvorhergesehen
eintreten können.
Ist es nicht notwendig, die Kupplungen schaltbar oder elastisch
auszuführen,
sind drehstarre Kupplungen das Mittel der Wahl, da diese einfach
aufgebaut und zuverlässig
sind. Hierbei werden zwei Wellen mithilfe von Flanschen unter Verwendung
von Schrauben miteinander verbunden. Allerdings ist es bei derartigen
Wellen notwendig, die zu verbindenden Wellen bzw. die sie verbindenden
Antriebseinheiten fluchtend und ohne Versatz zueinander auszurichten.
Ferner muss gewährleistet
sein, dass die Flanschbilder der beiden Flansche gleich sind, damit
sie mithilfe der Schrauben miteinander verbunden werden können. Diese
Notwendigkeiten machen die Verwendung dieser Kupplungen unflexibel
und zudem gestaltet sich die fluchtende Ausrichtung zum Verbinden
der beiden Wellen als schwierig, insbesondere in räumlich eng
begrenzten und schlecht zugänglichen
Umgebungen. Selbiges gilt auch für
den Austausch für
den Fall, dass entweder das Hilfsaggregat oder die das Drehmoment
bereitstellende Antriebseinheit ausfällt und ersetzt werden muss.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes
der Technik zumindest zu reduzieren und eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art anzugeben, mit deren Hilfe die das Drehmoment bereitstellende
Antriebseinheit schneller und einfacher mit dem Hilfsaggregat zum Übertragen
des Drehmoments verbunden werden kann.
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Gelöst wird
die Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei
der die Welle in das Gehäuse
des Hilfsaggregates oder in das weitere Gehäuse der Antriebseinheit hineinragt.
Das Hilfsaggregat kann in jeder denkbaren Form ausgestaltet sein,
die mit einem Drehmoment antreibbar ist, ausgestaltet sein. Da auf
die verschleiß-
und störungsanfällige Kupplung
verzichtet werden kann, wird der Betrieb der Vorrichtung sicherer
und die Standzeiten werden durch die größeren Wartungsintervalle erhöht. Weiterhin
kann die Vorrichtung platz- und gewichtssparender ausgeführt und
kostengünstiger hergestellt
werden. Ferner gestaltet sich die Verbindung der das Drehmoment
bereitstellenden Antriebseinheit mit dem Hilfsaggregat einfacher,
da die Welle selbst zentrierend wirkt.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus,
dass die Welle mit einem ersten Abschnitt in der Antriebseinheit
mithilfe von Lagern gelagert ist und ein zweiter Abschnitt der Welle
aus der Antriebseinheit hervor- und in das Gehäuse der Antriebseinheit hineinragt
und die Welle form- oder reibschlüssig mit einem drehbaren Bauteil der
Antriebseinheit verbunden ist. Dadurch, dass die Welle vom einen
Bauteil hervor- und in das andere Teil hineinragt, kann das Bauteil
einfach mit dem anderen verbunden werden, indem die Welle in eine entsprechende
Ausnehmung des anderen Bauteils eingeführt wird. Da die Welle gleichzeitig
einen Form- oder
Kraftschluss mit dem drehbaren Bauteil eingeht, ist nach dem Verbinden
der Antriebseinheit mit dem Hilfsaggregat ein Drehmoment übertragbar
und die beiden Bauteile miteinander gekoppelt. Besonderer Zentrier-
und Verbindungsschritte bedarf es hier nicht mehr.
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Weiterhin
vorteilhaft wird die Erfindung weitergebildet, indem die Antriebseinheit
und das Hilfsaggregat unmittelbar zueinander benachbart angeordnet
sind, so dass wenig Raum beansprucht wird. Die Antriebseinheit und
das Hilfsaggregat werden so zu einer hoch integrierten Vorrichtung
zusammengefasst.
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Eine
bevorzugte Weiterentwicklung der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, dass das drehbare Bauteil vom zweiten Abschnitt und den in
dem Gehäuse
der Antriebseinheit angeordneten Lagern gelagert wird. Die Lagerung
des drehenden Bauteils wird von der Welle und den Lagern übernommen, was
insbesondere deshalb vorteilhaft ist, da Lager zum einen Platz benötigen, zum
anderen aber auch zu Verschleiß neigen
und regelmäßig ausgetauscht werden
müssen.
Ferner führt
die Reduzierung der Anzahl der Lager zu einer Reduzierung der Ausfallwahrscheinlichkeit.
Auf gesonderte Schmierstoffkreisläufe zum Schmieren der Lager
kann bei der Antriebseinheit, die das drehende Bauteil umfasst,
verzichtet werden, so dass der Aufbau vereinfacht werden kann. Durch
die Reduzierung der Anzahl der Bauteile und die Vereinfachung des
Aufbaus kann die Vorrichtung insgesamt kostengünstiger hergestellt und sicherer
betrieben werden. Die Wartungsintervalle werden deutlich reduziert.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung,
die weiterhin ein Schmierstofffördermittel
zum Fördern
eines Schmierstoffes zu und in einem Schmierstoffkreislauf aufweist,
wird dadurch weitergebildet, dass das Schmierstofffördermittel
mittels der Welle antreibbar ist. Eine zusätzliche Antriebseinheit oder
Antriebsstränge
oder Getriebe werden überflüssig, wodurch die
erfindungsgemäße Vorrichtung
einfach und kostengünstig
gefertigt und deren Zuverlässigkeit
erhöht werden
kann.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass dadurch
gekennzeichnet, dass das Fördermittel
als Pumpe, insbesondere als Zahnradpumpe oder Schraubenpumpe ausgebildet
ist. Pumpen sind zur Förderung
des Schmierstoffs das Mittel der Wahl, sind einfach zu beschaffen
und zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit aus. Zahnradpumpen
und Schraubenpumpen weisen den Vorteil einer pulsationsfreien Förderung
auf. Insbesondere bei Schraubenpumpen kann die Förderung bei einer hohen Laufruhe
und hohen Drehzahlen realisiert werden, während Zahnradpumpen vorzugsweise
dann eingesetzt werden, wenn der Schmierstoff eine hohe Viskosität aufweist.
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Die
Erfindung wird durch einen Vorhalteabschnitt zum Lagern und Vorhalten
des Schmierstoffes weitergebildet. Dieser Vorhalteabschnitt kann
ein Tank oder ein Reservoir sein. Durch die Integration des Vorhalteabschnitts
direkt an der Vorrichtung sind die Wege, die überbrückt werden müssen, etwa
der Leitungen für
den Schmierstoff zur Pumpe verkürzt. Allein
dadurch wird bereits die Störanfälligkeit
der Vorrichtung reduziert. Weiterhin kann auf lange und extern verlaufende
Schlauchleitungen verzichtet werden, die von Gegenständen in
der Umgebung der Vorrichtung beschädigt oder von Tieren wie Mardern angefressen
und damit undicht werden können.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein
Bajonettverschluss zum Verbinden und Zentrieren der Antriebseinheit mit
dem Hilfsaggregat verwendet. Mit einem Bajonettverschluss können die
Antriebseinheit und das Hilfsaggregat schnell und einfach miteinander
verbunden und voneinander getrennt werden, ohne dass spezielle Werkzeuge
notwendig wären.
Ferner ist es ohne großen
fertigungstechnischen Aufwand möglich,
mittels einer Ausnehmung, in die ein korrespondierender Vorsprung
hineinragt, eine Zentrierung beim Verbinden der Antriebseinheit
mit dem Hilfsaggregat zu bewirken. Diese Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung bietet sich insbesondere bei räumlich beengten Einbauumgebungen
an, in denen Werkzeuge schlecht verwendet werden können.
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Vorteilhaft
wird die Erfindung durch eine Flanscheinheit zum Verbinden der Antriebseinheit mit
dem Hilfsaggregat weitergebildet. Derartige Flanscheinheiten zum
Verbinden der Antriebseinheit mit dem Hilfsaggregat sind einfach
zu fertigen und zeichnen sich durch eine hohe Betriebssicherheit
aus. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Flanscheinheit die Antriebseinheit
und das Hilfsaggregat zueinander zentriert. Auch diese Zentrierwirkung
ist fertigungstechnisch einfach zu realisieren, beispielsweise durch
Ausnehmungen, in die korrespondierende Vorsprunge eingreifen. In
diesem Zusammenhang sind hauptsächlich
die wesentlichen Abmessungen des Flansches zu nennen, etwa der Außendurchmesser, der
Zentrierdurchmesser, der Lochkreisdurchmesser sowie die Anzahl der
Löcher
zur Durchführung
der Schrauben. Hierbei ist es zweckmäßig, den Flansch entsprechend
der gängigen
Normvorschriften auszuführen.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Vorrichtung zum Verbinden
von vielen Antriebseinheiten verwendet werden kann, auch dann, wenn
die Antriebseinheiten von anderen Herstellern stammen. Das Anwendungsgebiet
der Vorrichtung wird daher erweitert und die Absatzmärkte vergrößert. Allerdings
ist es ebenfalls möglich, kundenspezifische Flansche
zu verwenden, so dass die entsprechenden Kunden beispielsweise auch
ihre eigenen Antriebseinheiten oder Hilfsaggregate, die nicht über standardisierte
oder normgerechte Flanschanschlüsse
verfügen,
einsetzen können.
Insbesondere kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Größe des Kompressors
ohne nennenswerten Aufwand so gewählt werden, dass sie den individuellen
Kundenanforderungen entspricht.
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Vorzugsweise
wird die Antriebseinheit mit dem Hilfsaggregat mittels der Welle
verbunden. Hierzu wird das drehbare Bauteil auf die Welle aufgepresst
oder mit der Welle verschraubt. In dieser Gestaltung greift die
Welle nicht nur derart in das Bauteil ein, dass ein Drehmoment übertragen
wird, sondern die Verbindung wird so ausgeführt, dass keine weiteren Verbindungsstellen
vorgesehen werden müssen, um
die Antriebseinheit mit dem Hilfsaggregat zu verbinden. Die Anzahl
der Elemente, die zum Verbinden notwendig sind, reduziert sich so
und der Arbeitsgang, der zum Verbinden notwendig ist, verkürzt sich.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bilden die Antriebseinheit
und das Hilfsaggregat nach dem Verbinden einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf
zum Kühlen
der Antriebseinheit und des Hilfsaggregats aufweisen. In dieser
Ausgestaltung kann ein bereits vorhandener Kühlmittelkreislauf entweder
der Antriebseinheit oder des Hilfsaggregats von der Antriebseinheit
oder vom Hilfsaggregat mitverwendet werden, welche(s) nicht über einen
eigenen Kühlmittelkreislauf
verfügt.
Eine separate Kühlung,
beispielsweise in Form eines Gebläses für die Antriebseinheit oder
eine Lüftung
können
entfallen. Somit ist die Antriebseinheit weitgehend unabhängig von
den Umgebungstemperaturen. Ferner braucht nur ein Kühlmittelkreislauf
gesteuert zu werden, wodurch der Aufbau der Vorrichtung insgesamt einfacher
und kompakter wird. Weiterhin kann eine Gewichtsersparnis und eine
Erhöhung
der Zuverlässigkeit
und eine Vereinfachung der Ersatzteillagerung sowie der Wartung
durch die Verringerung der Anzahl der Teile erzielt werden.
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Vorteilhafterweise
wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
dadurch weitergebildet, dass der Kühlmittelkreislauf ein Fördermittel,
insbesondere eine Pumpe zum Fördern
eines Kühlmittels,
insbesondere Wasser im Kühlmittelkreislauf
sowie einen Wärmetauscher
zum Abführen
von Wärme
aus dem Kühlmittelkreislauf
aufweist. Auf diese Weise wird eine effektive Kühlung des Hilfsaggregats und
der Antriebseinheit einfach und kostengünstig erzielt werden. Die Verwendung
von Wasser als Kühlmittel weist
insbesondere den Vorteil auf, dass es nahezu überall verfügbar ist und im Falle von Leckagen
keine umweltbelastenden Wirkungen entfaltet. Alternativ können andere
flüssige
Wärmeträgermedien
statt Wasser eingesetzt werden.
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Eine
bevorzugte Weiterentwicklung zeichnet sich dadurch aus, dass die
Antriebseinheit als ein Elektromotor und das Hilfsaggregat als Kompressor zum
Erzeugen von Druckluft, als Klimakompressor für eine Klimaanlage zum Klimatisieren
des Fahrzeuges, oder als eine Lenkhilfepumpe zum Unterstützen der
Lenkung des Fahrzeuges ausgebildet sind, wobei der Elektromotor
das als ein Rotor ausgestaltete drehbare Bauteil und eine Wicklung
umfasst. Elektromotoren stellen zunehmend das Antriebsmittel der Wahl
dar, da sie in allen relevanten Drehzahlbereichen ein konstantes
Drehmoment abgeben und im Betrieb keine umweltschädlichen
Abgase verursachen. Kompressoren sind Komponenten, die in Nutz- sowie
Kraftfahrzeugen häufig
eingesetzt werden, insbesondere zum Erzeugen von Druckluft. Klimaanlagen
und die hierfür
benötigten
Klimakompressoren finden ebenfalls weit verbreitet und zunehmend
Verwendung, um den Komfort-Ansprüchen
und insbesondere den Fahrern von Nutzfahrzeugen, einen Arbeitsplatz
schaffen zu können,
der ihre Leistungsfähigkeit
so lang wie möglich
aufrecht erhält.
Ganz ähnliche
Gesichtspunkte gelten für
die Verwendung von Lenkhilfepumpen zum Unterstützen der Lenkung des Fahrzeuges,
auch hier insbesondere des Nutzfahrzeuges. Unter Verwendung einer
Lenkhilfe sind die beim Lenken benötigten Kräfte geringer und die Ermüdung des
Fahrers wird verlangsamt.
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Weiterhin
vorteilhaft ist es, wenn der Elektromotor als Asynchronmotor oder
Servomotor ausgestaltet ist und/oder einen beliebig anordnebaren
Servo-, Frequenzumrichter oder Wechselrichter, insbesondere einen
Multi-Frequenzum- oder Wechselrichter aufweist. Ein Servo-, Frequenzum-
bzw. Wechselrichter dient dazu, aus einer Wechsel- oder Drehstromspannung
mit bestimmter Frequenz bzw. aus einer Gleichspannung eine in Amplitude
und Frequenz veränderte
Spannung zu generieren. Mit dieser umgerichteten Spannung wird dann
der Verbraucher, in diesem Fall der Elektromotor betrieben und so
die Drehzahl des Elektromotors stufenlos regelbar. Der Servo-, Frequenzum-
bzw. Wechselrichter kann an einem beliebigen Ort im Fahrzeug angeordnet
werden, der so gewählt
werden kann, dass die besten Umgebungsbedingungen für den Betrieb
bereitstellt werden. Insbesondere muss er nicht direkt am Elektromotor
angeordnet werden. Beispielsweise kann er geschützt von aggressiven Medien
und erhöhten
Temperaturschwankungen angeordnet werden. Wiederum wird die Verbindung
zwischen dem Elektromotor und dem Um- oder Wechselrichter über ein
elektrisch leitendes Kabel realisiert. Bei der Verwendung eines
Multi-Frequenzumrichters können
mit einem Bauteil mehrere Elektromotoren, beispielsweise ein Elektromotor
für den
Kompressor und ein weiterer für
den Antrieb weiterer Hilfsaggregate, unabhängig voneinander gesteuert
werden, so dass nicht für
jeden im Fahrzeug vorhandenen Elektromotor ein eigener Frequenzumrichter
verbaut werden muss. Dadurch wird der Einbau vereinfacht und der
Raumbedarf reduziert. Ferner ist die Verwendung eines Multi-Frequenzumrichters
kostengünstiger.
Elektromotoren werden häufig
als Asynchronmotoren ausgeführt,
da sie wartungsfrei und robust sind.
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Weiterhin
vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch fortgebildet,
dass der Kompressor als Kolbenkompressor mit einer Kurbelwelle ausgebildet
ist. Die notwendige Verdichtung der Luft von atmosphärischem
Druck auf den Betriebsdruck, der üblicherweise zwischen 12 und
12,5 bar beträgt,
kann mit Kolbenkompressoren einstufig durchgeführt werden, was im Vergleich
zu zweistufigen ölfreien
Schraubenkompressoren eine kompaktere Bauweise ermöglicht.
Gleichzeitig sind einstufig wirkende Kolbenkompressoren günstiger
in der Anschaffung und weisen weitere Vorteile gegenüber Schraubenkompressoren
auf.
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Eine
besonders bevorzugte Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung
zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse und das weitere Gehäuse einstückig ausgebildet
sind. Zur Montage und zur Wartung können Deckel an geeigneten Stellen vorgesehen
sein. Durch die einstückige
Gestaltung der Gehäuse
müssen
die Antriebseinheit und das Hilfsaggregat nicht mehr durch gesonderte
Verbindungsstellen miteinander verbunden werden. Ferner entsteht
eine Vorrichtung, in welcher das Hilfsaggregat und die Antriebseinheit
hochintegriert sind, ferner ermöglicht
es diese Ausführung,
das Gehäuse
kompakt und gewichtssparend zu gestalten.
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Ein
weiterer Aspekt betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug,
welches eine erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst. Die zuvor beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
treffen vollumfänglich
auch auf das diese Vorrichtung umfassende Fahrzeug zu.
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Im
Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung anhand von Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigen:
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1 den
prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
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2 ein
Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung.
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Die
in 1 gezeigte Vorrichtung 10 umfasst eine
Antriebseinheit 12 mit einem Gehäuse 14 und ein Hilfsaggregat 16 mit
einem weiteren Gehäuse 18 und
einem drehbaren Bauteil 20, wobei die Antriebseinheit 12 im
dargestellten Beispiel als ein in Form eines Asynchronmotors 24 ausgestalteten
Elektromotor 22 und das Hilfsaggregat 16 als Kompressor 26, beispielsweise
als ein Kolbenkompressor 28 ausgebildet ist. Das Hilfsaggregat 16 kann
in jeder denkbaren Form ausgestaltet sein und von der Antriebseinheit 12 mittels
eines Drehmomentes antreibbar sein, beispielsweise als Luftkompressor,
Klimakompressor 27 zum Klimatisieren des Fahrzeuges oder
als eine Lenkhilfepumpe 29 zum Unterstützen der Lenkung des Fahrzeuges.
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Der
Kolbenkompressor 28 umfasst eine Welle 30, die
als Kurbelwelle 32 ausgeführt und mittels Lagern 34,
insbesondere Wälzlagern
gelagert wird, wobei jede Form von Lagern 34 eingesetzt
werden kann, die zur Lagerung von Wellen geeignet ist. Die Kurbelwelle 32 weist
einen ersten Abschnitt 36 und einen zweiten Abschnitt 38 auf.
Der erste Abschnitt 36 erstreckt sich innerhalb des weiteren
Gehäuses 18 des
Kolbenkompressors 28, wohingegen der zweite Abschnitt aus
dem weiteren Gehäuse 18 herausragt.
Beim dargestellten Asynchronmotor 24 ist das drehbare Bauteil 20 als
Rotor 40 ausgebildet, der wiederum von Wicklungen 42 umschlossen
ist. Der Rotor 40 ist so gestaltet, dass die Kurbelwelle 32 beim
Verbinden des Asynchronmotors 24 mit dem Kolbenkompressor 28 formschlüssig oder
alternativ reibschlüssig
mit dem Rotor 40 in Eingriff steht, so dass das vom Asynchronmotor 24 bereitgestellte Drehmoment
und damit die Wellenleistung auf die Kurbelwelle 32 zum
Antreiben des Kolbenkompressors 28 übertragen werden kann.
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Im
verbundenen Zustand sind das Gehäuse 14 und
das weitere Gehäuse 18 unmittelbar
benachbart zueinander angeordnet, stehen in Kontakt an einer Kontaktfläche 44 und
werden mittels einer Flanscheinheit 46 oder eines Bajonettverschlusses 48 aneinander
befestigt. Es können
andere geeignete Befestigungsarten zum Einsatz kommen. Die Drehzahl
des Asynchronmotors 24 wird mit Hilfe eines Frequenzum- oder Wechselrichters 50 gesteuert.
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Die
Vorrichtung 10 weist einen Kühlmittelkreislauf 52 auf,
mit dem sowohl der Kolbenkompressor 28 als auch der Asynchronmotor 24 gekühlt werden.
Der Kühlmittelkreislauf 52 umfasst
einen ersten Kanal 54 im Gehäuse 14 und einen zweiten
Kanal 56 im weiteren Gehäuse 18 sowie einen
ersten Verbindungsabschnitt 58 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 60,
welche die Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten Kanal 54, 56 herstellen.
Die Verbindungsabschnitte 58, 60 können, wie
dargestellt, außerhalb
des Kolbenkompressors 28 und des Asynchronmotors 24 verlaufen
und als flexible Schläuche
oder in Form von nur bedingt verformbaren metallischen Leitungen
ausgeführt
sein. Weiterhin können
die Verbindungsabschnitte zumindest teilweise zu einem Abschnitt
zusammengefasst werden. Es ist ferner denkbar, die Verbindungsabschnitte 58, 60 innerhalb
des Kolbenkompressors 28 und des Asynchronmotors 24 anzuordnen
und so auszugestalten, dass die Kommunikation zwischen dem ersten
Kanal 54 und dem zweiten Kanal 56 beim Verbinden
des Kolbenkompressors 28 mit dem Asynchronmotor 24 hergestellt
wird. Zur Förderung
eines Kühlmittels
im Kühlmittelkreislauf 52 wird
ein Fördermittel 62,
insbesondere eine Pumpe 64 verwendet. Die Pumpe 64 ist
im dargestellten Beispiel im zweiten Verbindungsabschnitt 60 angeordnet,
kann aber auch im ersten Verbindungsabschnitt 58, im ersten oder
zweiten Kanal 54, 56 platziert werden. Zum Abführen der
Wärme aus
dem Kolbenkompressor 28 und dem Asynchronmotor 24 umfasst
die Vorrichtung 10 einen Wärmetauscher 66, der
im dargestellten Ausführungsbeispiel
ebenfalls im zweiten Verbindungsabschnitt 60 angeordnet
ist. Auch der Wärmetauscher 66 kann überall innerhalb
des Kühlmittelkreislaufes 52 angeordnet
sein.
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In 2 ist
ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem der Kolbenkompressor 28 mit dem Asynchronmotor 24 an
der Kontaktfläche 44 mithilfe
der Flanscheinheit 46 verbunden ist. Zur Zentrierung des
Kolbenkompressors 28 mit dem Asynchronmotor 24 weist
die Kurbelwelle 32 einen kegelförmigen Abschnitt 68 auf,
der ebenfalls zur reibschlüssigen
und/oder zusätzlich
formschlüssigen Übertragung
des vom Asynchronmotor 24 abgegebenen Drehmoments auf die
Kurbelwelle 32 dient. Die Kurbelwelle 32 ragt
mit ihrem Abschnitt 38 wenigstens teilweise in den Rotor 40 hinein,
der von den Wicklungen 42 umschlossen wird. In nicht gezeigter
Weise ist im in den Figuren rechten Teil in dem Gehäuse ein
weiteres Lager zum Lagern der Kurbelwelle, dass heißt des Abschnitts 38 der
Kurbelwelle 32 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel sind also insgesamt
drei Lager zum Lagern der Kurbelwelle 32 vorgesehen. Es
ist auch eine fliegende Lagerung des Rotors 40 denkbar,
so dass nur die beiden im Gehäuse 18 positionierten
Lager 34 die Kurbelwelle 32 lagern und auf dem
in das Gehäuse 14 hineinragenden
Abschnitt 38 der Kurbelwelle 32 der Rotor 40 „fliegend” gelagert
ist. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, die Kurbelwelle 38 mit
zwei Lagern 34 zu lagern, wobei das erste Lager 34 im
Gehäuse 14 und
das zweite Lager 34 im weiteren Gehäuse 18 angeordnet
ist.
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Auf
dem kegelförmigen
Abschnitt 68 der Kurbelwelle 32 ist ein Schmierstofffördermittel 86 vorgesehen,
das so mit der Kurbelwelle verbunden ist, dass ein Drehmoment übertragbar
ist. Die Kurbelwelle 32 treibt also nicht nur den Kolbenkompressor 28 an,
sondern auch das Schmierstofffördermittel 86, welches
als Ölpumpe 90,
insbesondere als Zahnradpumpe 92 oder als Schraubenpumpe 94 ausgestaltet werden
kann. Als Schmierstoff wird vorzugsweise Öl verwendet, welches in einem
Vorhalteschnitt 82 gelagert und über einen Kanal 84 von
der Ölpumpe 90 über einen
nicht dargestellten Kanal in den Kolbenkompressor 28 gepumpt
wird. Das Öl
gelangt anschließend über einen
weiteren nicht dargestellten Kanal zurück in den Vorhalteabschnitt,
so dass ein geschlossener Schmierstoffkreislauf gebildet wird. Weiterhin
umfasst die Vorrichtung ein nicht dargestelltes Druckbegrenzungsventil
zum Begrenzen des Drucks und zum Steuern der geförderten Menge des Schmierstoffs
und/oder einen Druckschalter 88 und/oder einen nicht dargestellten
Niveausensor zum Sensieren der in der Vorrichtung vorhandenen Menge
von Schmierstoff. Mithilfe des Druckbegrenzungsventils kann eine
direkte Verbindung (Kurzschluss) zwischen dem Saug- und dem Druckbereich des
Fördermittels
realisiert werden, sofern der gewählte Druck des Schmierstoffs
in der Vorrichtung überschritten
wird.
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Um
die Wicklungen 42 ist der erste Kanal 54 des Kühlmittelkreislaufes 52 angeordnet,
wobei außerhalb
der Wicklungen 42 ein Kühlmittel-Gehäuse 70 gebildet
ist. Das Kühlmittel-Gehäuse 70 umfasst Rippen 72,
um die Oberfläche,
die mit dem Kühlmittelkreislauf 52 in
Kontakt steht, zur Verbesserung der Wärmeübertragung zu vergrößern. Zum
Belüften
des Schmierstoffkreislaufs der Vorrichtung 10 ist ein Belüftungsventil 76 vorgesehen.
Zum Vereinfachen der Montage und Wartung der Vorrichtung 10 kann
diese eine zweite Flanscheinheit 74 auf, die im Vergleich zur
Flanscheinheit 46 besser zugänglich ist aufweisen. Die Vorrichtung 10 weist
Füße 78 auf,
mit denen sie auf eine beliebige, nicht dargestellte Unterlage gestellt
werden kann. Um die im Betrieb der Vorrichtung 10 entstehenden
Schwingungen nicht oder zumindest in nur reduziertem Umfang auf
die Unterlage zu übertragen,
weisen die Füße Schwingungsabsorber 80 auf.
Dies ist insbesondere bei Verwendung der Vorrichtung 10 in
einem Fahrzeug hilfreich, um den Fahrkomfort nicht zu beeinträchtigen.
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In
nicht gezeigter Weise können
alternativ das Gehäuse 14 und
das weitere Gehäuse
einstückig 18 ausgebildet
sein, also beispielsweise als ein zusammenhängendes Gussteil. Zur Montage
und zur Wartung können
Deckel an geeigneten Stellen vorgesehen sein. In diesem Fall müssen die
Antriebseinheit und das Hilfsaggregat nicht mehr durch gesonderte
Verbindungsmittel miteinander verbunden werden.