DE10260047A1 - Vorrichtung zum Antreiben eines Kompressors einer Luftfederung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben eines Kompressors (1) einer Luftfederung in einem Kraftfahrzeug (2), bei welcher ein Anlasser (3) des Kraftfahrzeugs (2) mit dem Kompressor (1) über eine Welle (4) gekoppelt ist. Die Welle (4) ist flexibel, um zu ermöglichen, dass der Kompressor an einer anderen Stelle im Kraftfahrzeug (2) als am Anlasser (3) angebracht werden kann. Das eine Ende (5) der Welle (4) ist ferner an die Ritzelwelle (6) des Anlassers (3) und deren anderes Ende (7) an den Kompressor (1) angekuppelt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben eines Kompressors einer Luftfederung in einem Kraftfahrzeug, bei welcher ein Anlasser des Kraftfahrzeugs mit dem Kompressor über eine Welle gekoppelt ist.
• Die Nutzung des Anlassers eines Kraftfahrzeugs für weitere Aufgaben ist aus dem Stand der Technik bekannt. Aus der US 1,351,269 ist es beispielsweise bekannt, den Anlasser eines Kraftfahrzeugs als eine Pumpe zur Kompression von Fluid einzusetzen, beispielsweise um Reifen aufzupumpen, für den Betrieb von pneumatischen Wagenhebern oder pneumatischen Gangschaltungen. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 3131885 A1 ist ferner ein pressluftgetriebener Anlasser für Verbrennungsmotoren mit einer automatischen Umschaltung zum Kompressor bekannt. Anstelle eines elektrischen Anlassers wird hier ein Anlasser verwendet, der einen Motor mit Hilfe von Pressluft startet. Nach dem Anlassen wird der Anlasser durch automatisches Umschalten zu einem Kompressor umfunktioniert, der eine Pressluftflasche wieder befüllt, die Pressluft zum Anlassen enthält. Schließlich ist aus der JP 05-213255 ein Gerät zur Regulierung der Höhe eines Fahrzeugs bekannt, bei dem eine Pumpe eines Öldrucksystems zur Regulierung der Fahrzeughöhe vom Anlasser betrieben wird.
• Der für eine Luftfederung mit Niveauregelung zur Erzeugung von Druckluft erforderliche Kompressor wird in der Regel von einem Elektromotor angetrieben, der vom Bordnetz eines Kraftfahrzeugs versorgt wird, in welchen die Luftfederung eingesetzt wird. Häufig wird hierzu eine den Kompressor und einen Elektromotor umfassende verblockte Einheit verwendet, die jedoch einen hohen Platzbedarf im Kraftfahrzeug hat und außerdem ein hohes Gewicht auf weist. Es bietet sich an, als Elektromotor einen im Kraftfahrzeug vorhandenen Anlasser einzusetzen, da dieser nur für einen begrenzten Zeitraum, nämlich zum Starten eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs benötigt wird. Gebräuchliche Anlasser für Personenkraftfahrzeuge der Mittel- und Oberklasse haben derzeit eine Leistung von etwa 2 KW. Für ein luftgefedertes Fahrwerk in diesen Fahrzeugklassen ist eine Leistung von unter etwa 1 KW ausreichend und kann daher ohne Probleme vom Anlasser bereit gestellt werden.
• Problematisch ist jedoch die Montage des Kompressors beim Anlasser. Der Anlasser ist meistens in direkter Nähe eines Kurbelwellenschwungrades zusammen mit einem Wandler bzw. einer Kupplung im Motorraum des Kraftfahrzeugs untergebracht, in dem in der Regel kein ausreichender Raum mehr für den Kompressor vorhanden ist.
• Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Lösung vorzuschlagen, bei welcher der Kompressor entweder an einer anderen Stelle im Motorraum des Kraftfahrzeugs als beim Anlasser oder an einer anderen Stelle im Kraftfahrzeug angebracht werden kann.
• Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung zum Antreiben eines Kompressors einer Luftfederung in einem Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
• Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, dass die Welle, über die der Anlasser des Kraftfahrzeugs mit dem Kompressor gekoppelt ist, flexibel ist, wobei ihr eines Ende an die Ritzelwelle des Anlassers und ihr anderes Ende an den Kompressor angekoppelt ist. Eine derartige Welle ermöglicht eine Platzierung des Kompressors an vielen verschiedenen Stellen im Kraftfahrzeug, insbesondere im Motorraum oder am Fahrwerk. Vor allem kann der Kompressor an Stellen im Kraftfahrzeug montiert werden, wo ausreichend Raum zur Verfügung steht und niedrigere Temperaturen als in der Nähe des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs herrschen. Dadurch verlängert sich die Lebensdauer des Kompressors. Außerdem arbeitet der Kompressor zuverlässiger. Durch die Verwendung des Anlassers als Antriebseinheit für den Kompressor, dessen Antriebsleistung höher ist als die von herkömmlichen Elektromotoren für Kompressoren, verbessert sich die Verfügbarkeit und verkürzt sich die Aufregelzeit der Luftfederung. Schließlich ist eine derartige Lösung auch kostengünstiger als ein Kompressor mit einem eigenen Elektromotor. Dadurch, dass ein Elektromotor eingespart wird, verringert sich ferner das Gewicht des Kraftfahrzeugs, in welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kompressor im Heck des Kraftfahrzeugs, insbesondere an ein Hinterachsgetriebe montiert. An dieser Stelle steht in der Regel bei einem Kraftfahrzeug ausreichend Raum zur Verfügung, um den Kompressor unterzubringen. Zudem sind die Temperaturverhältnisse an dieser Stelle für den Einsatz des Kompressors günstig.
• Vorzugsweise ist der Kompressor außen am Gehäuse des Hinterachsgetriebes etwa parallel zu einer Kegelradwelle des Hinterachsgetriebes angeflanscht. Diese Montageform bietet den Vorteil, dass bei einem längs eingebauten Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs die flexible Welle im Kardantunnel des Kraftfahrzeugs, insbesondere an der Innenwand des Kardantunnels verlaufen kann.
• Da der Anlasser des Kraftfahrzeugs bei der Erfindung zwei Funktionen hat, muss eine elektrische Steuerschaltung des Anlassers derart ausgebildet sein, dass ein Kitzel des Anlassers nicht in den Zahnkranz des Schwungrades geschoben wird, wenn der Anlasser nur den Kompressor antreibt. Zudem kann die elektrische Steuerschaltung des Anlassers derart ausgebildet sein, dass der elektrische Strom des Anlassers reduziert wird, wenn der Anlasser nur den Kompressor antreibt, da in diesem Fall weniger Strom als im Anlasserbetrieb benötigt wird.
• Um den technischen Aufwand zur Implementierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglichst gering zu halten, insbesondere um zusätzliche schaltbare Kupplungen zu vermeiden, kann der Kompressor ein Auslassventil aufweisen, dass dann geöffnet wird, wenn der Anlasser einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs antreibt. Das geöffnete Auslassventil sorgt dafür, dass im Kompressor keine Verdichtung stattfindet. Dies verringert die Verlustleistung des Anlassers während der Startphase.
• Schließlich kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Steuergerät für die Luftfederung mit einer Zusatzfunktion versehen werden, die den Anlasser steuert, und insbesondere regelt, wann und wie lange der Anlasser den Kompressor antreibt. Hierzu kann das Steuergerät Signale über Sensoren empfangen, um Steuergrößen zur Steuerung des Anlassers erzeugen zu können.
• Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
• 1 ein Kraftfahrzeug, in dem ein Kompressor am Hinterachsgetriebe montiert ist und mittels eines flexiblen Welle vom Anlasser im Motorraum angetrieben wird,
• 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1 und
• 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 1.
• In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 2 angedeutet, bei dem ein Verbrennungsmotor 11 im frontseitig vorgesehenen Motorraum angeordnet ist und im Betrieb über einen Antriebsstrang 12 Rotationsbewegungen auf ein Hinterachsgetriebe 8 (3) überträgt. Am Verbrennungsmotor 11 ist ein Anlasser 3 montiert, der einen Elektromotor umfasst. An die Ritzelwelle des Anlassers 6 ist ein Ende 5 einer flexiblen Welle 4 angekuppelt. Das andere Ende 7 der flexiblen Welle 4 ist an den Kompressor 1 angekuppelt. Die flexible Welle 4 verläuft von der Front, genauer gesagt dem Motorraum des Kraftfahrzeugs 2 durch einen Kardantunnel 10 zum Heck, in dem auch der Antriebsstrang 12 des Kraftfahrzeugs untergebracht ist. Hierbei sind die Ausmaße der flexiblen Welle 4 derart, dass sie problemlos im Kardantunnel 10 neben dem Antriebsstrang untergebracht werden kann.
• 2 verdeutlicht den Montageort des Anlassers 3 am Verbrennungsmotor 11. Ferner ist ein Schwungrad 13 des Verbrennungsmotors 11 zu erkennen, welches vom Anlasser in der Anlassphase angetrieben wird. Aus 3 geht der Montageort des Kompressors 1 am Hinterachsgetriebe 8 hervor. Insbesondere ist gut zu erkennen, dass der Kompressor 1 etwa parallel zu einer Kegelradwelle 9 des Hinterachsgetriebes 8 an dessen Gehäuse angeflanscht ist. Somit ergibt sich eine kompakte Bauform, die produktionstechnisch einfach zu handhaben ist.
• Da auf Grund der festen Kupplung zwischen flexibler Welle 4 und Anlasser 3 Rotationsenergie auch in der Anlassphase auf den Kompressor 1 übertragen wird, besitzt der Kompressor 1 ein Auslassventil, das in der Anlassphase automatisch von einem (nicht dargestellten) Steuergerät für die Luftfederung geöffnet wird. Ferner gewährleistet eine (nicht dargestellte) elektrische Steuerschaltung des Anlassers 3, dass nach Beendigung der Anlassphase, also wenn gegebenenfalls der Anlasser 3 nur den Kompressor 1 antreibt, einerseits ein Ritzel des Anlassers 3 vom Zahnkranz des Schwungrades 13 abgekoppelt und andererseits der elektrische Strom des Anlassers reduziert wird.

1

Kompressor

2

Kraftfahrzeug

3

Anlasser

4

Flexible Welle

5

Ende der flexiblen Welle

6

Ritzelwelle des Anlassers

7

Ende der flexiblen Welle

8

Hinterachsgetriebe

9

Kegelradwelle

10

Kardantunnel

11

Verbrennungsmotor

12

Antriebsstrang

13

Schwungrad

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Antreiben eines Kompressors (1) einer Luftfederung in einem Kraftfahrzeug (2), bei welcher ein Anlasser (3) des Kraftfahrzeugs (2) mit dem Kompressor (1) über eine Welle (4) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) flexibel sowie ihr eines Ende (5) an die Ritzelwelle (6) des Anlassers (3) und ihr anderes Ende (7) an den Kompressor (1) angekuppelt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (1) im Heck des Kraftfahrzeugs (2), insbesondere an ein Hinterachsgetriebe (8) montiert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (1) außen am Gehäuse des Hinterachsgetriebes (8) etwa parallel zu einer Kegelradwelle (9) des Hinterachsgetriebes (8) angeflanscht ist.
4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Welle (4) im Kardantunnel (10) des Kraftfahrzeugs (2), insbesondere an der Innenwand des Kardantunnels (10) verläuft.
5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Steuerschaltung des Anlassers (3) derart ausgebildet ist, dass ein Ritzel des Anlassers (3) vom Zahnkranz des Schwungrades abgekoppelt wird, wenn der Anlasser (3) nur den Kompressor (1) antreibt.
6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Steuerschaltung des Anlassers (8) derart ausgebildet ist, dass der elektrische Strom des Anlassers (3) reduziert wird, wenn der Anlasser (3) nur den Kompressor (1) antreibt.
7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (1) ein Auslassventil aufweist, das geöffnet wird, wenn der Anlasser (3) einen Verbrennungsmotor (11) des Kraftfahrzeuges (2) antreibt.
8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät für die Luftfederung vorgesehen ist, das den Anlasser (3) steuert.