CH540792A

CH540792A - Durch Verbrennungsmotor angetriebene Hydrostatikpumpe, insbesondere für Kraftfahrzeugantriebe

Info

Publication number: CH540792A
Application number: CH974471A
Authority: CH
Inventors: Klaue Hermann Ing Dr
Original assignee: Klaue Hermann
Priority date: 1971-07-03
Filing date: 1971-07-03
Publication date: 1973-08-31

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine durch einen Verbrennungsmotor angetriebene Hydrostatikpumpe, insbesondere für Kraftfahrzeugantriebe.

Hydrostatikantriebe sind bezüglich ihres Wirkungsgrades für Kraftfahrzeuge geeignet, bei denen ein grosser Geschwindigkeitsbereich gefordert wird. Bisher ist es üblich, hierzu mit Kurbelwellen ausgerüstete Verbrennungsmotoren zu verwenden, welche mit einer Hydrostatikpumpe verbunden sind. Dabei wird die translatorische Bewegung der Motorkolben zunächst in die rotierende der Kurbelwelle und diese wieder in die translatorische der Hydraulikkolben umgewandelt.

Diese verlustreiche und aufwendige Transformation zu vermeiden und eine Einheit aus Motor und Hydraulikpumpe zu schaffen, bei der die Leistung je Raumeinheit bei kleinem Aufwand vergrössert wird, hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt.

Dabei wird auf eine bekannte Kolbenmotorbauart, die versuchsweise für Flugmotoren ausgeführt wurde, zurückgegriffen, nämlich den Taumelscheibenmotor. Diese Motorenbauart weist den Vorteil eines kleinen Bauvolumens auf; ferner ist sie durch einen guten mechanischen Wirkungsgrad ausgezeichnet, weil die den Hauptreibungsverlust ausmachenden Kolbenquerkräfte auf ein Minimum reduziert sind. Eine kommerzielle Anwendung von Taumelscheibenmotoren scheiterte vor allem an der schwierigen Lagerung der Taumelscheibe, weshalb mit derartigen Motoren in Kombination mit einem Luftschraubenantrieb keine genügende Betriebssicherheit erzielt werden konnte.

Dieser Nachteil des Taumelscheibenmotors kann aber bei seiner Kombination mit einer Hydrostatikpumpe gemäss der vorliegenden Erfindung beseitigt werden. Die erfindungsgemässe, durch einen Verbrennungsmotor angetriebene Hydrostatikpumpe ist gekennzeichnet durch einen Verbrennungsmotor in Taumelscheibenbauart, dessen Motortaumelscheibe gleichzeitig als Taumelscheibe fiir die Hydrostatikpumpe dient.

Die Erfindung ist nachstehend in einigen Ausführungsbeispielen anhand der Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigt:
Fig. 1 und 2 den Aufriss bzw. Grundriss eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Hydrostatikpumpe ohne Volumenänderung, jeweils schematisch im Schnitt wiedergegeben,
Fig. 3 den Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Hydrostatikpumpe.

Bei der vorliegenden Kombination werden die Vorteile des Taumelscheibenmotors, ohne die Schwierigkeiten mit der Taumelscheibenlagerung in Kauf nehmen zu müssen, dadurch ausgenutzt, dass die von den Verbrennungsmotorkolben auf die Taumelscheibe übertragenen Kräfte direkt in die Kolben der Hydrostatikpumpe weitergeleitet werden. Die Kurbelwelle der Taumelscheibe dient zum Antrieb der Nebenaggregate, wie Lichtmaschine, Kühllüfter, und der Steuerung des Motorstoffwechsels, sowie der Regulierung der Hydrostatikpumpe. Die Kurbelwelle kann zentrisch durch Motor und Hydrostatikpumpe hindurchgeführt werden, wobei auf der Motorseite der Antrieb der Nockenwelle und auf der gegenüberliegenden Hydrostatikpumpenseite die Steuerung des Zu- und Abflusses des Drucköles zur Hydrostatikpumpe erfolgt.

Um eine stufenloseVolumenänderung der Hydrostatik pumpe zu erreichen, kann die durch die Hydrostatikpumpe hindurchgeführte Motorkurbelwelle mit einer Gegentaumelscheibe ausgestattet werden, welche mit Gegenkolben in Verbindung steht, wobei die Stellung der beiden Taumelscheiben gegeneinander durch ein Verstellgetriebe vorgenommen wird.

Dieses Verstellgetriebe kann als Doppelplanetengetriebe ausgebildet werden, wobei die Innen- oder Aussensonne des einen Getriebeteiles zur Einstellung der Phasenverschiebung der Taumelscheiben dient. Der Verbrennungsmotorteil kann auch als Doppelmotor mit zwei gegenüberliegenden Taumelscheiben ausgebildet sein und eine Verstellung der beiden Taumelscheiben gegeneinander durch eine über Zahnräder mit letzteren in Verbindung stehende Verstellwelle über ein Verstellgetriebe erfolgen.

Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind mit 1 die Kolben des Verbrennungsmotorteiles und mit 2 die Schubstangen, die sich auf der Taumelscheibe 3 abstützen, bezeichnet. Die Taumelscheibe 3 ist auf der Kurbelwelle 4 gelagert und treibt die kugelig gelagerten Pumpenkolben 5 der Hydrostatikpumpe an, die sich in den Zylindern 6 auf- und abwärtsbewegen. Die Kurbelwelle, die mit ihrem Fortsatz 43 zwischen den Zylindern gelagert ist, treibt über eine Kegelradübersetzung 7 die Nockenscheibe 8 an, über die über Stossstangen 9 die Ventile 10 des Verbrennungsmotors gesteuert werden. Auf der anderen Seite ist die Kurbelwelle mit ihrem Fortsatz 42 zylindrisch gelagert und treibt dort den Drehschieber 11 an, welcher die Zu- und Ableitung des Drucköles zur Hydrostatikpumpe steuert.

Im Ausführungsbeispiel gemäss der Fig. 3 ist eine Bauart dargestellt, bei der eine stufenlose Volumenregulierung der Hydrostatikpumpe vorgesehen ist. Bei dieser Bauweise sind die Motorkolben mit 12 und alle die Kolben mit der Motortaumelscheibe 14 verbindenden Schubstangen mit 13 bezeichnet. Die sich im Zentrum von Verbrennungsmotor und Hydrostatikpumpe drehende Motorkurbelwelle 15 treibt auf der einen Seite die Nockenscheibe 30 an und regelt Zu- und Abfluss des Öles zur Hydrostatikpumpe, deren obere Kolben 16 mit der Motortaumelscheibe 14 direkt verbunden sind. Die Pumpentaumelscheibe 17, die auf der gegenüber der Motorkurbelwelle 15 verschwenkbaren Pumpenkurbelwelle 18 gelagert ist, bewegt die Gegenkolben 19 der Hydrostatikpumpe.

Das Verstellgetriebe zur Volumenregulierung wird über den Kurbelwellenfortsatz 151, der in kraftschlüssiger Verbindung mit der Antriebsaussensonne 20 des Verstellgetriebes steht, angetrieben. Die Planetenräder 21, die am Steg 22 gelagert sind, stützen sich auf dem festgehaltenen Innensonnenrad 23 ab, das über ein Verstellrad 24, die Zahnstange 25 und die Hydraulikkolben 26 verstellt werden kann. Mit dem Steg 22 stehen die Antriebsplanetenräder 27 in Verbindung, stützen sich auf dem fest mit dem Gehäuse verbundenen Innenplanetenrad 28 ab und treiben über das Aussensonnenrad 29 die Pumpenkurbelwelle 18 an. Wird das Innensonnenrad 23 über den Hydraulikkolben 26, die Zahnstange 25 und das Verstellrad 24 verdreht, so wird die Pumpenkurbelwelle 18 relativ zur Motorkurbelwelle 15 verstellt.

Diese Endstellung, bei der die Hydrostatikpumpe kein Öl fördert, ist getrichelt dargestellt. In dieser Stellung laufen die Hydrostatikkolben synchron.

PATENTANSPRUCH

Durch einen Verbrennungsmotor angetriebene Hydrostatikpumpe, insbesondere für Kraftfahrzeugantriebe, gekennzeichnet durch einen Verbrennungsmotor in Taumelscheibenbauart, dessen Motortaumelscheibe (3) gleichzeitig als Taumelscheibe für die Hydrostatikpumpe dient.

UNTERANSPRÜCHE
1. Hydrostatikpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (4) der Taumelscheibe zum Antrieb der Nebenaggregate, wie Lichtmaschine, Kühllüfter, zur Steuerung des Motorstoffwechsels (8, 9, 10), sowie der Ein- und Auslasssteuerung der Hydrostatikpumpe (11) dient.

2. Hydrostatikpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorkurbelwelle (15) mit einer Gegentaumelscheibe (17) ausgerüstet ist, welche mit Gegenkolben (19) in Verbindung steht, und dass die Stellung der

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine durch einen Verbrennungsmotor angetriebene Hydrostatikpumpe, insbesondere für Kraftfahrzeugantriebe.

Hydrostatikantriebe sind bezüglich ihres Wirkungsgrades für Kraftfahrzeuge geeignet, bei denen ein grosser Geschwindigkeitsbereich gefordert wird. Bisher ist es üblich, hierzu mit Kurbelwellen ausgerüstete Verbrennungsmotoren zu verwenden, welche mit einer Hydrostatikpumpe verbunden sind. Dabei wird die translatorische Bewegung der Motorkolben zunächst in die rotierende der Kurbelwelle und diese wieder in die translatorische der Hydraulikkolben umgewandelt.

Diese verlustreiche und aufwendige Transformation zu vermeiden und eine Einheit aus Motor und Hydraulikpumpe zu schaffen, bei der die Leistung je Raumeinheit bei kleinem Aufwand vergrössert wird, hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt.

Dabei wird auf eine bekannte Kolbenmotorbauart, die versuchsweise für Flugmotoren ausgeführt wurde, zurückgegriffen, nämlich den Taumelscheibenmotor. Diese Motorenbauart weist den Vorteil eines kleinen Bauvolumens auf; ferner ist sie durch einen guten mechanischen Wirkungsgrad ausgezeichnet, weil die den Hauptreibungsverlust ausmachenden Kolbenquerkräfte auf ein Minimum reduziert sind. Eine kommerzielle Anwendung von Taumelscheibenmotoren scheiterte vor allem an der schwierigen Lagerung der Taumelscheibe, weshalb mit derartigen Motoren in Kombination mit einem Luftschraubenantrieb keine genügende Betriebssicherheit erzielt werden konnte.

Dieser Nachteil des Taumelscheibenmotors kann aber bei seiner Kombination mit einer Hydrostatikpumpe gemäss der vorliegenden Erfindung beseitigt werden. Die erfindungsgemässe, durch einen Verbrennungsmotor angetriebene Hydrostatikpumpe ist gekennzeichnet durch einen Verbrennungsmotor in Taumelscheibenbauart, dessen Motortaumelscheibe gleichzeitig als Taumelscheibe fiir die Hydrostatikpumpe dient.

Die Erfindung ist nachstehend in einigen Ausführungsbeispielen anhand der Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigt: Fig. 1 und 2 den Aufriss bzw. Grundriss eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Hydrostatikpumpe ohne Volumenänderung, jeweils schematisch im Schnitt wiedergegeben, Fig. 3 den Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Hydrostatikpumpe.

Bei der vorliegenden Kombination werden die Vorteile des Taumelscheibenmotors, ohne die Schwierigkeiten mit der Taumelscheibenlagerung in Kauf nehmen zu müssen, dadurch ausgenutzt, dass die von den Verbrennungsmotorkolben auf die Taumelscheibe übertragenen Kräfte direkt in die Kolben der Hydrostatikpumpe weitergeleitet werden. Die Kurbelwelle der Taumelscheibe dient zum Antrieb der Nebenaggregate, wie Lichtmaschine, Kühllüfter, und der Steuerung des Motorstoffwechsels, sowie der Regulierung der Hydrostatikpumpe. Die Kurbelwelle kann zentrisch durch Motor und Hydrostatikpumpe hindurchgeführt werden, wobei auf der Motorseite der Antrieb der Nockenwelle und auf der gegenüberliegenden Hydrostatikpumpenseite die Steuerung des Zu- und Abflusses des Drucköles zur Hydrostatikpumpe erfolgt.

Um eine stufenloseVolumenänderung der Hydrostatik pumpe zu erreichen, kann die durch die Hydrostatikpumpe hindurchgeführte Motorkurbelwelle mit einer Gegentaumelscheibe ausgestattet werden, welche mit Gegenkolben in Verbindung steht, wobei die Stellung der beiden Taumelscheiben gegeneinander durch ein Verstellgetriebe vorgenommen wird.

Dieses Verstellgetriebe kann als Doppelplanetengetriebe ausgebildet werden, wobei die Innen- oder Aussensonne des einen Getriebeteiles zur Einstellung der Phasenverschiebung der Taumelscheiben dient. Der Verbrennungsmotorteil kann auch als Doppelmotor mit zwei gegenüberliegenden Taumelscheiben ausgebildet sein und eine Verstellung der beiden Taumelscheiben gegeneinander durch eine über Zahnräder mit letzteren in Verbindung stehende Verstellwelle über ein Verstellgetriebe erfolgen.

Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind mit 1 die Kolben des Verbrennungsmotorteiles und mit 2 die Schubstangen, die sich auf der Taumelscheibe 3 abstützen, bezeichnet. Die Taumelscheibe 3 ist auf der Kurbelwelle 4 gelagert und treibt die kugelig gelagerten Pumpenkolben 5 der Hydrostatikpumpe an, die sich in den Zylindern 6 auf- und abwärtsbewegen. Die Kurbelwelle, die mit ihrem Fortsatz 43 zwischen den Zylindern gelagert ist, treibt über eine Kegelradübersetzung 7 die Nockenscheibe 8 an, über die über Stossstangen 9 die Ventile 10 des Verbrennungsmotors gesteuert werden. Auf der anderen Seite ist die Kurbelwelle mit ihrem Fortsatz 42 zylindrisch gelagert und treibt dort den Drehschieber 11 an, welcher die Zu- und Ableitung des Drucköles zur Hydrostatikpumpe steuert.

Im Ausführungsbeispiel gemäss der Fig. 3 ist eine Bauart dargestellt, bei der eine stufenlose Volumenregulierung der Hydrostatikpumpe vorgesehen ist. Bei dieser Bauweise sind die Motorkolben mit 12 und alle die Kolben mit der Motortaumelscheibe 14 verbindenden Schubstangen mit 13 bezeichnet. Die sich im Zentrum von Verbrennungsmotor und Hydrostatikpumpe drehende Motorkurbelwelle 15 treibt auf der einen Seite die Nockenscheibe 30 an und regelt Zu- und Abfluss des Öles zur Hydrostatikpumpe, deren obere Kolben 16 mit der Motortaumelscheibe 14 direkt verbunden sind. Die Pumpentaumelscheibe 17, die auf der gegenüber der Motorkurbelwelle 15 verschwenkbaren Pumpenkurbelwelle 18 gelagert ist, bewegt die Gegenkolben 19 der Hydrostatikpumpe.

Das Verstellgetriebe zur Volumenregulierung wird über den Kurbelwellenfortsatz 151, der in kraftschlüssiger Verbindung mit der Antriebsaussensonne 20 des Verstellgetriebes steht, angetrieben. Die Planetenräder 21, die am Steg 22 gelagert sind, stützen sich auf dem festgehaltenen Innensonnenrad 23 ab, das über ein Verstellrad 24, die Zahnstange 25 und die Hydraulikkolben 26 verstellt werden kann. Mit dem Steg 22 stehen die Antriebsplanetenräder 27 in Verbindung, stützen sich auf dem fest mit dem Gehäuse verbundenen Innenplanetenrad 28 ab und treiben über das Aussensonnenrad 29 die Pumpenkurbelwelle 18 an. Wird das Innensonnenrad 23 über den Hydraulikkolben 26, die Zahnstange 25 und das Verstellrad 24 verdreht, so wird die Pumpenkurbelwelle 18 relativ zur Motorkurbelwelle 15 verstellt.

Diese Endstellung, bei der die Hydrostatikpumpe kein Öl fördert, ist getrichelt dargestellt. In dieser Stellung laufen die Hydrostatikkolben synchron.

PATENTANSPRUCH

Durch einen Verbrennungsmotor angetriebene Hydrostatikpumpe, insbesondere für Kraftfahrzeugantriebe, gekennzeichnet durch einen Verbrennungsmotor in Taumelscheibenbauart, dessen Motortaumelscheibe (3) gleichzeitig als Taumelscheibe für die Hydrostatikpumpe dient.

UNTERANSPRÜCHE 1. Hydrostatikpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (4) der Taumelscheibe zum Antrieb der Nebenaggregate, wie Lichtmaschine, Kühllüfter, zur Steuerung des Motorstoffwechsels (8, 9, 10), sowie der Ein- und Auslasssteuerung der Hydrostatikpumpe (11) dient.

2. Hydrostatikpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorkurbelwelle (15) mit einer Gegentaumelscheibe (17) ausgerüstet ist, welche mit Gegenkolben (19) in Verbindung steht, und dass die Stellung der

beiden Taumelscheiben (14, 17) gegeneinander durch ein Verstellgetriebe (20 bis 28) vorgenommen wird.

3. Hydrostatikpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe als Doppelplanetengetriebe ausgebildet ist, wobei die Innen- oder Aussensonne des einen Getriebeteiles (23) zur Einstellung der Phasenverschiebung der Taumelscheiben dient.

4. Hydrostatikpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotorteil als Doppelmotor mit zwei gegenüberliegenden Doppelscheiben ausgebildet ist und eine Verstellung der beiden Taumelscheiben gegeneinander durch eine über Zahnräder mit letzteren in Verbindung stehende Stellwelle über ein Verstellgetriebe erfolgt.