DD221704A1

DD221704A1 - HYDRO-DRIVE

Info

Publication number: DD221704A1
Application number: DD26026784A
Authority: DD
Inventors: Ralf-Joerg Redlin; Andrej A Schleicher; Vera Schleicher; Siegfried Bauchrowitz
Original assignee: Wismar Mechanisierung
Priority date: 1984-02-23
Filing date: 1984-02-23
Publication date: 1985-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hydro-Antrieb fuer Fahrzeuge, die mit Muskelkraft angetrieben werden, wie z. B. Fahrraeder, ist aber gleichermassen anwendbar bei hydraulischen Kraftfahrzeugantrieben. Das Ziel der Erfindung ist darauf gerichtet, die fuer die Fortbewegung des Fahrzeuges erforderliche Pedalkraft unabhaengig vom Fahrwiderstand konstant zu halten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwischen den Pedalen und den in den Radnaben angeordneten Hydraulik-Motoren ausser der Hydraulikpumpe ein sich selbsttaetig auf das jeweils erforderliche Drehmomentenverhaeltnis einstellendes Uebersetzungsglied anzuordnen. Gemaess der Erfindung sind je nach Verwendung der Foerderpumpen deren Taumelscheibe (Axialkolbenpumpe) oder aber deren Rotationskoerper (Radial- und Fluegelzellenpumpe) mittels einer auf sie einwirkenden Feder in ihrer Neigung zur Pumpenachse bzw. in ihrer Exzentrizitaet einstellbar. Fig. 2The invention relates to a hydro-drive for vehicles that are powered by muscle power, such as. B. bicycles, but is equally applicable to hydraulic motor vehicle drives. The object of the invention is directed to keeping the necessary for the movement of the vehicle pedal force independent of the driving resistance constant. The invention has for its object to arrange between the pedals and arranged in the hubs hydraulic motors except the hydraulic pump a selbsttaetig on the respectively required Drehmomentenverhaeltnis adjusting translator. According to the invention, depending on the use of the Foerderpumpen whose swash plate (axial piston pump) or its rotation body (radial and vane pump) by means of a spring acting on them in their inclination to the pump axis or in their eccentricity adjustable. Fig. 2

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Hydro-Antrieb für Fahrzeuge, die mit Muskelkraft angetrieben werden, wie z. B. Fahrräder, ist aber gleichermaßen anwendbar bei hydraulischen Kraftfahrzeugantrieben.The invention relates to a hydro-drive for vehicles that are powered by muscle power, such. As bicycles, but is equally applicable to hydraulic motor vehicle drives.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt ist ein Hydro-Antrieb für Fahrräder nach der USA-Patentschrift B 62 m 1/10 Nr.4078816, bei dem mittels einer von den Pedalen angetriebenen Pumpe eine Arbeitsflüssigkeit zu in den Radnaben angeordneten Hydraulik-Motoren gepumpt wird, womit sich zwangsläufig die Räder bewegen. Die erforderliche Kraft zum Treten der Pedalen verändert sich in Abhängigkeit vom Fahrwiderstand (Bodenprofil, Steigungen), Dies ist ein entscheidender Nachteil.Is known a hydro-drive for bicycles according to the US Patent B 62 m 1/10 No. 4078816, in which by means of a pump driven by the pedals, a working fluid is pumped into arranged in the hubs hydraulic motors, which inevitably the wheels move. The force required to pedal is changed depending on the driving resistance (ground profile, inclines). This is a major disadvantage.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung 1st darauf gerichtet, die für die Fortbewegung des Fahrzeuges erforderliche Pedalkraft unabhängig vom Fahrwiderstand konstant zu halten.The aim of the invention is directed to keeping constant the necessary for the movement of the vehicle pedal force regardless of the driving resistance.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in die von den Pedalen angetriebene Hydraulikpumpe ein sich selbsttätig auf das jeweils erforderliche Drehmomentenverhältnis einstellendes Übersetzungsglied anzuordnen.The invention is therefore based on the object to arrange in the driven by the pedals hydraulic pump automatically to the respectively required torque ratio adjusting translation member.

Gemäß der Erfindung ist im Tretlager eine druckabhängig verstellbare Pumpe, z. B. eine Axialkolbenpumpe mit einer durch eine Feder iaeiner der gewünschten Pedalkraft entsprechenden Neigung zur Pumpenwelle gehaltenen Taumelscheibe angeordnet. Pumpe und Motore sind in an sich bekannter Weise durch druckfeste Schläuche oder Rohrleitungen miteinander verbunden. Auch können Teile des Rahmens als flüssigkeitsführende Bauteile Verwendung finden.According to the invention is in the bottom bracket a pressure-dependent adjustable pump, z. B. arranged an axial piston pump with a iaeiner by a spring of the desired pedal force corresponding inclination to the pump shaft held swash plate. Pump and motors are connected together in a conventional manner by pressure-resistant hoses or pipes. Also, parts of the frame can be used as fluid-carrying components.

Als Vorrats- und Ausgleichsbehälter findet ein entsprechender Flüssigkeitsbehälter Verwendung, der z. B. unter dem Sattel angebracht sein kann.As a reservoir and expansion tank, a corresponding liquid container is used, the z. B. may be mounted under the saddle.

An Stelle von Axialkolbenpumpen können auch Radial- und Flügelzellenpumpen zur Anwendung kommen, deren Rotationskörper exzentrisch verstellbar sind und gleichermaßen mittels einer Feder in einer der gewünschten Pedalkraft entsprechenden Exzentrizität gehalten werden. Tritt eine Steigung in der Fahrbahn auf, baut sich in Folge der Hangabtriebskraft und des damit verbundenen erhöhten Drehmomentesein höherer Druck im Hydro-Kreislauf auf, der bewirkt, daß z.B. die Neigung der Taumelscheibe zur Pumpenwelle größer wird, was wiederum zur Folge hat, daß sich im System der Axialkolbenpumpe ein neues Kräftegleichgewicht zwischen Druckkraft und Federkraft einstellt. Das benötigte Drehmoment zum Treten der Pedalen bleibt somit konstant über das gesamte Fahrbahnprofil.Instead of axial piston pumps, it is also possible to use radial and vane pumps whose rotational bodies are eccentrically adjustable and are equally held by means of a spring in an eccentricity corresponding to the desired pedal force. If a slope occurs in the roadway, a higher pressure in the hydraulic circuit builds up due to the downhill force and the associated increased torque, which causes e.g. the inclination of the swash plate to the pump shaft is larger, which in turn has the consequence that sets a new balance of power between pressure and spring force in the system of the axial piston pump. The required torque for pedaling thus remains constant over the entire roadway profile.

,Bei der Verwendung von Radial- oder Flügeizellenpumpen verändert sich mit steigendem Druck im Hydro-Kreislauf die Exzentrizität der Rotationskörper, und auch hier stellt sich ein neues Kräftegleichgewicht unter Beibehaltung des zum TretenWhen using radial or FC pumps, the eccentricity of the rotating bodies changes with increasing pressure in the hydraulic circuit, and here too, a new equilibrium of forces is created while maintaining the pedaling force

der Pedalen erforderlichen Drehmomentes ein. ,the pedal required torque. .

Der Freilauf der Räder ist durch im Hydro-Kreislauf angeordnete Rückschlagventile gewährleistet.The freewheel of the wheels is ensured by arranged in the hydraulic circuit check valves.

Die Erfindung läßt zu, daß sowohl im Vorder- als auch im Hinterrad eines Fahrrades jeweils ein Hydraulik-Motor angeordnet sind, oder aber nur ein Hydraulik-Motor zur Zeit in einem der beiden Räder, bzw. dann, wenn beide Räder mi^ Hydraulik-Motoren versehen sind, wahlweise beide Motore oder aber jeweils einer der beiden Motore angetrieben werden kann.The invention admits that both in the front and in the rear of a bicycle each have a hydraulic motor are arranged, or only one hydraulic motor currently in one of the two wheels, or then when both wheels mi ^ hydraulic Motors are provided, either both motors or each one of the two motors can be driven.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Antriebes in einern Kraftfahrzeug tritt an Stelle der Pedalen der Motor und die Hydraulikmotore sind in den Achsen oder an den Rädern angeordnet.When using the drive according to the invention in a motor vehicle, the motor is replaced by the pedals and the hydraulic motors are arranged in the axles or on the wheels.

Ausführungsbeispiel .....'Exemplary embodiment ..... '

Fig. 1: zeigt Schematisch ein Fahrrad mit dem erfindungsgemäßen Hydräulik-Motoren-Antrieb Fig.2: zeigt Schematisch einen Hydraulik-Antrieb unter Verwendung einer Axialkolbenpumpe Fig.3: zeigt Die Anordnung eines Hydraulik-Motoren-Antriebs in einem Kraftfahrzeug Wenngleich als verwendbare Pumpen auch Radial- und Flügeizellenpumpen angeführt wurden, so erscheint die Verwendung von Axialkolbenpumpen für am zweckmäßigsten und so soll auch das Ausführungsbeispiel unter Verwendung einer Axialkolbenpumpe beschrieben werden. Sie ist integriert in das Tretlager, so daß die Welle 7 der Pedalarme 8 zugleich dieFig. 1: Schematically shows a bicycle with the invention Hydräulik motor drive Fig.2: Schematically shows a hydraulic drive using an axial piston pump Fig.3: shows The arrangement of a hydraulic motor drive in a motor vehicle Although usable as pumps Radial and ventilation cell pumps have been cited, the use of axial piston pumps for most appropriate and so the embodiment using an axial piston pump will be described. It is integrated into the bottom bracket, so that the shaft 7 of the pedal arms 8 at the same time

Welle 7 der Axialkolbenpumpe 9 ist. _L Shaft 7 of the axial piston pump 9 is. _L

Beim Drehen der Pedalarme 8 durch den Benutzer des Fahrrades dreht sich die Welle 7. Das bewirkt, daß die Axialkolbenpumpe 9 die Arbeitsflüssigkeit in die Hydro-Motore 12 und 13 pumpt. Druck und Durchflußmenge wird durch den Winkel α der Taumelscheibe 10 bestimmt, Figur 2.When turning the pedal arms 8 by the user of the bicycle, the shaft 7 rotates. This causes the axial piston pump 9 to pump the working fluid into the hydro-motors 12 and 13. Pressure and flow rate is determined by the angle α of the swash plate 10, Figure 2.

Die Wellen 5 und 6 sind gleichzeitig die Wellen der Räder 3 und 4. Durch die zugeführte Arbeitsflüssigkeit in die Hydromotor 12 und 13 drehen sich zwangsläufig die Räder 3 und 4 und der Benutzer kann sich mit dem Fahrrad fortbewegen.The shafts 5 and 6 are at the same time the waves of the wheels 3 and 4. The supplied working fluid in the hydraulic motor 12 and 13 inevitably rotate the wheels 3 and 4 and the user can move with the bike.

Das zu entwickelnde Drehmoment (abhängig vom Fahrbahnprofil) auf die Räder 3 und 4 ist abhängig vom Druck in den Hydromotoren 12 und 13, welcher abhängig ist vom Winkel α der Taumelscheibe 10 der Axialkolbenpumpe 9.The torque to be developed (depending on the roadway profile) on the wheels 3 and 4 is dependent on the pressure in the hydraulic motors 12 and 13, which is dependent on the angle α of the swash plate 10 of the axial piston pump. 9

Bei größerer Drucknotwendigkeit ist der Winkel α größer, z.B. bei auftretenden Steigungen, und bei Fahrt auf ebener FahrbahnWith greater pressure need the angle α is greater, for example, when slopes occur, and when driving on a level road

; .; . - · .· ' . · -3- .'260 2β7 8 ; . , - ·. · '. · -3- .'260 2β7 8

stellt sich durch die Feder 11 ein kleinerer Winkel ader Taurnelscheibe'i O ein. Bei letzterem führt das zu einer Durchflußmengenerhöhung und somit zu einer Geschwindigkeitserhöhung des Fahrrades. Änderungen des Verhältnisses Druck-Durchflußmenge bleiben für den Benutzer unbemerkbar, bzw. der notwendige Fußdruck auf die Pedalarme 8 bleibt immer gleich. Der günstige Fußdruck kann durch Einstellen der Federspannung der Feder 11 erfolgen.is set by the spring 11 a smaller angle than the Taurnelscheibe'i O a. In the latter case, this leads to a flow rate increase and thus to an increase in the speed of the bicycle. Changes in the ratio pressure flow rate remain unnoticeable for the user, or the necessary foot pressure on the pedal arms 8 always remains the same. The favorable foot pressure can be done by adjusting the spring tension of the spring 11.

Je nachdem, ob beide Räder 3 und 4 oder wahlweise nur ein Rad angetrieben werden soll, werden entsprechend die Ventile 17 und 1.8 betätigt.Depending on whether both wheels 3 and 4 or optionally only one wheel to be driven, the valves 17 and 1.8 are operated accordingly.

Der Freilauf der Räder 3 und 4 wird durch die Rückschlagventile 26 erreicht.The freewheel of the wheels 3 and 4 is achieved by the check valves 26.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel dieses Antriebs ist das Antreiben von Kraftfahrzeugen, Figur 3.Another embodiment of this drive is the driving of motor vehicles, Figure 3.

Der Verbrennungsmotor 19 treibt die Pumpe 20 (Axial-, Radial- oder Flügelzellenpumpe) an. Diese fördert die'Arbeitsflüssigkeit zu den Hydromotoren 21, was zur Folge hat, daß sich das Fahrzeug fortbewegt. Dabei können alle Räder oder wahlweise einzelne Räder durch Betätigung der Ventile 22,23,24 und 25 angetrieben werden. Je nach Fahrbahnprofil erfolgt oben genannter Vorgang.The engine 19 drives the pump 20 (axial, radial or vane pump). This promotes the working fluid to the hydraulic motors 21, with the result that the vehicle is moving. In this case, all wheels or optionally individual wheels can be driven by actuation of the valves 22,23,24 and 25. Depending on the roadway profile above process takes place.

Dieses Ausführungsbeispiel macht ein mechanisches Differential überflussig.This embodiment makes a mechanical differential superfluous.

Claims

-2- 260 267 8

Erfindungsatisprüche:

1. From a hydraulic pump and hydraulic motors existing hydraulic drive for vehicles that are driven by muscle power or motor power, characterized in that the driven hydraulic pump is provided with a self-adjusting to the respective torque ratio required translation member.

2. Hydraulic drive according to item 1, characterized in that in the case of the use of an axial piston pump (9) whose swash plate (10) with its inclination angle (α) to the pump shaft (7) adjusting spring (11 is connected !.

3. Hydraulic drive according to Pkt. 1, characterized in that in the case of the use of a radial or vane pump whose rotational body are connected to a spring whose eccentricity adjusting.

4. Hydraulic drive according to Pkt. 1,2 and 3, characterized in that it is the motor of a motor vehicle drive can be followed. .