DE10005425A1 - Lüfterantrieb mit veränderlicher Drehzahl - Google Patents

Abstract

Ein Lüftungsantriebssystem (30) besteht aus einer Pumpenanordnung (32), mittels welcher Flüssigkeit zu einem Hydraulikmotor (14) gefördert wird, um einen Lüfter (18) anzutreiben. Die Pumpenanordnung (32) weist mindestens zwei parallel geschaltete Pumpen auf, die unterschiedliche Kapazitäten besitzen. Durch die Steuervorrichtung in Verbindung mit Regelventilen sind vier unterschiedliche Betriebsweisen und damit vier verschiedene Drehzahlstufen für den Hydraulikmotor (14) möglich. Keine Förderung, Förderung nur durch die erste Pumpe, Förderung nur durch die zweite Pumpe und Förderung durch beide Pumpen. Ein solcher hydrostatischer Lüfterantrieb kann insbesondere zur Kühlung von Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischen Lüfterantrieb, insbesondere für ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, bestehend aus einem Hydraulikmotor, einem mit dem Hydraulikmotor verbundenen Lüfter einer Pumpenanordnung, die über eine Leitung in Fluidverbindung mit dem Hydraulikmotor steht und Fluid zum Hydraulikmotor fördert.

Lüfter für Kühler von Kraftfahrzeugen wurden bisher direkt durch eine mechanische Verbindung zwischen dem Lüfter und der Kurbelwelle des Motors angetrieben. Typische bekannte Systeme betreffen Antriebe über Getriebe und/oder Riemenantriebe mit Riemenscheiben. Das Getriebe oder Riemenscheibensystem sieht ein festes Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Lüfterdrehzahl vor. Die daraus resultierende Proporzionalität zwischen Lüfterdrehzahl und Motordrehzahl mag bei niedrigen Motordrehzahlen wünschenswert sein (z. B. unterhalb von 3000 UpM), aber diese Proporzionalität ist bei hohen Motordrehzahlen nicht wünschenswert. Bei höheren Motordrehzahlen ist ein zusätzlicher Luftstrom durch den Kühler nicht mehr notwendig, er verbraucht unnötige Leistung des Motors, erhöht den Kraftstoffverbrauch und bewirkt einen erhöhten Lärmpegel.

In jüngster Zeit sind Lüfterantriebe mit Flüssigkeitsreibungskupplungen entwickelt worden, die die oben genannten Probleme von erhöhter Lüfterdrehzahl bei hohen Motordrehzahlen vermeiden. Solche bekannten Lüfterantriebe besitzen eine drehmomentbegrenzte Charakteristik, d. h. die Lüfterdrehzahl ist im allgemeinen der Motordrehzahl bis zu einer bestimmten Drehzahl von etwa 2500 UpM proportional. Oberhalb von 2500 UpM regelt sich die Lüfterdrehzahl ab und bleibt im allgemeinen konstant, wenn die Motordrehzahl und das Moment weiter ansteigen. Das daraus resultierende Diagramm der Lüfterdrehzahl über der Motordrehzahl ist bekannt geworden als sog. "Visco-Kurve", und der Betrieb eines Lüfterantriebssystemes in Übereinstimmung mit einer spezifischen "Visco-Kurve" ist heute im allgemeinen eine notwendige Anforderung an Lüfterantriebssysteme. Die oben erwähnten bekannten Lüfterantriebssysteme können nur bei herkömmlichen längs eingebauten Motoren mit axial angeordneter Kurbelwelle (sog. Nord-Süd-Anordnung) eingesetzt werden. In den vergangenen Jahren jedoch wurden von den Automobilherstellern vermehrt quer eingebaute Maschinen oder Motoren eingesetzt (sog. Ost-West- Anordnung). Diese quer eingebauten Motoren erleichtern den Übergang zum Frontantrieb von heutigen Automobilen. Lüfterantriebssysteme für diese quer eingebauten Motoren weisen mechanische Getriebe auf, Elektromotoren und flexible Wellen.

Ein anderer bedeutender Lösungsansatz für die Kühlung von quer eingebauten Motoren ist die Verwendung von Hydrauliksystemen mit hydraulischen Pumpen, die vom Fahrzeugmotor angetrieben werden, und mit einem hydraulischen Motor, der mit dem Lüfter verbunden ist. Obwohl diese hydraulischen Systeme entwickelt wurden, um die Lüfterantriebssysteme für quer eingebaute Anwendungen zu vereinfachen, sind sie auch geeignet, die Lüfterantriebssysteme für längs eingebaute Anwendungen zu verbessern. Solche Versuche zur Schaffung eines zufriedenstellenden hydraulischen Lüfterantriebssystemes hatten zum Ziel, eine bestehende Lenkhilfe-Druckquelle wie die Lenkungsservopumpe zu benutzen und dieses Druckmedium durch den Lüftermotor zu leiten, wobei ein kompliziertes Ventilsystem benutzt wurde. Das Ventilsystem regelt den Durchsatz des Druckmediums, der durch den Lüftermotor geschickt wurde, basierend auf verschiedenen Betriebsparametern des Fahrzeuges. Typischerweise wird die höchste Lüfterdrehzahl dann benötigt, wenn das Fahrzeug sich mit geringer Geschwindigkeit bewegt. Diese niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit kann auch einen hohen Bedarf an Druckmedium für das Lenksystem bedeuten wie für das Lenken während eines Parkmanövers. So kann es schwierig sein, den Bedarf für beide Systeme zu befriedigen, ohne die Kapazität der Pumpe zu vergrößern, was sowohl Kosten verursacht als auch den Energiewirkungsgrad bei allen anderen Betriebsdrehzahlen des Motors verschlechtert.

Schließlich hat man auch bei anderen hydraulischen Lüfterantriebssystemen versucht, hydraulische Pumpen mit veränderlicher Verdrängung zu verwenden, die dem Lüftermotor zugeordnet waren. Indem das Verdrängungsvolumen der Pumpe im Verhältnis zu verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeuges geregelt wurde, konnte die optimale Lüfterdrehzahl jederzeit erreicht werden. Die Nachteile dieser hydraulischen Pumpen mit variabler Verdrängung sind die Kosten, die mit solchen Pumpen verbunden sind. Daher war die fortlaufende Entwicklung der hydraulischen Lüfterantriebssysteme darauf gerichtet, die Gesamtkosten dieser Systeme herabzusetzen, während man die Eignung zur variablen Drehzahlregelung zwecks Leistungsoptimierung beibehalten wollte.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen kostengünstigen Lüfterantrieb zu schaffen, der eine hinreichende Drehzahlregelung erlaubt. Insbesondere soll dieser Lüfterantrieb für die Verwendung im Kraftfahrzeug zur Kühlung des Fahrzeugmotors geeignet sein. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der Ansprüche 1 und 13 und betrifft einen hydrostatsichen Lüfterantrieb mit variabler Drehzahl, der eine Vielzahl von parallel geschalteten hydraulischen Pumpen mit konstanter Verdrängung aufweist. Aufgrund eines besonderen Ventilsystems ist es möglich, in einem Bereich zwischen "keine Pumpe" und "alle Pumpen" zu wählen und so ein Antriebssystem mit einer stufenförmigen Drehzahlregelung zu schaffen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein bekanntes hydraulisches Antriebssystem, welches Druckmedium einer Lenkungsservopumpe benutzt;

Fig. 2 ein bekanntes hydraulisches Antriebssystem, welches eine hydraulische Pumpe mit veränderbarer Drehzahl verwendet;

Fig. 3 ein hydraulisches Antriebssystem mit stufenförmiger Drehzahlregelung entsprechend der Erfindung;

Fig. 4 eine Seitenansicht des in Fig. 3 dargestellten Systems, wobei das System im Fahrzeug eingebaut ist;

Fig. 5 eine Darstellung des hydraulischen Kreislaufs für das Antriebssystem gem. Fig. 3;

Fig. 6 einen Querschnitt durch die hydraulische Pumpe für das in Fig. 3 dargestellte System gemäß Schnittverlauf 6-6 in Fig. 7;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch die hydraulische Pumpe für das System in Fig. 3;

Fig. 8 eine Ansicht von oben auf die hydraulische Pumpe, dargestellt in Fig. 3;

Fig. 9 einen Querschnitt durch den hydraulischen Lüftermotor für das Antriebssystem, dargestellt in Fig. 3, und

Fig. 10 einen Längsschnitt durch den hydraulischen Lüftermotor für das Antriebssystem dargestellt in Fig. 3.

In Fig. 1 ist ein bekannter hydrostatischer Lüfterantrieb dargestellt und allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Im folgenden werden gleiche Bezugsziffern für gleiche Teile verwendet. Das Antriebssystem 10 weist eine Lenkungsservopumpe 12 auf, einen Hydraulikmotor 14, Hydraulikleitungen 16, einen Lüfter 18 für den Fahrzeugmotor (nicht dargestellt) und ein Strömungsregelventil 20. Ein veränderliches elektronisches Signal wird an das Regelventil 20 geschickt, um den Durchsatz des Druckmediums (Hydraulikflüssigkeit) zu steuern, welches von der Lenkungsservopumpe 12 zum Hydraulikmotor 14 gefördert wird. Der Flüssigkeitsdurchsatz und damit die Drehzahl des Lüfters 18 werden in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeuges gesteuert, die die Motordrehzahl beinhalten, allerdings nicht auf diese beschränkt sind, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Kühlmitteltemperatur. Die Hydraulikflüssigkeit wird von der Lenkungsservopumpe 12 zum Motor 14 gefördert, um den Lüfter 18 in Drehung zu versetzen, und wird dann zum Reservoir 22 zurückgeleitet, nachdem sie einen Kühler 24 durchströmt hat. Obwohl dieses bekannte System gute Leistungen erbringt, wenn das Lenksystem einen hohen Bedarf an Druckmedium hat und der Motor 14 einen hohen Bedarf an Druckmedium hat, wird die typische Servolenkungspumpe 12 keinen genügenden Durchsatz an Druckmedium verfügbar haben.

Fig. 2 zeigt ein bekanntes hydrostatisches Lüfterantriebssystem, welches im allgemeinen mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet ist. Dieses Antriebssystem 26 weist eine Pumpe 28 mit konstanter Antriebsdrehzahl und veränderlicher Verdrängung auf, einen Hydraulikmotor 14, hydraulische Leitungen 16 und einen Lüfter 18. Ein veränderliches elektronisches Signal wird an die Pumpe 28 geschickt, um deren Verdrängung in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeuges zu steuern, u. a. in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kühlmitteltemperatur. Die Hydraulikflüssigkeit wird durch den Motor 14 über Leitungen 16 geleitet, um den Motorlüfter 18 in Drehung zu versetzen, und wird dann zu der Pumpe 28 durch die Leitung 16 zurückgeführt. Obwohl dieses bekannte System zufriedenstellend arbeitet, haben die mit dieser Pumpe 28 veränderlicher Verdrängung verbundenen Kosten eine weite Akzeptanz als mögliche Alternative bei den Fahrzeugherstellern verhindert.

Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes hydrostatisches Lüfterantriebssystem, welches mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet ist. Das Antriebssystem 30 weist eine Pumpe bzw. eine Pumpenanordnung 32 mit einer stufenförmigen variablen Verdrängung auf, einen Hydraulikmotor 14, Hydraulikleitungen 16 und einen Lüfter 18. Ein elektronisches Signal wird an die Pumpe 32 geschickt, um ihre Ausgangsleistung für eine von verschiedenen Leistungsstufen zu regeln. Ähnlich zu den bekannten Systemen 10 und 26 wird das elektronische Signal bestimmt durch verschiedene Betriebsbedingungen des Fahrzeuges, d. h. die Motordrehzahl (nicht ausschließlich), die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Kühlmitteltemperatur. Die hydraulische Flüssigkeit wird durch die Leitung 16 zum Motor 14 geleitet, um den Lüfter 18 in Drehung zu versetzen, und wird dann zur Pumpe 32 durch die Leitung 16 zurückgeführt. Die Pumpe 32 mit stufenförmiger Verdrängung erlaubt den Antrieb des Lüfters 18 bei verschiedenen Drehzahlstufen, die Drehzahlstufe Null eingeschlossen.

Fig. 4 zeigt das Antriebssystem 30, eingebaut in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Die Pumpe 32 wird vom Fahrzeugmotor 34 angetrieben. Eine Drehmomentstütze 36 erstreckt sich zwischen der Pumpe 32 und dem Motor 34, um eine Drehbewegung des Statorteils der Pumpe 32 zu verhindern. Der Hydraulikmotor 14 ist an einer Lüfterhaube 38 befestigt, die ihrerseits an einem stationären Teil der Fahrzeugkarosserie oder an einem nicht dargestellten Kühler für das Kühlmittel des Fahrzeugmotors 34 befestigt ist. Der Lüfter 18 ist mit dem Motor 14 verbunden und erstreckt sich innerhalb der Lüfterhaube 38, um die Luftströmung durch den Fahrzeugkühler (nicht dargestellt) zu fördern. Eine Leitung 16 erstreckt sich zwischen der Pumpe 32 und dem Motor 14. Vorzugsweise ist die Leitung 16 aus einem flexiblen Schlauch hergestellt, um Relativbewegungen zwischen Pumpe 32 und Motor 14 zu erlauben, was in Folge der Bewegungen des Fahrzeugmotors 34 notwendig ist.

Wie in Fig. 4 dargestellt, sind Motor 14 und Lüfter 18 mit der Lüfterhaube 38 verbunden und daher völlig unabhängig von dem Fahrzeugmotor 34. Bei den bekannten Systemen, wo der Lüfter 18 in irgendeiner Weise mit dem Motor 34 verbunden war, bewegte sich der Lüfter 18 mit dem Motor, wenn der Motor 34 sich innerhalb des Motorraumes auf seinen Lagern bewegte. Dies bedeutete ein erhebliches Spiel zwischen dem Lüfter 18 und der Lüfterhaube 38 in Folge der Relativbewegung des Motors 34. Das Spiel zwischen Lüfter 18 und Lüfterhaube 38 konnte ein Inch (2,54 mm) oder mehr sein, und dieses Spiel hat den Wirkungsgrad des Lüfters 18 erheblich beeinträchtigt. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Lüfter 18 an der Lüfterhaube 38 befestigt, dadurch bewegen sich die beiden Komponenten gemeinsam miteinander. Weil der Lüfter 18 und die Lüfterhaube 38 sich gemeinsam bewegen, kann das Spiel zwischen den beiden Komponenten minimiert werden. So kann das Spiel zwischen Lüfter 18 und Lüfterhaube 38 bis auf 0,25 Inch verringert werden, was den Wirkungsgrad des Lüfters 18 erheblich verbessert. Der verbesserte Wirkungsgrad des Lüfters 18 erlaubt es, die Größe des Lüfters 18 zu reduzieren oder seine Drehzahl. Vom Erfinder durchgeführte Versuche zeigen, das dieselbe Luftströmung, d. h. derselbe Luftdurchsatz bei einer Lüfterdrehzahl von ca. 75% der Drehzahl erreicht werden kann, wie sie für motorfeste Lüfterantriebe bekannt ist.

Fig. 5 zeigt ein hydraulisches Schema (Schaltbild) für das Antriebssystem 30. Das Antriebssystem 30 besteht aus einer Pumpe 32, einem Motor 14, Leitungen 16 und einem Reservoir 22, welches mit einer Rücklaufleitung 16 verbunden ist, die die Flüssigkeit vom Motor 14 zur Pumpe 32 leitet. Die Pumpe 32 mit der stufenförmigen variablen Verdrängung besteht aus einer ersten Pumpe 40, einem ersten Ventil 42, einer zweiten Pumpe 44 und aus einem zweiten Ventil 46. Die erste Pumpe 40 hat ein von der zweiten Pumpe 44 verschiedenes Verdrängungsvolumen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, beträgt das Verdrängungsvolumen der ersten Pumpe 40 die Hälfte des Verdrängungsvolumens der zweiten Pumpe 44. Wenn die Ventile 42 und 46, wie in Fig. 5 dargestellt, geschaltet sind, wird der Motor 14 mit seiner maximalen Drehzahl angetrieben. Druckmedium wird von beiden Pumpen 40 und 44 durch die Leitung 16 gefördert, um den Motor 14 anzutreiben und den Lüfter 18 in Drehung zu versetzen. Eine erste Drehzahlreduktion kann dadurch erreicht werden, daß das erste Ventil 42 in seine Rezirkulationsstellung geschaltet wird, während das zweite Ventil 46 in seiner Offen-Stellung (Durchgang) belassen wird. In dieser Ventilstellung wird die Flüssigkeit, die von der ersten Pumpe 40 gefördert wird, zum Einlaß der Pumpe 40 zurückgefördert und nicht dem Motor 14 zugeführt. Der Motor 14 wird nur durch das Druckmedium der zweiten Pumpe 44 antrieben. Die Rezirkulation der Flüssigkeit durch die erste Pumpe 40 trägt dazu bei, die Belastung, die für die Rotation der ersten Pumpe 40 erforderlich ist, zu minimieren. Die Drehzahl des Lüfters 18 wird ungefähr zwei Drittel seiner vollen Drehzahl betragen, vorausgesetzt, daß die zweite Pumpe 44 die zweifache Größe der ersten Pumpe 40 hat. Eine zweite Drehzahlreduktion kann durch Umschalten des ersten Ventils 42 in seine Offen-Stellung erreicht werden und durch Umschalten des zweiten Ventils 46 in seine Rezirkulationsstellung. Bei dieser Konfiguration wird der Motor 14 nur von der ersten Pumpe 40 angetrieben, und die zweite Pumpe 44 fördert die Flüssigkeit kontinuierlich durch die zweite Pumpe 44 zurück (Rezirkulation). Diese Rezirkulation der Flüssigkeit durch die zweite Pumpe 44 trägt dazu bei, die Belastung beizubehalten, die erforderlich ist, um die zweite Pumpe 44 in Rotation zu versetzen. Die Drehzahl des Lüfters 18 wird ungefähr ein Drittel seiner vollen Drehzahl sein, vorausgesetzt, daß die zweite Pumpe 44 die zweifache Größe der ersten Pumpe 40 hat. Schließlich können beide Ventile, das erste Ventil 42 und das zweite Ventil 46, in ihre Rezirkulationsstellungen umgeschaltet werden. In dieser Konfiguration wird der Motor 14 nicht durch die Pumpe 32 angetrieben. Dadurch wird offensichtlich ein Antriebssystem mit vier Drehzahlstufen geschaffen, welches eine erste Pumpe 40 und eine zweite Pumpe 44 aufweist. Das Antriebssystem kann von einer Nullstellung (Drehzahl 0) über Ein-Drittel- Antrieb, über Zwei-Drittel-Antrieb bis zum vollen Antrieb geschaltet werden. Selbstverständlich kann man zusätzliche Drehzahlen und Drehzahlstufen für den Antriebsmotor 14 durch eine entsprechende Auslegung vorsehen, in dem man zusätzliche Pumpen (drei oder mehr) vorsieht und eine geeignete Größe bzw. Stufung zwischen den einzelnen Pumpen wählt.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Verminderung des Spiels zwischen dem Lüfter 18 und der Lüfterhaube 38 wie oben ausgeführt. Wenn der Lüfter 18 denselben Durchmesser wie bei den bekannten Systemen beibehält, bedeutet dies bei der der Null-, Ein-Drittel-, Zwei-Drittel- und Drei-Drittel-Antriebsstellung einen Luftstrom von 0,50%, 100% und 150% im Vergleich mit der Luftströmung von bekannten Systemen (bei einem angenommenen Schlupf von ungefähr 10%). Indem man diese 150%-Luftströmung erreicht, erhält man den sehr wichtigen Vorteil daß man eine bessere Klimatisierung für die Fahrzeugluft bei niedriger Motordrehzahl (im wesentlichen bei Leerlauf) erreicht.

In den Fig. 6-8 ist die Pumpe 32 genauer dargestellt. Die Pumpe 32 besteht aus einem vorderen Gehäuse 50, einem mittleren Gehäuse 52 und einem hinteren Gehäuse 54. Die Gehäuse 50, 52 und 54 sind, wie in den Fig. 6-8 dargestellt, zusammengebaut und durch eine Vielzahl von Schraubbolzen 56 miteinander verbunden. Die Gehäuse 50, 52 und 54 begrenzen eine erste Pumpkammer 58, eine zweite Pumpkammer 60, einen Einlaß 62, einen ersten Auslaß 64, einen zweiten Auslaß 66, einen ersten Bypasskanal 68 und einen zweiten Bypasskanal 70.

Die erste Pumpe 40 ist innerhalb der ersten Pumpkammer 58 angeordnet und besteht aus einer Antriebswelle 72, einer Abtriebswelle 74 und einem Zahnradpaar 76. Die Antriebswelle 72 ist drehbar gegenüber den Gehäusen 50, 52 und 54 über ein Paar von Lagern 78 gelagert. Ein Ende der Antriebswelle 72 erstreckt sich durch eine Bohrung 80, die durch das Vordergehäuse 50 begrenzt wird, und ist für eine Drehverbindung mit dem Motor 34 ausgebildet. Die Abtriebswelle 74 ist drehbar in den Gehäusen 50, 52 und 54 durch ein Paar von Lagern 82 gelagert. Ein Zahnrad 76 ist auf der Antriebswelle 72 befestigt, und ein Zahnrad 76 ist auf der Abtriebswelle 74 befestigt. Zwei Zahnräder 76 kämmen miteinander und bilden eine Zahnradpumpe innerhalb der ersten Pumpkammer 58, wie es durch den Stand der Technik bekannt ist. Die erste Pumpe 40 saugt Flüssigkeit durch den Einlaß 62 an und pumpt diese Flüssigkeit durch den ersten Auslaß 64.

Die zweite Pumpe 44 ist innerhalb der zweiten Pumpkammer 60 angeordnet und besteht aus einer Antriebswelle 72 und einem Zahnradpaar 86. Ein Zahnrad 86 ist auf der Antriebswelle 72 befestigt, und ein Zahnrad 86 ist auf der Abtriebswelle 74 befestigt. Die beiden Zahnräder 86 kämmen miteinander, um eine Zahnradpumpe innerhalb der zweiten Pumpkammer 60 zu bilden, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Die zweite Pumpe 44 saugt Flüssigkeit durch den Einlaß 62 an und fördert diese Flüssigkeit durch den zweiten Auslaß 66. Somit werden die erste und die zweite Pumpe 40 und 44 gleichzeitig vom Fahrzeugmotor 34 angetrieben. Die Zahnräder 76 sind identisch mit den Zahnrädern 86 mit Ausnahme der Zahnbreite. Die Breite der Zähne bzw. Zahnräder bestimmt das Verdrängungsvolumen jeder einzelnen Pumpe. Durch die Auslegung der Zahnräder 76 der ersten Pumpe 40 auf die halbe Breite der Zahnräder 86 der zweiten Pumpe 44 weist die erste Pumpe 40 die Hälfte der Kapazität der zweiten Pumpe 44 auf. Es ist offensichtlich, daß im Falle der Hinzufügung von weiteren Pumpen das Verdrängungsvolumen der Pumpen durch deren Zahnbreite beeinflußt werden kann.

Das erste Ventil 42 ist an dem Gehäuse 50, 52 und 54 befestigt, und zwar mittels einer Vielzahl von nicht dargestellten Bolzen. Das erste Ventil 42 besteht aus einem Einlaß 90, einem Auslaß 92 und einem Bypasskanal 94. Wenn die Fördermenge das erste Ventil 42 sich in seiner Offen-Stellung befindet, erhält das erste Ventil 42 Flüssigkeit vom ersten Auslaß 64 und fördert diese Flüssigkeit zum Auslaß 92. Der Auslaß 92 ist mit dem Motor 14 durch die Leitung 16 verbunden. Wenn das erste Ventil 42 sich in seiner Rezirkulations-Stellung befindet, erhält das erste Ventil 42 die Flüssigkeit vom ersten Auslaß 64 und fördert diese Flüssigkeit zum Bypasskanal 94. Der Bypasskanal 94 steht in Verbindung mit dem ersten Bypasskanal 68, welcher seinerseits in Verbindung mit dem Einlaß 62 steht.

Das zweite Ventil 46 ist an dem Gehäuse 50, 52 und 54 durch mehrere nicht dargestellte Bolzen befestigt. Das zweite Ventil 46 besteht aus einem Einlaß 100, einem Auslaß 102 und einem Bypasskanal 104. Wenn das zweite Ventil 46 sich in seiner Offen-Stellung befindet, erhält das zweite Ventil 46 die Flüssigkeit von dem zweiten Auslaß 66 und fördert diese Flüssigkeit zum Auslaß 102. Auslaß 102 ist mit dem Motor 14 durch die Leitung 16 verbunden. Wenn das zweite Ventil 46 sich in seiner Rezirkulationsstellung befindet, erhält das zweite Ventil 46 die Flüssigkeit vom zweiten Auslaß 66 und fördert diese Flüssigkeit zum Bypasskanal 104. Der Bypasskanal 104 steht in Verbindung mit dem zweiten Bypasskanal 70, der seinerseits in Verbindung mit dem Einlaß 62 steht. Wie in den Fig. 6-8 dargestellt, bilden der zweite Bypasskanal 70 und der Bypasskanal 104 jeweils zwei Kanäle, die beide groß genug sind, um die Fördermenge der zweiten Pumpe 44 zu schlucken. Selbstverständlich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung dieses Kanalpaar durch einen Kanal entsprechender Größe ersetzt werden, falls dies gewünscht wird.

Die Fig. 9 und 10 zeigen den Hydraulikmotor 14 in detaillierter Darstellung. Der Motor 14 besteht aus einem vorderem Gehäuse 110, einem hinteren Gehäuse 112, einer Abtriebswelle 114, einer Antriebswelle 116 und einem Paar von Zahnrädern 118. Die Gehäuse 110 und 112 sind, wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt, zusammengebaut und durch eine Vielzahl von nicht dargestellten Bolzen miteinander verbunden. Die Gehäuse 110 und 112 begrenzen eine Motorkammer 120, einen Einlaß 122 und einen Auslaß 124. Die Abtriebswelle 114 ist drehbar in den Gehäusen 110 und 112 durch ein Paar von Lagern 126 gelagert. Die Antriebswelle 116 ist drehbar in den Gehäusen 110 und 112 durch ein Paar von Lagern 128 gelagert. Ein Ende der Antriebswelle 116 erstreckt sich durch eine Bohrung 130, die durch das Vordergehäuse 110 gebildet wird, und ist für eine Drehverbindung mit dem Lüfter 18 ausgebildet. Die Zahnräder 118 sind innerhalb der Motorkammer 120 angeordnet. Ein Zahnrad 118 ist auf der Abtriebswelle 114 und ein Zahnrad 118 ist auf der Antriebswelle 116 befestigt. Die beiden Zahnräder 118 kämmen miteinander, um einen hydrostatischen Motor innerhalb der Motorkammer 120 zu bilden, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Der Einlaß 122 erhält die Flüssigkeit von der ersten und der zweiten Pumpe 40 und 44 durch die Leitung 16. Die Druckflüssigkeit treibt den Motor 14 und dadurch den Lüfter 18 und strömt durch den Auslaß 124 über die Leitung 16 zurück zu den Pumpen 40 und 44.

Das oben beschriebene hydrostatische Lüfterantriebssystem 30 mit stufenförmiger Drehzahlregelung bildet eine einfache preisgünstige Alternative für ein Lüfterantriebssystem mit variabler Drehzahl.

Claims (23)

1. Lüfterantriebssystem, bestehend aus einen Hydraulikmotor (14), einem Lüfter (18), welcher mit dem Hydraulikmotor (14) verbunden ist, einer Pumpenanordnung (32), die mit dem Hydraulikmotor (14) über eine Hydraulikleitung (16) in Fluidverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (32) folgende Komponenten umfaßt:

• - eine erste Pumpe (40) mit einer ersten Kapazität,
• - ein erstes Regelventil (42), welches zwischen der ersten Pumpe (40) und dem Hydraulikmotor (14) angeordnet ist,
• - eine zweite Pumpe (44) mit einer zweiten Kapazität,
• - ein zweites Regelventil (46), welches zwischen der zweiten Pumpe (44) und dem Hydraulikmotor (14) angeordnet ist,
• - eine Steuervorrichtung zur Auswahl einer ersten Betriebsweise, in welcher die erste Pumpe (40) Fluid zum Hydraulikmotor (14) fördert oder einer zweiten Betriebsweise, in welcher die zweite Pumpe (44) Fluid zum Hydraulikmotor (14) fördert.

2. Lüfterantriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kapazität von der zweiten Kapazität verschieden ist.

3. Lüfterantriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kapazität ungefähr die Hälfte der zweiten Kapazität beträgt.

4. Lüfterantriebssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Pumpe (40, 44) Zahnradpumpen (76, 86) sind.

5. Lüfterantriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahnrad (76) der ersten Pumpe (40) kleiner ist als ein Zahnrad (86) der zweiten Pumpe (44).

6. Lüfterantriebssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (76) der ersten Pumpe (40) eine geringere Breite als das Zahnrad (86) der zweiten Pumpe (44) aufweist.

7. Lüfterantriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Zahnrades (76) der ersten Pumpe (40) ungefähr 50% der Breite des Zahnrades (76) der zweiten Pumpe (44) beträgt.

8. Lüfterantriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Regelventil (42) wahlweise schaltbar ist zwischen einer Offen-Stellung, in der die erste Pumpe (40) Fluid zum Motor (14) fördert, und einer Rezirkulationsstellung, in welcher die erste Pumpe (40) das Fluid rezirkuliert.

9. Lüfterantriebssystem nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Regelventil (46) wahlweise schaltbar ist zwischen einer Offen-Stellung, in welcher die zweite Pumpe (44) das Fluid zum Motor (14) fördert, und einer Rezirkulationsstellung, in welcher die zweite Pumpe (44) das Fluid rezirkuliert.

10. Lüfterantriebssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (32), vom Motor (34) eines Kraftfahrzeuges antreibbar ist und daß der Lüfter (18) für die Förderung von Kühlluft bestimmt ist.

11. Lüfterantriebssystem nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine dritte Betriebsweise ermöglicht, in welcher die erste und die zweite Pumpe (40, 44) Fluid zum Motor (14) fördern.

12. Lüfterantriebssystem nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (18) innerhalb einer Lüfterhaube (38) angeordnet und daß der Motor (14) an der Lüfterhaube (38) befestigt ist.

13. Hydrostatischer Lüfterantrieb, insbesondere für ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, bestehend aus einem Hydraulikmotor (14), einem mit dem Hydraulikmotor (14) verbundenen Lüfter (18), einer Pumpenanordnung (32), die über eine Leitung (16) in Fluidverbindung mit dem Hydraulikmotor (14) steht und Fluid zum Motor (14) fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (32) aus folgenden Komponenten besteht:

• - ein Gehäuse (50, 52, 54)
• - eine erste Pumpe (40), die in dem Gehäuse (50, 52, 54) angeordnet ist und eine erste Kapazität aufweist,
• - eine zweite Pumpe (44), die in dem Gehäuse (50, 52, 54) angeordnet ist und eine zweite Kapazität aufweist,
• - ein erstes Regelventil (42), welches an dem Gehäuse (50, 52, 54) befestigt und zwischen der ersten Pumpe (40) und dem Hydraulikmotor (14) angeordnet ist,
• - ein zweites Regelventil (46), welches an dem Gehäuse (50, 52, 54) befestigt und zwischen der zweiten Pumpe (46) und dem Hydraulikmotor (14) angeordnet ist,
• - eine Steuervorrichtung zur Auswahl einer ersten Betriebsweise, in welcher die erste Pumpe (40) Fluid zum Hydraulikmotor (14) fördert und einer zweiten Betriebsweise, in welcher die zweite Pumpe (44) Fluid zum Hydraulikmotor (14) fördert.

14. Lüfterantrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50, 52, 54) eine erste Auslaßöffnung (64) aufweist, die zwischen der ersten Pumpe (40) und der dem ersten Regelventil (42) angeordnet ist, und eine zweite Auslaßöffnung (66), die zwischen der zweiten Pumpe (44) und dem zweiten Regelventil (46) angeordnet ist.

15. Lüfterantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50, 52, 54) einen ersten Bypasskanal (68) aufweist, der sich zwischen dem ersten Regelventil (42) und dem Einlaß (62) erstreckt, wobei das erste Regelventil (42) einen Bypasskanal (94) aufweist, der sich zwischen dem ersten Auslaß (64) und dem ersten Bypasskanal (68) erstreckt.

16. Lüfterantrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Regelventil (42) wahlweise schaltbar ist zwischen einer Offen- Stellung, in welcher der erste Auslaß (64) in Fluidverbindung mit dem Hydraulikmotor (14) steht, und einer Rezirkulationsstellung, in welcher der erste Auslaß (64) in Fluidverbindung mit dem ersten Bypasskanal (68) steht.

17. Lüfterantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50, 52, 54) einen zweiten Bypasskanal (70) aufweist, der sich zwischen dem zweiten Regelventil (46) und dem Einlaß (62) erstreckt, wobei das zweite Regelventil (46) einen Bypass (104) aufweist, der sich zwischen dem zweiten Auslaß (66) und dem zweiten Bypasskanal (70) erstreckt.

18. Lüfterantrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Regelventil (42) wahlweise schaltbar ist zwischen einer Offen- Stellung, in welcher der erste Auslaß (64) in Fluidverbindung mit dem Hydraulikmotor (14) steht, und einer Rezirkulationsstellung, in welcher der erste Auslaß (64) in Fluidverbindung mit dem ersten Bypasskanal (68) steht, und wobei zweite Regelventil (46) wahlweise schaltbar ist zwischen einer Offen-Stellung, in welcher der zweite Auslaß (66) in Fluidverbindung mit dem Hydraulikmotor. (14) steht, und einer Rezirkulationsstellung, in welcher der zweite Auslaß (66) in Fluidverbindung mit dem zweiten Bypasskanal (70) steht.

19. Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 13-18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kapazität verschieden von der zweiten Kapazität ist.

20. Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 15-18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Pumpe (40, 44) Zahnradpumpen (76, 86) sind.

21. Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 13-20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine dritte Betriebsweise ermöglicht, in welcher die erste und die zweite Pumpe (40, 44) Fluid zum Motor (14) fördern.

22. Lüfterantrieb nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine vierte Betriebsweise ermöglicht, in welcher weder die erste noch die zweite Pumpe (40, 44) Fluid zum Motor (14) fördern.

23. Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 13-22, dadurch gekennzeichnet, daß der. Lüfter (18) in einer Lüfterhaube (38) angeordnet ist, an welcher der Motor (14) befestigt ist.