DE102007037687B3

DE102007037687B3 - Lenkhelfpumpenantrieb

Info

Publication number: DE102007037687B3
Application number: DE102007037687A
Authority: DE
Inventors: Jörg Nickl
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2027-08-10
Also published as: US20110127103A1; KR20100039406A; CN101784793B; EP2176549A1; CN101784793A; WO2009018865A1; BRPI0815123A2; EP2176549B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lenkhelfpumpenantrieb - mit einer ein- oder zweistufigen Verdichtereinheit; - die Verdichtereinheit umfasst ein Gehäuse, einen Kolben, einen Zylinder, eine Pleuelstange, eine Antriebswelle und eine Kurbelwelle, ferner eine Lenkhelfpumpe, die ein Gehäuse und einen Kolben aufweist; - das Gehäuse der Lenkhelfpumpe ist an das Gehäuse der Verdichtereinheit angeflanscht; - der Kolben der Lenkhelfpumpe steht mit der Kurbelwelle der Verdichtereinheit in Triebverbindung. Die Erfindung ist durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet: - die Lenkhelfpumpe ist auf derjenigen Seite der Kurbelwelle angeordnet, die dem Kolben der Verdichtereinheit gegenüberliegt; - die Triebverbindung zwischen der Kurbelwelle und der Antriebswelle der Lenkhelfpumpe umfasst einen Zahnantrieb; - der Zahnantrieb ist vom Gehäuse der Verdichtereinheit umschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenkhelfpumpenantrieb gemäß Oberbegriff des Patentanspruch 1.
Das Druckluftnetz eines Großfahrzeuges, insbesondere eines Busses, hat in zunehmendem Maße zahlreiche Anforderungen zu erfüllen. Dabei ist in erster Linie das Aktivieren der Bremsen zu erwähnen. Weitere Druckluftverbraucher sind die Türen des Busses, die Vorrichtung zum Neigen des kompletten Busses zur Einstieghilfe und anderes mehr.
Zum Erzeugen der Druckluft verwendet man Kolbenverdichter. Diese werden vom Verbrennungsmotor des Fahrzeuges angetrieben. Dabei wird die Verdichtereinheit an den Verbrennungsmotor angeflanscht, und zwar derart, dass die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und die Kurbelwelle des Kompressors koaxial verlaufen. Kolben und Zylinder der Verdichtereinheit befinden sich in eingebautem Zustand im Allgemeinen oberhalb der Kurbelwelle des Kompressors.
Der für die Hilfslenkung notwendige Öldruck wird von einem eigenen Aggregat erzeugt, nämlich von der Lenkhelfpumpe. Bei bekannten Ausführungsformen wird die Lenkhelfpumpe direkt über eine Kreuzscheibenverbindung von der Kurbelwelle der Verdichtereinheit angetrieben. Das Gehäuse der Lenkhelfpumpe ist in axialer Ausrichtung an das Gehäuse der Verdichtereinheit angeflanscht. Solche Verdichter sind beispielsweise bekannt geworden aus DE 2002 470 11 sowie aus DE 12 54 025 B
Die aus Verdichtereinheit und Lenkhelfpumpe gebildete Baueinheit ist an den Verbrennungsmotor angeflanscht. Auf den Befestigungsflansch zwischen Verdichtereinheit und Verbrennungsmotor wirkt somit ein Moment.
Bei Bussen mit einer Kapazität von bis zu 200 Passagieren ist der Druckluftbedarf außerordentlich hoch. Entsprechend groß sind auch die Abmessungen der Verdichtereinheit, vor allem in axialer Richtung, das heißt in Richtung der Längsachse der Kurbelwelle. Dies führt zu Problemen:
Durch die große Baulänge der aus Verdichtereinheit und Lenkhelfpumpe bestehenden Baueinheit – gesehen in Richtung der Längsachse der Kurbelwellen – wirkt auf den Befestigungsflansch zwischen dem Verbrennungsmotor und der Verdichtereinheit ein erhebliches Kippmoment. Dieses erreicht eine solche Größenordnung, dass eine sichere Verbindung zwischen der genannten Baueinheit und dem Verbrennungsmotor nicht mehr erreicht wird. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die Schwingbeschleunigungsmomente des Verbrennungsmotors.
Die stetig wachsenden Anforderungen an eine Erhöhung der Luftfördermengen des Kompressors führen zu einem größeren Hubvolumen des Kompressors, und damit zu größeren Baulängen des Kompressors. Daraus folgt, dass sich die Lage der Lenkhelfpumpe bei der bisher üblichen Ausführungsform immer weiter vom Befestigungsflansch des Kompressors am Motor entfernt. Die logische Konsequenz daraus ist, dass das Kippmoment M₁ auf den Befestigungsflansch so groß wird, dass insbesondere auch durch die Schwingbeschleunigungsmomente des Motors eine sichere Verbindung zwischen Kompressor und Motor nicht mehr gegeben ist.
Ein weiterer Nachteil der bisherigen Ausführungsform besteht darin, dass die Drehzahl und damit der Ölförderstrom der Lenkhelfpumpe starr an die Drehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs gebunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus Verdichtereinheit und Lenkhelfpumpe bestehende Baueinheit derart zu gestalten, dass die Nachteile der bisher üblichen Ausführungsformen, nämlich zu hohe Kippmomente an der Flanschverbindung Kompressor – Motor und keine Drehzahlvariabilität der Lenkhelfpumpe, beseitigt werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Hierdurch wird im Einzelnen Folgendes erreicht:

– das genannte Kippmoment, erzeugt durch die aus Verdichtereinheit und Lenkhelfpumpe bestehende Baueinheit, wird minimiert. Es wirken somit keine unzulässig hohen Kräfte auf den Befestigungsflansch zwischen Verbrennungsmotor und Verdichtereinheit
– die Drehzahl der Lenkhelfpumpe ist abgekoppelt von der Drehzahl der Verdichtereinheit; für verschiedene Anwendungsfälle lassen sich unterschiedliche Zahnradsätze verwenden, und damit auf den jeweiligen Bedarfsfall angepasste Drehzahlen der Lenkhelfpumpe erreichen
– außerdem wird die Baulänge der genannten Baueinheit verringert, was in vielen Fällen vorteilhaft ist, da der axiale Bauraum begrenzt ist.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1 zeigt eine Verdichtereinheit mit integrierter Lenkhelfpumpe gemäß der Erfindung.
2 zeigt in schematisierter Darstellung einen Antriebsmotor, eine Verdichtereinheit sowie eine Lenkhelfpumpe, wiederum gemäß der Erfindung.
Die in 1 dargestellte Baueinheit weist eine Verdichtereinheit 1 auf, ferner eine Lenkhelfpumpe 2. Beide umfassen ein gemeinsames Gehäuse 3.
Die Verdichtereinheit 1 weist zwei Zylinder 1.1 und 1.2 auf. Die beiden Zylinder 1.1 und 1.2 liegen parallel nebeneinander und führen zueinander parallele Hübe aus. Die Kurbelwelle 1.3 der Verdichtereinheit 1 wird von einem Motor 4 angetrieben, dessen Drehmoment durch den Doppelpfeil 4.1 veranschaulicht ist, siehe 2. Man erkennt einen Befestigungsflansch 6, der die gesamte Baueinheit trägt.
Die Antriebswelle 2.1 der Lenkhelfpumpe 2 verläuft parallel zur Längsachse 1.4 der Verdichtereinheit, aber gegen diese versetzt. Die axiale Länge der Baueinheit ist hierdurch verringert. Damit ist auch das Kippmoment, das auf den Befestigungsflansch 6 einwirkt, kleiner, als beim Stande der Technik.
2 zeigt ebenfalls eine erfindungsgemäße Ausführungsform, und zwar in schematischer Darstellung. Darin umfasst die Verdichtereinheit 1 ebenfalls zwei Zylinder auf. Man erkennt auch den Motor 4. Die angegebenen Bezeichnungen n₁ und n₂ bedeuten die Drehzahlen der Verdichtereinheit 1 beziehungsweise der Lenkhelfpumpe 2. Diese beiden Drehzahlen sind unabhängig voneinander.
Es gelten die folgenden Beziehungen: M1 = F1 × l1 M2 = F2 × l2 F1 = F2 M2 = M1 × l2/l1 n2/n1 = z1/z2 n2 = n1 × z1/z2
Im Einzelnen wird durch die Erfindung Folgendes erreicht:
da l1 > l2 ⇒ M2 < M1
damit n₂ variabel in Abhängigkeit vom Verhältnis
Der Rädertrieb 5 kann bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform für unterschiedliche Fahrzeugtypen mit unterschiedlichen Anforderungen unterschiedlich gestaltet sein und somit ausgetauscht werden.
Es ist aber auch denkbar, den Rädertrieb 5 derart zu gestalten, dass die Drehzahl variiert werden kann, so dass die Lenkhelfpumpe bei ein und derselben Vorrichtung mit unterschiedlichen Drehzahlen arbeitet.
Der Zahnantrieb 5 kann als Kegelradantrieb gestaltet sein.

Claims

Lenkhelfpumpenantrieb für ein Kraftfahrzeug, mit einer vom Motor des Kraftfahrzeuges angetriebenen ein- oder zweistufigen Verdichtereinheit (1), die ein Gehäuse, mindestens einen Kolben, mindestens einen Zylinder, eine Pleuelstange und eine Kurbelwelle (1.3) umfasst, und einer Lenkhelfpumpe (2) mit einem Gehäuse und einem Kolben, wobei das Gehäuse der Lenkhelfpumpe (2) mit dem Gehäuse der Verdichtereinheit (1) verbunden ist, und der Kolben der Lenkhelfpumpe (2) mit der Kurbelwelle (1.3) der Verdichtereinheit in Triebverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkhelfpumpe (2) auf derjenigen Seite der Kurbelwelle (1.3) angeordnet ist, die dem Kolben der Verdichtereinheit (1) gegenüberliegt, die Triebverbindung zwischen der Kurbelwelle (1.3) und der Antriebswelle (2.1) der Lenkhelfpumpe (2) einen Zahnantrieb (5) umfasst und der Zahnantrieb (5) von einem gemeinsamen Gehäuse (3) für die Verdichtereinheit (1) und die Lenkhelfpumpe (2) umschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnantrieb (5) ein Stirnradantrieb ist, und dass die Achse der Antriebswelle (2.1) der Lenkhelfpumpe (2) parallel zur Kurbelwelle (1.3) der Verdichtereinheit (1) verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnantrieb (5) ein Kegeiradantrieb ist, und dass die Achse der Antriebswelle (2.1) der Lenkhelfpumpe (2) unter einem Winkel zur Kurbelwellenachse verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnantrieb (5) drehzahlvariabel ist.