DE1093684B - Hydraulische Antriebseinrichtung fuer einen Ventilator und/oder eine Lichtmaschine sowie eine Servolenkung mittels einer gemeinsamen Pumpe bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebseinrichtung für einen Ventilator und/oder eine Lichtmaschine sowie eine Servolenkung mittels einer gemeinsamen Pumpe bei Kraftfahrzeugen. Bei diesen wird häufig gleichzeitig eine Druckölquelle für die Servolenkung und außerdem eine solche für den hydraulischen Antrieb eines Ventilators verlangt, manchmal auch eine Druckölquelle für den Lichtmaschinenantrieb.

Man kann hierfür hydraulische Doppelpumpen verwenden, etwa die in doppelter Ausführung bekannten hydraulischen Pumpen mit exzentrisch im Gehäuse laufendem Rotationskörper und einem oder mehreren die Druckölförderung bewerkstelligenden Flügeln oder rechteckigen Kolben. Auch Zahnradpumpen mit mehr als zwei Rädern, gegebenenfalls mit mehreren nebeneinanderliegenden Pumpsystemen lassen sich hierfür anwenden.

Alle diese Arten von Doppelpumpen leiden jedoch daran, daß sie sich für die Verhältnisse auf einem Kraftfahrzeug, bei welchem oft hohe Betriebstemperaturen vereinigt mit erheblichen Anforderungen an die Höhe des Druckes auftreten, nicht mit befriedigender Sicherheit bauen lassen. Kolbenpumpen der üblichen Art, insbesondere auch Axialkolbenpumpen, werden jedoch verwickelt, wenn man diese als Mehrfachpumpen ausführt.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und besteht in einer Hintereinanderschaltung des mit Schwungmassen behafteten Ventilator- und/oder Lichtmaschinenantriebs mit der Lenkeinrichtung. Die Hintereinanderschaltung der einzelnen Öldruckverbraucher beim Kraftfahrzeug, die auf anderen Anwendungsgebieten in anderer Form bekannt ist, bringt hier besondere Vorteile. Die Lenkung wird nämlich nur selten hoch beansprucht. Andererseits hat der Ventilatorantrieb die Eigenschaft, daß er eine bedeutende Schwungmasse besitzt und ein kurzzeitiges Nachlassen des Ventilatorantriebes, z. B. wenn große Anforderungen an die Lenkung gestellt werden, nicht störend wirkt. Daher ergibt die Hintereinanderschaltung des Ventilatorantriebes mit dem Lenkantrieb von selbst den Vorteil, daß bei einem etwaigen Nachlassen des Druckes eine durch gleichzeitiges Betätigen der Servolenkung bei starkem Ventilationsbedarf überlastete hydraulische Pumpe infolge des Nachlassens ihrer Fördermenge durch die Wirkung der Schwungmasse des Ventilators für kurze Zeit entlastet wird, derart, daß fast der gesamte von der Pumpe erzielbare Öldruck für die Lenkung zur Verfügung steht, und zwar auch deswegen, weil beim Nachlassen der Ventilatordrehzahl auch der Leistungsbedarf des Ventilators stark zurückgeht. Ähnlich wirkt auch eine Lichtmaschine, welche anstatt des Ventilators oder noch Hydraulische Antriebseinrichtung

für einen Ventilator
und/oder eine Lichtmaschine

sowie eine Servolenkung

mittels einer gemeinsamen Pumpe

bei Kraftfahrzeugen

Anmelder:

Dr. Hans Thoma,
Zollikon, Zürich (Schweiz)

Vertreter: Dr. jur. M. Meister, Rechtsanwalt,
München 23, Trautenwolfstr. 8

Dr. Hans Thoma, Zollikon, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

zusätzlich in denselben Kreislauf eingeschaltet wird, weil auch der Rotor einer Lichtmaschine erhebliche Schwungmassen besitzt, so daß bei kurzzeitiger hoher Beanspruchung der ölpumpe deren selbsttätige Entlastung durch die Schwungmasse der Lichtmaschine eintritt.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

P ist die vom Verbrennungsmotor mitangetriebene hydraulische Pumpe, beispielsweise eine Axialkolbenpumpe, welche öl aus dem ölbehälter ö entnimmt und in die Druckleitung D₁ fördert. Für gewöhnlich handelt es sich hierbei um eine nicht regelbare hydraulische Axialkolbenpumpe, es kann aber auch eine regelbare Axialkolbenpumpe verwendet werden. Von der Druckleitung D₁ fließt das Drucköl zu dem Ölmotor M₁, welcher beispielsweise für den Antrieb des Ventilators V dient. Das aus dem Ölmotor M₁ austretende öl wird sodann das hydraulische Steuerventil L der Servolenkvorrichtung zugeführt, wobei die Bauart dieser Lenkung unwesentlich ist. Sie besteht beispielsweise aus dem Steuerschieber S, welcher Drucköl dem Lenkzylinder IJZ zuführt. Das öl, welches aus dem Steuerschieber S zurückfließt, wird sodann wieder dem ölbehälter Ö zugeführt, aus welchem es dann durch die Pumpe P wieder erneut angesaugt werden kann.

. .; . Die Wirkung der Erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung ist folgende:

009 649/266

Im normalen Betrieb der Servolenkung L wird diese nur wenig Öldruck beanspruchen, vorausgesetzt, daß man sie nach dem bekannten Durchflußsystem so einrichtet, daß in der Mittellage des Steuerschiebers S das öl den Lenkmechanismus ohne großen Gegendruck durchfließen kann. Auch bei kleinen und langsamen Bewegungen während normaler Fahrgeschwindigkeit wird die Servolenkung keinen großen Gegendruck entwickeln, weil der Widerstand gegen ein Verschwenken der zu lenkenden Räder bei normaler Fahrt des Fahrzeuges klein ist. In diesem Zustand arbeitet daher der Ölmotor Ai₁, welcher den Ventilator V antreibt, beinahe in der gleichen Weise, als wenn er als alleiniger Öldruckverbraucher an der Pumpe P hängen würde.

Tritt aber eine starke Beanspruchung der Servolenkung auf, in der Weise, daß der Lenkmechanismus einen großen Druck beansprucht, so pflanzt sich dieser Druckstoß über den Ölmotor M auf die Pumpe P fort. Diese zeigt dann, wenn die Beanspruchung hoch ist und die Pumpe, wie dies bei hoher Temperatur der Fall zu sein pflegt, nicht völlig dicht ist, ein gewisses Nachlassen ihrer ölförderung infolge Leckölverlustes.

Hierbei ist zu berücksichtigen, daß das Nachlassen der ölförderung auch auf den Ölmotor M₁ wirkt. Da der Ventilator V eine große Schwungmasse besitzt, wird zunächst der Gegendruck an dem Motor Ai₁ klein werden oder verschwinden. Ist die Beanspruchung der Pumpe P sehr groß, so kann die Schwungmasse des Ventilators sogar dazu führen, daß der Ölmotor Af₁ in umgekehrter Richtung Druck entwickelt, d. h. unter Ausnutzung der kinetischen Energie des Ventilators V als zusätzliche Druckpumpe die Druckentwicklung der eigentlichen ölpumpe P verstärkt. In diesem Falle arbeiten also die eigentliche Druckpumpe P und der jetzt als ölpumpe wirkende Ölmotor Af₁ in Hintereinanderschaltung unter starker Erhöhung des verfügbaren Druckes auf die Servolenkung, so daß ein sehr hoher Öldruck zur Verfügung steht, auch wenn die hydraulischen Aggregate P und M₁ nicht völlig dicht sind.

Der Ventilator V kann durch ein Regelventil RV abgeschaltet oder auf Teilgeschwindigkeit eingestellt werden, wobei ein Teil des von der Pumpe P gelieferten Öles unter Abdrosselung an dem Ölmotor Af₁ vorbeiströmt. Dieses würde die Druckbeanspruchung der Pumpe P durch den Ventilator V wohl mindern, auch würde beim Nachlassen der ölförderung der Pumpe P infolge des Gegendruckes einer gerade arbeitenden Servolenkung die Druckbeanspruchung durch den Ventilatorantrieb bei teilweise geöffnetem Regelventil erheblich herabgehen. Schwierigkeiten mit genügender Förderung der Pumpe P treten jedoch nur bei hoher Temperatur und starker Motorbeanspruchung auf, d. h. in Fällen, in denen das Regelventil ohnedies geschlossen ist und der Ventilator V mit hoher Drehzahl umläuft. Gerade dann tritt gelegentlich das Versagen der Druckölpumpe P bei hohem Servolenkdruck auf, so daß auch beim Vorhandensein eines Kurzschluß-Regelventils RV die Wirkung der Unterstützung der Servolenkung durch die Schwungmasse des Ventilators eintritt.

Diese Wirkung tritt bei der Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung auch ein, wenn das im Kreislauf von der Pumpe P erzeugte Drucköl zunächst der Servolenkung zugeführt wird und dann erst dem Ventilatorantrieb. Wenigstens entfällt auch in diesem Falle bei starkem Arbeiten der Servolenkung die Gegendruckentwicklung des Ölmotors M₁ für den Ventilator. Diese Schaltung hat jedoch den Nachteil, daß der Gegendruck des Ventilatorantriebes in normalem Betrieb den Lenkmechanismus beeinflußt, was unter Umständen nicht wünschenswert ist, wenn dieser mit druckführenden Gummischläuchen ausgerüstet ist. Das in der Zeichnung gezeigte Schemasystem hat einen offenen ölbehälter Ö, aus dem die Pumpe P unter Atmosphärendruck öl ansaugt. Dies ist für die

ίο Erfindung unwesentlich. Es kann auch ein geschlossenes System verwendet werden, bei welchem die von der Pumpe P angesaugte ölmenge durch bekannte Hilfsmittel, wie Druckluft, eine Hilfspumpe usw., unter Druck dem Ansaugrohr der Pumpe P zugeführt wird.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Belastung der die Servolenkung betätigenden hydraulischen Pumpe P durch die Schwungmasse des Ventilatorantriebes kommt auch bei Teildrehzahlen des Ventilators in stärkerem Maße zur Geltung, wenn man an Stelle des Regelventils RV, welches in der einfachsten Ausführung eines Ventilatorantriebes wie eine Drosselstelle wirkt, etwa wie eine von der Temperatur des Kühlwassers beeinflußte Drosselstelle, durch an sich bekannte Regelmechanismen ersetzt, welche eine andere Charakteristik haben. Hierzu kann man eine an sich bekannte Ventilanordnung verwenden, welche einigermaßen unbeeinflußt von dem gerade an dem Ventilatorantrieb herrschenden Druck eine unveränderte Druckölmenge hindurchlassen kann, welche dann wieder durch den Einfluß der Kühlmitteltemperatur verstellt werden kann. Bekanntlich sind dies selbstgesteuerte Ventile, welche das Druckgefälle in einer in dem Ventil eingebauten, gegebenenfalls veränderlichen oder einstellbaren Drosselstelle durch den Einfluß eines vor- oder nachgeschalteten Ventils oder Schiebers einigermaßen unveränderlich halten. Ähnlich wirkt auch ein an sich bekantes Regelverfahren für den Ventilatorantrieb, das in der Anwendung eines durch Verstellen seines Kolbenhubes regelbaren Ölmotors besteht.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Antriebseinrichtung für einen Ventilator und/oder eine Lichtmaschine sowie eine Servolenkung mittels einer gemeinsamen Pumpe bei Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet durch Hintereinanderschaltung des mit Schwungmassen behafteten Ventilator- und/oder Lichtmaschinenantriebs mit der Lenkeinrichtung.

2. Hydraulische Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkeinrichtung im Kreislauf nach dem Ventilator- und/oder Lichtmaschinenantrieb eingeschaltet ist.

3. Hydraulische Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung des Ventilator- und/oder Lichtmaschinenantriebs an sich bekannte Regeleinrichtungen verwendet werden, die beim Auftreten von Druckstoßen, die von der arbeitenden Lenkeinrichtung ausgehen, keine Veränderung der ölauslieferungsmenge des Ventilator- und/oder Lichtmaschinenantriebs bedingen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 937 333;
deutsche Auslegeschrift G13757II/63 c (bekanntgemacht am 2. Februar 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 649/266 11.60