DE2114691A1

DE2114691A1 - Druckerzeuger, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2114691A1
Application number: DE19712114691
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8720 Schweinfurt Lutz
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1971-03-26
Filing date: 1971-03-26
Publication date: 1972-10-12
Also published as: GB1362140A; IT949158B; FR2131732A5

Description

FIOHTEL & SACHS AG, Schweinfurt/Main

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Patent- und GebrauchsmusterhilfBanmeldung

Druckerzeuger,, insbesondere für i-

Die Erfindung "betrifft einen Druckerzeuger, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Verdrängerpumpeneinheit und einem Hydraulikflüssigkeit aufnehmenden Vorratsspeichcr, der mit der Verdrängerpumpeneinheit und mit der Hückleitung von hydraulisch betätigten Verbrauchern in Verbindu^j steht, wobei zur Versorgung der Ltromverbraucher des Kraftfahrzeuges ein von der Brennkraftmaschine angetriebener Generator sowie eine Batterie angeordnet ist.

In zunehmenden Haße werden in Kraftfahrzeugen hydraulische Verbraucher eingebaut, Hydraulisch gesteuert wird beispielsweise die Niveauregelung und die Lenkung. Ebenso ist die hydraulische Betätigung von Nebenaggregaten, wie Pencteröffner, bchiebedachantrieb, bitzverstellung und ähnliches, unter der Bezeichnung Komforthydraulik bekannt. Die zur Versorgung dienenden Hydraulikpumpen werden über einen Keilriemen von der Brennkraftmaschine angetrieben oder der Antrieb erfolgt durch ein Zwi3chenrad über die Üteuerketbe der Nockenwellle· Eb ist auch bekannt, zwei Druekerzeugereinheiten mit einem gemeinsamen Keilriemenantrieb zu versehen. Infolge der Beeinflußung der i-iteuerzeiten bzw. durch Erregung zusätzlicher Schwingungen ist der Antrieb von .Druckerzeugern über die

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Steuerkette und/oder ein Zwischenrad bei sclanellaufeiiden Ho chi ei stungs-Brerinkraf tm&schinen unerwünscht. Ein zusätzlicher Keilriemenantrieb für die Pumpen ist infolge des zur Verfügung stehenden knappen Bauraumes in vielen Fällen nachträglich sehr schwierig unterzubringen oder erfordert eine teuere Konstruktionsänderung· Daher wurde auch vorgeschlagen, die Pumpen über einen Elektromotor getrennt anzutreiben. Durch den schlechten Wirkungsgrad des Generators und des Elektromotors ist eine derartige Lösung mit erheblichen Verlusten behaftet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Druckerzeuger zu schaffen, der die bekannten Nachteile vermeidet, einfach im Aufbau ist und ohne Schwierigkeiten sich auch nachträglich in Kraftfahrzeugen unterbringen läßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verdrängerpumpeneinheit mit dem Generator zu einer Baueinheit P verbunden isj. Da die heute im Kraftfahrzeug meist verwendeten Drehstromlichtmaschinen mit einer etwa 2,5fachen Übersetzung gegenüber der Brennkraftmaschinen in..., Schnelle übersetzt angetrieben werden, führt dies zu sehr kleinen Abmessungen der Pumpen, denn die Leistung vcn Druckerzeugern steigt proportional mit der Drehzahl an. Ein">auschwierigkeiten durch die Anbringung eines zusätzlichen Antriebes für derartige Pumpen treten nicht auf, so daß auch die Einbaukosten sehr gering sind.

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Ferner ist infolge der hohen Generatordrehzahl und damit auch der Pumpendrehzahl der Ungleichförmigkeitsgrad bezüglich der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine wesentlich geringer, denn eine mit einer Drehstromlichtmaechine gekoppelte freikolbenpumpe entspricht bei einem Übersetzungsverhältnis von 2,5 einer 5-Kolbenpumpe, die mit Kurbelwellendrehzahl umläuft.

Eine weitere Vereinfachung in Aufbau und Montage erhält man, wie die Erfindung zeigt, dadurch, daß der Vorrats speicher mit dem Generator und der Verdrängerpumpeneinheit eine Baueinheit bilden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung.wird ein sehr einfacher Aufbau dadurch erzielt, daß in dem der Antriebseeite abgekehrten Lagerdeckel des Generators die Pumpeinheit angeordnet ist. Entsprechend der Erfindung wird insbesondere bei kleineren Leistungen der Druckerzeugereinheit eine sehr kompakte und einfache Bauweise dadurch erzielt, daß das Antriebselement der Pumpe auf der Ankerwelle des Generators befestigt ist.

V/erden für die verscÄiedener. hydraulisch betätigten Verbraucher im Kraftfahrzeug auch unterschiedlich hohe Drücke gefordert, so können erfindungsgemäß mehrere Pumpen axial hintereinander angeordnet werden. Diese Forderung ist auch, wie ein weiteres

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Merkmal der Erfindung zeigt, auf einfache Weise dadurch zu erfüllen, daß die Verdrängerpumpe mehrere Kolben aufweist, die sich im Korbendurchmesser unterscheiden und verschiedene Hochdruckleitungen beaufschlagen.

Insbesondere bei Druckerzeugern für höhere Leistungen werden nach einem Merkmal der Erfindung zur Vermeidung von Lchwingungeüb ertragung en elastische Kupplungen zwischen dem Generator lind den Pumpen angeordnet.

Bei vielen Spezialfahrzeugen, wie beispielsweise mobilen Kranen, Kippern usw., wird meist die Druckerzeugereinheit während des Stillstandes des Fahrzeuges benötigt. Es muß dazu die Brennkraftmaschine bei entsprechender Drehzahl nahezu ohne Last laufen, da die Leistung der Druckerzeugereinheit sehr klein ist im Verhältnis zur Motorleistung. Neben der störenden Geräuschentwicklung des Verbrennungsmotors erzeugt der Teillastbetrieb infolge ungenügender Verbrennung schädliche Abgase "md wirkt sich nachteilig auf die Lebensdauer der Brennkraftmaschine aus. Um dies zu vermeiden, ist nach einem Merkmal der Erfindung im Antrieb des Generators von der Brennkraftmaschine eine Kupplung angeordnet. Durch die Verbindung des Druckerzeugers mit dem Generator ergibt sich die Möglichkeit, den Generator, insbesondere bei Gleichstromgeneratoren auch als Elektromotor au betreiben» Eine besonders einfache Konstruktion wird erfindungsgemäß erhalten, wenn die Kupplung zwischen Generator und BrennkraftmascMne als

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laufkupplung ausgebildet ist. Bei Antrieb.des Generators durch die Brennkraftmaschine wirkt sich eine derartige !freilaufkupplung sehr günstig aus, da eine Rückübertragung der von dem Druckerzeuger herrührenden Schwingungen auf den An-.liebsraotor weitgehend ausgeschaltet wird. Die Freil.aufkupplung selbst ist, entpsrechend der Erfindung, sehr einfach in ihrem Aufbau, da sie aus einem Innenring und einem Außenring eines Wälzlagers gebildet wird, wobei ein Käfig zur Aufnahme der Wälzkörper und der Klemmkörper dient. Um die J^unktionssicherheit des Lagers nicht zu gefährden, sind wie die Erfindung zeigt, die Elenmflachen der Freilaufkupplung am Aussen- und Innenring des Wälzlagers beidseitig zur Lauffläche der Walzkörper angeordnet. Eine Zerstörung der Lauffläche für die Wälzkörper durch die Freilaufkupplung ist daher nicht möglich.

V/eitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte Wirkungen ergeben sich aus der Beschreibung des Aufbaues und der Wirkungsweise der im nachfolgenden, beispielsweise dargestellten Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgeraäßen Druckerzeuger in schematischer Darstellung und

Fig. 2 die Anordnung mehrerer Pumpen sowie den Generatorantrieb.

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In Fig. 1 ist die Keilriemenscheibe 2 fest auf der -Welle des Ankers 4, der bei Drehstronlichtnaschinen die !felderregung trägt, angeordnet. Dei Antrieb erfolgt durch eine nicht eingezeichnete Brennkraft naschine über den Feilriemen 1. Das Csneratorgehäuse 3 trägt >die Y/icklungen 5 und ir/t alt entsprechenden Durchbrüchen für die Lüftung versehen. Auf dem, der Keilriemenscheibe angewandten Wellenende des Ankers 4·, ist der Exzenter 6, der das Antriebseleiaent der Verdrängerpumpe bildet» befestigt. Die Radialkolbenpumpe ist in den Lagerdeckel 1B des Generators angeordnet und besteht aus der· Pumpenkolben 12» die über eine Ringfeder 13 kraftschlüssig mit dem Gleitring 11 verbunden werden. Dieser Gleitring 11 sitzt auf dem Exzenter 6. !Test mit dem Generatorgehäuse 3 sind Vorratsbehälter 7 und Lagerdeckel 18 verbunden. In diesen Vorrat sspeicher 7, in welchem sich die Hydraulikflüssigkeit 8 befindet, mündet die Rücklaufleitung 9 von den hydraulisch betätigten Verbrauchern, während über die Laugleitung 14 die Hydraulikflüssigkeit in den Saugrauin der.Pumpe gefördert wird. Jeder der Kolben 12 besitzt einen t.augschlitz 15» durch den im Bereich des unteren Totpunktes eine Verbindung des üaugraumes mit dem Zylinderraum 17 hergestellt wird. Zwischen den Zylinderräumen 17 und den Druckleitungen 10 befinden sich die Druckventile 16, die als Rückschlagventile ausgebildet sind und öffnen, wenn in den ZyIi lderräumen 17 sin höherer Druck herrscht als in den Druckleitungen 10. Durch die Dichtung wird der baugraum der Pumpe gegenüber dem Generator abgedichtet.

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Bei dem Ausführiingsbeispiel nach. 7ig. 1 sind verschiedene r.rueideitmigreii 10 zur Versorting eier hydraulisch "betätigten Verbraucher vorgesehen. Diese Ausführung ist besondez's vorteilhaft, wenn die Betätigung der einzelnen Verbraucher mit verschieden hohen Drücken üu erfolgen hat. Beispielsweise ist sur Betätigung der ITiveauregulierung ein D.>-· _ck von ca,

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100 kp/cjii erforderlich, während die jiojaforthydraulik Drücke von ca. 300 kp/cu ' benötigt. Weiter kann der Ölbedarf der Lenkung mit einer weiteren dritten kolbenpumpe, die einen etwas gx'ößeren Pumpenkolben aufweist, gedeckt werden, da Lenlcungen jait Drücken üwiaclien 15 und 50 kp/cm betrieben werden, ■elb st verständlich können axich sämtliche Pumpenkolben 12 in eine gemeinsame Druckleitung 10 einspeisen. In diesem Fall Bind druckabhängige Ventile 2,ur \ er sorgung der, mit verschiedenen Drücken arbeitenden hydraulischen Verbx^aucher erforderlich..

Die !'ig:. 2 zeigt eine Ausführungsfora eines Druckerzeugers füx größere iahx^euge, insbesondere für bpeaialfahrzeuge. Der L. euer at o: · 20 ist mit einex¹ Hochdruckpumpe 21, einer Kiederdruckpuiitpe 22 und dem VorratsspeicLxer 7 zu einer Baueinheit verbundene Da eier Generator 20 gleichzeitig als Elektromotor angev/endet wird, ist die keilriemenscheibe 2 mit der Generatorwelle 25 übei¹ eine i<reil auf kupplung verbunden. Diese Freilaufkupplung besteht au& einem Innenring 23 und einem Außeng 24, die sowohl die Laufflächen für o.ie i-..ugel 26 als auch

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die Klemmflächen für die Klemmkörper 26 bilden. Die Laufflächen der Wälzkörper sind gegenüber den Klemmflächen vertieft angeordnet, so daß durch die Klemmkörper 26 die Laufflächen nicht beschädigt werden können* Im Käfig des Lagers befinden sich außer den Kugeln 28 die Klemmkörper 26. Bei laufender Brennkraftmaschine wird der Generator über die Keilriemenscheibe 2 und die Ir eil auf kupplung angetrieben, während bei Verwendung des Generators 20 als Elektromotor die Generatorwelle 25 die Keilriemenscheibe 2 überholt.

Gerade bei höheren Leistungen des Druckerzeugers können sich von den Pumpen herrührende Schwingungen auf den Generator bzw. über den Generator auch auf die Brennkraftmaschine auswirken. Durch eine zusätzliche Anordnung von elastischen Kupplungen 31 und 32 zwischen Generator 20 und Hochdruckpumpe 21 bzw. zwischen Hochdruckpumpe 21 und Niederdruckpumpe 22 lassen sich derartige ßehwingungsübertragungen weitgehend ausschalten. Zur schnellen Hochregelung ist die Hochdruckpumpe 21 auf der Saugseite mit der Druckleitung 30 der Niederdruckpumpe 22 verbunden«, Die Niederdruckverbraucher stehen mit der Druckleitung 30 und die Hochdruckverbraucher mit der Druckleitung 29 in Verbindung,, während der Rückfluß von den Verbrauchern über die Rücklaufleitung 33 ia den Vorratsspeieher erfolgt.

Me Erfindung bescliränkt sich nicht auf die beispielsweise dargestellten Ausführun,gsformen₉ sondern kann weitgehend abgewan-

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delt werden, Beispielsweise ist es ohneweiteres möglich, anstelle der dargestellten Radialkolbenpumpe!^. Verdrängerpumpen anderer Bauart au verwenden.

2.3.1971
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Claims

PASEEIiAHLPHtIOHE

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Druckerzeuger, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Verdrängerpumpeneinheit und einem Hydraulikflücsigkeitjaufnehinenden V'orratsspeicher, der mit der Ver&rängerpunpeneinheit und Liit der Rückleitung von hydraulisch betätigten Verbrauchern in Verbindung steht, wobei zur Versorgung der itronverbraucher des Kraftfahrzeuges ein von der Brennkraftmaschine angetriebener Generator sowie eine Batterie angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerpumpeneinhöit (21,22) mit den Generator (20) zu einer Baueinheit verbunden ist.
2. Druckerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratεερeicher (7) mit den Generator (20) und der Verdrängerpumpeneinheit (21,22) eine Baueinheit bilden.
3· Druckerseuger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem der Antriebsseite abgekehrten Lagerdeckel (18) des Generators die Ifuiapeinheit angeordnet ist.
4. Druckerzeuger nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (G) der Pumpe auf der l/elle des Ankers (4) befestigt

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5. Druckerzeuger nach den Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch ge~ kennzeichnet, daß die Pumpeinheit aus mehreren axial hintereinander angeordneten Verdrängerpumpen (21,22) besteht, die verschieden hohe Drücke erzeugen.
6. Druckerzeuger nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Baugseite der Hochdruckpumpe (21) mit der Druckleitung (30) der Niederdruckpumpe (22) verbunden ist.
7. 3~iic?"r3suger nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerpumpe mehrere Kolben (12) aufweist, die sich im Kolbendurchmesser unterscheiden und verschiedene Hochdruckleitungen (10) beaufschlagen. .
8. Druckerzeuger nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß elastische Kupplungen (31»32) zwischen dem Generator (20) und den Pumpen (21,22) angeordnet sind.
9. Druckerzeuger nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Antrieb des Generators (20) von der Brennkraftmaschine eine Kupplung angeordnet ist.

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10· Druckerzeuger nach den Aneprüchen 1 bis 9« dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung des Generators (20) ale Freilaufkupplung ausgebildet ist·
11» Druckerzeuger nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplung aus einem Innenring (23) und einem Außenring (24) eines Wälzlagers gebildet wird, wobei ein Käfig zur Aufnahme der Wälzkörper (28) und der Klemmkörper (26) angeordnet ist.
12. Druckerzeuger nach den Ansprüchen 1 bie 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmflächen der Freilaufkupplung am Außen- und Innenring (23,2²I-) des Wälzlagers beidseitig zur Lauffläche der Wälzkörper (28) angeordnet sind·

2.3.1971
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