DE2258138C2 - Hydrostatic drive for the auxiliary units of an internal combustion engine of a motor vehicle - Google Patents

Hydrostatic drive for the auxiliary units of an internal combustion engine of a motor vehicle

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DE2258138C2 DE19722258138 DE2258138A DE2258138C2 DE 2258138 C2 DE2258138 C2 DE 2258138C2 DE 19722258138 DE19722258138 DE 19722258138 DE 2258138 A DE2258138 A DE 2258138A DE 2258138 C2 DE2258138 C2 DE 2258138C2
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Description

— daß die Druckleitung (24) zur Servolenkung (25), die Servolenkung und deren Abflußleitung einerseits und die Druckleitung (16a,) zum Motor (11), der Motor und dessen Abflußleitung andererseits als parallelgeschaltcte Zweige des Hydrauliksystems ausgebildet sind,- That the pressure line (24) to the power steering (25), the power steering and its drain line on the one hand and the pressure line (16a,) to the motor (11), the motor and its discharge line on the other hand, are designed as parallel branches of the hydraulic system,

— daß in der Druckleitung (24) zur Servolenkung (25) eine Konstantdrossel (26) und ein von deren Druckdifferenz beaufschlagtes Mengenregclventil (27) angeordnet sind, und- That in the pressure line (24) to the power steering (25) a constant throttle (26) and one of them Pressure difference acted upon quantity regulating valve (27) are arranged, and

— daß das Ventil (18) zur Begrenzung des Durchflusses durch den Motor (U) in der Druckleitung (16a,> zum Motor angeordnet ist.- That the valve (18) to limit the flow through the motor (U) in the pressure line (16a,> is arranged to the engine.

2. Antrieb nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenregelventil (27) durch ein in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck der Servolenkung (25) arbeitendes erstes Steuerventil (29) im Sinne einer Begrenzung seiner Durchflußmenge bei gegen Null gehendem Arbeitsdruck beeinflußbar ist.2. Drive according to claim 1, characterized in that that the volume control valve (27) by a depending on the working pressure of the power steering (25) working first control valve (29) in the sense of limiting its flow rate at about zero going working pressure can be influenced.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (24) der Servolenkung (25) durch ein in Abhängigkeit von deren Arbeitsdruck arbeitendes Druckbegrenzungsventil (30 absperrbar ist.3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure line (24) of the power steering (25) by a pressure relief valve that works depending on its working pressure (30 can be shut off.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdruckleitung (18.?,) des Ventiles (18) zur Begrenzung der Durchflußmenge des Motors an den das Mengenrcgclvcntil (27) mit der Servolenkung (25) verbindenden Abschnitt der Druckleitung (24) zur Servolenkung angeschlossen ist.4. Drive according to one of claims I to 3, characterized in that the control pressure line (18.?,) Of the valve (18) to limit the flow rate of the engine to the section connecting the quantity feedback valve (27) to the power steering (25) the pressure line (24) is connected to the power steering.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Druckspeiseleitungen (16.1 und 24) zum Motor (11) und zur Servolenkung (25) einerseits und der Druckseite der Pumpe (10) andererseits eine Konsiantdrossel (17 bzw. \7a) eingeschaltet und die Fördermenge der Pumpe (10) über ein in Abhängigkeil vom Druckgefälle dieser Konstantdrossel (17 bzw. \7a) arbeitendes Stellglied (14) regelbar ist.5. Drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the pressure feed lines (16.1 and 24) to the motor (11) and to the power steering (25) on the one hand and the pressure side of the pump (10) on the other hand, a constant throttle (17 or \ 7a) is switched on and the delivery rate of the pump (10) can be regulated via an actuator (14) that works as a function of the pressure gradient of this constant throttle (17 or \ 7a).

b. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (14) durch ein in Abhängigkeit vom Druck in der Druckleitung (\6b) zum Motor (U) arbeitendes zweites Steuerventil (19) im Sinne einer Verringerung der Fördermenge bei steigendem Druck beeinflußbar ist.b. Drive according to Claim 5, characterized in that the actuator (14) can be influenced by a second control valve (19) operating as a function of the pressure in the pressure line (\ 6b) to the motor (U) in the sense of reducing the delivery rate with increasing pressure.

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischen Antrieb nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a hydrostatic Drive according to the preamble of claim 1.

Derartige Antriebe sind an sich vorieilhali. weil sie nur eine Pumpe benötigen und die Servolenkung bei Bedarf gegenüber dem Motor für den Antrieb von Nebenaggregaten bevorzugt mit Druckenergie versorgt wird.Such drives are in themselves vorieilhali. because they only need a pump and the power steering if necessary compared to the engine for driving ancillary units is preferably supplied with pressure energy.

Bei einem bekannten Antrieb dieser Art (GB-PS 12 34 904) sind der Motor zum Antrieb eines Lüfters und die Servolenkung in Reihe in eine Druckspeiseleitung eingeschaltet, wodurch ständig die Gefahr besteht, daß die kleinen Durchflußmengen der Servolenkung bei Geradeausfahrt nicht für den Antrieb des Lüfters und ggf. weiterer Nebenaggregate ausreichen. Bei diesem bekannten Antrieb sind zwei Bypassleitungen, die den Motor umgehen, vorgesehen, von denen die eine das Ventil zur Reduzierung der Durchflußmenge des Motores und die andere ein in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine arbeitendes thermostatisches Ventil enthält, das die zugehörige Bypassleitung an sich geschlossen hält und bei kalter Brennkraftmaschine öffnet, um den Motor für den Antrieb des Lüfters unter diesen Umständen abzuschalten.
Der hydrostatische Antrieb nach der Erfindung unterscheidet sich demgegenüber durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1, wodurch der wesentliche Vorteil erreicht ist, daß Motor und Servolenkung grundsätzlich im Parallelbetrieb arbeiten und die Durchflußmenge der zur Servolenkung führenden Druckleitung durch das Mengenregelventil im wesentlichen konstant gehalten wird und somit auch bei niedrigen Drehzahlen einen ausreichenden Wert aufweist, ohne daß die dem Motor zur Verfugung stehende Druckjo energie in nicht vertretbarem Maße reduziert ist.In a known drive of this type (GB-PS 12 34 904) the motor for driving a fan and the power steering are switched on in series in a pressure feed line, which means that there is always the risk that the small flow rates of the power steering when driving straight ahead are not used to drive the Fan and, if necessary, other ancillary units are sufficient. In this known drive, two bypass lines are provided which bypass the engine, one of which contains the valve for reducing the flow rate of the engine and the other contains a thermostatic valve which operates as a function of the operating temperature of the internal combustion engine and which closes the associated bypass line holds and opens when the engine is cold in order to switch off the motor for driving the fan under these circumstances.
The hydrostatic drive according to the invention differs by the characterizing features of claim 1, whereby the essential advantage is achieved that the motor and power steering basically work in parallel and the flow rate of the pressure line leading to the power steering is kept essentially constant by the flow control valve and thus has a sufficient value even at low speeds, without the Druckjo energy available to the engine being reduced to an unacceptable extent.

Die Erfindung ist anwendbar bei Brennkraftmaschinen aller Art, insbesondere bei Antriebsniotoren von Kraftfahrzeugen, die in Nebenlrieben Aggregate antreiben, welche entweder dem Betrieb der Brennkraftmaschine selbst dienen oder für andere Zwecke vorgesehen sind. Zu der ersten Gruppe gehören z. B. die Wasserpumpe, der Lüfter, die Lichtmaschine und die Schmierölpumpe. Zu der zweiten Gruppe gehören unter anderem die Servolenkung, die sonst eine zusätzliehe Ölpumpe erfordert und evtl. Kompressoren für Klimaanlage und Luftfederung. Die Leistungen dieser Zusatz-Aggregate sollen auch bei Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine ausreichend sein.The invention can be used in internal combustion engines of all types, in particular in drive motors from Motor vehicles that drive units in auxiliary drives that either operate the internal combustion engine serve themselves or are intended for other purposes. The first group includes e.g. B. the water pump, the fan, the alternator and the lubricating oil pump. The second group includes among other things the power steering, which otherwise requires an additional oil pump and possibly compressors for air conditioning and air suspension. The performance of these additional units should also be used at idle speed Internal combustion engine be sufficient.

Es besteht die Möglichkeit, daß alle Aggregate mit ihrer max. Leistung zugeschaltet sind. Die Summe dieser Leistungen kann dann eine solche Größe annehmen, daß die geforderte Leerlaufleistung bei bekannten Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Maschinen mit kleinem Hubraum, nur bei erhöhter Leerlauf-Drehzahl r>o erbracht wird. Aus mehreren Gründen ist eine erhöhte Leerlauf-Drehzahl unerwünscht. Die Geräuschbildung wird größer, bei Verwendung hydrodynamischer Wandler oder Kupplungen wird das Kriechmoment und damit die Schlupfwärme größer, der Kraftstoffverbrauch wird höher und die Gesainiumdrehungen werden mehr. Durch die Erfindung ist eine erhöhte Leerlauf-Drehzahl nicht erforderlich.It is possible that all units are switched on with their maximum output. The sum of these powers can then assume such a size that the required idle power in known internal combustion engines, in particular in machines with a small displacement, is only achieved at an increased idle speed r > o. Increased idle speed is undesirable for several reasons. The generation of noise increases, when hydrodynamic converters or clutches are used, the creep torque and thus the slip heat increase, the fuel consumption increases and the total number of revolutions increases. The invention does not require an increased idling speed.

Es sind nun außer mehrstufigen oder stufenlos arbeitenden mechanischen Getrieben auch hydrostatische bo Getriebe der eingangs genannten Art bekannt, mit denen die Drehzahl der Aggregate in Leerlauf der Brennkral !maschine erhöht wird, während bei hohen Drehzahlen tier Brennkraftmaschine die Aggregate-Drehzahl selbsttätig gemindert wird. Die Baugröl.ie dieser hr> Getriebe muß der Summe der maximal auftretenden Leistungen entsprechen. Es gibt außerdem — wie vorstehend in tier /weiten Gruppe bereits erwähnt — Aggregate, tieren Funktion eine Ölpumpe nut variablerIn addition to multi-stage or continuously variable mechanical transmissions, there are also hydrostatic bo transmissions of the type mentioned above, with which the speed of the units is increased when the internal combustion engine is idling, while the unit speed is automatically reduced at high speeds of the internal combustion engine. The Baugröl.ie this h r> transmission of the sum of the powers maximum occurring must comply. There are also - as already mentioned above in the animal / wide group - units, animal function, an oil pump only variable

Ölmcnge unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine erforderlich macht. Zu diesen Aggregaten gcnört insbesondere die Servolenkung.Oil quantity independent of the engine speed makes necessary. Power steering, in particular, is one of these units.

Der Erfindung liegi die Aufgabe zugrund"-, einen hydrostatischen Aggregate-Antrieb zu schaffen, der sich insbesondere für diesen Anwcndungsfali gut eignet.The invention is based on the object "- a hydrostatic To create aggregate drive that is particularly well suited for this application.

Aus der DE-AS 10 93 b84 ist ein gattungsfremder hydrostatischer Antrieb für die Nebenaggregate einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem eine gemeinsame Pumpe verwendet und der mit Schwingmassen behaftete Ventilator und/oder Lichtmaschinenantrieb mit der Lenkeinrichtung hintereinander geschaltet ist. Dieser Hintereinanderschaltung liegt die Schlußfolgerung zugrunde, daß unter der Annahme, daß die Lenkung selten hoch beansprucht sei und der Ventilatorantrieb die Eigenschaft einer bedeutenden Schwungmasse besitze, bei einem etwaigen Nachlassen des Druckes eine durch gleichzeitiges Betätigen der Servolenkung bei starkem Ventilationsbechrf überlastete hydraulische Pumpe infolge des Nachlassens ihrer Fördermenge durch die Wirkung der Schwungmasse des Ventilators für kurze Zeit entlastet wird. Dabei soll fast der gesamte von der Pumpe erzielbare Öldruck für die Lenkung zur Verfügung stehen, und zwar auch deswegen, weil beim Nachlassen der Ventilatordrehzahl auch der Leistungsbedarf des Ventilators stark zurückgehe. From DE-AS 10 93 b84 is a non-generic hydrostatic Drive for the ancillary units of an internal combustion engine of a motor vehicle known at which uses a common pump and the fan and / or alternator drive with oscillating masses is connected in series with the steering device. This series connection lies the conclusion that under the assumption that the steering is seldom highly stressed and the Fan drive have the property of a significant centrifugal mass, in the event of a weakening of the pressure one overloaded by simultaneous actuation of the power steering with strong ventilation hydraulic pump as a result of the decrease in its delivery rate due to the effect of the flywheel of the fan is relieved for a short time. Almost the entire oil pressure that can be achieved by the pump should be used for the steering are available, also because when the fan speed decreases the power requirement of the fan will also decrease significantly.

Bei einem weiteren, durch die DE-AS 11 43 b73 bekannten gattungsfremden hydrostatischen Antrieb für die Nebenaggregate einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges versorgt eine einzige mit wechselnder Drehzahl der Brennkraftmaschine betriebene Förderpumpe mehrere Hilfsmotoren. Im Leitungssystem zwischen der Pumpe und den Hilfsmotoren ist ein Regelventil angeordnet, das aus der Fördermenge der Pumpe selbsttätig einen annähernd gleichbleibenden Anteil einer bestimmten Gruppe der Hilfsmotoren und die darüber hinausgehende, unterschiedliche Restmenge der anderen Gruppe der Hilfsmotoren zuteilt. In einem Lastkraftwagen oder in einem Omnibus soll ein derartiger Antrieb den Vorteil bringen, daß für die Hilfsmotorengruppe Lichtmaschine und Luftpresser infolge gleichbleibender Drehzahl und also auch gleichbleibender Leistung kleinere Einheiten verwendet werden können und trotzdem für den Antrieb aller Hilfsmotoren, z. B. von Lichtmaschine, Luftpresser und Lüfter nur eine Druckmittelpumpe erforderlich sei.In another, known from DE-AS 11 43 b73 non-generic hydrostatic drive for the ancillary units of an internal combustion engine Motor vehicle supplies a single feed pump operated with a changing speed of the internal combustion engine several auxiliary engines. There is a control valve in the pipe system between the pump and the auxiliary motors arranged that from the delivery rate of the pump automatically an approximately constant proportion of a certain group of auxiliary engines and the remaining, different amount of the assigned to another group of auxiliary engines. In a truck or in a bus, such a Drive bring the advantage that for the auxiliary engine group alternator and air compressor as a result With constant speed and therefore constant power, smaller units can be used and still for driving all auxiliary motors, e.g. B. only one of the alternator, air compressor and fan Pressure medium pump is required.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.Details and advantages of the invention emerge from the patent claims in connection with the following Description of an embodiment example shown schematically in the drawing.

Nach der Zeichnung besteht der hydrostatische Antrieb aus einer regelbaren Pumpe 10 und einem Motor 11 mit konstanter Schluckmenge. Eine Füllpumpc 12 geringeren Fördervolumens sorgt zusammen mit einem Überdruckventil 13 für eine ständige konstante Füllung des Kreislaufes, d. h. für den Ausgleich säm'licher Leckverluste. Der verstellbaren Pumpe 10 ist für ihre Verstellung ein Stellglied in Form eines doppelt wirkenden ersten Verstellkolbens 14 zugeordnet, dem ein weiteres Stellglied in Form eines einfach wirkenden zweiten Verstellkolbens 15 zugeordnet ist. Beide liegen in Tandem-Anordnung hintereinander und ihre Funktion sowie ihre Schaltung werden später noch beschrieben werden.According to the drawing, the hydrostatic drive consists of a controllable pump 10 and a motor 11 with constant swallowing quantity. A Füllpumpc 12 provides a smaller delivery volume together with a Pressure relief valve 13 for a constant constant filling of the circuit, d. H. for the compensation of all leakage losses. The adjustable pump 10 is an actuator in the form of a double-acting for its adjustment assigned to the first adjusting piston 14, to which a further actuator in the form of a single-acting second adjusting piston 15 is assigned. Both are in a tandem arrangement one behind the other and their function as well as their Circuit will be described later.

Die Druckseite 16 der Pumpe ist über eine Drossel 17 an eine Druckleitung 16a angeschlossen, die zu dem Druckmitteleingang 166 des Molores 11 führt und ein Ventil 18 für die Begrenzung der Durehflußmenge des Motores 11 enthält. An die Spei.sedruckleit'ing 16a ist noch ein Steuerventil 19 für die Lcistungsbegrcn/ung angeschlossen, dessen Steuerkolben 20 vom Druck in der Druckleitung S6a beaufschlagbar ist.The pressure side 16 of the pump is connected via a throttle 17 to a pressure line 16a, which leads to the Pressure medium inlet 166 of the Molores 11 leads and a valve 18 for limiting the flow rate of the Motor 11 contains. To the Spei.sedruckleit'ing 16a is another control valve 19 for the Lcistungsbegrcn / ung connected, whose control piston 20 can be acted upon by the pressure in the pressure line S6a.

Vor der Drossel 17 gehl von der Druckseite 16 eine Leitung 21 ab. welche auf die größere Seite des Verstellkolbens 14 führt. Hinter der Drossel 17 geht eine /weite Leitung 22 von der Druckleitung 16a ab. die auf die kleinere Seite des Versiellkolbens 14 führt. Auf dieseIn front of the throttle 17, a line 21 descends from the pressure side 16. which on the larger side of the adjusting piston 14 leads. Behind the throttle 17, a / wide line 22 branches off from the pressure line 16a. those on the smaller side of Versiellkolbens 14 leads. To this

ίο Weise wird das Druckgefälle an der Drossel 17 am Verstellkolben 14 wirksam. Es sei hier übrigens bemerkt, daß die Drossel 17 auch an einer anderen Stelle, nämlich nach dem Ventil 18 an der mit 17a bezeichneten Stelle in die Druckleitung 16a eingeschaltet sein kann. Auch dann führen die entsprechenden Leitungen 21a und 22a auf d;e entsprechenden Seiten des Verstellkolbens 14. Der zweite Verstellkolben 15 wird durch eine Leitungίο way is the pressure drop at the throttle 17 on the adjusting piston 14 effective. It should be noted here, by the way, that the throttle 17 is also at another point, namely after the valve 18 at the point marked 17a in FIG the pressure line 16a can be switched on. The corresponding lines 21a and 22a then also lead on the corresponding sides of the adjusting piston 14. The second adjusting piston 15 is guided by a line

23 beaufschlagt, die vom Steuerventil 19 abzweigt.
Von der Druckleitung 16a nach der Drossel 17 zweigt eine Druckleitung 24 ab, die zur Servolenkung 25 führt/ In diese Druckleitung 24 ist zunächst eine zweite Drossel 26 eingeschaltet. Ferner führt diese Druckleitung 24 über ein Mengenrcgelventil 27. Der Steuerkolben 28 dieses Mengenregelventils wird von dem Druckgefälle an der zweiten Drossel 26 beaufschlagt. Dem Mengenregelventil 27 ist ein weiterer Steuerkolben 29 zugeordnet, auf welchen der Druck in der Servolenkung wirkt und der die Feder des Mengenregelventils 27 verstellt. Dadurch kann erreicht werden, daß bei Lenkung in Ge-23, which branches off from the control valve 19.
From the pressure line 16a after the throttle 17 branches off a pressure line 24 which leads to the power steering 25 / In this pressure line 24 a second throttle 26 is initially switched on. Furthermore, this pressure line 24 leads via a quantity regulating valve 27. The control piston 28 of this quantity regulating valve is acted upon by the pressure gradient at the second throttle 26. The quantity control valve 27 is assigned a further control piston 29, on which the pressure in the power steering acts and which adjusts the spring of the quantity control valve 27. In this way it can be achieved that when steering in

jo radeaus-Stellung die durchfließende Menge auf einen geringeren Wert herabgesetzt wird. Die Druckleitungjo straight-ahead position the amount flowing through to one lower value is reduced. The pressure line

24 enthält nach dem Mengenregelventil noch ein Druckbegrenzungsventil 30. Dieses Druckbegrenzungsventil begrenzt den Maximaldruck in der Servolenkung. Zu-24 contains a pressure relief valve after the flow control valve 30. This pressure relief valve limits the maximum pressure in the power steering. To-

J5 sätzlich ist noch ein Überdruckventil 31 vorhanden. Andererseits wirkt der Druck in der Druckleitung 24 nach dem Mengenregelventil 27 über eine Steuerdruckleitung 18a auch auf einen Steuerkolben 32 an dem Ventil 18. Dadurch kann die Feder 33 dieses Ventils 18 verstellt und mithin die Durehflußmenge des Motors 11 reduziert werden.J5 also has a pressure relief valve 31. on the other hand the pressure in the pressure line 24 acts after the quantity control valve 27 via a control pressure line 18a also to a control piston 32 on the valve 18. The spring 33 of this valve 18 can thereby be adjusted and thus the flow rate of the motor 11 can be reduced.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Pumpe 10 zugleich als Pumpe für die Servolenkung 25 dient. Eine besondere Pumpe hierfür ist also nicht mehr erforderlieh. Die Regelung der Pumpe 10 und damit die Regelung des Motors 11 erfolgt selbsttätig durch Verstellung der Pumpe 10 in Abhängigkeit vom Druckabfall an der Drossel 17. Zusätzlich wird als Verstellgröße dabei auch der durch das Steuerventil 19 gegebene Druck über die Leitung 23 verwendet.It can be seen from the drawing that the pump 10 also serves as a pump for the power steering 25. One a special pump for this is no longer required. The regulation of the pump 10 and thus the regulation of the motor 11 takes place automatically by adjusting the pump 10 as a function of the pressure drop across the Throttle 17. In addition, the pressure given by the control valve 19 via the Line 23 used.

Hier/u I Blatt ZeichnungenHere / u I sheet drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Hydrostatischer Antrieb für die Nebenaggregate einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, bei dem eine Servolenkung und ein Motor zum Antrieb von Nebenaggregaten über Druckleitungen von einer von der Brennkraftmaschine antreibbaren Pumpe gespeist werden und ein Ventil den Durchfluß durch den Motor bei steigendem Arbeilsdruck der Servolenkung begrenzt, dadurch gekennzeichnet, 1. Hydrostatic drive for the auxiliary units of an internal combustion engine of a motor vehicle, in which a power steering and a motor to drive ancillary units via pressure lines are fed by a pump that can be driven by the internal combustion engine and a valve controls the flow limited by the engine when the working pressure of the power steering increases, characterized in that
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