DE4105144A1

DE4105144A1 - Hydraulikanlage

Info

Publication number: DE4105144A1
Application number: DE19914105144
Authority: DE
Inventors: Hans-Gebhard Krines
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1992-08-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage mit einer von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe, deren Fördermenge durch Saugdruckdrosselung geregelt wird. Eine derartige Hydraulikanlage ist in der älteren, jedoch nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 40 33 105 be schrieben. Bei dieser bekannten Anlage ist die Versorgung ei nes hydraulischen Verbrauchers vorgesehen. Das Betriebsmedium (Druckmittel) der Pumpe bzw. Pumpenkombination kann das Schmiermittel des Verbrennungsmotors sein, es kann aber auch ein separater Druckmittelkreislauf vorgesehen sein. Sind in einem Kraftfahrzeug, für das eine derartige Hydraulikanlage beispielsweise vorgesehen ist, jedoch mehrere hydraulische Verbraucher vorhanden und jeder Verbraucher wird unabhängig von allen anderen mit Druckmittel versorgt, so bedeutet dies einen erheblichen Bauaufwand, einen enormen Platzbedarf und hohe Kosten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gat tungsgemäße Hydraulikanlage so weiterzubilden, daß eine er hebliche Kosteneinsparung bei geringem Platzbedarf und Ge wicht sowie optimaler Energieausnutzung erzielt wird.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Pumpe als ersten Verbraucher einen hydraulischen Stellzylinder einer Einrichtung zur sogenannten variablen Nockenwellenverstellung mit Druckmittel versorgt und daß die Pumpe mindestens einen zweiten Verbraucher mit Druckmittel versorgt. Dies bedeutet, daß die bisher nur für die variable Nockenwellenverstellung vorgesehene Pumpe für weitere Verbraucher mitbenutzt wird, so daß deren Pumpen entfallen können und somit Kosten und Platz gespart werden. Als zusätzliche Verbraucher sind eine hy draulische Hilfskraftlenkung, eine Niveau- bzw. Fahrwerks regelung, eine Getriebeautomatik oder etwa ein Kupplungsver stärker denkbar.

Besonders vorteilhaft ist es, als zweiten Verbraucher eine hydraulische Hilfskraftlenkung vorzusehen, da solche in fast alle Mittel- und Oberklassepersonenkraftwagen eingebaut wer den, die auch, um die Emissionswerte zu senken, mit Nocken wellenverstellungen ausgerüstet werden. Bei diesen relativ schweren Fahrzeugen ist der Einsatz von elektromotorischen Pumpen für die Hilfskraftlenkung unwirtschaftlich.

Eine besonders wirtschftliche Ausführung der Hydraulikanlage ergibt sich, wenn die Pumpe als vorzugsweise innenbeauf schlagte Radialkolbenpumpe mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Pumpenkreisen ausgebildet ist. Solche Pumpen ar beiten weitgehend verlustfrei, vor allem, wenn sie saugseitig druckgeregelt sind. Dabei kann die Pumpe wahlweise als Mehr kolbenpumpe mit nur einem Kolbenstern ausgebildet sein, wobei mehrere Kolben zu einem Pumpenkreis zusammenschaltbar sind, oder mit mehreren Kolbensternen, die von einer gemeinsamen Antriebswelle angetrieben werden, wobei jeder Kolbenstern in mindestens einen Pumpenkreis Druckmittel fördert, ausgebil det sein.

Die in Anspruch 6 beschriebene Ausführungsform, bei der jedem einzelnen Verbraucher ein eigener Pumpenkreis zugeordnet ist, bedeutet zwar unter Umständen eine etwas zu hohe Förder leistung zu bestimmten Zeiten in einzelnen Kreisen, vermeidet jedoch jedes Sicherheitsrisiko. Ebenso ist es aber auch mög lich, daß ein Pumpenkreis mehrere Verbraucher, die in Reihe geschaltet sind, mit Druckmittel versorgt, wobei dann zweck mäßigerweise eine Prioritätsschaltung dafür sorgt, daß ein sicherheitsrelevanter Verbraucher (etwa die Hilfskraftlen kung) vorrangig mit Druckmittel versorgt wird.

Die erfindungsgemäße Hydraulikanlage arbeitet besonders lei se, wenn die Pumpe im bzw. am Zylinderkopfgehäuse des Ver brennungsmotors angeordnet ist, da die große Masse des Motors die Schwingungen der Pumpe dämpft. Durch die im Anspruch 10 angegebene Maßnahme, daß die Pumpe mittelbar - etwa durch Zahnräder und/oder eine Kette und/oder einen Zahnriemen - oder unmittelbar von der Kurbelwelle angetrieben wird, werden die energetischen Verluste noch einmal herabge setzt.

Der Erfindungsgedanke wird nachfolgend anhand der beiliegen den hydraulischen Schaltpläne dreier Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Hydraulikanlage mit einer Pumpe, einer Nockenwellenverstellung, einer hydraulischen Hilfskraftlenkung sowie einer ABS-Anlage mit hydraulischem Verstärker,

Fig. 2 eine Anlage, die zusätzlich einen zweiten Pumpenkol benstern sowie eine Niveauregeleinrichtung und einen weiteren Verbraucher aufweist,

Fig. 3 eine Anlage, bei der Nockenwellenverstellung und Hilfskraftlenkung jeweils an einen Pumpenkreis ange schlossen sind.

Dabei werden im folgenden gleiche Teile in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen und die in allen Figuren vorhandenen Baugruppen nur anhand von Fig. 1 erläutert.

In Fig. 1 ist schematisch eine Radialkolbenpumpe 1 mit sechs Kolben 2, 3 gezeigt. Die vier Kolben 2 sind zu einem Pumpen kreis 4 zusammengeschaltet, der die hydraulische Servolenkung 5 und die in Reihe geschaltete variable Nockenwellenverstel lung 6 mit Druckmittel versorgt. Die beiden Kolben 3 sind zum Pumpenkreis 7 zusammengeschaltet, der den hydraulischen Ver stärker 8 einer hydraulischen Bremsanlage 9 mit Druckmittel versorgt.

In jeden Pumpenkreis 4, 7 ist ein Druckbegrenzungsventil 10, 11 eingefügt, welches ab einem vorgegebenen Druck zum drucklosen Behälter 12 hin öffnet. Aus diesem Behälter 12 saugt die Pumpe 1 auch das Druckmittel an. In der Saugleitung 13 sind ein Filter 14 und eine Drossel 15 angeordnet, die den maxi malen Ansaugdruck begrenzt.

Auf die hydraulische Bremsanlage 9 mit ihrem Verstärker 8 wird nicht näher eingegangen, da derartige, insbesondere auch blockiergeschützte Anlagen, zum allgemeinen Stand der Technik gehören und sich eine detaillierte Funktionsbeschreibung im Zusammenhang mit der Erfindung daher erübrigt.

Im Pumpenkreis 4 führt eine Leitung 16 direkt von der Pumpe 1 zu einem 4/3-Wegeventil 17 der hydraulischen Servolenkung 5. Diese ist also der vorrangige Verbraucher dieses Pumpenkrei ses 4. In der dargestellten Position des Ventils 17 besteht eine offene Verbindung zwischen der Leitung 16 und der Lei tung 18 zur Nockenwellenverstellung 6 sowie zwischen den bei den Leitungen 19 und 20 zum hydraulischen Stellzylinder 21 der Servolenkung 5. Durch Umschalten des Ventils 17 kann wahlweise die rechte oder linke Seite des Stellzylinders 21, d. h. die Leitung 19 oder 20, mit dem Pumpendruck beaufschlagt werden. Die andere Seite/Leitung ist dann über die Leitung 18 und das Ventil 22 mit dem Behälter 12 verbunden.

Das 4/3-Proportionalventil 22 steuert den hydraulischen Druck im Stellzylinder 23 der Nockenwellenverstellung 6. In der ge zeigten Mittelposition des Ventils 22 besteht eine direkte Verbindung von der Leitung 18 zum Behälter 12, und der Kolben 24 des Stellzylinders 23 ist hydraulisch blockiert. In jeder der beiden anderen Ventilstellungen wird der Kolben 24 ein seitig mit Druck beaufschlagt und verschiebt sich ent sprechend. Gleichzeitig wird eine Nockenwelle um einen gewis sen Winkel verdreht. Letzteres ist durch den Pfeil 25 ange deutet.

In allen Figuren sind bauliche Einheiten jeweils durch strichpunktierte Linien angedeutet. In Fig. 2 sieht man neben den oben beschriebenen Einzelteilen einen zweiten Pumpenkol benstern 31 mit Kolben 32, 33, wobei beide Pumpen 1, 31 von derselben Welle angetrieben werden.

Wie bei der Pumpe 1, sind auch bei der Pumpe 31 jeweils die Kolben 32 bzw. 33 zu einem Pumpenkreis 34 bzw. 37 zusammenge schaltet. In den Kreisen 34 und 37 sind Druckbegrenzungs ventile 40 und 41 vorgesehen, die zum Behälter 12 hin Druck medium ableiten können. Von dem Pumpenkreis 34 wird eine Vor richtung zur Niveauregelung 35 mit Druckmittel versorgt. Sie wird durch ein 4/3-Wege-Ventil 47 gesteuert. Angedeutet sind weiterhin zwei Stoßdämpfer 49, zwei Druckspeicher 50 sowie ein Bremskraftregler 51. Der Kreis 37 versorgt eine weitere Vorrichtung 39 mit Druckmittel. Dies könnte etwa ein Kupp lungsverstärker sein.

In Fig. 3 ist wieder eine Doppel-Pumpe mit zwei Kolbensternen 1, 31 gezeigt, wobei Pumpe 31 die hydraulische Servolenkung 5 mit Druckmitel versorgt. Die Pumpe 1 versorgt primär die Nockenwellenverstellung 6 und sekundär, über das 2/2-Wege-Ventil 52 eine schlupfgeregelte Differenzialsperre 53. Durch eine Prioritätsschaltung, angedeutet als Schalter 54, ist sichergestellt, daß im Notfall die Differenzialsperre 53 zuerst mit Druck beaufschlagt wird.

Bezugszeichenliste

1 Radialkolbenpumpe
2 Kolben
3 Kolben
4 Pumpenkreis
5 hydraulische Servolenkung
6 Nockenwellenverstellung
7 Pumpenkreis
8 hydraulischer Verstärker
9 hydraulische Bremsanlage
10 Druckbegrenzungsventil
11 Druckbegrenzungsventil
12 Behälter, drucklos
13 Saugleitung
14 Filter
15 Drossel
16 Leitung
17 4/3-Wege-Ventil (Lenkungsventil)
18 Leitung
19 Leitung
20 Leitung
21 hydraulischer Stellzylinder
22 4/3-Proportional-Ventil
23 Stellzylidner
24 Kolben
25 Pfeil
31 Pumpe(nkolbenstern)
32 Kolben
33 Kolben
34 Pumpenkreis
35 Vorrichtung zur Niveauregelung
37 Pumpenkreis
39 weitere Vorrichtung
40 Druckbegrenzungsventil
41 Druckbegrenzungsventil
47 4/3-Wege-Ventil
49 Stoßdämpfer
50 Druckspeicher
51 Bremskraftregler
52 2/2-Wege-Ventil
53 schlupfgeregelte Differenzialsperre
54 Schalter

Claims

1. Hydraulikanlage mit einer von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe, deren Fördermenge durch Saugdrosselung geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1; 31) als ersten Verbraucher einen hydraulischen Stellzylinder (23) einer Einrichtung zur sog. variablen Nockenwellen verstellung (6) mit Druckmittel versorgt und daß die Pumpe (1, 31) mindestens einen zweiten Verbraucher mit Druckmittel versorgt.

2. Hydraulikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbraucher ein hydraulischer Stellzylinder (21) einer hydraulischen Hilfskraftlenkung (5) ist.

3. Hydraulikanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1; 31) als vorzugsweise innenbeaufschlagte Radialkolbenpumpe (1) mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Pumpenkrei sen (4, 7; 34, 37) ausgebildet ist.

4. Hydraulikanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1; 31) als Mehrkolbenpumpe mit nur einem Kolbenstern ausgebildet ist, wobei mehrere Kolben (2, 3) zu einem Pumpenkreis (4, 7) zusammengeschaltet sind.

5. Hydraulikanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1; 31) mehrere Kolbensterne (1; 31), die von einer gemeinsamen Antriebswelle angetrieben werden, aufweist, wobei jeder Kolbenstern (1; 31) in mindestens einen Pumpenkreis (4, 7; 34, 37) Druckmittel fördert.

6. Hydraulikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenwel lenverstellung (6) und der Hilfskraftlenkung (5) und je dem anderen Verbraucher ein eigener Pumpenkreis (4, 7; 34, 37) zugeordnet ist.

7. Hydraulikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpenkreis (4) mehrere Verbraucher, die in Reihe geschaltet sind, mit Druckmittel versorgt.

8. Hydraulikanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Prioritätsschal tung (Ventil 22) dafür sorgt, daß ein sicherheits relevanter Verbraucher (etwa die Hilfskraftlenkung 5) vorrangig mit Druckmittel versorgt wird.

9. Hydraulikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1; 31) im bzw. am Zylinderkopfgehäuse des Verbrennungs motors angeordnet ist.

10. Hydraulikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1; 31) mittelbar - etwa durch Zahnräder und/oder eine Kette und/oder einen Zahnriemen - oder unmittelbar von der Kurbelwelle angetrieben wird.