EP2176549A1 - Lenkhelfpumpenantrieb - Google Patents

Lenkhelfpumpenantrieb

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EP2176549A1
EP2176549A1 EP08716245A EP08716245A EP2176549A1 EP 2176549 A1 EP2176549 A1 EP 2176549A1 EP 08716245 A EP08716245 A EP 08716245A EP 08716245 A EP08716245 A EP 08716245A EP 2176549 A1 EP2176549 A1 EP 2176549A1
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EP
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power steering
steering pump
drive
housing
compressor unit
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Voith Patent GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B17/05—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by internal-combustion engines
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    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/121—Casings
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    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections

Definitions

  • the invention relates to a power steering pump drive.
  • the compressed air network of a large vehicle in particular a bus, has to meet numerous requirements increasingly. It is primarily to mention the activation of the brakes.
  • Other compressed air consumers are the doors of the bus, the device for tilting the entire bus to boarding and more.
  • piston compressor To generate the compressed air is used piston compressor. These are driven by the combustion engine of the vehicle.
  • the compressor unit is flanged to the internal combustion engine, in such a way that the crankshaft of the internal combustion engine and the crankshaft of the compressor are coaxial. Piston and cylinder of the compressor unit are in the installed state generally above the crankshaft of the compressor.
  • auxiliary steering oil pressure is generated by a separate unit, namely the power steering pump.
  • the power steering pump is driven directly via a cross-plate connection of the crankshaft of the compressor unit.
  • the housing of the power steering pump is flanged in axial alignment with the housing of the compressor unit.
  • Such compressors have become known, for example, from EP 1 650 434 A2 and from EP 1 703 125 A2.
  • the unit formed from compressor unit and power steering pump is flanged to the engine. Thus, a moment acts on the mounting flange between the compressor unit and the internal combustion engine.
  • Another disadvantage of the previous embodiment is that the speed and thus the oil flow of the power steering pump is rigidly bound to the speed of the drive motor of the vehicle.
  • the invention has for its object to make the existing compressor unit and power steering pump assembly such that the disadvantages of the usual embodiments, namely excessive tilting moments on the flange compressor - engine and no speed variability of the power steering pump are eliminated. This object is solved by the features of claim 1.
  • Compressor unit For different applications, different gear sets can be used, and thus adapted to the particular case of need adapted speeds of the power steering pump
  • FIG. 1 shows a compressor unit with integrated power steering pump according to the invention.
  • Figure 2 shows a schematic representation of a drive motor
  • Compressor unit and a power steering pump, in turn according to the invention.
  • the structural unit shown in FIG. 1 has a compressor unit 1, furthermore a power steering pump 2. Both comprise a common housing 3.
  • the compressor unit 1 has two cylinders 1.1 and 1.2.
  • the two cylinders 1.1 and 1.2 are parallel next to each other and perform mutually parallel strokes.
  • the crankshaft 1.3 of the compressor unit 1 is driven by a motor 4, its torque is illustrated by the double arrow 4.1, see Figure 2. It can be seen a mounting flange 6, which carries the entire assembly.
  • the drive shaft 2.1 of the power steering pump 2 extends parallel to the longitudinal axis 1.4 of the compressor unit, but offset against this. The axial length of the assembly is thereby reduced. Thus, the tilting moment, which acts on the mounting flange 6, smaller than in the prior art.
  • Figure 2 also shows an embodiment of the invention, in a schematic representation.
  • the compressor unit 1 also comprises two cylinders. It can also be seen the engine 4.
  • the indicated designations ni and n 2 mean the speeds of the compressor unit 1 and the power steering pump 2. These two speeds are independent.
  • the invention achieves the following:
  • the wheel drive 5 can be designed differently in the embodiment according to the invention for different types of vehicles with different requirements and thus be replaced.
  • the toothed drive 5 can be designed as a bevel gear.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
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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

Lenkhelfpumpenantrieb
Die Erfindung betrifft einen Lenkhelfpumpenantrieb.
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 EP 1 650 434 A2 sowie aus EP 1 703 125 A2.
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:
Figur 1 zeigt eine Verdichtereinheit mit integrierter Lenkhelfpumpe gemäß der Erfindung.
Figur 2 zeigt in schematisierter Darstellung einen Antriebsmotor, eine
Verdichtereinheit sowie eine Lenkhelfpumpe, wiederum gemäß der Erfindung.
Die in Figur 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 Figur 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.
Figur 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 ni 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 x I1 M2 = F2 x I2 F1 = F2 M2 = M1 x I2 / 11
Im Einzelnen wird durch die Erfindung Folgendes erreicht:
1. M1 = M, X ^. •1
da Z1 > /2 => M2 < Λ/, 2. «; = «, X
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.
Bezugszeichenliste
1 Verdichtereinheit 1.1 Verdichter 1.2 Verdichter
1.3 Kurbelwelle
1.4 Längsachse
2 Lenkhelfpumpe 2.1 Antriebswelle 3 Gehäuse
4 Motor
4.1 Drehmoment
5 Zahnradantrieb 5.1 Stirnrad 5.2 Stirnrad
6 Befestigungsflansch

Claims

Patentansprüche
1. 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.
2. 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.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnantrieb (5) ein Kegelradantrieb ist, und dass die Achse der Antriebswelle (2.1) der Lenkhelfpumpe (2) unter einem Winkel zur
Kurbelwellenachse verläuft.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnantrieb (5) drehzahlvariabel ist.
EP08716245.9A 2007-08-09 2008-03-05 Lenkhelfpumpenantrieb Not-in-force EP2176549B1 (de)

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CN (1) CN101784793B (de)
BR (1) BRPI0815123A2 (de)
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