WO1985003979A1 - Hydraulic pump - Google Patents

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WO1985003979A1
WO1985003979A1 PCT/EP1985/000078 EP8500078W WO8503979A1 WO 1985003979 A1 WO1985003979 A1 WO 1985003979A1 EP 8500078 W EP8500078 W EP 8500078W WO 8503979 A1 WO8503979 A1 WO 8503979A1
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piston
hydraulic
pump
hydraulic fluid
pistons
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PCT/EP1985/000078
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Inventor
Frank Stelzer
Original Assignee
Frank Stelzer
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/05—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/04—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
    • F02B71/045—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby with hydrostatic transmission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/109—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers
    • F04B9/117—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers the pumping members not being mechanically connected to each other
    • F04B9/1176—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers the pumping members not being mechanically connected to each other the movement of each piston in one direction being obtained by a single-acting piston liquid motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic pump which can be actuated by an internal combustion engine and "comprises a plurality of the hydraulic fluid promotional interacting piston springs pump piston.
  • Hydraulics are technical processes and systems for power transmission by means of liquids in closed line systems.
  • This power transmission and its devices can be referred to as hydraulic or hydrostatic drives.
  • special hydraulic fluids such as oil are used as transmission media.
  • Each hydraulic or hydrostatic drive is basically built up from the basic elements connected to a circuit, such as pumps, pressure lines, control and regulating elements and consumers, as well as auxiliary devices.
  • For the generation of hydraulic energy and its re-transformation into mechanical displacement pumps of various designs are used, mainly gear, vane, radial and axial pistons, pump and hydraulic motors as well as hydraulic cylinders. Many of these types allow the volume flow to be adjusted continuously.
  • the object of the present invention is to design a hydraulic pump of the type described above in such a way that, with a simple construction and drive, it is ensured that the hydraulic fluid is conveyed sufficiently steadily, as a result of which the rectilinear, pivoting or rotating mechanical energy taken from the hydraulic energy has the desired continuity. In particular, it should be ensured that the delivery pressure caused by the pump pistons is constant or almost constant.
  • the internal combustion engine is a piston engine with symmetrically free-floating step pistons, the outer piston steps of which each have at least three cylinder sections of different diameters, in which the inner section has the largest and the middle section the smallest show that the walls surrounding the piston have at least one step in the region of the three cylinder sections, whereby the volume enclosed between the facing end walls of the inner and outer cylinder sections can be changed when the step piston is reciprocated, and that in the step piston surrounding wall in the area of the outer cylinder section, that is to say in the range of motion of the (further ⁇ step) openings between the outer and inner cylinder section, in which the pump pistons acted upon by the piston springs are slidably arranged, w obei the relation of the hydraulic fluid to be acted upon surfaces of the openings associated pump piston whose position along the reciprocates reciprocating further stages from the outer to the inner 'grow out.
  • the teaching according to the invention accordingly provides a hydraulic pump with simple means, which pumps a large number of the hydraulic fluid in one Circulation-promoting pump pistons, which in turn can be inserted on a helical line in the wall surrounding the stepped piston and can be moved back and forth as a function of the stroke of the stepped piston, as a result of which the fluid flow rate is also regulated, with the ' Acceleration of the stepped piston is taken into account in such a way that the pump piston surfaces vary in order to produce a constant or almost constant delivery pressure via the pump piston itself.
  • the axially offset arrangement of the pump pistons ensures that a fluid, preferably also a hydraulic fluid such as oil, is applied to them in succession, so that there is a uniform delivery of the hydraulic fluid. Furthermore, the supply and delivery to the individual pump pistons. Drain lines of the hydraulic fluid are connected to one another, which results in structural advantages in terms of structure.
  • step in the wall surrounding the step piston in the region of the central cylinder section which results in a change in the volume between the end faces to the desired extent.
  • the pump pistons are then pressed radially outwards when the liquid located between the end faces can be pressed into the opening assigned to the respective pump piston.
  • the step between the central and outer cylinder section must reach in the region of a respective opening in order to establish a fluid connection. Accordingly, if the stepped piston is moved outwards, a successive radially outward movement of the stepped piston takes place at the same time. If this is moved inward, a vacuum is generated in the region of the opening having the pump pistons due to the increase in volume between the end faces, which means that the latter is radial be moved inwards. This ultimately ensures that the hydraulic fluid which is intended to drive a motor or the like is evenly conveyed by the pump piston.
  • the hydraulic pump according to the invention is preferably actuated by a free-flight piston engine which comprises a symmetrical free-floating stage piston which has three stage pistons, of which the outer piston stages each in one combustion chamber and the middle piston stage in a further chamber dividing them into two separate pre-compressor chambers are arranged, and that, depending on the stage piston division between a pre-compression chamber and the adjacent combustion chamber, a connection channel for fuel mixtures runs along the (middle " * piston section between the piston stages).
  • a free-flight piston engine which comprises a symmetrical free-floating stage piston which has three stage pistons, of which the outer piston stages each in one combustion chamber and the middle piston stage in a further chamber dividing them into two separate pre-compressor chambers are arranged, and that, depending on the stage piston division between a pre-compression chamber and the adjacent combustion chamber, a connection channel for fuel mixtures runs along the (middle " * piston section between the piston stages).
  • the teaching according to the invention consequently proposes a hydraulic pump which is hydraulically driven and controlled.
  • Fig. 1 shows a detail of a hydraulic pump with free-flight piston engine in a perspective view
  • FIG. 2 shows an enlarged illustration of a detail from FIG. 1 and
  • a motor 10 in the form of a two-stroke internal combustion engine is shown purely schematically, which comprises a stepped piston 14 which is exposed in a motor block 12 and which is axially freely movable.
  • the stepped piston 14 has a middle piston step 16 and two outer piston steps arranged symmetrically to it, of which only the outer left one is shown (reference numeral 18 ⁇ .
  • the outer piston steps have the same diameter, whereas the middle piston steps 16 have a larger diameter
  • a piston section 20 which can have a stage and / or piston rings 22.
  • the free-flight piston engine 10 comprises two combustion chambers, of which only the left combustion chamber is indicated in the exemplary embodiment and with the reference symbol 24.
  • the combustion chambers are arranged axially on the inside at the outer piston stages
  • the middle piston stage 16 is located in a further chamber 26, which is divided into two separate pre-compression chambers 28 and 30.
  • the connection is made possible by the fact that a channel, which is arranged cylindrically around the piston section 20, is no longer designated the stage or the piston ring 22. Is the piston stage 18 in the bottom dead center position, then the opposite symmetrically arranged piston stage is in the top dead center position, that is, in the compression position.
  • the channel also present there is closed the piston stage 18 is moved to the right according to the exemplary embodiment, the channel between the pre-compression chamber 30 and the combustion chamber (not shown on the right) is opened.
  • the intake of the fuel mixture is controlled by the position of the middle piston stage 16, which, depending on the position of the stage piston 14, establishes a connection between an opening 32 in the engine block wall and one of the pre-compression chambers 28 or 30.
  • the opening 32 is located in the middle between the end walls of the middle chamber 26.
  • the ignition in the combustion chambers 24 themselves can take place via a spark plug * 34 or a mantle, not shown.
  • the combustion chambers 24 finally have exhaust ducts 36, which extend from outlet slots which open into the combustion chambers 24 essentially tangentially.
  • the outer piston stage in the exemplary embodiment the outer piston stage 18 continues beyond the engine block 12 and has three cylindrical end sections 38, 40 and 42 which have different diameters.
  • the diameter of the inner cylinder section 38 is am largest, the smallest of the central cylinder section 40.
  • the wall surrounding the cylinder sections 38, 40, 42 has a step 44, which has the transition between cylindrical wall sections 46 and 48, which in turn corresponds to the diameter of the section 38 or . of section 42.
  • the step 44- is located in the area of the central cylinder section 40, regardless of whether the step piston 14 is in the top or bottom dead center position.
  • Step 44 makes it evident that the volume V, that between the facing end faces 50 and 52 of the inner and outer Cylinder 38 and 42 is enclosed, is changed depending on the position of the stepped piston 14. If the stepped piston 14 is in the right end position, the volume V is at a maximum, whereas the volume decreases the more the stepped piston 14 is moved to the left (a corresponding geometry and design of the right stepped piston, which is not shown in the drawings) ⁇ is also given, so that there is a completely symmetrical structure of the arrangement according to the invention There is now preferably a hydraulic fluid in the volume V, which acts on pump pistons 54 to 62 arranged on a helical line.
  • the piston surface acted upon by the hydraulic fluid is selected differently depending on the position of the pump piston along the region in which the end surface 52 moves back and forth as the step formed between the cylinder sections 40 and 42.
  • the areas of the pump pistons present in the middle movement area of the end face 52 are selected to be largest and the smallest in the area of the reversal points of stage 52. This is the schematic representation according to FIG. 3 can be seen. It can be seen that the areas to be pressurized are largest in the central region (110) and smallest in the peripheral regions (112, 114 ⁇ ).
  • the pump pistons 56 to 62 are located in radially extending openings 64, 66 which extend from the inner wall 48, the diameter of which is matched to that of the outer cylinder section 42.
  • Section 68 may be attached to engine block 10 by screws or the like. Accordingly, if the stepped piston 14 and thus the section 42 moves to the left, each pump piston, starting with the innermost pump piston 54, is acted upon by the hydraulic fluid which is located between the end walls 50 and 52. As a result, the pump pistons 54 to 62 are moved counter to the spring force acting on them, which is caused by coil springs 70 to 78 or similarly acting elements.
  • an inlet or outlet line 80, 84 or 82, 86 go above each pump piston which are connected to one another via ring channels 88 and 90 running in section 68, in order to be supplied via the main inlet and outlet lines 92 and 94 to the above-mentioned unit, which can also be referred to as a secondary part of a hydraulic system is used to convert the hydraulic energy into straight-line, pivoting or rotating mechanical energy.
  • one-way valves 96, 98, 100 and 102 are of course arranged in the inlet and outlet lines 80, 84 and 82, 86, via which the direction of flow of the hydraulic fluid is predetermined.

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Description

Hydraulikpumpe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hydraulikpumpe , die von einem Verbrennungsmotor betätigbar ist und mehrere die Hydraulikflüssigkeit " fördernde mit Kolbenfedern wechselwirkende Pumpenkolben umfaßt.
Unter Hydraulik versteht man technische Verfahren und Anlagen zur Kraftübertragung mittels Flüssigkeiten in geschlossenen Leitungs¬ systemen. Diese Kraftübertragung und ihre Vorrichtungen sind als hydraulische oder hydrostatische Antriebe zu bezeichnen . Dabei werden wegen der korrosiven Eigenschaften von Wasser spezielle Hydraulik¬ flüssigkeiten wie zum Beispiel Öl als Übertragungsmedien benutzt. Jeder hydraulische oder hydrostatische Antrieb baut sich grundsätzlich aus den zu einem Kreislauf geschalteten Grundelementen wie Pumpe , Druckleitungen , Steuer- und Regelorgane und Verbraucher sowie Hilfs¬ geräte auf. Zur Erzeugung hyraulischer Energie und ihrer Rück¬ transformation in mechanische dienen Verdrängerpumpen vielfältiger Bauart, überwiegend Zahnrad-, Flügel-, Radial- und Axialkolben, Pumpen- und Hydromotoren sowie Hydraulikzylinder. Viele dieser Bau- arten gestatten ein stufenloses Verstellen des Volumenstroms . Dabei ist jedoch immer wieder festgestellt worden, daß die Hydraulikflüssigkeit von der Hydropumpe nicht stetig genug gefördert werden kann. Häufig stellt man daher eine stoßweise Förderung der Hydraulikflüssigkeit fest, die beim Betätigen des der Hydraulikpumpe nachgeschalteten Hydraulik motor s zu einer nicht hinreichenden Gleichförmigkeit der Bewegung führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Hydraulikpumpe der zuvor beschriebenen Art so auszubilden , daß bei einfachem Aufbau und Antrieb sichergestellt ist, daß eine hinreichend stetige Förderung der Hydraulikflüssigkeit erfolgt, wodurch die der hydraulischen Ener¬ gie entnommene geradlinige, schwenkende oder rotierend wirkende mechanische Energie die gewünschte Stetigkeit aufweist. Dabei soll insbesondere sichergestellt sein, daß der von den Pumpenkolben hervorgerufene Förderdruck konstant oder nahezu konstant ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ver- brennungsmotor ein Kolbenmotor mit symmetrisch freifliegenden Stufen¬ kolben ist, deren äußere Kolbenstufen zumindest jeweils drei Zylinder¬ abschnitte unterschiedlicher Durchmesser aufweisen, bei denen der innere den größten und der mittlere Abschnitt den kleinsten Durch¬ messer zeigen, daß die den Kolben umgebenden Wandungen im Bereich der drei Zylinderabschnitte zumindest eine Stufe aufweist, wodurch bei Hin- und Herbewegen des Stufenkolbens das zwischen den einander zugewandten Stirnwänden des inneren und äußeren Zylinderabschnitts eingeschlossene Volumen veränderbar ist, und daß in der den Stufen¬ kolben umgebenden Wandung im Bereich des äußeren Zylinder- abschnitts , also im Bewegungsbereich der zwischen dem äußeren und inneren Zylinderabschnitt vorhandenen ( weiteren ^ Stufe Öffnungen vor¬ handen sind, in denen die von den Kolbenfedern beaufschlagten Pumpenkolben verschiebbar angeordnet sind, wobei die von der Hydraulikflüssigkeit zu beaufschlagenden Flächen der den Öffnungen zugeordneten Pumpenkolben bezogen auf deren Lage entlang der sich hin- und herbewegenden weiteren Stufen von den äußeren zu den inneren ' hin zunehmen. Durch die erfindungsgemäße Lehre wird dem¬ zufolge mit einfachen Mitteln eine Hydraulikpumpe zur Verfügung gestellt, die eine Vielzahl von die Hydraulikflüssigkeit in einem Kreislauf fördernden Pumpenkolben umfaßt, die ihrerseits auf einer Schraubenlinie in der den Stufenkolben umgebenden Wandung ein¬ gelassen sein können und in Abhängigkeit von dem Hub des Stufen¬ kolben hin- bzw. herbewegbar sind, wodurch auch eine Regelung der Fluidstrommenge erfolgt, wobei' gleichzeitig der Beschleunigung des Stufenkolbens derart Rechnung getragen wird, daß die Pumpenkolben- flächen variieren , um über die Pumpenkolben selbst einen konstanten oder nahezu konstanten Förderdruck hervorzurufen. D . h. , daß die Flächen der mittleren Pumpenkolben größer als die äußeren sind.
Durch das axial versetzte Anordnen der Pumpenkolben ist sicher¬ gestellt, daß diese nacheinander mit einem -Fluid, vorzugsweise eben¬ falls einer Hydraulikflüssigkeit wie Öl beaufschlagt werden , so daß sich ein gleichmäßiges Fördern der Hydraulikflüssigkeit ergibt. Ferner sind die zu den einzelnen Pumpenkolben führenden Zu- bzw . Ablauf¬ leitungen der Hydraulikflüssigkeit untereinander verbunden, wodurch sich vom Aufbau her konstruktive Vorteile ergeben.
Vorzugsweise befindet sich in der den Stufenkolben umgebenden Wandung eine Stufe im Bereich des mittleren Zylinderabschnitts , wodurch sich im gewünschten Umfang eine Änderung des zwischen den Stirnflächen befindlichen Volumens ergibt.
Die Pumpenkolben werden dann radial nach außen gedrückt, wenn die zwischen den Stirnflächen befindliche Flüssigkeit in die dem je¬ weiligen Pumpenkolben zugeordnete Öffnung hineingedrückt werden kann . Mit anderen Worten muß die Stufe zwischen dem mittleren und äußeren Zylinderabschnitt im Bereich einer jeweiligen Öffnung ge¬ langen , um so eine Fluidverbindung herzustellen. Wird demzufolge der Stufenkolben nach außen bewegt, so erfolgt dadurch gleichzeitig eine sukzessive radial nach außen gerichtete Bewegung der Stufenkolben . Wird dieser nach innen bewegt, so wird aufgrund der Vergrößerung des Volumens zwischen den Stirnflächen ein Unterdruck im Bereich der die Pumpenkolben aufweisenden Öffnung erzeugt, wodurch jene radial nach innen bewegt werden. Dadurch ist letztlich sichergestellt, daß die Hydraulikflüssigkeit, die zum Antreiben eines Motors oder ähn¬ liches bestimmt ist, gleichmäßig von dem Pumpenkolben gefördert wird.
Durch die Verwendung eines Freiflugkolbenmotors ist neben einem einfachen Aufbau sichergestellt, daß ein verschleißfreier Betrieb mög¬ lich ist, bei dem zudem weitgehend Leckverluste ausgeschlossen sind. Ferner kann durch den Hub des Kolbens die Betätigung der Anzahl der Pumpenkolben und damit die Menge der Hydraulikflüssigkeit gesteuert werden. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Hydraulik¬ pumpe von einem Freiflugkolbenmotor betätigt, der einen symmetrischen freifliegenden Stufenkolben umfaßt, der drei Stufenkolben aufweist, von denen die äußeren Kolbenstufen je in einer Brennkammer und die mittlere Kolbenstufe in einer weiteren diese in zwei gesonderte Vor- verdichterräume unterteilende - Kammer angeordnet sind, und daß in Abhängigkeit von der Stufenkolbensteilung zwischen einem Vorver¬ dichterraum und der angrenzenden Brennkammer entlang des zwischen den Kolbenstufen vorhandenen (mittleren "■* Kolbenabschnitts ein Ver¬ bindungskanal für Kraftstoffgemische verläuft.
Durch die erfindungsgemäße Lehre wird folglich eine Hydraulikpumpe vorgeschlagen , die hydraulisch angetrieben und gesteuert ist.
Weitere Einzelheite , Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich sowohl aus den Ansprüchen als auch aus der nachfolgenden Be¬ schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen :
Fig . 1 einen Ausschnitt einer Hydraulikpumpe mit Freiflugkolbenmotor in perspektivischer Darstellung ,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus Fig . 1 und
Fig. 3 eine schematische Darstellung von mit einer Hydraulikflüssig- keit zu beaufschlagenden Pumpenkolbenflächen. In den Figuren ist rein schematisch ein Motor 10 in Form einer Zweitakt-Brennkraftmaschine dargestellt, die einen in einem Motorblock 12 freifliegenden Stufenkolben 14 umfaßt, der axial frei bewegbar ist. Der Stufenkolben 14 weist eine mittlere Kolbenstufe 16 sowie zwei symmetrisch dazu angeordnete äußere Kolbenstufen, von denen nur die äußere linke -( Bezugszeichen 18 ^ dargestellt ist. Die äußeren Kolben¬ stufen haben gleiche Durchmesser, wohingegen die mittlere Kolben¬ stufen 16 einen größeren Durchmesser zeigen kann. Zwischen der Kolbenstufe 18 und der Kolbenstufe 16 befindet sich ein Kolben- abschnitt 20, der eine Stufe und/oder Kolbenringe 22 aufweisen kann . Ferner umfaßt der Freiflugkolbenmotor 10 zwei Brennkammern, von denen im Ausführungsbeispiel nur die linke Brennkammer angedeutet und mit dem Bezugszeichen 24 versehen ist. Die Brennkammern sind axial innen bei den äußeren Kolbenstufen angeordnet. Die mittlere Kolbenstufe 16 befindet sich in einer weiteren Kammer 26, die von jener in zwei getrennte Vorverdichterräume 28 und 30 unterteilt ist.
Die in dem Motorblock 12 angeordneten Kolbenstufen 16 und 18 mit der dargestellten Brennkammer 24 sowie dem Vorverdichterräumen 28 und 30 stellen demzufolge eine Antriebsmaschine in Form des Freiflugkolben¬ motors 10 dar, wie er grundsätzlich in der Deutschen Offenlegungs- schrift 30 29 287 beschrieben ist. Dabei besteht dann eine Verbindung zwischen dem Vorverdichterraum 26 und der Brennkammer 28, wenn sich die Kolbenstufe 18 in der unteren Totpunktlage (ganz links 1 befindet. Die Verbindung wird dadurch ermöglicht, daß ein um den Kolbenabschnitt 20 zylindrisch angeordneter nicht näher bezeichneter Kanal nicht mehr von der Stufe bzw. dem Kolbenring 22 versperrt ist. Befindet sich die Kolbenstufe 18 in der unteren Totpunktlage , so liegt die gegenüberliegende symmetrisch angeordnete Kolbenstufe in der oberen Totpunktlage, also in der Kompressionsstellung . In diesem Fall ist der gleichfalls dort vorhandene Kanal verschlossen . Erst wenn die Kolbenstufe 18 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach rechts bewegt wird, wird der Kanal zwischen dem Vorverdichterraum 30 und der nicht dargestellten rechten Brennkammer geöffnet. Das Ansaugen des Kraftstoffgemisches wird durch die Stellung der mittleren Kolbenstufe 16 gesteuert, die in Abhängigkeit von der Lage des Stufenkolbens 14 eine Verbindung zwischen einer in der Motorblock¬ wandung vorhandenen Öffnung 32 mit einem der Vorverdichterräume 28 bzw. 30 herstellt. Dabei befindet sich die Öffnung 32 mittig zwischen den Stirnwandungen der mittleren Kammer 26. Die Zündung in den Brennkammern 24 selbst kann über eine Zündkerze* 34 oder einen nicht dargestellten Glühstrumpf erfolgen. Die Brennkammern 24 weisen schließlich Auspuffkanäle 36 auf, die von im wesentlichen tangential i die Brennkammern 24 einmündende Auslaßschlitze ausgehen.
Erfindungsgemäß setzen sich die äußeren Kolbenstufe (im Ausführungs¬ beispiel die äußere Kolbenstufe 18 über den Motorblock 12 hinaus¬ gehend fort und weist dabei drei zylindrische Endabschnitte 38, 40 und 42 auf, die unterschiedliche Durchmesser zeigen . Dabei ist der Durchmesser des inneren Zylinderabschnitts 38 am größten, der des mittleren Zylinderabschnitts 40 am kleinsten gewählt. Schließlich weist die die Zylinderabschnitte 38, 40, 42 umgebende Wandung eine Stufe 44 auf, die den Übergang zwischen zylindrisch verlaufenden Wand- abschnitten 46 und 48 besitzt, die ihrerseits dem Durchmesser des Abschnitts 38 bzw. des Abschnitts 42 angepaßt sind. Die Stufe 44- befindet sich dabei im Bereich des mittleren Zylinderabschnitts 40, unabhängig davon, ob sich der Stufenkolben 14 in der oberen oder unteren Totpunktlage befindet. Durch die Stufe 44 wird erkennbar erreicht, daß das Volumen V, das zwischen den einander zugewandten Stirnflächen 50 und 52 des inneren und äußeren Zylinder ab Schnitts 38 und 42 umschlossen wird, in Abhängigkeit von der Stellung des Stufenkolbens 14 verändert wird. Befindet sich der Stufenkolben 14 in der rechten Endstellung , so ist das Volumen V maximal, wohingegen das Volumen um so mehr abnimmt, wie der Stufenkolben 14 nach links bewegt wird (eine entsprechende Geometrie und Ausbildung des rechten Stufenkolbens, der in den zeichnerischen Darstellungen nicht dar¬ gestellt ist, ist ebenfalls gegeben, so daß sich ein vollständig symmetrischer Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung ergibtK In dem Volumen V befindet sich nun vorzugsweise eine Hydraulik¬ flüssigkeit , die auf einer Schraubenlinie angeordnete Pumpenkolben 54 bis 62 beaufschlagt. Dabei ist die von der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagte Kolbenfläche in Abhängigkeit von der Lage des Pumpen- kolbens entlang des Bereichs, in dem sich die Stirnfläche 52 , als die zwischen den den Zylinderabschnitten 40 und 42 ausgebildete Stufe hin- und herbewegt, unterschiedlich gewählt. Um über die Pumpen¬ kolben den gleichen oder nahezu den gleichen Druck im nachfolgend noch näher zu beschreibenden Hydraulikkreislauf hervorzurufen , sind die im mittleren Bewegungsbereich der Stirnfläche 52 vorhandenen Flächen der Pumpenkolben am größten und im Bereich der Umkehr¬ punkte der Stufe 52 am kleinsten gewählt. Dies soll der schematischen Darstellung gemäß Fig . 3 zu entnehmen sein. Man erkennt, daß die mit Druck zu beaufschlagende Flächen im Mittenbereich ( 110 am größten , in den Randbereichen ( 112 , 114 ^ am geringsten sind.
Dabei befinden sich die Pumpenkolben 56 bis 62 in radial verlaufen¬ den Öffnungen 64, 66, die von der Innenwandung 48 , dessen Durch¬ messer dem des äußeren Zylinderabschnitts 42 angepaßt ist, ausgehen. Der Abschnitt 68 kann an den Motorblock 10 durch Schrauben oder ähnliches befestigt sein. Bewegt sich demzufolge der Stufenkolben 14 und damit der Abschnitt 42 nach links , so wird sukzessiv -mit dem innersten Pumpenkolben 54 beginnend- jeder Pumpenkolben mit der Hydraulikflüssigkeit , die sich zwischen den Stirnwänden 50 und 52 befindet, beaufschlagt. Infolgedessen werden die Pumpenkolben 54 bis 62 entgegen der auf sie wirkenden Federkraft , die durch Schrauben¬ federn 70 bis 78 oder ähnlich wirkende Elemente hervorgerufen wird, bewegt werden.
Oberhalb der Pumpenkolben befindet sich nun eine Hydraulikflüssig¬ keit , die in Abhängigkeit von der Pumpenkolbenbewegung ein Antriebs¬ aggregat wie zum Beispiel Hydromotor im geschlossenen Kreislauf zugeführt oder entnommen wird. Zu diesem Zweck gehen oberhalb eines jeden Pumpenkolbens eine Zu- bzw. Ablaufleitung 80 , 84 bzw. 82, 86 aus, die über in dem Abschnitt 68 verlaufende Ringkanäle 88 bzw. 90 miteinander verbunden sind, um so über die Hauptzu- bzw. -ablauf- leitungen 92 bzw. 94 zu dem erwähnten Aggregat, das auch als Sekundärteil einer Hydraulikanlage zu bezeichnen ist, zugeführt wird, um über diese die hydraulische Energie in gradlinige, schwenkende oder rotierend wirkende mechanische Energie umzuwandeln. Wird nun der Stufenkolben 14 nach rechts bewegt, so vergrößert sich das Volumen V zwischen den Stirnwänden 50 und 52, so daß infolgedessen die Pumpenkolben radial nach innen gezogen werden. Durch diese Anordnung wird demzufolge in den Leitungen 92, 94 kontinuierlich Hydraulikflüssigkeit im Kreislauf gefördert, wobei aufgrund der An¬ ordnung der Pumpenkolben 54 bis 62 auf einer Schraubenlinie sicher¬ gestellt ist, daß die Hydraulikförderung überaus gleichmäßig erfolgt.
Ferner ist darauf hinzuweisen, daß selbstverständlich in den Zu- bzw. Ablaufleitungen 80, 84 bzw. 82, 86 Einwegventile 96, 98, 100 und 102 Einwegventile angeordnet sind, über die die Strömungs¬ richtung der Hydraulikflüssigkeit vorgegeben ist.

Claims

Patentansprüche :
1. Hydraulikpumpe, die von einem Verbrennungsmotor betätigbar ist und mehrere die Hydraulikflüssigkeit fördernde vorzugsweise mit Kolbenfedern wechselwirkende Pumpenkolben umfaßt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Verbrennungsmotor (10^ ein Kolbenmotor mit freifliegendem Stufenkolben (1 ^ mit Kolbenstufen (18 ist, die zumindest jeweils drei Zylinderabschnitte (38, 40, 42^ unterschiedlicher Durchmesser aufweisen, von denen der innere (38 • den größten und der mittlere Abschnitt (40^ den kleinsten Durchmesser aufweisen, daß die die Zylinderabschnitte (38, 40, 42^ umgebende Wandung (46, 48 in diesem Bereich zumindest eine Stufe ( 4^ aufweist, wodurch bei Hin- und Herbewegung des Stufenkolbens (14^ das zwischen den einander zugewandten Stirnwänden (50, 52^ des inneren und äußeren Zylinderabschnitts (38, 42 eingeschlossene Volumen (V veränderbar ist, und daß in der den Stufenkolben (14^ umgeben¬ den Wandung (48 entlang des Bewegungsbereichs der zwischen dem mittleren und dem äußeren Abschnitt vorhandenen ( weiteren ■ Stufe (52^ des Stufenkolbens Öffnungen (64» 66^ vorhanden sind, in denen die von den Kolbenfedern (70, 72, 74, 76, 78- beauf¬ schlagten Pumpenkolben (56, 56, 58, 60, 62^ verschiebbar angeord¬ net sind, wobei die druckbeaufschlagten Flächen (110, 112, 114. - entlang des Bewegungsbereichs der weiteren Stufe derart variieren, daß im mittleren Bewegungsbereich der weiteren Stufe (521 die Flächen (1101 die größte Erstreckung aufweisen und zu beiden Seiten hin abnehmen.
2. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die in der Wandung vorhandene Stufe (441 die Veränderung des Volumens (VI zwischen den Stirnwänden (50, 52 hervorruft.
3. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Öffnungen (64, 661 auf einer Schraubenlinie angeordnet sind.
4. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flächen (110, 112, 1141 der mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagten Pumpenkolben (54, 56, 58, 60, 621 entlang der Schraubenlinie in deren Randbereichen am geringsten und in ihrem mittleren Bereich am größten sind.
5- Hydraulikpumpe nach Anspruch 1 oder Anspruch 3» d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zu den einzelnen Pumpenkolben (54, 56, 58, 60, 621 führenden Zu- bzw. Ablaufleitungen (80, 82, 84, 861 für die
Hydraulikflüssigkeit untereinander verbunden sind.
6. Hydraulikpumpe nach zumindest Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Druckbeaufschlagung der Pumpenkolben (54, 56, 58, 60,
621 eine Verbindung zwischen den Stirnwänden (50, 521 der Zylinderabschnitte (38, 421 besteht.
7« Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Raum zwischen den Stirnflächen (50, 521 mit Hydraulik¬ flüssigkeit gefüllt ist. 8. Hydraulikpumpe, die von einem Verbrennungsmotor betätigbar und mehrere die Hydraulikflüssigkeit fördernde mit Kolbenfedern wechselwirkende Pumpenkolben umfaßt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Verbrennungsmotor eine Zweitakt-Brennkraftmaschine ( 101 ist, die einen symmetrischen freifliegenden Stufenkolben ( 141 umfaßt, der drei Stufenkolben (16, 181 aufweist, von denen die äußere Kolbenstufe ( 181 je in einer Brennkammer (241 und die mittlere Kolbenstufe (161 in einer weiteren diese in zwei ge- sonderte Vorverdichterräume (28, 301 unterteilende Kammer (261 angeordnet sind, daß in Abhängigkeit von der Stufenkolben¬ steilung zwischen einem Vorverdichterraum (28 bzw. 301 und der angrenzenden Brennkammer (241 entlang des zwischen den Kolben¬ stufen vorhandenen mittleren Kolbenabschnitts (201 ein Ver- bindungskanal für Kraftstoffgemische verläuft, daß die äußeren
Kolbenstufen ( 181 zumindest jeweils drei Zylinderabschnitte (38 , 40 , 421 unterschiedlicher Durchmesser aufweisen , von denen der innere (381 den größten und der mittlere Abschnitt (401 den kleinsten Durchmesser aufweisen , daß die die Zylinderabschnitte (38, 40, 421 umgebende Wandung (46, 481 in diesem Bereich zumindest eine Stufe (441 aufweist, wodurch bei Hin- und Her¬ bewegen des Stufenkolbens ( 141 das zwischen den einander zu¬ gewandten Stirnflächen (50, 521 des inneren und äußeren Zylinder¬ abschnitts (38, 421 eingeschlossene Volumen (VI veränderbar ist, und daß in der die Zylinderabschnitte umgebenden Wandung entlang des Bewegungsbereichs der Stirnfläche (521 Öffnungen (64, 661 vorhanden sind, in denen die von den Kolbenfedern (70 , 72, 74, 76 , 781 beaufschlagten Pumpenkolben (54, 56, 58, 60, 621 verschiebbar angeordnet sind, wobei die Flächen ( 110, 112 , 1141 der mit der Hydraulikflüssigkeit zu beaufschlagenden Pumpen¬ kolben von außen nach innen zunehmen.
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