DE10016782A1 - Ausfallsichere und kompakte Hydraulikpumpe - Google Patents
Ausfallsichere und kompakte HydraulikpumpeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikpumpenanordnung mit einer ersten und einer zweiten Hydraulikpumpe, die zum Antrieb mit einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs gekoppelt sind, wobei weiter ein Hilfsantrieb vorgesehen ist, der mit der zweiten Hydraulikpumpe verbindbar ist, und wobei bei Betrieb der Antriebsmaschine die erste und die zweite Hydraulikpumpe in Betrieb sind und der Hilfsantrieb entkoppelt ist und bei Stillstand der Antriebsmaschine die zweite Hydraulikpumpe von dem Hilfsantrieb antreibbar ist, während die erste Hydraulikpumpe und die Antriebsmaschine von der zweiten Hydraulikpumpe antriebsmäßig entkoppelt sind.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Hydraulikpumpenanordnung mit einer ersten und einer
zweiten Hydraulikpumpe, wie sie für zweikreisige
hydraulische Lenkungen von Kraftfahrzeugen zur Verwendung
kommen.
Bei Steer-by-Wire-Lenkungen mit zweikreisigem
hydraulischem Antrieb ist bekannt, für den ersten Kreis
eine von der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs
angetriebene Hydraulikpumpe zu benutzen. Für den zweiten
Kreis kommt eine an den Getriebeausgang gekoppelte
Hydraulikpumpe zum Einsatz, die erst bei rollendem
Fahrzeug wirksam wird. Bei dieser Auslegung müssen beide
Hydraulikpumpen relativ groß dimensioniert werden, da zum
einen die mit der Antriebsmaschine verbundene
Hydraulikpumpe im Stand alleine die gesamten Lenkkräfte
aufbringen muß und zum anderen die mit dem
Getriebeausgang verbundene Hydraulikpumpe bei alleinigem
Betrieb des zweiten Lenkkreises möglichst bis zu sehr
geringen Geschwindikeiten eine wirksame Lenkung
sicherstellen soll.
Es ist auch nicht vorteilhaft, die zweite Hydraulikpumpe
permanent über einen Elektromotor antreiben zu lassen, da
ein solcher Elektromotor insbesondere bei Nutzfahrzeugen
eine hohe Leistung erbringen muß. Außerdem ist der
alleinige Antrieb der zweiten Hydraulikpumpe durch einen
Elektromotor mit dem Nachteil behaftet, daß der
Elektromotor bei jedem Fehler im Hydraulikkreis der
ersten Hydraulikpumpe in Betrieb gesetzt werden muß, also
auch dann, wenn die Antriebsmaschine noch läuft. Deshalb
muß der Elektromotor relativ groß dimensioniert werden.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Hydraulikpumpenanordnung zu schaffen, bei der die zweite
Hydraulikpumpe auch bei einem Fehler in dem Kreis der
ersten Hydraulikpumpe von der Antriebsmaschine
angetrieben wird und nur bei einem Ausfall der
Antriebsmaschine die zweite Hydraulikpumpe von einem
Hilfsantrieb antreibbar ist.
Diese Aufgabe wird von einer Hydraulikpumpenanordnung mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weil die Hydraulikpumpenanordnung mit einer ersten und
einer zweiten Hydraulikpumpe versehen ist, die zum
Antrieb mit einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs
gekoppelt sind, wobei weiter ein Hilfsantrieb vorgesehen
ist, der mit der zweiten Hydraulikpumpe verbindbar ist
und wobei bei Betrieb der Antriebsmaschine die erste und
die zweite Hydraulikpumpe in Betrieb sind und der
Hilfsantrieb entkoppelt ist und bei Stillstand der
Antriebsmaschine die zweite Hydraulikpumpe von dem
Hilfsantrieb antreibbar ist, während die erste
Hydraulikpumpe und die Antriebsmaschine von der zweiten
Hydraulikpumpe antriebsmäßig entkoppelt sind, kann die
Antriebsmaschine beide Hydraulikpumpen simultan
antreiben, unabhängig davon, ob in einem der beiden
zugeordneten Hydraulikkreise ein Fehler aufgetreten ist.
Erst bei einem Ausfall der Antriebsmaschine muß der
Hilfsantrieb die zweite Hydraulikpumpe antreiben, ohne
die erste Hydraulikpumpe oder gar die Antriebsmaschine
mitdrehen zu müssen. Der Hilfsantrieb kann folglich
relativ klein dimensioniert werden.
Eine selbsttätige Kopplung und Entkopplung der ersten und
der zweiten Hydraulikpumpe wird in einfacher Weise
ermöglicht, wenn zwischen den beiden Hydraulikpumpen eine
erste Freilaufkupplung vorgesehen ist. In gleicher Weise
wird eine selbsttätige Kopplung zwischen dem Hilfsantrieb
und der zweiten Hydraulikpumpe ermöglicht, wenn dort eine
zweite Freilaufkupplung vorgesehen ist. Die erste
Freilaufkupplung kuppelt dabei in dem von der
Antriebsmaschine bewirkten Drehsinn zwischen der ersten
und der zweiten Hydraulikpumpe, während die zweite
Freilaufkupplung in diesem Drehsinn die zweite
Hydraulikpumpe und den Hilfsantrieb trennt, während im
Gegendrehsinn die erste Freilaufkupplung trennt und die
zweite Freilaufkupplung einkuppelt.
Vorzugsweise ist der Hilfsantrieb ein Elektromotor. Die
Antriebsmaschine ist vorteilhaft ein Verbrennungsmotor.
Eine kompakte Bauweise wird möglich, wenn die erste und
die zweite Hydraulikpumpe koaxial angeordnete, parallele
Antriebswellen aufweisen. Gleiches gilt für die
Antriebswellen von Hilfsantrieb und zweiter
Hydraulikpumpe. Die erste und die zweite Hydraulikpumpe
oder die zweite Hydraulikpumpe und der Elektromotor
können auch ein gemeinsames Gehäuse aufweisen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt:
Fig. 1: Eine Hydraulikpumpenanordnung mit einem
Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und
zwei Hydraulikpumpen in einer
schematischen Darstellung.
In der Fig. 1 ist eine Antriebsmaschine eines
Kraftfahrzeugs schematisch dargestellt und mit 1
bezeichnet. Die Antriebsmaschine, üblicherweise ein
Verbrennungsmotor, treibt über eine Ausgangswelle 2 eine
erste Hydraulikpumpe 3 an. Die erste Hydraulikpumpe 3
wiederum besitzt eine mit der Ausgangshülle 2 drehfest
gekoppelte Abtriebswelle 4. Diese ist über eine
Freilaufkupplung 5 mit einer Eingangswelle 6 einer
zweiten Hydraulikpumpe 7 verbunden. Die zweite
Hydraulikpumpe 7 wiederum trägt eine Ausgangswelle 8 mit
einer Freilaufkupplung 9, die mit einer Ausgangswelle 10
eines Elektromotors 11 verbunden ist.
Wird nun die Antriebsmaschine 1 in Gang gesetzt, so dreht
sie über ihre Abtriebswelle 2, die beispielsweise gegen
die Achse der Kurbelwelle versetzt in Gestalt eines
Keilriemenantriebs oder eines Stirnrädergetriebes
ausgeführt werden kann, die erste Hydraulikpumpe 3 und
über deren Ausgangswelle und die in dieser Drehrichtung
sperrende Freilaufkupplung 5 die Eingangswelle 6 der
zweiten Hydraulikpumpe 7. Der Freilauf 9 ist dabei in
dieser Drehrichtung entkoppelt, so daß der Elektromotor
11 steht.
In diesem Betriebszustand wird die Antriebsmaschine 1,
solange sie läuft, die erste Hydraulikpumpe 3 und die
zweite Hydraulikpumpe 7 antreiben. Beide Hydraulikpumpen
können jeweils einen eigenen (nicht weiter dargestellten)
Lenkkreis mit entsprechenden hydraulischen Aktuatoren
betätigen.
Tritt eine Störung in einem der beiden Lenkkreise auf, so
wird der jeweils andere Lenkkreis über die fehlerfrei
arbeitende Hydraulikpumpe betätigt. Ein Betätigen der
Lenkung ist folglich bei laufender Antriebsmaschine
möglich, ohne daß der Elektromotor 11 in Betrieb gesetzt
werden muß. Erst wenn die Antriebsmaschine 1 steht, wird
der Elektromotor 11 in Betrieb gesetzt und treibt über
seine Ausgangswelle 10 und die dann greifende
Freilaufkupplung 9 die Hydraulikpumpe 7 an. Die
Freilaufkupplung 5 trennt in dieser Drehrichtung die
erste Hydraulikpumpe 3 von der zweiten Hydraulikpumpe 7,
so daß der Elektromotor 11 nur die zweite Hydraulikpumpe
7 antreiben muß. In diesem Betriebszustand ist ein
sicheres Lenken des Kraftfahrzeugs mit Hilfe des zweiten
Hydraulikkreises, der von der Hydraulikpumpe gespeist
wird, möglich. Der Elektromotor 11 kann dabei relativ
klein dimensioniert werden, da seine Betriebsdauer im
Störungsfalle beschränkt ist. Bei stehender
Antriebsmaschine 1 wird das Kraftfahrzeug innerhalb
kurzer Zeit zum Stehen kommen, so daß die Funktion der
Lenkung über den Elektromotor 11 nur bis zum Stillstand
des Fahrzeugs aufrechterhalten bleiben muß.
Die konkrete konstruktive Ausgestaltung der
Hydraulikpumpenanordnung kann je nach geplantem
Einsatzzweck erheblich differieren. So können
beispielsweise die Hydraulikpumpen 3 und 7 in einem
gemeinsamen Gehäuse angeordnet werden und direkt mit der
Antriebsmaschine 1 verbunden und dort angeflanscht sein.
Sie können auch über Keilriemenantriebe mit der
Antriebsmaschine 1 und/oder dem Elektromotor 11 verbunden
werden. Es können auch zwei vollständig separate
Hydraulikpumpen 3 und 7 verwendet werden, die in an sich
bekannter Weise antriebsmäßig miteinander verbunden
werden. Dabei können die Freiläufe 5, 9 in Riemenscheiben
integriert sein.
Gegenüber der bisher bekannten Konfiguration, bei der die
Inbetriebnahme des Hilfsantriebes unmittelbar
erforderlich wurde, wenn eine Störung im Hydrauliksystem
der ersten Hydraulikpumpe 3 auftrat, können die einzelnen
Hydraulikpumpen 3, 7 ebenso wie der Hilfsantrieb in
Gestalt des Elektromotors 11 kleiner dimensioniert
werden. Sie werden hierdurch sowohl leichter als auch
preiswerter. Anders als bei der eingangs erwähnten
Lösung, bei der die zweite Hydraulikpumpe von dem
Getriebeausgang angetrieben wird, ist bei der
vorliegenden Erfindung ein Lenken, wenn auch mit
möglicherweise eingeschränkter Leistungsfähigkeit, bei
sehr niedrigen Geschwindigkeiten und im Stillstand
möglich, wenn Antriebsmaschine und erster Hydraulikkreis
ausgefallen sind.
Claims (9)
1. Hydraulikpumpenanordnung mit einer ersten (3) und
einer zweiten (7) Hydraulikpumpe, die zum Antrieb mit
einer Antriebsmaschine (1) eines Kraftfahrzeugs
gekoppelt sind, wobei weiter ein Hilfsantrieb (11)
vorgesehen ist, der mit der zweiten Hydraulikpumpe
(7) verbindbar ist, und wobei bei Betrieb der
Antriebsmaschine (1) die erste und die zweite
Hydraulikpumpe (3, 7) in Betrieb sind und der
Hilfsantrieb (11) entkoppelt ist und bei Stillstand
der Antriebsmaschine (1) die zweite Hydraulikpumpe
(7) von dem Hilfsantrieb (11) antreibbar ist, während
die erste Hydraulikpumpe (3) und die Antriebsmaschine
(1) von der zweiten Hydraulikpumpe (7) antriebsmäßig
entkoppelt sind.
2. Hydraulikpumpenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
antriebsmäßig zwischen der ersten (3) und der zweiten
(7) Hydraulikpumpe eine erste Freilaufkupplung (5)
vorgesehen ist.
3. Hydraulikpumpenanordnung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem
Hilfsantrieb (11) und der zweiten Hydraulikpumpe (7)
eine zweite Freilaufkupplung (9) vorgesehen ist.
4. Hydraulikpumpenanordnung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste
Freilaufkupplung (5) in dem von der Antriebsmaschine
(1) bewirkten Drehsinn die erste und die zweite
Hydraulikpumpe (3, 7) einkuppelt, während die zweite
Freilaufkupplung (9) in diesem Drehsinn trennt und
dass im Gegendrehsinn die erste Freilaufkupplung (5)
trennt und die zweite Freilaufkupplung (9)
einkuppelt.
5. Hydraulikpumpenanordnung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Hilfsantrieb (11)
ein Elektromotor ist.
6. Hydraulikpumpenanordnung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine
(1) ein Verbrennungsmotor ist.
7. Hydraulikpumpenanordnung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste und die
zweite Hydraulikpumpe (3, 7) koaxial angeordnete
Antriebswellen (2, 6) aufweisen.
8. Hydraulikpumpenanordnung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Abtriebswelle
(10) des Hilfsantriebs (11) und die Antriebswelle (6)
der zweiten Hydraulikpumpe (7) koaxial angeordnet
sind.
9. Hydraulikpumpenanordnung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste und die
zweite Hydraulikpumpe (3, 7) oder die zweite
Hydraulikpumpe (7, 11) und der Elektromotor ein
gemeinsames Gehäuse aufweisen.
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