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Hydraulischer Antrieb eines Zubehörgerätes auf einem Kraftfahrzeug
mit Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb eines
Zubehörgerätes auf einem Kraftfahrzeug init Brennkraftmaschine, welche mit der hydraulischen
Pumpe für die Speisung des hydraulischen Motors des Zubehörgerätes gekuppelt ist.
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Hydraulische Antriebe für Hilfs- und Zubehöraggregate eines Kraftfahrzeuges
werden bereits vielfach angewendet.
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Wenn es sich bei den Hilfs- und Zubehöraggregaten um Hilfs- oder Servoantriebe
kleiner Leistung handelt, wie beispielsweise Servolenkung, Servobremse, Wagenheber
od. dgl., kann die mit der Brennkraftmaschine zu kuppelnde hydraulische Pumpe ebenfalls
klein sein, so daß ihre Anordnung keine Schwierigkeiten macht. Eine derartige kleine
Pumpe läßt sich beispielsweise an das am vorderen Ende der Brennkraftmaschine vorgesehene
Verteilergetriebe anbauen.
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Es ist bei derartigen Kraftfahrzeugen mit hydraulischen Hilfs- und
Servoantrieben auch nicht mehr neu, als Sicherheitsmaßnahme eine zweite, kleinere
Notpumpe vorzusehen und diese durch einen elektrischen, z. B. von der Fahrzeugbatterie
zu speisenden Motor antreiben zu lassen. Diese von der Brennkraftmaschine unabhängige
Notpumpe kann an irgendeiner geeigneten Stelle des Fahrzeuges eingebaut werden.
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Wenn es sich bei dem hydraulisch anzutreibenden Zubehörgerät jedoch
um ein Gerät mit größerem Leistungsbedarf handelt, beispielsweise um eine
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draulische Hubvorrichtung, so muß eine große hydrauhsche Leistung zumindest
für kürzere Zeitspannen zur Verfügung stehen. Bei einem bekannten Kraftfahrzeug
mit einer solchen hydraulischen Hubvorrichtung - bei dem überdies auch der
Fahrzeugantrieb über eine besondere, mit der Brennkraftmaschine an deren Antriebsebene
gekuppelte Pumpe und hydraulische Fahrmotoren erfolgt - hat man die Vergrößerung
der für den Antrieb des Zusatzgerätes benutzten hydraulischen Pumpe dadurch vermieden,
daß man auf dem Fahrzeug einen Druckspeicher anordnete, der von der relativ kleinen
hydraulischen Pumpe aufgeladen wird und dann in der Lage ist, kurzzeitig größere
Druckflüssigkeitsmengen abzugeben. Auch in diesem Fall ist es möglich, die hydraulische
Pumpe für das Zubehörgerät an dem dem Abtriebsende der Brennkraftmaschine abgewandten
Ende mit dieser zu kuppeln.
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Dieses bekannte Fahrzeug braucht aber einen großen Druckspeicher,
der nicht nur eine zusätzliche Belastung darstellt, sondern auch einen größeren
Raum in Anspruch nimmt. Für den Antrieb von Zubehörgeräten größerer Leistung, die
gegebenenfalls auch über längere Zeiträume in Betrieb gehalten werden müssen, wie
Pumpen, Kompressoren eines Kühlaggregates in einem Kühlwagen, drehbare Mischtrommeht
für Beton od. dgl., ist auch mit einem Druckspeicher nicht mehr in wirtschaftlicher
Weise auszukommen. In diesem Fall hat man entsprechend große hydraulische Pumpen,
z. B. Tandempumpen, benutzt, bei denen der Anbau an die Brennkraftmaschine und auch
die Anordnung auf dem Fahrzeug Schwierigkeiten macht.
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Eine für diesen Fall. bekannte Lösung besteht darin, die hydraulische
Pumpe mit dem vorderen Ende der Brennkraftmaschine zu kuppeln und die Pumpe auf
einen vor der Brennkraftmaschine liegenden Teil des Fahrzeugrahmens zu setzen.
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Nun sind aber bei den normalen Brennkraftmaschinen die Lager am vorderseitigen
Ende der Kurbelwelle nicht für höhere zusätzliche Belastungen eingerichtet, so daß
man genötigt ist, Spezialkonstraktionen oder Sonderbauarten der Brennkraftmaschinen
zu verwenden - die wegen der meist nur geringen Stückzahl verhältnismäßig
teuer sind - und auch den Rahmen des Fahrzeuges in besonderer Weise auszubilden.
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Wird eine derartige Pumpe vom hinteren Ende der Brennkraftmaschine
angetrieben, beispielsweise vom Schwungrad oder einer Abtriebswelle des Wechselgetriebes
des
Kraftfahrzeuges, so ergeben sich bei größeren Pumpenleistungen Schwierigkeiten in
bezug auf das einwandfreie Arbeiten der Motorkupplung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Mängel
hydraulischer Antriebe größerer Zubehörgeräte zu vermeiden und derartige Antriebe
den speziell bei einem Kraftfahrzeug gegebenen Bedingungen besser anzupassen.
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Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß bei einem hydraulischen
Antrieb des Zubehörgerätes auf einem Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine, welche
mit der hydraulischen Pumpe für die Speisung des hydraulischen Motors des Zubehörgerätes
gekuppelt ist, die hydraulische Pumpe in zwei wahlweise einzeln oder zusammen zur
Speisung des hydraulischen Motors umschaltbare Pumpeneinheiten unterschiedlicher
Leistung aufteilt, von denen die Pumpe kleinerer Leistung am vorderen Ende der Brennkraftmaschine
mit deren Kurbelwelle, die Pumpe größerer Leistung am hinteren Ende der Brennkraftmaschine
mit dem Schwungrad oder dem Wechselgetriebe gekuppelt wird.
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Durch die Aufteilung der hydraulischen Pumpe in zwei Pumpeneinheiten
unterschiedlicher Leistung und deren Anordnung in der oben bezeichneten Weise erreicht
man folgende Vorteile: Die am vorderen Ende der Brennkraftmaschine mit deren Kurbelwelle
zu kuppelnde Pumpe kann so groß bemessen werden, wie es mit Rücksicht auf die Belastbarkeit
des vorderen Kurbelwellenlagers bzw. des normalen Verteilergetriebes der Brennkraftmaschine
noch zulässig ist; dadurch verringert sich die Größe der zweiten Pumpe, die am hinteren
Ende der Brennkraftmaschine angeordnet wird, erheblich. Ferner sind durch die Anordnung
gemäß der Erfindung zwei räumlich getrennte und einzeln von der Brennkraftmaschine
abzukuppelnde Pumpen vorhanden, so daß eine Ausbesserung der einen Pumpe möglich
ist, während der Betrieb mit der anderen Pumpe weitergeführt wird. Die Anordnung
ist außerdem raumsparend; die am vorderen Ende der Brennkraftmaschine mit dieser
gekuppelte Pumpe läßt sich in vielen Fällen schon in dem zwischen der Brennkraftmaschine
und dem vornliegenden Kühler des Kraftfahrzeuges vorhandenen Zwischenraum unterbringen
und der Fahrzeugrahmen kann praktisch ungeändert beibehalten werden. Die am hinteren
Ende der Brennkraftmaschine mit dieser gekuppelte Pumpe stellt keine so große Belastung
für das Schaltgetriebe und die Kupplung dar, wie eine Pumpe, welche allein die gesamte
benötigte hydraulische Leistung liefern müßte, und schließlich ist es mit der Anordnung
gemäß der Erfindung möglich, vorhandene Fahrzeuge ohne großen Aufwand auf
hy-
draulischen Antrieb des Zubehörgerätes durch die Hauptbrennkraftmaschine
des Fahrzeuges umzubauen.
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Einen besonderen Vorteil bietet auch die Umschaltbarkeit der beiden
Pumpeneinheiten unterschiedlicher Leistung; je nach dem Kraftbedarf des Zubehörgerätes
kann der Motor von der einen, von der anderen und schließlich von beiden Pumpen
gemeinsam gespeist werden. Auf diese Weise erhält man drei Leistungsstufen, die
insbesondere bei Kompressoren für Kühlwagen und großen Betonmischmaschinen auf Kraftfahrzeugen
vorteilhaft sind, indem die große Leistung für das Herunterkühlen des Wagens bzw.
den ersten Teil des Mischvorganges benutzt wird, während eine der beiden kleineren
Leistungen für die Aufrechterhaltung der Kühltemperatur bzw. die Erhaltung der Gleichmäßigkeit
der Betonmischung benutzt wird.
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Es ist an sich nicht mehr neu, bei einem Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine
zur Erzeugung von Druckluft zwei einander gleiche Luftpumpen vorzusehen, welche
die zur Speisung einer Druckluftbremse und gegebenenfalls eines wichtigen Servoantriebs
notwendige Luft liefern. Bei einer solchen bekannten Luftpumpenanordnung sind die
beiden einander gleichen Pumpen je an einer Seite der Brennkraftmaschine
angeordnet. Für die Lieferung der notwendigen Druckluft genügt eine der Pumpen;
die zweite stellt eine hundertprozentige Reserve dar. Eine derartige Luftpumpenanordnung
hat mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung nichts gemein.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein erlmdungsgemäß
ausgebildeter hydraulischer Antrieb eines Zubehörgerätes in schematischer Form beispielsweise
veranschaulicht.
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Das dargestellte Antriebssystern dient zum Antrieb eines hydraulischen
Motors, der seinerseits mit dem Kompressor eines Kühlaggregates oder mit irgendeinem
anderen, auf dem Fahrzeug angeordneten umlaufenden Aggregat größerer Leistung, z.
B. einem Betonmischer, entweder direkt oder über ein Getriebe gekuppelt ist.
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Gemäß der Zeichnung ist unmittelbar am vorderen Ende der Brennkraftmaschine
1 des - im übrigen nicht dargestellten - Kraftfahrzeuges eine
für eine verhältnismäßig kleine Fördermenge ausgelegte Flüssigkeitspumpe
A angeordnet, die von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 über
eine elastische Welle 2 oder eine elastische Kupplung antreibbar ist. Weiterhin
ist eine für eine größere Fördermenge ausgelegte Flüssigkeitspumpe B über eine elastische
Antriebswelle 3 oder eine elastische Kupplung mit einem zusätzlichen Abtrieb
4 des üblichen Gangschaltgetriebes 5 gekuppelt, das am hinteren Ende der
Brennkraftmaschine 1 - im Anschluß an eine übliche, z. B. mit dem Schwungrad
6 zusammengebaute, Motorkupplung - angeordnet ist.
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Die Pumpen A, B sind mit ihren Saugstutzen
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über je eine Saugleitung 8 bzw. 9 und ein Rückschlagventil
10 - an einen Flüssigkeitsvorratsbehälter 7 angeschlossen, ihre Druckstutzen
stehen über je
eine Druckleitung 11 bzw. 12 mit einem gemeinsamen Regelventil
13 in Verbindung. Das Regelventil 13 ist über je eine Förder-
und Rücklaufleitung 14 bzw. 15
mit einem hydraulischen Motor 16 verbunden,
der -
über eine Kupplung 18 - z. B. den Kompressor 17
eines (nicht
dargestellten) Kühlaggregates antreibt. Außerdem führt sowohl vom Regelventü
13 als auch vom hydraulischen Motor 16 aus je eine Rücklaufleitung
19 bzw. 20 zum Flüssigkeitsbehälter 7.
Schließlich sind die Förder-
und Rücklaufleitungen 14, 15 noch durch ein überdruckventil
13' über Kreuz verbunden, wodurch eine zusätzliche Sicherheit gegenüber Leitungsbrüchen
durch außergewöhnliche Druckwellen geschaffen ist.
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Das Regelventil 13 kann wahlweise Druckflüssigkeit entweder
von der einen oder anderen der beiden Pumpen A, B oder auch
von beiden Pumpen A, B
gemeinsam dem hydraulischen Motor
16 zuführen, so daß dieser mit drei unterschiedlichen Fördermengen der Flüssigkeit,
jedoch stets unter gleichbleibendem Druck versorgt werden kann. Falls kein Antrieb
des hydraulischen Motors 16 benötigt wird, wird das
Regelventil
13 in eine Leerlaufstellung gebracht, in der die von den Pumpen
A, B gelieferte Flüssigkeit in bekannter Weise drucklos durch
die Rücklaufleitung 19 direkt zum Flüssigkeitsbehälter 7 zurückgefördert
wird.
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Das Regelventil 13 weist demnach außer der vorgenannten Leerlaufstellung
noch drei Regelstellungen auf, nämlich eine einer kleinen Antriebsdrehzahl des hydraulischen
Motors 16 entsprechende, eine einer mittleren Antriebsdrehzahl und schließlich
eine einer maximalen Antriebsdrehzahl dieses Motors entsprechende Regelstellung.
Bei der einer kleinen Antriebsdrehzahl des hydraulischen Motors 16 entsprechenden
Einstellung führt das Regelventil 13 lediglich die von der Pumpe
A über die Leitung 11 geförderte Flüssigkeitsmenge dem Motor
16 über die Förderleitung 14 zu, bei der einer mittleren Antriebsdrehzahl
des Motors 16 entsprechenden Einstellung führt das Regelventil
13 lediglich die von der Pumpe B über die Leitung 12 geförderter Flüssigkeitsmenge,
und bei der -der größten Antriebsdrehzahl des Motors 16 entsprechenden
Einstellung führt das Regelventil 13
schließlich die gesamte von den Pumpen
A, B über die Druckleitungen 11, 12 zugeführte Flüssigkeitsmenge
dem Motor 16 zu.
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Das Regelventü 13 kann von Hand oder auch selbsttätig
- über irgendeinen Servomechanismus -
betätigt werden und beispielsweise
thermostatisch oder in Abhängigkeit von irgendeiner anderen Regelgröße eingestellt
werden. Das Regelventil 13 könnte auch derart umschaltbar ausgebildet oder
es könnte noch ein solches zusätzliches Ventil vorgesehen sein, so daß die Belieferung
des hydraulischen Motors 16
auch in entgegengesetzter Richtung erfolgen und
der Motor 16 also mit umgekehrter Drehrichtung angetrieben werden kann.
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Sollte es erwünscht sein, die Hilfs- und Zubehöraggregate des Kraftfahrzeuges
zu betreiben, wenn die Fahrzeugbrennkraftmaschine abgestellt ist, so wird zweckmäßig
für eine der beiden Pumpen - vorzugsweise für die mit dem Abtrieb der Brennkraftmaschine
(z. B. dem Gangschaltgetriebe 5 oder dem Schwungrad 6) gekuppelte
Pumpe B - noch eine besondere äußere Antriebsquelle, z. B. ein Elektromotor
21, vorgesehen, wie er in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist. In diesem
Falle erhält die dementsprechende Pumpe eine beiderseits aus dem Pumpengehäuse herausragende
Antriebswelle, so daß sie sich gewünschtenfalls - über eine besondere (nicht
dargestellte) Kupplung bei gleichzeitiger Abkupplung des normalen Antriebes
- von dem Elektromotor 21 antreiben läßt, der bei Stillstand des Fahrzeuges
aus einem stationären Netz gespeist werden kann.