DE906294C - Device for converting the energy of an internal combustion engine equipped with reciprocating pistons into flow work of a medium capable of flow - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Umwandlung der Energie einer mit hin und her gehendem Kolben ausgerüsteten Brennkraftmaschine in Strömungsarbeit eines strömungsfähigen Mediums Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung der Energie einer mit hin und her gehendem Kolben ausgerüsteten Brennkraftmaschine in Strömungsarbeit eines strömungsfähigen Mediums. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den durch die Arbeit der Brennkraftmaschine bestimmten Betrag der Strömungsarbeit auf die beiden Faktoren, nämlich Druck bzw. Fördervolumen, aus denen sich die Strömungsarbeit zusammensetzt, in beliebig steuerbarer Weise aufzuteilen. Es soll also möglich sein, bei jedem Betriebszustand der Brennkraftmaschine den von dieser erzeugten Arbeitsbetrag in dem strömenden Medium entweder in ein kleines Fördervolumen und einen hohen Druck oder in ein größeres Fördervolumen und entsprechend geringeren Druck zu zerlegen, wobei, von etwaigen Reibungs- oder Strömungsverlusten- abgesehen, das Produkt von Druck und Fördervolumen dem jeweils von der Brennkraftmaschine gelieferten Arbeitsbetrag gleichkommt.Device for converting the energy of a reciprocating Piston equipped internal combustion engine in flow work of a flowable Medium The invention relates to a device for converting the energy of a internal combustion engine equipped with reciprocating pistons in fluid flow a fluid medium. The object of the invention is to through the work of the internal combustion engine specific amount of flow work on the two factors, namely pressure and delivery volume, which make up the flow work composed, to be divided in any controllable manner. So it should be possible the amount of work generated by the internal combustion engine in each operating state in the flowing medium either in a small delivery volume and a high pressure or to break it down into a larger delivery volume and correspondingly lower pressure, where, apart from any friction or flow losses, the product of Pressure and delivery volume correspond to the amount of work delivered by the internal combustion engine equals.

Durch Zwischenschaltung umlaufender Triebwerkteile zwischen die Kolben der Brennkraftmaschine und der Förderpumpe läßt sich diese Aufgabe in bekannter Weise lösen. Die erfinderische Forderung geht im vorliegenden Fall jedoch dahin, derartige umlaufende Triebwerkteile zu vermeiden. Sie wird dadurch gelöst, daß bei konstantem Hub des oder der Kolben der Brennkraftmaschine sowie bei konstantem Hub und Querschnitt des oder der Kolben der Förderpumpe das Volumen der Pumpe steuerbar ist.By interposing rotating engine parts between the pistons the internal combustion engine and the feed pump can perform this task in a known manner Way solve. In the present case, however, the inventive requirement is as follows: to avoid such rotating engine parts. It is solved in that at constant stroke of the piston or pistons of the internal combustion engine and at constant stroke and cross section of the piston or pistons of the feed pump the volume of the Pump is controllable.

In Fig. i der Zeichnung ist- eine Vorrichtung gemäß Erfindung dargestellt. Diese besteht aus zwei fluchtend angeordneten Brennkraftzylindern 1. 2 mit darin- laufenden Kolben 3, 4, die durch eine Kolbenstange 5 miteinander gekoppelt sind. Auf der Kolbenstange 5 sitzt der Hauptpumpenkolben 6, welcher in einem Pumpengehäuse 7 arbeitet, das durch eine Zwischenwand 8 in zwei Pumpenräume 9, io geteilt ist. Zu den Räumen 9 und io führt eine Leitung i i, durch die das Druckmedium, beispielsweise 01, den Pumpenräumen zugeführt wird, während von den Pumpenräumen 9, io eine Leitung 12 abgeht, die in einen Druckbehälter 13 einmündet, in welchem ein Luftdom zum Ausgleich der beim Pumpen entstehenden Druckschwankungen angeordnet ist. Von der Leitung 12 geht das Drucköl in Richtung des Pfeiles .q zu der Verbrauchsstelle.In Fig. I of the drawing a device according to the invention is shown. This consists of two aligned internal combustion cylinders 1, 2 with pistons 3, 4 running in them, which are coupled to one another by a piston rod 5. The main pump piston 6 sits on the piston rod 5 and works in a pump housing 7 which is divided by an intermediate wall 8 into two pump chambers 9, io. A line ii leads to the spaces 9 and io, through which the pressure medium, for example 01, is fed to the pump spaces, while a line 12 branches off from the pump spaces 9, io and opens into a pressure vessel 13 in which an air dome to compensate for the pressure fluctuations occurring during pumping are arranged. From the line 12, the pressure oil goes in the direction of the arrow .q to the point of consumption.

Weiterhin ist in dem Pumpengehäuse 7 ein Hilfspumpenkolben 14 angeordnet, der auf einer Kolbenstange 15 sitzt, die von einem Kreuzkopf 16 her angetrieben wird. Der Kreuzkopf seinerseits wird von der Kolbenstange 5 der Kolben der Brennkraftmaschine angetrieben, und zwar ist zu diesem Zweck an der Kolbenstange 5 ein Gelenkpunkt 17 fest angebracht, der über zwei Zwischenhebel 18, i9 eine Schwinge 2o antreibt, die an einen Festpunkt 21 angelenkt ist. Die Schwinge 2o wird von einem gleitbar auf ihr gelagerten Führungsstück 22 umgriffen, welches mittels der Schubstange 23 auf den Kreuzkopf 16 einwirkt.Furthermore, an auxiliary pump piston 14 is arranged in the pump housing 7, which sits on a piston rod 15 which is driven by a cross head 16 will. The cross head in turn becomes the piston of the internal combustion engine from the piston rod 5 driven, namely a pivot point on the piston rod 5 is for this purpose 17 firmly attached, which drives a rocker 2o via two intermediate levers 18, i9, which is hinged to a fixed point 21. The rocker 2o is slidable by one encompassed on its mounted guide piece 22, which by means of the push rod 23 acts on the cross head 16.

Bewegt sich die Kolbenstange 5 in Richtung des Pfeiles B, so bewegt sich die Kolbenstange 15 und damit der Kolben 14 entgegengesetzt hierzu in Richtung des Pfeiles C, solange das Führungsstück 22 um eine mehr oder minder große Strecke von dem Festpunkt 21 entfernt ist.If the piston rod 5 moves in the direction of arrow B, it moves the piston rod 15 and thus the piston 14 opposite to this in the direction of the arrow C, as long as the guide piece 22 by a more or less large distance from the fixed point 21 is removed.

Wird das Führungsstück 22 in Richtung des Pfeiles D so weit verschwenkt, daß es durch die Achse des Zapfens 21 hindurchtritt, dies läßt sich durch entsprechende Kröpfung des Hebels 22 erreichen, so bleibt der Hilfspumpenkolben 14 bei einer Bewegung des Hauptpumpenkolbens 6 in Ruhe. Das nutzbare Fördervolumen der Pumpe entspricht dann dem Produkt von Arbeitsquerschnitt des Kolbens 6 und dessen stets konstantem Hub.If the guide piece 22 is pivoted in the direction of arrow D so far, that it passes through the axis of the pin 21, this can be done by appropriate Reach the cranking of the lever 22, the auxiliary pump piston 14 remains in motion of the main pump piston 6 at rest. The usable delivery volume of the pump corresponds then the product of the working cross-section of the piston 6 and its always constant Hub.

Wird das Führungsstück 22 entgegen der Richtung des Pfeiles D so weit verschwenkt, daß der Hub des Hilfskolbens 14 ebenso groß wird wie der des Hauptkolbens 6, aber diesem gegenüber stets entgegensetzt gerichtet ist, so wird die Fördermenge der Pumpe gleich Null. Dies kommt daher, daß bei Eintreten des Hauptkolbens 6 beispielsweise in den Pumpenraum io ein gleich großes Volumen des Hilfspumpenkolbens 14 aus dem Raum io herausgezogen wird, so daß das durch den Hauptpumpenkolben 6 verdrängte Öl den Raum einnimmt, der durch das Zurückziehen des Hilfspumpenkolbens 14 frei wird. In dieser Stellung des Führungsstückes 2o kann also die Brennkraftmaschine mit konstantem Hub weiterlaufen, ohne daß in den Druckkessel 13 Öl hineingefördert wird. Zwischen den beiden beschriebenen Grenzlagen des Führungsstückes 2o sind alle Zwischenstellungen einstellbar.If the guide piece 22 is against the direction of arrow D so far pivoted so that the stroke of the auxiliary piston 14 is as great as that of the main piston 6, but is always directed in the opposite direction to this, the delivery rate is of the pump is zero. This is because when the main piston 6 occurs, for example in the pump chamber io an equal volume of the auxiliary pump piston 14 from the Space io is pulled out so that it is displaced by the main pump piston 6 Oil occupies the space that is vacated by the retraction of the auxiliary pump piston 14 will. In this position of the guide piece 2o, the internal combustion engine can continue to run at a constant stroke without oil being pumped into the pressure vessel 13 will. Between the two described limit positions of the guide piece 2o are all Adjustable intermediate positions.

Die Vorrichtung gemäß Fig. r wirkt also nicht nur als stufenlos veränderliches Getriebe, mit dessen Hilfe eine bestimmte Arbeitsleistung der Brennkraftmaschine wahlweise in eine große Fördermenge und geringen Förderdruck oder in eine kleinere Fördermenge und höheren Förderdruck aufgeteilt werden kann, sondern darüber hinaus auch noch als Kupplung, die ein Weiterlaufen der Brennkraftmaschine ohne Förderung von Druckmedium gestattet. Da in diesem Fall keine äußere Arbeit von der Brennkraftmaschine geleistet zu werden braucht, kann man bei diesem Betriebszustand die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine auf das erforderliche Minimum herabsetzen.The device according to FIG. R does not only act as a continuously variable Transmission, with the help of which a certain work performance of the internal combustion engine optionally in a large delivery rate and low delivery pressure or in a smaller one Delivery rate and higher delivery pressure can be divided, but beyond also as a clutch, which means that the internal combustion engine continues to run without promotion of print media allowed. In this case, there is no external work from the internal combustion engine needs to be done, you can cut the fuel supply in this operating state reduce to the internal combustion engine to the required minimum.

Die Forderung, daß der Hub des Hilfspumpenkolbens 14 gleich groß, aber stets entgegengesetzt zu dem Hub des Hauptpumpenkolbens 6 sein muß, wenn man durch entsprechende Verschiebung des Führungsstückes 22 die Förderung von Druckmedium durch die Pumpe beenden will, gilt nur unter der Voraussetzung, daß die Durchmesser bzw. die freien Arbeitsflächen von Hilfspumpenkolben 14 und Hauptpumpenkolben 6 gleich sind. Ist die freie Arbeitsfläche des Hilfspumpenkolbens 14 kleiner als die des Hauptpumpenkolbens 6, so muß der Hub des Hilfspumpenkolbens entsprechend größer sein als der des Hauptpumpenkolbens und sinngemäß umgekehrt kleiner, wenn die freie Arbeitsfläche des Hilfspumpenkolbens größer ist als die des Hauptpumpenkolbens.The requirement that the stroke of the auxiliary pump piston 14 is the same, but must always be opposite to the stroke of the main pump piston 6 when one by shifting the guide piece 22 accordingly, the conveyance of pressure medium wants to finish by the pump, only applies provided that the diameter or the free working surfaces of auxiliary pump piston 14 and main pump piston 6 are the same. If the free working area of the auxiliary pump piston 14 is smaller than that of the main pump piston 6, the stroke of the auxiliary pump piston must be correspondingly larger than that of the main pump piston and vice versa, if the free one The working area of the auxiliary pump piston is larger than that of the main pump piston.

Die Stellung des Führungsstückes 22 und damit die Bemessung des Fördervolumens der Pumpe kann von einem bestimmten Betriebszustand der Vorrichtung abgeleitet werden. So kann z. B. von der Leitung 12 eine Verbindungsleitung 24 zu einem Zylinder 25 abgehen, in welchem ein Kolben 26 geführt ist, der über ein Gestänge 27, 28 die Stellung des Führungsstückes 22 steuert. Dieser Kolben kann unter der Wirkung einer Gegenfeder 29 stehen. Erhöht sich der Druck in der Leitung 12 und damit im Zylinder 25 unterhalb des Kolbens 26, so wird der Kolben unter Zusammenpressung der Feder 29 in Richtung des Pfeiles E verschoben und damit das Führungsstück 22 entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles,D verschwenkt. Damit wird der Hub des Hilfspumpenkolbens 14. vergrößert, und dies hat zur Folge, daß bei konstant bleibender Leistung der Brennkraftmaschine eine geringere Menge mit entsprechend höherem Druck als zuvor gefördert wird.The position of the guide piece 22 and thus the dimensioning of the delivery volume the pump can be derived from a specific operating state of the device. So z. B. from the line 12 a connecting line 24 to a cylinder 25 go out, in which a piston 26 is guided, which via a linkage 27, 28 the Position of the guide piece 22 controls. This piston can be under the action of a Counter spring 29 are available. The pressure in the line 12 and thus in the cylinder increases 25 below the piston 26, the piston is compressed under compression of the spring 29 shifted in the direction of arrow E and thus the guide piece 22 opposite pivoted to the direction of the arrow, D. This becomes the stroke of the auxiliary pump piston 14. increased, and this has the consequence that with constant performance of the Internal combustion engine a smaller amount with a correspondingly higher pressure than before is promoted.

Die Feder 29 kann gegen ein Widerlager 3o abgestützt sein, das über ein Gestänge 31, 32 im Zylinder 25 verstellbar ist, so daß die Stellung des Führungsstückes 22 zusätzlich auch willkürlich geändert werden kann. Man kann auch auf die automatische Einstellung dieses Führungsstückes verzichten und ausschließlich durch ein Gestänge od. dgl. eine willkürliche Verstellung des Führungsstückes 22 herbeiführen. Außerdem kann in an sich bekannter Weise die Zufuhr von Brennstoff zur Brennkraftmaschine willkürlich und/oder in Abhängigkeit von irgendeinem frei wählbaren Betriebszustand gesteuert werden.The spring 29 can be supported against an abutment 3o, which over a linkage 31, 32 is adjustable in the cylinder 25, so that the position of the guide piece 22 can also be changed arbitrarily. You can also use the automatic Do not adjust this guide piece and only use a linkage or the like. Bringing about an arbitrary adjustment of the guide piece 22. aside from that can in itself known way the supply of fuel to the internal combustion engine arbitrarily and / or as a function of any freely selectable operating state being controlled.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung einer weiteren Vorrichtung gemäß der Erfindung. Auf der Kolbenstange 5 der Kolben der Brennkraftmaschine sitzt ein Pumpenkolben 33, der in einem Pumpengehäuse 34 arbeitet, welches durch eine Zwischenwand 35 in die beiden Pumpenräume 36, 37 geteilt ist. An jeden Pumpenraum schließt sich ein Aufsatz 38, 39 an, in welchem je ein Kolben 40, 41 gleitbar angeordnet ist, der unter der Einwirkung von Federn 42, 43 steht.FIG. 2 shows an illustration of a further device according to FIG Invention. A pump piston sits on the piston rod 5 of the pistons of the internal combustion engine 33, which works in a pump housing 34, which is surrounded by a partition 35 in the two pump chambers 36, 37 is divided. Closes to each pump room Attachment 38, 39, in each of which a piston 40, 41 is slidably arranged, the is under the action of springs 42, 43.

Wird die Kolbenstange 5 und damit der Pumpenkolben 33 in Richtung des Pfeiles F vorgeschoben und herrscht in der Leitung 12- ein hoher Druck, so ist das Auslaßventil 44 durch den Druck der Leitung 12 so stark belastet, daß es sich erst öffnet, wenn im Pumpenraum 37 ein entsprechend hoher Druck erzeugt ist. Bis zur Erzeugung dieses Druckes wird die Feder 42 durch den auf dem Kolben 40 lastenden Druck zusammengepreßt, und erst dann, wenn durch den Vorschub des Kolbens 33 trotz Vergrößerung des Pumpenraumes 37 ein Druck erzeugt worden ist, welcher hinreicht, um das Auslaßventil 44 zu öffnen, setzt sich der anschließende Teil des Hubes des Pumpenkolbens 33 in nutzbare Fördermenge um. Der erste Teil des Kolbenhubes ist hinsichtlich der Fördermenge der Pumpe wirkungslos. Beim Zurückgehen des Kolbens 33 dehnt sich die Feder 42 unter Vorschiebung des Kolbens 40 wieder in ihre zweckmäßig durch Anschläge begrenzte Anfangsstellung aus, so daß beim Saughub die Pumpenkammer 37 wieder mit der gleichen Ölmenge gefüllt wird wie zuvor. Das vorher beschriebene Arbeitsspiel geht dann in der Pumpenkammer 36 unter Öffnung des Auslaßventils 45 vor sich.If the piston rod 5 and thus the pump piston 33 in the direction of the arrow F advanced and there is a high pressure in the line 12-, so is the outlet valve 44 is so heavily loaded by the pressure of the line 12 that it is only opens when a correspondingly high pressure is generated in the pump chamber 37. To to generate this pressure, the spring 42 is acted upon by the piston 40 which bears on it Pressure compressed, and only if by the advance of the piston 33 despite Enlargement of the pump chamber 37 a pressure has been generated which is sufficient to open the outlet valve 44, the subsequent part of the stroke of the continues Pump piston 33 converts into usable delivery rate. The first part of the piston stroke is ineffective with regard to the delivery rate of the pump. When the piston goes back 33, the spring 42 expands back into its expedient position as the piston 40 is advanced starting position limited by stops, so that the pump chamber during the suction stroke 37 is refilled with the same amount of oil as before. The one previously described The work cycle then takes place in the pump chamber 36 with the outlet valve 45 opening in front of you.

Bei unveränderlich eingestellten Federn 42, 43 erfolgt die Aufteilung der Pumpenleistung auf Fördermenge und Förderdruck automatisch derart, daß der Förderdruck stets dem in der Leitung 12 bzw. in dem Druckkessel 13 herrschenden Druck entspricht. Durch steuerbare Einstellung der Feder kann die Vorrichtung den etwa wechselnden Betriebszuständen der Brennkraftmaschine beliebig angepaßt werden.When the springs 42, 43 are set unchangeably, the division takes place the pump output on the delivery rate and delivery pressure automatically in such a way that the delivery pressure always corresponds to the pressure prevailing in the line 12 or in the pressure vessel 13. By controllable adjustment of the spring, the device can change the approximately Operating states of the internal combustion engine can be adapted as desired.

Weiterhin können die die Vergrößerung der Pumpenräume 36,37 steuernden Kolben 40,41 auch von einem Steuergestänge her verstellt werden, so daß durch dessen Einstellung willkürlich die jeweilige Höhe des Druckes in der Leitung 12 bzw. dem Druckkessel 13 eingestellt werden kann, wobei dieser Druck, multipliziert mit dem Fördervolumen, der jeweiligen Leistung der Brennkraftmaschine entspricht. Das Steuergestänge für die Kolben 40,41 muß bei jedem Kolbenhub ebenfalls einen Steuerhub vollführen. Furthermore, the pistons 40, 41 controlling the enlargement of the pump chambers 36, 37 can also be adjusted by a control rod so that the respective level of the pressure in the line 12 or the pressure vessel 13 can be set arbitrarily by its adjustment, this pressure being adjusted , multiplied by the delivery volume, which corresponds to the respective power of the internal combustion engine. The control linkage for the pistons 40, 41 must also perform a control stroke with each piston stroke.

Ferner kann z. B. in dem Luftdom 13 eine Druckmeßv orrichtung angeordnet sein, die bei Erreichung des für die Anlage vorgesehenen Höchstdruckes die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine drosselt, falls der Verbrauch des Druckmediums geringer wird als die Förderleistung der Pumpe, so daß dadurch die Leistung der Brennkraftmaschine dem jeweiligen Betriebsbedarf angepaßt werden kann. Abseits von dieser automatischen Beeinflussung der Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine kann die übliche, eine willkürliche Beeinflussung der Brennstoffzufuhr regelnde Vorrichtung vorgesehen sein.Furthermore, z. B. be arranged in the air dome 1 3 a Druckmeßv device that throttles the fuel supply to the internal combustion engine when the maximum pressure provided for the system is reached, if the consumption of the pressure medium is less than the delivery rate of the pump, so that the performance of the internal combustion engine is the respective Operational needs can be adjusted. Apart from this automatic influencing of the fuel supply to the internal combustion engine, the usual device regulating an arbitrary influencing of the fuel supply can be provided.

Die Vorrichtungen gemäß Erfindung können vorteilhaft als Getriebe für Fahrzeuge verwendet werden, insbesondere als Flüssigkeitsgetriebe. Die Auslaufleitungen der Pumpenräume können dabei in einen Druckbehälter einmünden, der an passender Stelle einen Luftdom besitzt, so daß die durch den Pumpvorgang auftretenden Druckschwankungen in dem Druckbehälter ausgeglichen werden. Von dem Druckbehälter führt dann eine Druckleitung zu einer Vorrichtung, welche das Arbeitsvermögen der Druckflüssigkeit in eine Drehbewegung umwandelt. Diese Drehmomenterzeuger können in bekannter Weise so ausgebildet sein, daß sie unmittelbar an ihrer abtreibenden Welle ohne Zwischenschaltung anderer Elemente, wie Kurbeln od. dgl., eine Drehbewegung erzeugen. Erforderlichenfalls kann zwischen die abtreibende Welle des Drehmomenterzeugers und die Triebwelle des Fahrzeuges noch eine feste Übersetzung eingebaut werden, so daß z. B. die Triebwelle des Fahrzeuges mit geringerer Drehzahl umläuft als die abtreibende Welle des Drehmomenterzeugers. Jeder Drehmomenterzeuger kann ein oder mehrere Räder des Fahrzeuges antreiben. Wirkt bei einem Fahrzeug mit zwei angetriebenen Rädern auf jedes der Treibräder ein Drehmomenterzeuger, so wird das sonst notwendige Differentialgetriebe zwischen diesen beiden Rädern entbehrlich. Wirkt bei einem Fahrzeug mit vier angetriebenen, auf zwei Achsen sitzenden Rädern auf jedes Rad ein Drehmomenterzeuger ein, so erspart man sogar drei Differentialgetriebe, nämlich je eins in jeder der Achsen und ein drittes zwischen den beiden Achsen. Durch Vertauschung der Zu-und Ableitungen für die Druckflüssigkeit bzw. die drucklose Flüssigkeit kann in bekannter Weise die Umlaufrichtung des oder der Drehmomenterzeuger geändert werden.The devices according to the invention can advantageously be used as a transmission be used for vehicles, especially as a fluid transmission. The discharge lines the pump rooms can open into a pressure vessel that is more suitable Place an air dome, so that the pressure fluctuations caused by the pumping process be balanced in the pressure vessel. One then leads from the pressure vessel Pressure line to a device, which the working capacity of the pressure fluid converted into a rotary motion. These torque generators can be used in a known manner be designed so that they are directly connected to their output shaft without interposition Other elements, such as cranks or the like, generate a rotary movement. If necessary can between the output shaft of the torque generator and the drive shaft of the Vehicle still be installed a fixed translation, so that z. B. the drive shaft of the vehicle rotates at a lower speed than the output shaft of the torque generator. Each torque generator can drive one or more wheels of the vehicle. Works in the case of a vehicle with two driven wheels, a torque generator on each of the drive wheels, this is how the otherwise necessary differential gear between these two wheels becomes dispensable. Works on a vehicle with four powered vehicles sitting on two axles Wheels a torque generator on each wheel, this saves even three differential gears, namely one in each of the axes and a third between the two axes. By swapping the supply and discharge lines for the hydraulic fluid or the pressureless one Liquid can in a known manner the direction of rotation of the torque generator (s) to be changed.

Für die Drehmomenterzeuger können grundsätzlich zwei verschiedene Bauarten benutzt werden: A. Drehmomenterzeuger mit im Betrieb unveränderlichen Wirkungsflächen bzw.Basically two different ones can be used for the torque generator Types of construction are used: A. Torque generators with invariable surfaces during operation respectively.

Wirkungsräumen Dadurch, daß die von der Brennkraftmaschine gelieferte Förderleistung durch das beschriebene Getriebe beliebig auf ihre beiden Faktoren aufteilbar ist, kann auf den Drehmomenterzeuger entweder eine große Fördermenge mit kleinem Druck oder eine kleinere Fördermenge mit größerem Druck zur Einwirkung gebracht werden, wenn man von der Möglichkeit, die Leistung der antreibenden Brennkraftmaschine ihrerseits durch Veränderung der Brennstoffzufuhr zu regeln, absieht. Eine große b ördermenge mit verhältnismäßig kleinem Druck bedeutet bei gegebenem Arbeitsvolumen des Drehmomenterzeugers die Erzielung einer hohen Geschwindigkeit, wohei jedoch die auf die abtreibende Welle des Drehmomenterzeugers wirkende Kraft verhältnismäßig gering ist, während eine kleine Fördermenge mit verhältnismäßig hohem Druck eine geringe Drehgeschwindigkeit der abtreibenden Achse des Drehmomenterzeugers hervorruft, wobei die auf die abtreibende Welle des Drehmomenterzeugers wirkende Kraft jedoch entsprechend vergrößert wird. Wird die Fördermenge unter Benutzung der geschilderten Vorrichtungen auf den Wert Null verringert, so kann die Brennkraftmaschine im Leerlauf weiterarbeiten, ohne daß auf den Drehmomenterzeuger überhaupt ein Drehmoment ausgeübt wird, d. h. das beschriebene Getriebe ersetzt gleichzeitig auch eine Kupplung.Effective areas by the fact that the supplied by the internal combustion engine Delivery rate through the described gearbox to any of its two factors is divisible, either a large flow rate can be delivered to the torque generator with low pressure or a smaller flow rate with greater pressure to act be brought, if one of the possibility of the performance of the driving internal combustion engine for their part to regulate by changing the fuel supply, refrains. A big Flow rate with relatively low pressure means for a given working volume of the torque generator the achievement of a high speed, but where the force acting on the output shaft of the torque generator is relatively low, while a small flow rate with relatively high pressure, a low rotational speed of the output shaft of the torque generator causes, the acting on the output shaft of the torque generator However, force is increased accordingly. Is the flow rate using of the devices described is reduced to the value zero, the internal combustion engine can continue to work at idle without applying any torque to the torque generator is exercised, d. H. the transmission described also replaces a clutch at the same time.

Die Verwendung von Drehmomenterzeugern mit im Betrieb unveränderlichen Wirkungsflächen bzw. Wirkungsräumen setzt voraus, daß auch bei der größten vorgeschriebenen Drehzahl des Drehmomenterzeugers die Fördermenge der Pumpe ausreicht, um die Wirkungsräume des Drehmomenterzeugers bei dieser Drehzahl zu füllen. Falls sich diese Bedingung aus konstruktiven oder betrieblichen Gründen nicht oder nur mit Schwierigkeiten erfüllen läßt, so kann eine andere Bauart des Drehmomenterzeugers benutzt werden, nämlich B. Drehmomenterzeuger mit im Betrieb veränderlichen Wirkungsflächen bzw. Wirkungsräumen Um eine ausreichende Drehzahl an -der abtreibenden Welle des Drehmomenterzeugers auch bei beschränktem, durch die Baugröße der Pumpe bedingten maximalem Fördervolumen zu erreichen, kann man bei durch Druckflüssigkeit angetriebenen Drehmomenterzeugern deren Arbeitsräume so verkleinern, daß die unter Druck gesetzten Arbeitsflächen, die mit der abtreibenden Welle des Drehmomenterzeugers gekuppelt sind, von einem bestimmten Drehzahlbereich des Drehmomenterzeugers an verkleinert werden. Dadurch wird erreicht, daß eine geringe Fördermenge je Zeiteinheit eine ausreichende Drehzahl des Drehmomenterzeugers je Zeiteinheit hervorruft. Es muß erforderlichenfalls der Druck der Förderflüssigkeit umgekehrt proportional zur Verringerung der Größe der Wirkungsfläche heraufgesetzt werden, um ein konstantes Gesamtdrehmoment zu erzielen.The use of torque generators with unchangeable in operation Effective areas or effective areas presupposes that even with the largest prescribed Speed of the torque generator the delivery rate of the pump is sufficient to the effective areas of the torque generator at this speed. If this condition not, or only with difficulties, for structural or operational reasons can meet, a different type of torque generator can be used, namely B. Torque generators with working areas that change during operation or Effective areas To ensure a sufficient speed on the output shaft of the torque generator even with limited maximum delivery volume due to the size of the pump can be achieved with torque generators driven by hydraulic fluid reduce their work spaces so that the pressurized work surfaces, coupled to the output shaft of the torque generator from one specific speed range of the torque generator to be reduced. Through this it is achieved that a small delivery rate per unit of time a sufficient speed of the torque generator per unit of time. If necessary, the The pressure of the pumped liquid is inversely proportional to the reduction in the size of the Effective area can be increased in order to achieve a constant total torque.

Zur Verringerung der Größe der Wirkungsflächen an mittels Druckflüssigkeit angetriebenen Drehmomenterzeugern kann man entweder die Zahl der Wirkungsflächen verringern, wobei man die Einzelgröße jeder Wirkungsfläche gleich läßt, oder man kann die Zahl der Wirkungsflächen gleich lassen, jedoch deren Einzelgrößen verringern. Es sind auch Kombinationen beider Möglichkeiten durchführbar. Die Verringerung der Größe der Wirkungsflächen kann stufenweise vor sich gehen (insbesondere dann, wenn man die Einzelgröße jeder Wirkungsfläche unverändert läßt und dafür die Zahl der beaufschlagten Wirkungsflächen verringert) oder stufenlos (insbesondere dann, wenn man die Zahl der beaufschlagten Wirkungsflächen unverändert läßt und dafür deren Einzelgröße verringert).To reduce the size of the effective surfaces by means of hydraulic fluid Driven torque generators can either be the number of effective surfaces reduce, leaving the individual size of each effective area the same, or one can leave the number of effective areas the same, but reduce their individual sizes. Combinations of both options can also be carried out. Reducing the The size of the effective areas can be gradual (especially if one leaves the individual size of each effective area unchanged and instead the number of impacted effective areas reduced) or continuously (especially if one leaves the number of impacted surfaces unchanged and theirs Single size reduced).

Die Steuerung der Größe der Wirkungsflächen hat insbesondere Bedeutung in den Fällen, in denen der Drehmomenterzeuger durch ein nicht kompressibles Medium, also eine Druckflüssigkeit, angetrieben wird.The control of the size of the effective areas is particularly important in cases in which the torque generator is through a non-compressible medium, so a hydraulic fluid is driven.

Erfolgt der Antrieb des Drehmomenterzeugers durch ein kompressibles Druckgas und dessen Steuerung derart, daß dieses bei Arbeitsleistung expandiert, so wird der oben beschriebene Zweck auch erreicht, wenn ohne Veränderung der auf die Abtriebswelle des Drehmomenterzeugers arbeitenden Größe jeder Einzelwirkungsfläche die Größe der Wirkungsräume verringert und dafür der Druck des Gases erhöht wird. Dies hat den Vorteil, daß die Größe der Förderpumpe verhältnismäßig gering gehalten werden kann, denn bei einem Fahrzeug kommen große Drehzahlen der Triebräder und damit der Welle des Drehmomenterzeugers nur dann in Frage, wenn der Fahrwiderstand nicht überaus groß ist, d. h. wenn die Druckerzeugungskapazität der Förderpumpe nicht ausgenutzt wäre.If the torque generator is driven by a compressible Pressurized gas and its control in such a way that it expands when performing work, so the purpose described above is achieved even if without changing the on the output shaft of the torque generator working size of each individual effective area the size of the effective spaces is reduced and the pressure of the gas is increased. This has the advantage that the size of the feed pump is kept relatively small can be, because in a vehicle there are high speeds of the drive wheels and thus the shaft of the torque generator only in question when the driving resistance is not very large, d. H. when the pressure generating capacity of the feed pump would not be used.

Es kann in solchen Fällen betrieblich und konstruktiv günstiger sein, die Pumpe so zu bauen und zu betreiben, daß sie lieber mit einem hohen Druck, dafür aber mit einem geringeren Fördervolumen arbeitet. Man kann dann entweder die Querschnitte und sonstigen Abmessungen der Pumpe oder deren Hubzahl je Zeiteinheit herabsetzen.In such cases it can be operationally and structurally more favorable to build and operate the pump in such a way that it would rather be at a high pressure, for this but works with a lower volume of funding. You can then either use the cross sections and other dimensions of the pump or the number of strokes per unit of time.

Die Vorrichtungen gemäß der Erfindung können auch für andere Zwecke als für den Antrieb von Fahrzeugen benutzt werden, z. B. zur stufenlosen Regelung von Kompressoren für Gase. Die aus den Pumpenräumen wegführenden. Druckleitungen können dann unmittelbar zu den Verbrauchsstellen des Druckgases führen, z. B. zu durch das Druckgas angetriebenen Werkzeugen od. dgl.The devices according to the invention can also be used for other purposes than to be used for driving vehicles, e.g. B. for stepless regulation of compressors for gases. Those leading away from the pump rooms. Pressure lines can then lead directly to the points of consumption of the compressed gas, z. B. to by the pressurized gas driven tools or the like.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE; z. Vorrichtung zur Umwandlung der Energie einer mit hin und her gehendem Kolben ausgerüsteten Brennkraftmaschine in Strömungsarbeit eines strömungsfähigen Mediums, derart, daß der gegebene Betrag der Strömungsarbeit auf die ihn bildenden Faktoren, nämlich Druck bzw. Fördervolumen, beliebig aufteilbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben von Brennkraftmaschine und Förderpumpe ohne Zwischenschaltung umlaufender Triebwerkteile miteinander gekuppelt sind und bei konstantem Hub des Kolbens der Brennkraftmaschine sowie bei konstantem Hub und Querschnitt des Kolbens der Förderpumpe das Volumen der Pumpe steuerbar ist. s. Vorrichtung nach Anspruch z, gekennzeichnet durch einen Hauptpumpenkolben und einen auf den gleichen Pumpenraum wirkenden Hilfspumpenkolben, der vom Hauptpumpenkolben gegenläufig und mit veränderlichem Hub steuerbar ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der doppelseitig wirkende Hauptpumpenkolben (6) von den Kolben (3, 4) zweier fluchtend angeordneter Zylinder (1, 2) einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfspumpenkolben (14) von dem Hauptpumpenkolben (6) über ein Gestänge (18, 19, 20, 23) angetrieben wird und der Hub des Hilfspumpenkolbens (14) durch Verschiebung des Angriffspunktes (22) der Triebstange (23) des Hilfspumpenkolbens (14) an einem Lenker (22) des Verbindungsgestänges verstellbar ist. 5. Vorrichtung zur Einstellung des Hubes des Hilfspumpenkolbens bei einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche :2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Hubes des Hilfspumpenkolbens (14) durch die Druckänderung gesteuert wird, die sich nach Maßgabe der Pumpenleistung einerseits und des Verbrauches der von der Anlage angetriebenen Vorrichtung andererseits in der Austrittsleitung (12) der Pumpe einstellt. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Hubes des Hilfspumpenkolbens (14) zusätzlich durch eine willkürlich zu betätigende Vorrichtung gesteuert wird. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Steuerzylinder (25) mit darin angeordnetem, über ein Gestänge (27,:28) auf ein Führungsstück (22) wirkendem Steuerkolben (26), der unter Einwirkung des durch eine Leitung (24) an ihn herangebrachten Druckmediums einerseits und einer Gegenfeder (29) andererseits steht, wodurch infolge der Verstellung des Führungsstückes (22) auf der Schwinge (2) eines die Kolbenstange (5) des Hauptpumpenkolbens (6) mit der Kolbenstange (15) des Hilfspumpenkolbens (14) verbindenden Gestänges der Hub des Hilfspumpenkolbens (14) veränderlich ist. B. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet durch ein mittels einer Einstellvorrichtung (31, 32) verstellbares Widerlager (3o) für die auf den Steuerkolben (26) wirkende Feder (:29). g. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen zweckmäßig doppelseitig wirkenden Pumpenkolben (33) auf der gemeinsamen Kolbenstange (5) der Kolben (3, 4) einer Brennkraftmaschine und durch an die Pumpenräume (36, 37) anschließende Aufsätze (38, 39) mit in diesen gleitbaren, unter der Wirkung von Federn, (42, 43) stehenden Verschiebekolben (40, 41). io. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen zweckmäßig doppelseitig wirkenden Pumpenkolben auf der gemeinsamen Kolbenstange der Kolben einer Brennkraftmaschine und durch an die Pumpenräume anschließende Aufsätze mit in diesen gleitbaren, unter der Wirkung von Steuergestängen stehenden Verschiebekolben. ii. Vorrichtung nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verschiebekolben bewegenden Steuergestänge nach Maßgabe der Pumpenleistung einerseits und des Verbrauchs der von der Anlage angetriebenen Vorrichtung andererseits wirkungsveränderlich sind. 12. Vorrichtung zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges unter Benutzung der Vorrichtungen nach den Ansprüchen 2, 3, 4, 7, 8, 9, 1o, i i, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Pumpenräumen abgehenden Druckleitungen das unter Druck gesetzte strömungsfähige Medium einem Druckbehälter zuführen, der mit einem Luftdom ausgerüstet ist und nachgeschaltete Drehmomenterzeuger speist. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomenterzeuger unmittelbar auf eine Triebachse des Fahrzeuges einwirkt. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomenterzeuger unter Einschaltung einer unveränderlichen Vorrichtung zur Drehzahländerung auf eine Triebachse des Fahrzeuges einwirkt. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomenterzeuger in an sich bekannter Weise in seiner Drehrichtung durch Verlagerung der Zutrittsstelle für das Antriebsmedium umsteuerbar ist. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die im Drehmomenterzeuger angeordneten, von dem Druckmedium beaufschlagten Wirkungsflächen in ihrer Größe unveränderbar sind. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die im Drehmomenterzeuger angeordneten, von dem Druckmedium erfüllten Wirkungsräume in ihrer Größe unveränderbar sind. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die im Drehmomentermuger angeordneten, von dem Druckmedium beaufschlagten Wirkungsflächen in ihrer Größe steuerbar sind. i9. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der im Drehmomenterzeuger von dem Druckmedium beaufschlagten Wirkungsflächen unter Beibehaltung der Unveränderlichkeit der Größe der Einzelflächen steuerbar ist. 2o. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelgröße der im Drehmomenterzeuger von dem Druckmedium beaufschlagten Wirkungsflächen unter Beibehaltung ihrer Zahl steuerbar ist. 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die im Drehmomenterzeuger angeordneten, von dem Druckmedium erfüllten Wirkungsräume in ihrer Größe steuerbar sind. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der im Drehmomenterzeuger angeordneten, von dem Druckmedium erfüllten Wirkungsräume unter Beibehaltung der Größe der Einzelräume steuerbar ist. 23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelgröße der im Drehmomenterzeuger angeordneten, von dem Druckmedium erfüllten Wirkungsräume unter Beibehaltung ihrer Zahl steuerbar ist. PATENT CLAIMS; z. Device for converting the energy of an internal combustion engine equipped with reciprocating pistons into flow work of a flowable medium, in such a way that the given amount of flow work can be divided as desired between the factors forming it, namely pressure or delivery volume, characterized in that the pistons of the internal combustion engine and feed pump are coupled to one another without the interposition of rotating engine parts and the volume of the pump can be controlled with a constant stroke of the piston of the internal combustion engine and with a constant stroke and cross section of the piston of the feed pump. See device according to claim z, characterized by a main pump piston and an auxiliary pump piston which acts on the same pump chamber and which can be controlled in opposite directions by the main pump piston and with a variable stroke. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the double-acting main pump piston (6) is driven by the pistons (3, 4) of two aligned cylinders (1, 2) of an internal combustion engine. 4. Apparatus according to claim 2 and 3, characterized in that the auxiliary pump piston (14) is driven by the main pump piston (6) via a linkage (18, 19, 20, 23) and the stroke of the auxiliary pump piston (14) by shifting the point of application (22) of the drive rod (23) of the auxiliary pump piston (14) on a link (22) of the connecting rod is adjustable. 5. Device for adjusting the stroke of the auxiliary pump piston in a device according to one of claims: 2 to 4, characterized in that the size of the stroke of the auxiliary pump piston (14) is controlled by the change in pressure, which depends on the pump performance on the one hand and consumption the device driven by the system, on the other hand, is set in the outlet line (12) of the pump. 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the size of the stroke of the auxiliary pump piston (14) is additionally controlled by an arbitrarily operated device. 7. The device according to claim 5, characterized by a control cylinder (25) with arranged therein, via a linkage (27,: 28) on a guide piece (22) acting control piston (26) which under the action of the through a line (24) pressure medium brought to it on the one hand and a counter spring (29) on the other, whereby as a result of the adjustment of the guide piece (22) on the rocker (2) one of the piston rod (5) of the main pump piston (6) with the piston rod (15) of the auxiliary pump piston (14) connecting linkage, the stroke of the auxiliary pump piston (14) is variable. B. Device according to claim 5 and 6, characterized by an abutment (3o) adjustable by means of an adjusting device (31, 32) for the spring (: 29) acting on the control piston (26). G. Device according to claim i, characterized by an expediently double-acting pump piston (33) on the common piston rod (5) of the pistons (3, 4) of an internal combustion engine and by attachments (38, 39) adjoining the pump chambers (36, 37) with in this sliding piston (40, 41) under the action of springs (42, 43). ok Device according to claim i, characterized by an expediently double-acting pump piston on the common piston rod of the pistons of an internal combustion engine and by attachments adjoining the pump chambers with sliding pistons under the action of control rods. ii. Device according to claim 10, characterized in that the control rods which move the sliding pistons can be varied in their effect depending on the pump output on the one hand and the consumption of the device driven by the system on the other. 12. Device for driving a motor vehicle using the devices according to claims 2, 3, 4, 7, 8, 9, 1o, ii, characterized in that the pressure lines outgoing from the pump chambers feed the pressurized flowable medium to a pressure vessel, which is equipped with an air dome and feeds downstream torque generators. 13. The device according to claim 12, characterized in that the torque generator acts directly on a drive axle of the vehicle. 14. The device according to claim 12, characterized in that the torque generator acts on a drive axle of the vehicle with the involvement of an invariable device for changing the speed. 15. Apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that the torque generator can be reversed in a manner known per se in its direction of rotation by shifting the access point for the drive medium. 16. Device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the action surfaces arranged in the torque generator and acted upon by the pressure medium are invariable in size. 17. Device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the arranged in the torque generator, filled by the pressure medium effective spaces are invariable in size. 18. Device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the size of the active surfaces, which are arranged in the torque mover and acted upon by the pressure medium, can be controlled. i9. Device according to Claim 18, characterized in that the number of active surfaces acted upon by the pressure medium in the torque generator can be controlled while maintaining the unchangeability of the size of the individual surfaces. 2o. Device according to Claim 18, characterized in that the individual size of the active surfaces acted upon by the pressure medium in the torque generator can be controlled while maintaining their number. 21. Device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the size of the active spaces which are arranged in the torque generator and filled by the pressure medium can be controlled. 22. The device according to claim 21, characterized in that the number of the action spaces arranged in the torque generator and filled by the pressure medium can be controlled while maintaining the size of the individual spaces. 23. The device according to claim 21, characterized in that the individual size of the action spaces arranged in the torque generator and filled by the pressure medium can be controlled while maintaining their number.