DE102005048697A1

DE102005048697A1 - Ausgleichsbehälter für Hydrauliköl und Schwallelement hierzu

Info

Publication number: DE102005048697A1
Application number: DE102005048697A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bader
Original assignee: Geiger Technik Breitenau GmbH
Current assignee: Geiger Automotive GmbH
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-10-12
Also published as: DE102005048697B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter für einen Fluidkreislauf, insbesondere Ölausgleichsbehälter zur Aufnahme von Servoöl in einem Hydraulikkreis, vorzugsweise bei Servolenkungen, mit einem Gehäuse (1), einem in dem Gehäuse insbesondere zentral an der Unterseite vorgesehenen Zulauf oder Rücklaufstutzen (2), einem koaxial über dem Zulauf oder Rücklaufstutzen vorgesehenen Filter (7) und einem Federelement (8), welches sich gegenüber der Oberseite des Gehäuses oder einem dort angeordneten Bauelement (5) abstützt und den Filter (7) gegen eine um den Zulauf (2) vorgesehene Dichtfläche (19) presst, wobei zwischen Filter (7) und Federelement (8) ein Sitz (11) zur Aufnahme des Federelements (8) vorgesehen ist, wobei der Federsitz und/oder Filter (7) gleichzeitig als Schwallelement ausgebildet sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
GEBIET DER ERFINDUNG:
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter für einen Fluidkreislauf, insbesondere Ölausgleichsbehälter zur Aufnahme von Servoöl in einem Hydraulikkreis, vorzugsweise bei Servolenkungen, sowie ein Schwallelement hierfür.
STAND DER TECHNIK
In Hydraulikkreisläufen müssen zur sicheren Versorgung mit Hydrauliköl Ausgleichsbehälter vorgesehen sein, die ein gewisses Reservoir an Hydrauliköl aufnehmen. Entsprechende Ausgleichsbehälter werden beispielsweise für hydraulische Servolenkungen im Kraftfahrzeugbau eingesetzt. Gerade für diese Anwendung ist es nämlich erforderlich, dass vermieden wird, dass Luft in den Hydraulikkreislauf durch mangelnde Ölversorgung eindringt.
Trotz entsprechender Bereitstellung eines bestimmten Reservoirs an Hydrauliköl in einem Ausgleichsbehälter kann es bei einer entsprechenden Bewegung des Hydrauliköls im Ausgleichsbehälter durch entsprechende Schwankungen unter Umständen dazu kommen, dass Luft im Ansaugbereich des Ausgleichsbehälters angesaugt wird und in den Hydraulikkreislauf gelangt.
Um dies und insbesondere eine so genannte Hohlwirbelbildung im Ansaugbereich des Ausgleichsbehälters zu vermeiden, ist es bekannt, die Behälter entweder entsprechend groß zu dimensionieren bzw. die geometrischen Verhältnisse auf den Ansaugbereich anzupassen oder so genannte Schwallwände im Behälter vorzusehen, die eine ungehinderte Bewegung des Hydrauliköls im Behälter verhindern. Hier sind sowohl vertikale als auch horizontale Schwallwände bekannt.
Die horizontalen Schwallwände erstrecken sich gemäß des Standes der Technik von der Behälterwandung nach innen, wobei im Zentrum eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, um einen Durchtritt des Hydrauliköls von einem Bereich oberhalb der Schwallwand in einen Bereich unterhalb der Schwallwand und umgekehrt zu ermöglichen. Bei einem im Wesentlichen zylindrischen Ausgleichsbehälter ist somit eine entsprechende horizontale Schwallwand ringförmig mit einer zentralen Öffnung ausgebildet, wobei die Schwallwand an der Behälterwandung angeordnet bzw. befestigt ist.
Nachteilig ist bei dem Vorsehen einer horizontalen Schwallwand jedoch der fertigungstechnische Aufwand, da eine spritzgusstechnische Ausbildung der horizontalen Schwallwand bei den üblicherweise im Spritzguss hergestellten Kunststoffbehältern schwierig ist.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Stand der Technik weiterzubilden, und zwar insbesondere dahingehend, dass die Wirkungsweise einer horizontalen Schwallwand verbessert wird, so dass eine weitere Verringerung der Überdeckung des Ansaugbereichs des Ausgleichsbehälters mit Hydrauliköl und somit Verkleinerung des Ausgleichsbehälters möglich wird. Zudem soll ein entsprechender Ausgleichsbehälter einfach und mit geringem Aufwand herzustellen sein.

WESEN DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Behälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder Anspruchs 11 sowie einem Schwallelement mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung zeichnet sich nach einem ersten Aspekt dadurch aus, dass in einem Behälter für einen Fluidkreislauf, insbesondere einem Ölausgleichsbehälter zur Aufnahme von Servoöl für eine Servolenkung in einem Kraftfahrzeug, der Federsitz, welcher ein Ende eines Federelements aufnimmt, das einen Filter gegen eine um den Zulauf oder Rücklaufbereich des Behälters vorgesehene Dichtfläche drückt, und/oder der Filter zugleich als Schwallelement ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass durch die Integration zweier Funktionen, nämlich der Funktion eines Schwallelements und der Funktion eines Federsitzes oder Filters in einem einzigen Bauteil der Aufwand für das Schwallelement reduziert und die Konstruktion sowie die Fertigung vereinfacht werden. Da der Federsitz zur Aufnahme einer Feder, die den Filter auf den Ablauf bzw. den Absaugbereich presst bzw. der Filter auf jeden Fall vorgesehen werden müssen, erhöht sich der Aufwand lediglich dahingehend, dass entsprechende Schwallwände an dem Federsitz und/oder dem Filter vorgesehen werden müssen.

Vorzugsweise weist das Schwallelement mindestens eine im wesentlichen horizontale Schwallwand auf, die insbesondere in Form einer Bodenplatte des Federsitzes oder der Auflagefläche des Filters für die Feder ausgebildet ist und über den Filter hervorsteht und sich in Richtung der Behälter- bzw. Gehäusewand erstreckt.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den auch unabhängig Schutz begehrt wird, ist die mindestens eine horizontale Schwallwand so angeordnet, dass sie nicht an der Gehäusewand oder den Gehäusewänden des Behälters angeordnet oder befestigt ist, sondern im Abstand zu dieser bzw. zu diesen vorgesehen ist, so dass ein Spalt zwischen horizontaler Schwallwand und Gehäusewand verbleibt. Dieser Spalt dient als Durchtrittsbereich für das Fluid bzw. Hydrauliköl, um von einem ersten Bereich oberhalb der Schwallwand zu einem zweiten Bereich unterhalb der Schwallwand und umgekehrt zu gelangen. Entgegen dem Stand der Technik ist somit die Durchtrittsöffnung nicht zentral in der Mitte des Behälters, also bei einem im wesentlichen zylinderförmigen Behälter im Bereich der Zylinderlängsachse des Behälters vorgesehen, sondern im Randbereich an der Gehäusewand des Behälters. Eine derartige Ausgestaltung weist Vorteile bezüglich der Drosselwirkung für das in Bewegung befindliche bzw. aufgeschaukelte Fluid in dem Behälter auf.

Vorzugsweise sind in der mindestens einen, im wesentlichen horizontalen Schwallwand entlang des Umfangs Ausbuchtungen oder Einbuchtungen und/oder Durchtrittsöffnungen vorgesehen, die zusätzlich zu dem Spalt aufgrund der beabstandeten Anordnung der horizontalen Schwallwand von der Gehäusewand Durchtrittsbereiche für das in dem Behälter aufgenommenen Fluid bilden.

Durch eine Anpassung der Größe und/oder Geometrie der Durchtrittsbereiche, also der Größe und/oder Geometrie der Einbuchtungen oder Aussparungen bzw. Durchtrittsöffnungen sowie des Spalts kann die Drosseleigenschaft der Schwallwand auf das in dem Behälter aufgenommene Fluid, also beispielsweise dessen Viskosität angepasst werden.

Entsprechend ist es auch möglich, dass die im wesentlichen horizontale Schwallwand zumindest teilweise an einem im wesentlichen vertikal zur horizontalen Schwallwand verlaufenden Gehäusewand anliegt.

Vorzugsweise weist das Schwallelement, insbesondere der kombinierte Federsitz mit mindestens einer im wesentlichen horizontalen Schwallwand, zusätzlich ein oder mehrere vertikale Schwallwände auf, die insbesondere bei im wesentlichen zylindrischer Gestaltung des Ausgleichsbehälters als radial verlaufende im wesentlichen vertikale Schwallwände beabstandet zueinander entlang des Umfangs des Federsitzes angeordnet sind, wobei der Federsitz vorzugsweise eine korbähnliche Struktur mit einem Bodenbereich, einem beabstandet zu dem Bodenbereich vorgesehenen oberen Randbereich und entsprechenden Verbindungsstreben zwischen Randbereich und Bodenbereich aufweist. Vorzugsweise sind dann die vertikalen Schwallwände als Teil der Verbindungsstreben vorgesehen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Weise in

1 eine Schnittansicht durch einen Ölausgleichsbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung; und in

2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schwallelements

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
In 1 ist in einer Schnittansicht ein Ölausgleichsbehälter für Servoöl in einem Hydraulikkreislauf einer Servolenkung dargestellt. Der Behälter 1 weist an seiner Unterseite einen Öleinlauf 2 bzw. Rücklaufstutzen 2 auf, durch den das Servoöl vom Ölkreislauf in den Behälter 1 gelangt.
Benachbart zum Rücklaufstutzen 2 ist ein Ablaufstutzen 3 an der Unterseite des Behälters 1 angeordnet, durch den das Servoöl aus dem Ausgleichsbehälter 1 in den Kreislauf zurück fließt.
Das zufließende Öl wird durch ein Filterelement 7 geleitet, um anschließend in dem Ablaufstutzen 3 wieder dem Ölkreislauf zugeführt zu werden.
Das zylindrische Filterelement 7 wird mittels einer Schraubenfeder 8 auf die Dichtfläche 19 des Rücklaufstutzens 2 gedrückt, um eine Abdichtung des Filters 7 gegenüber dem Zulauf 2 zu gewährleisten, so dass keine Kurzschlussbrücke zwischen Ablauf 3 und Zulauf 2 vorhanden ist und das Servoöl durch das Filterelement 7 geführt werden muss.
Die Schraubenfeder 8, die den Filter 7 gegen die Dichtfläche 19 des Zulaufs 2 drückt, stützt sich gegenüber einem Einfüllstutzen 5 ab, der an der Oberseite in der Einfüllöffnung 10 des Behälters 1 angeordnet ist. Im zusammengebauten Zustand ist die Feder 8 so angeordnet, dass der Filter 7 gegen die Dichtfläche 19 des Zulaufs 2 gedrückt wird. Die Feder dient dazu, dass im kalten Zustand des Hydrauliköls durch ansteigenden Druck in den Leitungen der Filter 7 gegen die Feder 8 gedrückt werden kann, so dass ein Kurzschluss zwischen Zulauf 2 und Ablauf 3 entsteht. Dies verhindert bei einem insbesondere hohen Verschmutzungsgrad des Öls einen Abriss der Versorgung mit Hydrauliköl. Sobald das Öl auf Betriebstemperatur ist, sinkt der Druck ab und der Filter 7 wird durch die Federkraft der Feder 8 wieder auf die Dichtfläche 19 gepresst, so dass nunmehr das angesaugte Servoöl nur durch den Filter 7 wieder in den Ablauf 3 gelangen kann.
Der Einfüllstutzen 5, gegen den sich die Feder 8 an einer an dem Einfüllstutzen 5 ausgebildeten Schulter 20 abstützt, ist in einer nach innen gezogenen Buchse der Behälteröffnung 10 verrastet. Der zylindrische Einfüllstutzen 5 weist an seinem dem Behälterinneren zugewandten Ende ein Sieb 6 auf, mit dem Schmutz aus dem einzufüllenden Hydrauliköl beim Einfüllen zurück gehalten werden kann. Der Einfüllstutzen 5 und somit die Behälteröffnung 10 werden durch einen Deckel 4 verschlossen, an dem an der dem Behälterinneren zugewandten Innenseite ein Ölmessstab 9 angeordnet ist.
Die Feder 8 liegt einerseits unterhalb der Schulter 20 des Einfüllstutzens 5 an diesem an und wird am gegenüberliegenden Ende in einem Sitz 11 aufgenommen, welcher an der der Behälteröffnung 10 zugewandten Seite des Filters 7 vorgesehen ist. Hierzu weist der Sitz 11 eine becherartige Form auf, in der nicht nur die Schraubenfeder 8 aufgenommen ist, sondern auch der Einfüllstutzen 5 mit seinem behälterseitigen Ende hineinragt.
Der Sitz 11 weist eine im wesentlichen horizontal verlaufende Schwallwand 12 sowie im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere vertikale Schwallwände 13 auf.
Der Sitz 11 ist in größerem Detail in 2 in einer perspektivischen Darstellung wiedergegeben. Wie sich gut aus der 2 ergibt, bildet die im wesentlichen horizontale Schwallwand 12 eine Bodenplatte, auf der die korbartige Aufnahme für die Schraubenfeder angeordnet ist. Die korbartige Aufnahme weist einen oberen Rand 15 sowie Verbindungsstreben 14 zur horizontalen Schwallwand 12 auf. Im unteren Bereich des Korbes ist an der horizontalen Schwallwand 12 eine Federauflage 17 ausgebildet. Zwischen den Verbindungsstreben 14 sind Durchgangsöffnungen 18 vorgesehen, durch die das einzufüllende Hydrauliköl in den Servokreislauf gelangen kann.
Neben den Verbindungsstreben 14 sind an dem Korb des Sitzes 11 im wesentlichen vertikale Schwallwände 13 ausgebildet, die zugleich die Funktion einer Verbindungs- bzw. Stützstrebe für den oberen Rand 15 gegenüber der horizontalen Schwallwand 12 übernehmen.
An der horizontalen Schwallwand sind, wie in 2 gut zuerkennen ist, umlaufend um die kreisförmige Schwallwand 12 am Umfang Ausnehmungen bzw. Einbuchtungen 16 vorgesehen, die Durchgangsbereiche für das Servoöl vom unteren Teil des Behälters zum oberen Teil des Behälters und umgekehrt definieren.
Wie sich insbesondere auch aus 1 ergibt, ist die im wesentlichen horizontale Schwallwand 12 gegenüber der zylindrischen Gehäusewand 21 des Behälters 1 beabstandet angeordnet, so dass sich ein umlaufender Spalt 22 ergibt. Sowohl durch den Spalt 22 als auch durch die von den Ausnehmungen 16 gebildeten Durchgangsbereiche ist ein Transport von Hydrauliköl von dem durch die Schwallwand 12 abgeteilten oberen Bereich des Behälters 1 in den unteren Bereich und umgekehrt möglich. Bei einem Aufschaukeln des Öls in dem Behälter 1, beispielsweise durch das Slalomfahren eines Fahrzeugs, in dem der Servoölbehälter angeordnet ist, führt die Schwallwand 12 mit den verkleinerten Durchgangsbereichen im Bereich des Spaltes 22 und der Ausnehmungen 16 zu einer Drosselung der Ölbewegung, so dass das Aufschaukeln des Hydrauliköls und die Ausbildung von Hohlwirbeln im Ansaugbereich und somit auch die Ansaugung von Luft verhindert werden kann. Entsprechend ist eine geringere Überdeckung des Rücklaufbereichs bzw. Zulaufs 2 mit Hydrauliköl erforderlich, um eine Luftansaugung definitiv auszuschließen. Die geringere Überdeckung des Rücklaufbereichs mit Hydrauliköl führt wiederum dazu, dass der Behälter 1 insgesamt kleiner gebaut werden kann.

Claims

Behälter für einen Fluidkreislauf, insbesondere Ölausgleichsbehälter zur Aufnahme von Servoöl in einem Hydraulikkreis, vorzugsweise bei Servolenkungen, mit einem Gehäuse (1), einem in dem Gehäuse insbesondere zentral an der Unterseite vorgesehenen Zulauf oder Rücklaufstutzen (2), einem koaxial über dem Zulauf oder Rücklaufstutzen vorgesehenen Filter (7) und einem Federelement (8), welches sich gegenüber der Oberseite des Gehäuses oder einem dort angeordneten Bauelement (5) abstützt und den Filter (7) gegen eine um den Zulauf (2) vorgesehene Dichtfläche (19) presst, wobei zwischen Filter (7) und Federelement (8) ein Sitz (11) zur Aufnahme des Federelements (8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Federsitz und/oder der Filter (7) gleichzeitig als Schwallelemente ausgebildet sind.
Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwallelement eine im Wesentlichen horizontale Schwallwand (12) aufweist.
Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwallelement und insbesondere die im Wesentlichen horizontale Schwallwand (12) koaxial zum Zulauf oder Rücklaufstutzen (2) angeordnet sind.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen horizontale Schwallwand (12) mit Abstand gegenüber mindestens einer oder mehreren benachbarten, zumindest teilweise im Wesentlichen senkrecht zur Schwallwand verlaufenden Gehäusewänden angeordnet ist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen horizontale Schwallwand (12) an ihrem Umfang Durchtrittsöffnungen und/oder Aussparungen oder Einbuchtungen (16) aufweist, die gegenüber einer benachbarten, im Wesentlichen vertikalen Gehäusewand Durchgangsbereiche definieren.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der im Wesentlichen horizontalen Schwallwand (12) von mindestens einer oder mehreren vertikalen Gehäusewänden und/oder die durch die Einbuchtungen und/oder Durchtrittsöffnungen definierten Durchgangsbereiche in Abhängigkeit des vom Behälter aufzunehmenden Fluids so gewählt werden, dass eine optimale Drosselung zur Beruhigung von aufgeschaukeltem Fluid gegeben ist.
Behälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen horizontale Schwallwand (12) an einer im Wesentlichen vertikalen Gehäusewand teilweise anliegt.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen horizontale Schwallwand (12) in vertikaler Richtung unterhalb des normalen Füllniveaus, ungefähr in der Mitte des Behälters vorgesehen ist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwallelement mindestens eine im Wesentlichen vertikale Schwallwand (13), vorzugsweise mehrere radial verlaufende vertikale Schwallwände aufweist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwallelement rotationssymmetrisch aufgebaut ist.
Behälter für einen Fluidkreislauf, insbesondere Ölausgleichsbehälter zur Aufnahme von Servoöl in einem Hydraulikkreis, vorzugsweise bei Servolenkungen, mit einem Gehäuse (1) und einer im Wesentlichen horizontalen Schwallwand (12), dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Schwallwand (12) mit Abstand zu der oder den umgebenden, im Wesentlichen zumindest teilweise senkrecht zur horizontalen Schwallwand verlaufenden Gehäusewänden angeordnet und/oder mit am Umfang der horizontalen Schwallwand in der Nähe der Gehäusewände vorgesehenen Durchtrittsöffnungen und/oder Aussparungen (16) vorgesehen ist.
Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen horizontale Schwallwand (12) mit Abstand gegenüber mindestens einer oder mehreren benachbarten, zumindest teilweise im Wesentlichen senkrecht zur Schwallwand verlaufenden Gehäusewänden angeordnet ist.
Behälter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen horizontale Schwallwand (12) an ihrem Umfang Durchtrittsöffnungen und/oder Aussparungen oder Einbuchtungen (16) aufweist, die gegenüber einer benachbarten, im Wesentlichen vertikalen Gehäusewand Durchgangsbereiche definieren.
Behälter nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der im Wesentlichen horizontalen Schwallwand (12) von mindestens einer oder mehreren vertikalen Gehäusewänden und/oder die durch die Einbuchtungen (16) und/oder Durchtrittsöffnungen definierten Durchgangsbereiche in Abhängigkeit des vom Behälter aufzunehmenden Fluids so gewählt werden, dass eine optimale Drosselung zur Beruhigung von aufgeschaukeltem Fluid gegeben ist.
Behälter nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen horizontale Schwallwand (12) an einer im Wesentlichen vertikalen Gehäusewand teilweise anliegt.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen horizontale Schwallwand (12) in vertikaler Richtung unterhalb des normalen Füllniveaus, ungefähr in der Mitte des Behälters vorgesehen ist.
Schwallelement zur Vermeidung von Aufschaukelungen eines Fluids in einem Behälter, insbesondere zur Verwendung in einem Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine als Schwallwand ausgebildete Bodenplatte (12), auf der ein Sitz für eine Federelement (8), insbesondere in der Form eines Korbes vorgesehen ist.
Schwallelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Korb mindestens eine, vorzugsweise mehrere im Wesentlichen senkrecht zur Bodenplatte angeordnete Schwallwände (13) vorgesehen sind.