DE102020118081A1

DE102020118081A1 - Vorrichtung zur Entlüftung eines Hydrauliksystems

Info

Publication number: DE102020118081A1
Application number: DE102020118081.0A
Authority: DE
Inventors: Jafar Khanlarov; Albert Miller
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2022-01-13

Abstract

Vorrichtung zur Entlüftung eines Hydrauliksystems, die die Abscheidung von Gas aus dem Fluid des Hydrauliksystems ermöglicht. Die Vorrichtung zur Entlüftung umfasst ein Rückschlagventil, daran anschließend einen Fluidabscheideraum und eine semipermeable Membran am Ausgang des Fluidabscheideraums.Dabei ist die Kugel des Rückschlagventils als Schwimmer ausgebildet, der eine Strömung durch das Rückschlagventil verursacht. Der anschließende Fluidabscheideraum ist in Form eines Labyrinths gestaltet. Durch die semipermeable Membran am Ende des Fluidabscheideraums kann das abgeschiedene Gas entweichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entlüftung eines Hydrauliksystems gemäß Patentanspruch 1.
Eine Vorrichtung zur Entlüftung eines Hydrauliksystems ermöglicht die Abscheidung von Gas aus einem Fluid eines Hydrauliksystems sowie anschließend eine gezielte Gasabgabe an die Umgebung.
Aus dem Stand der Technik sind Entlüftungen für Hydrauliksysteme bekannt, die eine Membran aufweisen. Eine solche Membran ist derart ausgebildet, dass sie in Ausströmrichtung gasdurchlässig, jedoch fluidundurchlässig ist. In Einströmrichtung ist die Membran gasundurchlässig als auch fluidundurchlässig. Eine derartige Membran ist beispielsweise in der DE102015014496A offenbart.
Des Weiteren sind Entlüftungssysteme bekannt, die ein Rückschlagventil umfassen. In der DE19850910A1 kann Gas die Ventilkugel des Rückschlagventils passieren, während Fluid aufgrund seiner Viskosität die Kugel in den Ventilsitz presst.
Ein weiteres, ein Rückschlagventil umfassendes Entlüftungssystem ist aus der W02008118086A1 bekannt. Durch das Rückschlagventil kann Gas entweichen, wodurch ein Unterdruck entsteht. Dieser Unterdruck bewirkt eine Trennung von Gas und Fluid.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Entlüftung des Fluids eines Hydrauliksystems bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Dabei sind ein Rückschlagventil, dessen Kugel als Schwimmer ausgebildet ist, ein Fluidabscheideraum und eine semipermeable Membran zur Entlüftung eines Hydrauliksystems vorgesehen.
Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die Trennung von Fluid und Gas zuverlässiger erfolgt. Durch die Verkettung unterschiedlicher Abscheidemechanismen wird eine nahezu vollständige Trennung von Fluid und Gas ermöglicht.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass ein Fluidabscheideraum an das Rückschlagventil anschließt. Durch die der semipermeablen Membran vorgeschalteten Abscheidemechanismen trifft auf die semipermeable Membran am Ausgang des Labyrinths hauptsächlich Gas, wodurch die Anforderungen an die semipermeable Membran gesenkt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Figur näher erläutert. Es zeigt

1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Entlüftung eines Hydrauliksystems.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung zur Entlüftung 10 eines Hydrauliksystems. Diese Vorrichtung setzt sich zusammen aus einem Rückschlagventil 20, einem Fluidabscheideraum 50 und einer semipermeablen Membran 40.
Die Vorrichtung zur Entlüftung 10 ist am höchsten Punkt des Fluidkreislaufs 30 angeordnet. Der höchste Punkt ist dabei als der Punkt im Fluidkreislauf 30 definiert, der am weitesten von der Erdoberfläche entfernt ist. Aus diesem Grund sammelt sich das Gas an diesem Punkt.
Im Fluidkreislauf 30 befindet sich ein Fluid 31. Das Fluid 31 wird im Fluidkreislauf 30 mit einem definierten Normaldruck beaufschlagt.
Gas, das beispielsweise durch Kavitation in das Fluid 31 gelangt, wird durch die Vorrichtung zur Entlüftung 10 aus dem Fluid 31 abgeschieden sowie nach der Abscheidung aus dem Hydrauliksystem entfernt.
Befindet sich Gas im Fluid 31 fällt der Druck ab, sodass die Kugel des Rückschlagventils 20, welche als Schwimmer 21 ausgebildet ist, in den Fluidstrom absinkt. Das Absinken des Schwimmers 21 verursacht eine Strömung senkrecht zum Strom im Fluidkreislauf 30.
Das Rückschlagventil 20, umfassend den Schwimmer 21 sowie eine Feder 22, ist derart ausgebildet, dass der Fluidstrom, welcher durch den abgesenkten Schwimmer 21 erzeugt wird, durch das Rückschlagventil 20 fließen kann.
Das Fluid strömt anschließend an das Rückschlagventil 20 in einen Fluidabscheideraum 50. Dieser ist als Labyrinth 51 ausgebildet. Labyrinth-Wände sind derart angeordnet, dass das Fluid 31 in einem mäandernden Strom durch das Labyrinth 51 fließt. Trifft das Fluid 31 auf eine der Labyrinth-Wände, scheidet das Fluid 31 das Gas, welches innerhalb des Fluids 31 eingeschlossen ist, ab.
Am Ende des Labyrinths 51 ist eine semipermeable Membran 40 angeordnet. Die semipermeable Membran 40 ist in Ausströmrichtung 41 gasdurchlässig sowie fluidundurchlässig. In Einströmrichtung 42 ist die semipermeable Membran 40 gasundurchlässig als auch fluidundurchlässig. Das Gas, welches aus dem Fluid 31 im Labyrinth 51 abgeschieden wurde, entweicht durch die semipermeable Membran 40.
Das Fluid 31, welches vom Gas abgeschieden ist, sammelt sich im Labyrinth 51. Das Labyrinth 51 ist entleerbar, also beispielsweise mit einem nicht dargestellten, entnehmbaren Speicher, ausgebildet.
Die Federrate der Feder 22 im Rückschlagventil 20 ist derart eingestellt, dass bei definiertem Normaldruck im Fluidkreislauf 30 der Schwimmer 22 in den Ventilsitz des Rückschlagventils 20 gepresst wird. Das Rückschlagventil 20 dichtet den Fluidkreislauf 30 in dieser Einstellung ab.
Zusammenfassend wird mit der Erfindung eine weiterentwickelte Vorrichtung zur Entlüftung von Hydrauliksystemen vorgeschlagen. An ein Rückschlagventil, dessen Ventilkugel in Form eines Schwimmers einen Strom durch das Rückschlagventil verursacht, schließt ein Fluidabscheideraum an, welcher an seinem Ende mit einer semipermeablen Membran abgeschlossen ist.
Der Fachmann wird die vorgehend beschriebenen Ausführungsbeispiele geeignet abändern oder miteinander kombinieren ohne den Kern der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015014496 A [0003]
DE 19850910 A1 [0004]
WO 2008118086 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Entlüftung (10) von Fluiden (31) in Hydrauliksystemen, umfassend ein Rückschlagventil (20) im höchsten Punkt des Fluidkreislaufs (30), umfassend eine semipermeable Membran (40), dadurch gekennzeichnet, dass - die Kugel des Rückschlagventils als Schwimmer (21) ausgebildet ist, - an das Rückschlagventil (20) in Fluidströmungsrichtung ein Fluidabscheideraum (50) anschließt, - der Ausgang des Fluidabscheideraums (50) eine semipermeable Membran (40) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (20) eine Feder (22) umfasst, wobei die Federkraft der Feder (22) derart eingestellt ist, dass der Druck im Hydrauliksystem den Schwimmer (21) in das Rückschlagventil (20) presst, sodass das Rückschlagventil (20) das Hydrauliksystem abdichtet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (22) derart eingestellt ist, dass der Schwimmer (21) bei Druckminderung im Fluid (31) absinkt, wodurch eine Strömung senkrecht zur Fluidkreislauf-Strömungsrichtung entsteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (20) derart ausgebildet ist, dass das Fluid (31) durch das Ventil (20) in den Fluidabscheideraum (50) strömt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidabscheideraum (50) als Labyrinth (51) ausgebildet ist, sodass Fluid (31) durch das Labyrinth (51) in einer mäandernden Stromlinie fließt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die semipermeable Membran (40) am Ende des Fluidabscheideraums (50) in Ausströmrichtung (41) gasdurchlässig ausgebildet ist, wobei die semipermeable Membran (40) in Ausströmrichtung (41) fluidundurchlässig ist, wobei die semipermeable Membran (40) in Einströmrichtung (42) gasundurchlässig sowie fluidundurchlässig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidabscheideraum (50) derart ausgebildet ist, dass das verbliebene Fluid entnehmbar ist.
Fahrzeug, das eine Vorrichtung zur Entlüftung (10) eines Hydrauliksystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.