DE19745278A1 - Vorrichtung zur Speicherung und Förderung von Druckmitteln - Google Patents

Vorrichtung zur Speicherung und Förderung von Druckmitteln

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DE19745278A1 DE1997145278 DE19745278A DE19745278A1 DE 19745278 A1 DE19745278 A1 DE 19745278A1 DE 1997145278 DE1997145278 DE 1997145278 DE 19745278 A DE19745278 A DE 19745278A DE 19745278 A1 DE19745278 A1 DE 19745278A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung und Förderung von Druckmitteln in Hydrauliksystemen nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.
Motorpumpen-Speicheranordnungen sind zur Speicherung und För­ derung von Druckmitteln in Hydrauliksystemen hinreichend be­ kannt. So sei z. B. die Patentschrift DE 36 27 264 genannt, in der für die Hilfsdruckerzeugung in einem elektronischen Brems­ system ein Motorpumpenaggregat und zur Speicherung von Brems­ flüssigkeit ein Hydraulikspeicher integriert ist.
Die Funktionsbaugruppen Motor, Pumpe und Speicher sind als einzelne Komplettbaugruppen in den Hydraulikkreis des Brems­ systems integriert. Entsprechend sind eine Vielzahl von Ver­ bindungselementen zur Integration der drei Einzelbaugruppen zu einer kompletten Baugruppe notwendig. Zusätzlich ist jede Bau­ gruppe für sich durch eine Vielzahl von komplexen Einzelbau­ teilen, für die es eine erhebliche Anzahl an Fertigungs- und Montageverfahren und -schritten bedarf, zur Komplettbaugruppe integriert. Durch die aufgezeigte Anordnung der einzelnen Bau­ gruppen ist ersichtlich, daß diese einen erheblichen Bauraum beanspruchen, ein erhebliches Gewicht verursachen und kosten­ intensiv herzustellen sind.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Spei­ cherung und Förderung von Druckmittel bereit zustellen, die zu einer platz- und gewichtssparenden Vorrichtung zusammengebaut werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch die Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß Anspruch 1, deren Besonderheit darin be­ steht,daß die Pumpeneinheit (3) teilweise oder vollständig innerhalb des Druckgehäuse (2a) der Speichereinheit (2) an­ geordnet ist.
Die Erfindung stellt eine leichte und in ihrer Baugröße kleine Vorrichtung zum Speichern und Fördern von Druckmittel in Hy­ drauliksystemen bereit. Dies gelingt ihr durch die hohe In­ tegration der Funktionen des Motors, der Pumpe und des Spei­ chers mittels weniger Komponentenbaugruppen. Einzelne Baugrup­ pen erfüllen auf diese leise Doppelfunktionen. So ist z. B. der Druckbehälter der Speichereinheit gleichzeitig Ständer des Linearmotors. Durch die Anordnung der Pumpeneinheit in der Innenkammern des Speicherdruckgehäuses wirkt diese gleichzei­ tig als Stützkörper des Faltenbalgs, welcher die beiden Kam­ mern des Druckspeichers voneinander trennt.
Die Integration der drei Baugruppen Linearmotor, Pumpeneinheit und Speichereinheit zu einer Baugruppe macht die Verbindungs- und Anschlußtechnik, die bei einer aufgelösten Anordnung not­ wendig ist, überflüssig.
Durch die Anwendung des Linearmotorkonzeptes entfällt ebenfalls eine Baugruppe, die die Rotation der Motorwelle eines Elektro­ motors in eine Linearbewegung für die Bewegung der Kolben der Pumpeneinheit transformiert.
Ein zusätzlich vorteilhafter Effekt ist die Kühlung des Stän­ ders und der Läuferwicklung des Linearmotors. Durch die Umströ­ mung der Innenwand des Druckgehäuses, welches ebenfalls als Linearmotorständer fungiert, wird die zwischen den Magnetspulen des Läufers und den Permanentmagneten des des Ständes entste­ hende Wärme mittels Bremsflüssigkeit abgeführt.
Ein weiterer positiver Effekt der Baugruppenintegration zeigt sich in der Akustik der Vorrichtung. Die kompakte Bauweise der Vorrichtung, die die Massen der ein­ zelnen Bauteile auf ein kleines Volumen konzentriert und das Verhältnis zwischen bewegten und stehenden Massen, wobei die bewegten Massen erheblich leichter als die stehenden sind, bewirken eine maßgebliche Dämpfung der durch die Bewegung her­ vorgerufenen Schwingungen.
Die Durchströmung der Speichereinheit mit Bremsflüssigkeit, bewirkt eine Pulsationsminderung bei der Förderung des Druck­ mittels, da das Volumen der Speichereinheit als hydraulische Kapazität die Pulsation abdämpft. Durch beide beschriebenen Maßnahmen wird die Geräuschentstehung erheblich reduziert.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung der in der einzigen Zeichnung darge­ stellten Ausführungsform der Erfindung.
Die Patentzeichnung stellt ein Schema einer Vorrichtung zur Speicherung und Förderung von Druckmitteln in Hydrauliksystemen dar. Die Vorrichtung integriert drei Funktionsbaugruppen. Eine Speichereinheit 2, eine Pumpeneinheit 3 und ein Linearmotor 4 werden zur Vorrichtung zum Speichern und Fördern von Druckmit­ tel in Hydrauliksystemen zusammengefügt.
Die einzelnen Baugruppen sind so zusammengefügt, daß sie gleichzeitig Funktionen der jeweils anderen Baugruppen überneh­ men.
Am äußeren Umfang des rotationssymmetrisch aufgebauten Druck­ gehäuses 2a der Speichereinheit 2 sind Permanentmagnete 2e so angeordnet, daß sie das Statormagnetfeld des Linearmotors 4 erzeugen und somit die Speichereinheit 2 als Ständer 4b des Linearmotors 4 fungiert.
Der Läufer 4a des Linearmotors 4 ist aus Magnetspulen 4e, die ebenfalls rotationssymmetrisch angeordnet sind und einen Mit­ nehmerbügel 4d, der als Brücke den inneren Freiraum des Läufers des Linearmotors 4 überspannt, aufgebaut. Der Läufer 4a ist so angeordnet, daß er den Ständer 4b umfaßt und mittels Lagerele­ menten 4c am Umfang des Ständers 4a so gelagert ist, daß er eine Linearbewegung in Richtung der Ständerachse durchführt.
Der Mitnehmerbügel 4d ist so ausgeformt, daß er über eine Punktauflage auf dem Pumpenkolben 3c die Bewegungen des Läufers 4a des Linearmotors 4 auf den Pumpenkolben 3c der Axialkolben­ pumpe überträgt.
Der durch diese Bewegung erzeugte Kolbenhub der Axialkolbenpum­ pe wird mittels einer Rückstellfeder 4e zurückgestellt wodurch eine oszillierend pumpende Bewegung des Pumpenkolbens 3c er­ zeugt wird. Der Pumpenkolben 3c wird im Pumpenzylinder 3b, der wiederum im Gehäuse 3a der Axialkolbenpumpe angeordnet ist, geführt.
Im Gehäuse 3a der Axialkolbenpumpe 3 sind zusätzlich ein Saug­ kanal 3d zum Einlaß des Druckmittels aus einem Hydrauliksystem (nicht dargestellt) und ein Druckkanal 3f angeordnet. Der Druckkanal 3f verbindet die Druckseite des Pumpenzylinders 3b mit der äußeren Kammer 3d des Druckgehäuses 2a der Speicher­ einheit 2. Dies führt dazu, daß das Druckmittel aus dem Hydrau­ liksystem angesaugt,in die Speichereinheit 2 gefördert, dort gespeichert oder durch sie hindurch wieder zurück ins Hydrau­ liksystem gepumpt wird.
Das Gehäuse 3a der Axialkolbenpumpe 3 wirkt zum einen durch seine Anordnung in der inneren Kammer des Druckgehäuses 2a als Stützkörper des Faltenbalgs 2b, der das Druckgehäuse in eine innere 2c und äußere Kammer 2d trennt. Gleichzeitig bildet das Gehäuse 3a den Verschlußdeckel, mit dem das Druckgehäuse 2a der Speichereinheit 2 verschlossen ist. Zusätzlich ist im Spalt zwischen Deckel 2f und Druckgehäuse 2a der Faltenbalg 2b gas­ dicht gegenüber der Umgebung befestigt.
Auf der dem Druckgehäusedeckel 3a gegenüberliegenden Seite des Druckgehäuses 2a befindet sich ein Ventilelement 2g, welches als Sitzventil ausgelegt und am Faltenbalg 2b so angelenkt ist, daß es mittels der Druckdifferenz, die zwischen der inneren 2c und der äußeren Kammer 2d im Druckgehäuse 2a entsteht, geöffnet oder geschlossen wird.
Ein zusätzlicher vorteilhafter Effekt entsteht durch die Durch­ strömung der Speichereinheit 2 mit Druckmittel. Das Druckmittel strömt hierbei an den Wänden des Druckgehäuses 2a entlang und ist dadurch in der Lage, den Ständer 4b und die Magnetspulen 4f des Läufers 3a während des Betriebes zu kühlen.
Bezugszeichenliste
1
Vorrichtung zur Speicherung und Förderung
2
Speichereinheit
2
a Druckgehäuse
2
b Faltenbalg
2
c Innere Kammer
2
d Äußere Kammer
2
e Permanentmagnete
2
f Deckel
2
g Ventilelement
3
Pumpeneinheit
3
a Gehäuse
3
b Pumpenzylinder
3
c Pumpenkolben
3
d Saugkanal
3
e Saugventil
3
f Druckkanal
3
g Druckventil
4
Linearmotor
4
a Läufer
4
b Ständer
4
c Lagerelemente
4
d Mitnehmerbügel
4
e Rückstellfeder
4
f Magnetspulen

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Speicherung und Förderung von Druckmitteln in Hydrauliksystemen mit einer Motoreinheit (4), einer Pum­ peneinheit (3) und einer Speichereinheit (2) mit einem mit­ tels Deckel (2f) verschlossenen Druckgehäuse (2a), dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeneinheit (3) teilweise oder vollständig innerhalb des Druckgehäuses (2a) der Speicher­ einheit (2) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoreinheit (4) als Linearmotor ausgeführt ist, der aus einem Läufer (4a) und einem Ständer (4b) aufgebaut ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (2a) als Ständer (4a) des Linearmotors (4) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor (4) Permanentmagnete (2e) aufweist und daß diese an der Außenkontur des Druckgehäuses (2a) ange­ ordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (4a) des Linearmo­ tors (4) axial auf der Kontur des Druckgehäuses (2a) mit­ tels Lagerelementen (4c) geführt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (4a) des Linearmotors (4) an einem Ende mit ei­ nem Mitnehmerbügel (4d) ausgestattet ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeneinheit (3) als Axi­ alkobenpumpe ausgeführt ist
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialkolbenpumpe vollständig im Deckel (2f) des Druckgehäuses (2a) der Speichereinheit (2) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialkolbenpumpe aus einem Gehäuse (3a), welches den Pumpenzylinder (3b) mit Pumpenkolben (3c), einem Druck­ mittelsaugkanal (3d) mit Saugventil (3e), einem Druckmit­ teldruckkanal (3f) mit Druckventil (3g) aufgebaut ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einem Pumpenzylinder (3b) der Pumpeneinheit (3) geführter Pumpenkolben (3c) mittels Mitnehmerbügel (4d) des Läufers (4a) des Linear­ motors (4) und einer Rückstellfeder (4e) eine oszillieren­ den Pumpbewegung ausführt.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (2a) durch einen Faltenbalg (2b) in eine innere 2c und eine äußere Kammer (2d) aufgeteilt ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kammer (2c) mit Gas gefüllt ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (2a) mit einem Ausgang versehen ist, in den ein Ventilelement (2g) eingebaut ist, das als Sitzventil wirkt, wobei dessen Schließmechanismus mit dem Faltenbalg (2b) so verbunden ist und der Differenzdruck zwischen Innen- (2c) und Außen­ kammer (2d) des Druckgehäuses (2a) das Ventilelement (2g) betätigt.
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