DE19849486A1 - Druckmittel-Betätigungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Druckmittel-Betätigungsvorrichtung (10) umfaßt einen mit Druckmittel befüllten oder befüllbaren Druckmittel-Aufnahmekammerbereich (16), eine Druckmittel-Fördereinrichtung (18), durch welche Druckmittel aus dem Druckmittel-Aufnahmekammerbereich (16) entnommen und in eine Druckmittel-Leitungsanordnung (22) gefördert werden kann, wenigstens einen Druckspeicher (40) mit einem Druckmittel-Speicherkammerbereich (58), der in Druckmittel-Austauschverbindung mit der Druckmittel-Leitungsanordnung (22) steht und dessen Volumen zur Speicherung und zur Abgabe von Druckmittel veränderbar ist, und mit einem durch eine Trennanordnung (50) vom Druckmittel-Speicherkammerbereich (58) getrennten Kompensationskammerbereich (60), dessen Volumen im wesentlichen invers zur Änderung des Volumens des Druckmittel-Speicherkammerbereichs (58) veränderbar ist, wobei die Trennanordnung (50) in Richtung Minimierung des Volumens des Druckmittel-Speicherkammerbereichs (58) vorgespannt ist. Der Kompensationskammerbereich (60) und der Druckmittel-Aufnahmekammerbereich (16) stehen miteinander in Druckmittel-Austauschverbindung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckmittel-Betätigungsvorrichtung, umfassend einen mit Druckmittel befüllbaren oder befüllten Druckmittel- Aufnahmekammerbereich, eine Druckmittel-Fördereinrichtung, durch welche Druckmittel aus dem Druckmittel-Aufnahmekammerbereich entnommen und in eine Druckmittel-Leitungsanordnung gefördert werden kann, wenigstens einen Druckspeicher mit einem Druckmittel-Speicherkammerbereich, der in Druckmittel-Austauschverbindung mit der Druckmittel-Leitungsanordnung steht und dessen Volumen zur Speicherung und zur Abgabe von Druckmittel veränderbar ist, und mit einem durch eine Trennanordnung vom Druckmittel- Speicherkammerbereich getrennten Kompensationskammerbereich, dessen Volumen im wesentlichen invers zur Änderung des Volumens des Druck­ mittel-Speicherkammerbereichs veränderbar ist, wobei die Trennanordnung in Richtung Minimierung des Volumens des Druckmittel-Speicherkammerbe­ reichs vorgespannt ist.

Eine derartige Druckmittel-Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 195 16 404 A1 bekannt. Der bei dieser bekannten Vorrichtung eingesetzte Druckspeicher ist von herkömmlichem Aufbau und umfaßt einen im wesentlichen abgeschlossenen Behälter, dessen Innenraum durch eine elastische Membran in zwei Bereiche getrennt ist, nämlich den Druckmittel- Speicherkammerbereich und den Kompensationskammerbereich. Im allgemeinen ist der Kompensationskammerbereich mit Gas befüllt, um zunächst die Membran, welche hier eine Trennanordnung bildet, in einer Richtung vorzuspannen, in welcher das Volumen des Druckmittel-Speicher­ kammerbereichs minimiert ist und das Volumen des Kompensations­ kammerbereichs maximal ist. Der Druckmittel-Speicherkammerbereich steht in Fluidaustauschverbindung mit einem Leitungssystem, das über eine Pumpe mit Druckmittel, im allgemeinen Druckfluid oder Drucköl, versorgt wird.

Derartige bekannte Anordnungen weisen den wesentlichen Nachteil auf, daß aufgrund des vollkommenen Abkapselns des Druckspeichers das durch diese Vorrichtung in Anspruch genommene Volumen sehr groß ist.

Insbesondere erkennt man bei der DE 195 16 440 A1, daß aufgrund der wünschenswerten Anordnung des Druckspeichers innerhalb des Druck­ mittel-Aufnahmekammerbereichs ein erheblicher Teil des Volumens des Druckmittel-Aufnahmekammerbereichs lediglich durch den Druckspeicher benutzt wird und somit weiteres Volumen zur Aufnahme des Druckmittels in dem Druckmittel-Aufnahmekammerbereich bereitgestellt werden muß.

Ferner weisen derartige Anordnungen, insbesondere die dort eingesetzten Druckspeicher, das Problem auf, daß die eingesetzten Gummimembranen eine bestimmte Durchlässigkeit für die Gasbefüllung des Kompensations­ kammerbereichs aufweisen, so daß der Vorspanndruck, welcher durch die Gasbefüllung erzeugt wird, über die Lebensdauer hinweg sich ändern kann. Ferner ist bekanntermaßen das spezifische Volumen eines Gases stark von der Temperatur abhängig, so daß der Vorspanndruck sich ferner sehr stark mit der Temperatur verändert.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckmittel- Betätigungsvorrichtung bzw. einen Druckspeicher vorzusehen, welche bei hoher Funktionssicherheit und Funktionsgenauigkeit eine Minimierung des benötigten Bauraums ermöglichen.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Druckmittel-Betätigungsvorrichtung, umfassend einen mit Druckmittel befüllten oder befüllbaren Aufnahmekammerbereich, eine Druckmittel-Fördereinrichtung, durch welche Druckmittel aus dem Druck­ mittel-Aufnahmekammerbereich entnommen und in eine Druckmittel- Leitungsanordnung gefördert werden kann, wenigstens einen Druckspeicher mit einem Druckmittel-Speicherkammerbereich, der in Druckmittel-Aus­ tauschverbindung mit der Druckmittel-Leitungsanordnung steht und dessen Volumen zur Speicherung und zur Abgabe von Druckmittel veränderbar ist, und mit einem durch eine Trennanordnung vom Druckmittel-Speicherkam­ merbereich getrennten Kompensationskammerbereich, dessen Volumen im wesentlichen invers zur Änderung des Volumens des Druckmittel-Speicher­ kammerbereichs veränderbar ist, wobei die Trennanordnung in Richtung Minimierung des Volumens des Druckmittel-Speicherkammerbereichs vorgespannt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner vorgesehen, daß der Kompensationskammerbereich und der Druckmittel-Aufnahmebereich in Druckmittel-Austauschverbindung miteinander stehen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Druckmittel-Betätigungs­ vorrichtung, bei welcher nunmehr der Kompensationskammerbereich und der Druckmittel-Aufnahmekammerbereich frei das Druckmittel miteinander austauschen können, dient der Kompensationskammerbereich dann, wenn der in der Druckmittel-Leitungsanordnung vorherrschende Druck des Druckmittels nicht dazu genügt, die Trennanordnung aus ihrer Vorspannlage heraus in Richtung einer Vergrößerung des Volumens des Druckmittel- Speicherkammerbereichs zu verschieben, zusätzlich als Volumen zur Aufnahme von Druckmittel aus dem Druckmittel-Aufnahmekammerbereich. D. h. der Druckmittel-Aufnahmekammerbereich wird um das Volumen des Kompensationskammerbereichs vergrößert, mit der Folge, daß dieses nunmehr zusätzlich zur Verfügung gestellte Volumen in anderen Bereichen eingespart werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der wenigstens eine Druckspeicher im wesentlichen vollständig innerhalb des Druckmittel-Aufnahmekammerbe­ reichs angeordnet ist.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß der wenigstens eine Druck­ speicher ein Gehäuse umfaßt und daß in dem Gehäuse wenigstens eine Durchflußöffnung zur Herstellung der Druckmittel-Austauschverbindung zwischen dem Kompensationskammerbereich und dem Druckmittel- Aufnahmekammerbereichvorgesehenist. Der Druckmittel-Speicherkammer­ bereich und der Kompensationskammerbereich können durch eine in dem Gehäuse zum Verändern der Volumina des Druckmittel-Speicherkammerbe­ reichs und des Kompensationskammerbereichs verschiebbare Kolbenanord­ nung getrennt sein.

In diesem Falle ist vorzugsweise das Gehäuse im wesentlichen zylindrisch ausgebildet.

Um die Vorspannung der Kolbenanordnung in Richtung Minimierung des Volumens des Druckmittel-Speicherkammerbereichs zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß ferner eine Vorspanneinheit vorgesehen ist.

Bei einer sehr einfach aufzubauenden und insbesondere von äußeren Einflüssen im wesentlichen unabhängig arbeitenden Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, daß die Vorspanneinheit eine Vorspannfeder umfaßt.

Um bei im Betrieb auftretenden Überdruckzuständen, bei welchen der Druck über einen maximal zulässigen Wert ansteigt, die Beschädigung von Komponenten insbesondere im Bereich der Druckmittel-Betätigungsvor­ richtung vermeiden zu können, wird vorgeschlagen, daß ferner eine Druckbegrenzungs-Ventilanordnung vorgesehen ist zur Abgabe von Druckmittel aus dem Druckmittel-Speicherkammerbereich, wenn der Druck des Druckmittels im Druckmittel-Speicherkammerbereich einen Schwellen­ druck erreicht oder übersteigt.

Dazu kann beispielsweise vorgesehen, daß die Druckbegrenzungs-Ventil­ anordnung in der Kolbenanordnung vorgesehen ist und einen in der Kolbenanordnung verlagerbar angeordneten Ventilschieber umfaßt, durch welchen ein Druckmittel-Strömungsweg in der Kolbenanordnung versperrbar bzw. freigebbar ist. Zum Auslösen der Betätigung der Druckbegrenzungs- Ventilanordnung kann vorgesehen sein, daß bei Bewegung der Kolbenanord­ nung im Sinne einer Volumenvergrößerung des Druckmittel-Speicherkam­ merbereichs über eine Grenzstellung hinaus der Ventilschieber bezüglich der Kolbenanordnung zur Freigabe des Druckmittel-Strömungsweges ver­ schiebbar ist.

Dies kann in einfacher Weise dadurch realisiert werden, daß bei Bewegung der Kolbenanordnung über die Grenzstellung hinaus der Ventilschieber am Gehäuse oder einer mit diesem verbundenen Komponente anstößt und gegen Weiterbewegung mit der Kolbenanordnung blockiert ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe durch einen Druckspeicher gelöst, welcher umfaßt: einen mit einer Druckfluid-Leitungsanordnung verbindbaren oder verbundenen Druckmittel-Speicherkammerbereich in einem Druckspeichergehäuse, eine den Druckmittel-Speicherkammerbereich abschließende Abschlußan­ ordnung, die zur Änderung des Volumens des Druckmittel-Speicherkammer­ bereichs bewegbar ist und in Richtung Minimierung des Volumens des Druckmittel-Speicherkammerbereichs vorgespannt ist.

Bei diesem Druckspeicher ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß die Abschlußanordnung eine in dem Druckspeichergehäuse verlagerbare Kolbenanordnung umfaßt, die durch eine Vorspannfederanordnung zum Minimieren des Volumens des Druckmittel-Speicherkammerbereichs vorgespannt ist.

Durch das Bereitstellen einer Kolbenanordnung, welche unter Federvor­ spannung steht, kann auf das beim Stand der Technik eingesetzte zusätzliche Gasvolumen verzichtet werden, und es kann insbesondere auch auf den Einsatz elastischer Gummimembranen verzichtet werden, so daß die beim Stand der Technik vorhandenen, materialbedingten Alterungs- bzw. Ermüdungserscheinungen im wesentlichen vermieden werden können und darüber hinaus die Möglichkeit geschaffen wird, den Druckspeicher unmittelbar in einen Druckmittel-Aufnahmekammerbereich einer Druckmittel- Betätigungsvorrichtung zu integrieren, wobei aufgrund des Entfalls des Gasvolumens die gesamte Baugröße reduziert werden kann.

Bei einem derartigen Druckspeicher kann vorgesehen sein, daß die Abschlußanordnung eine Trennanordnung bildet, die den Druckmittel- Speicherkammerbereich von einem in dem Druckspeichergehäuse vor­ gesehenen Kompensationskammerbereich trennt.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende Figur detailliert beschrieben, welche eine Schnittansicht einer erfindungs­ gemäßen Druckmittel-Betätigungsvorrichtung zeigt, die einen erfindungs­ gemäßen Druckspeicher enthält.

In der Figur ist eine Druckmittel-Betätigungsvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Diese Druckmittel-Betätigungsvorrichtung kann beispielsweise bei automatisierten Getrieben eingesetzt werden und dort eine Druckquelle für die zum Ein- bzw. Auslegen verschiedener Gangstufen im allgemeinen durch Druckfluid betätigbare Aktuatoren bilden. Es sei jedoch darauf verwiesen, daß eine derartige Druckmittel-Betätigungsvorrichtung in verschiedensten Einsatzbereichen Anwendung finden kann, in welchen an anzusteuernde Organe ein Fluiddruck abzugeben ist.

Die Vorrichtung 10 umfaßt eine Basis 12, beispielsweise aus Metall hergestellt, auf welcher ein topfartiges Vorrichtungsgehäuse 14, beispiels­ weise ebenfalls aus Metall hergestellt, aufgepaßt bzw. angesetzt ist. Das Vorrichtungsgehäuse 10 bildet in seinem Inneren eine Druckmittel-Auf­ nahmekammer 16. In der Druckmittel-Aufnahmekammer 16 ist eine Pumpe 18 angeordnet, welche über einen Saugfilter 20 das in der Druckmittel- Aufnahmekammer 16 enthaltene Druckmittel, im folgenden wird hier von einem Druckfluid gesprochen, absaugt und dieses unter Druck in eine Leitung 22 fördert, die, wie durch einen Pfeil P₁ angedeutet, das unter Druck stehende Fluid zu einem zu betätigenden Organ, beispielsweise einem Getriebeaktuator, einem Kupplungsaktuator, einer Bremse oder dergleichen leitet. Das von dem zu betätigenden Organ wieder abgegebene Fluid wird, wie durch einen Pfeil P₂ angedeutet, über eine Einlaßöffnung 24 wieder in die Druckmittel-Aufnahmekammer 16 geleitet.

Die Art und Weise, wie das von der Vorrichtung 10 abgegebene Druckfluid zu einem Aktuator oder dergleichen geleitet wird, d. h. beispielsweise über ein Mehrwegeventil oder dergleichen, ist im Stand der Technik bekannt und wird hier nicht detailliert beschrieben.

Zum Befüllen der Druckmittel-Aufnahmekammer 16 mit dem Fluid weist das Vorrichtungsgehäuse 14 eine Eingabeöffnung 26 auf, die durch einen Deckel 28 verschließbar ist.

Ferner ist in der Druckmittel-Aufnahmekammer 16 eine allgemein mit 30 bezeichnete Füllstandserfassungsvorrichtung vorgesehen. Diese umfaßt einen sich von der Gehäusewandung des Vörrichtungsgehäuses 14 nach innen erstreckenden näherungsweise zylindrischen Vorsprung 32, in welchen ein Füllstandsgeber, beispielsweise ein Reed-Kontakt 34, eingeführt ist. Über den Vorsprung 32 ist ferner ein Schwimmer 36 mit einer Magnet­ anordnung 38 gepaßt, so daß bei Positionierung in der in der Figur dargestellten Art und Weise bei Abfallen des Füllstands auf eine Höhe, die unterhalb des Vorsprungs 32 liegt, der Schwimmer 36 ebenso nach unten fallen wird und dabei den Reed-Kontakt auslösen bzw. schalten wird. Es kann dann eine Anzeige erzeugt werden, die einen Benutzer informiert, daß neues Fluid eingegeben werden muß. Im unteren Bereich der Druckmittel- Aufnahmekammer 16 ist ein magnetisches Element 84 angeordnet, das zur Ausscheidung von durch Abrieb in dem Fluid mitgeführten magnetischen Partikeln dient.

In der Druckmittel-Aufnahmekammer 16 ist ferner ein Druckspeicher 40 angeordnet. Dieser umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Druck­ speichergehäuse 42, das an einem Ende durch eine Bodenwandung 44 beendet ist und an seinem anderen Ende eine Gewindeanordnung 46 aufweist und mit dieser in eine Gegen-Gewindeanordnung 48 in der Basis 12 geschraubt ist oder geschraubt werden kann. In diesem Endbereich ist das zylindrische Gehäuse 42 offen und steht nach Einschrauben in die Basis 12 dort über eine in der Basis 12 ausgebildete Öffnung 52 in Verbindung mit der Leitung 22. Im Inneren des Gehäuses 42 ist eine Kolbenanordnung 50 vorgesehen. Es sei darauf verwiesen, daß in der Figur die Kolbenanord­ nung 50 längs einer Mittelachse A des Druckspeichers 40 geteilt dargestellt ist. In der oberen Hälfte ist die Kolbenanordnung 50 in dem nach links vorgespannten Zustand gezeigt; in der unteren Hälfte ist die Kolbenanord­ nung 50 in dem nach rechts verschobenen Zustand dargestellt.

Die Kolbenanordnung 50 steht unter Vorspannung einer Vorspannfeder 54, welche sich an einem Kolbenboden 56 einerseits und an der Endwandung 44 des Gehäuses 42 andererseits abstützt und die Kolbenanordnung 50 in der Darstellung der Figur nach links, d. h. in Richtung auf die Öffnung 52 zu, vorspannt. Durch die Kolbenanordnung 54 wird das Innere des Druck­ speichergehäuses 42 in zwei Kammerbereiche getrennt, nämlich den im unteren Bereich des Druckspeichergehäuses 42 erkennbaren Druckmittel- Speicherkammerbereich 58 und den im oberen Bereich des Druckmittel­ gehäuses 42 erkennbaren Kompensationskammerbereich 60. Radial außen schließt an den Kolbenboden 56 ein äußerer zylindrischer Abschnitt 80 der Kolbenanordnung 50 an, welche gegen die zylindrische Wandung des Druckspeichergehäuses 42 durch Dichtungs-O-Ringe 82 oder dergleichen abgedichtet ist. Durch Verschiebung der Kolbenanordnung 50 in Richtung der Längsachse A ändern sich die Volumina des Druckmittel-Speicherkam­ merbereichs 58 und des Kompensationskammerbereichs 60 invers zueinander. D. h. in der im oberen Bereich dargestellten Lage der Kolben­ anordnung 50 ist das Volumen des Druckmittel-Speicherkammerbereichs 58 durch die Vorspannwirkung der Feder 54 minimiert; insbesondere erkennt man, daß die Kolbenanordnung 50 an der Basis 12 anstößt. Steigt nun der Druck des Fluids in der Leitung 22 an, so daß die durch die Druckeinwirkung des Fluids auf den Kolbenboden 56 erzeugte Kraftwirkung die Vorspannkraft der Feder 54 übersteigt, so wird die Kolbenanordnung 50 in der Darstellung der Figur nach rechts verschoben mit der Folge, daß das Volumen des Druckmittel-Speicherkammerbereichs 58 zunimmt und entsprechend das Volumen des Kompensationskammerbereichs 60 abnimmt. Die Ver­ schiebung findet so lange statt, bis ein Kräftegleichgewicht zwischen dem Fluid, das in der Leitung 22 und in dem Druckmittel-Speicherkammerbereich 58 vorhanden ist, und der Feder 54 erreicht ist. Die Dimensionierung der Federkraft 54 bzw. des Kolbendurchmessers werden dabei derart gewählt, daß die Kolbenanordnung 50 erst bei einem vorgegebenen Mindestdruck beginnt, im Sinne einer Vergrößerung des Volumens des Druckmittel- Speicherkammerbereichs 58 verschoben zu werden, und bei den in einem System maximal zu erwartenden Druckverhältnissen nicht über die im unteren Bereich des Druckspeichergehäuses 42 dargestellte Grenzstellung hinaus verschoben wird.

Man erkennt in der Figur ferner, daß der Kompensationskammerbereich 60 durch eine Öffnung 62 in Fluidaustauschverbindung mit der Druckmittel- Aufnahmekammer 16 steht. D. h. das Fluid kann im wesentlichen frei zwischen diesen beiden Kammern bzw. Kammerbereichen hin- und herströmen. Steigt also der Druck in der Leitung 22 an und wird dabei die Kolbenanordnung 50 in der Figur nach rechts verschoben, so kann das zunächst in der Kompensationskammer 60 noch vorhandene Fluid, das den gleichen Druck aufweist, wie das Fluid in dem Druckmittel-Speicherkammer­ bereich 16, d. h. einen kleineren Druck als das Druckfluid in der Leitung 22, durch die Öffnung 62 abgegeben werden und in die Druckmittel-Aufnahme­ kammer 16 strömen. Es wird somit die Bewegung der Kolbenanordnung 50 bei Durchführung eines Druckspeichervorgangs nicht behindert. Ent­ sprechendes gilt bei der Abgabe von Fluid aus dem Druckmittel-Speicher­ kammerbereich 58 in die Leitung 22, wenn der Leitungsdruck abfällt. Durch die dann auftretende Vergrößerung des Volumens des Kompensations­ kammerbereichs 60 wird dem in der Druckmittel-Aufnahmekammer 16 vorhandenen Fluid das Einströmen in den Kompensationskammerbereich 60 durch die Öffnung 62 hindurch ermöglicht. Es sei darauf verwiesen, daß die Öffnung 62 an anderer Position im Druckspeichergehäuse 42 vorgesehen sein oder daß mehrere auch verschieden konfigurierte Öffnungen 62 vorgesehen sein können.

Durch eine derartige Anordnung wird die Möglichkeit geschaffen, den Druckspeicher 40 in das Innere der Vorrichtung 10 zu integrieren, ohne dadurch wesentlichen Bauraum beanspruchen zu müssen, d. h. das Volumen des Druckmittel-Speicherkammerbereichs 16 wesentlich zu vermindern. Man erkennt, daß in der oben dargestellten Lage der Kolbenanordnung 50 das Volumen der Druckmittel-Aufnahmekammer 16 und das Volumen des Kompensationskammerbereichs 60 zusammen einen Bereich bilden, in dem das nicht unter Druck stehende Fluid angeordnet werden kann. D. h. das grundsätzlich durch die Druckmittel-Aufnahmekammer 16 zur Verfügung gestellte Volumen wird lediglich durch die Materialstärken der verschiedenen Komponenten des Druckspeichers 40 gemindert. Wird durch die Pumpe 18 Fluid abgegeben und tritt dabei durch Druckanstieg eine Verschiebung der Kolbenanordnung 50 in der Figur nach rechts statt, so wird durch das Abpumpen von Fluid aus der Druckmittel-Aufnahmekammer 16 Volumen zur Verfügung gestellt, in welchem dann das aus dem Kompensationskammer­ bereich 60 durch die Öffnung 62 ausströmende Fluid aufgenommen werden kann. Es besteht also nicht die Gefahr, daß bei ansteigendem Druck und Durchführung eines Druckspeichervorgangs durch Verschiebung der Kolbenanordnung 50 das gesamte für die Aufnahme von Fluid zur Ver­ fügung stehende Volumen nicht mehr ausreichen könnte.

Bei dem erfindungsgemäßen Druckspeicher 40 ist ferner ein Überdruck­ schutz vorgesehen. Man erkennt, daß im Kolbenboden 56 in einem bezüglich der Achse A radial inneren zylindrischen Abschnitt 64 ein Ventilschieber 66 in Richtung der Drehachse verschiebbar angeordnet ist und durch eine Feder 67 derart vorgespannt ist, daß er mit einem Ventilkopf 70 auf dem Kolbenboden 56 bzw. einem Dichtungsring 72 aufsitzt. In diesem Zustand ist durch den Ventilschieber 66 ein in dem radial inneren zylindrischen Abschnitt ausgebildeter, beispielsweise nutartiger Fluid­ strömungsweg 74 verschlossen. Steigt der Druck im Leitungssystem übermäßig an und wird dabei durch den Druckspeichervorgang die Kolbenanordnung 50 über die in der Figur unten dargestellte Grenzstellung hinaus weiter auf die Wandung 44 des Druckspeichergehäuses 42 zu verschoben, so stößt der Ventilschieber 66 an der Wandung 44 an und kann dann der Weiterbewegung der Kolbenanordnung 50 nicht folgen. Dabei hebt der Ventilschieber 66 mit seinem Kopf 70 vom Kolbenboden 56 ab und gibt nunmehr den Fluidströmungsweg 74 frei. Es kann dann das unter Druck stehende Fluid aus dem Druckmittel-Speicherkammerbereich 58 über den Fluid-Strömungsweg 74 in den Kompensationskammerbereich 60 und somit durch die Öffnung 62 in die Druckmittel-Aufnahmekammer 16 strömen. Sinkt aufgrund dieses Vorgangs der Druck im Bereich der Leitung 22 bzw. des Druckmittel-Speicherkammerbereichs 58 so weit ab, daß die Kolbenanordnung 50 aus dieser übermäßig auf den Wandungsbereich 44 zu verlagerten Stellung wieder in einen normalen Stellungsbereich zurückver­ schoben wird, so hebt auch der Ventilschieber 66 von der Wandung 44 ab und wird durch die Vorspannwirkung der Feder 67 wieder in die Stellung bewegt, in welcher der Kopf 70 den Fluid-Strömungsweg 74 verschließt.

Man erkennt, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Druckspeichers 40, bei welchem die durch die Kolbenanordnung 50 gebildete Abschlußanordnung, welche den Druckmittel-Speicherkammerbe­ reich 58 in seinem Volumen veränderbar abschließt, das Gesamtvolumen des Druckspeichers 40 deutlich verringert werden kann, da auf das Bereitstellen einer Gegendruck-Gaskammer vollständig verzichtet werden kann. Vielmehr wird die Gegendruckkraft durch die Feder 54 oder eine andere geeignete Federanordnung erzeugt, welche bei deutlich geringerer Baugröße deutlich größere Kräfte erzeugen kann. Insbesondere ist der Einsatz mehrerer verschiedener Federn möglich, die entweder seriell oder parallel wirken, so daß eine entsprechende Überlagerung der Federkennlinien erzielt werden kann, mit der Folge, einer dementsprechend gestuften Druckspeichercharakteristik des Druckspeichers 40. Da darüber hinaus auf die beim Stand der Technik bekannten Membranen verzichtet wird, besteht nicht die Gefahr, daß im Verlauf der Betriebslebensdauer Materialermü­ dungserscheinungen zu einem fehlerhaften Betrieb führen können.

Beim Zusammensetzen einer derartigen Vorrichtung 10 kann beispielsweise derart vorgegangen werden, daß zunächst der Druckspeicher 40 vollständig vormontiert wird und die Kolbenanordnung 50 gegen die Vorspannung der Feder 54 arretiert wird. Diese Arretierung wird erst dann freigegeben, wenn der Druckspeicher 40 an der Basis 12, beispielsweise durch die dargestellte Gewindeverbindung, festgelegt ist. Es sei darauf verwiesen, daß die Gewindeverbindung vorzugsweise derart ausgeführt ist, daß keine zusätzlichen Bauteile zum Abdichten benötigt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. der erfindungsgemäße Druck­ speicher haben neben den bereits vorangehend beschriebenen Vorteilen den weiteren wesentlichen Vorteil, daß durch einfache Erfassung der Lage der Kolbenanordnung 50 im Druckspeichergehäuse 42 vermittels einer Sensoranordnung der Druck im Leitungssystem bestimmt werden kann. Darüber hinaus ist kein Korrosionsschutz im Bereich des Druckspeichers erforderlich, und durch den Einsatz der Feder 54 zur Erzeugung der Vorspannkraft lassen sich die verschiedenen Schaltpunkte, d. h. der Arbeitsbereich, in welchem der Kolben beginnt, sich durch Druckeinwirkung zu verschieben, und der Druckbereich, in welchem die Kolbenanordnung 50 so weit verschoben wird, daß der Ventilschieber 66 öffnet, einstellen.

Ferner kann das Volumen des Druckmittel-Speicherkammerbereichs 58 nahezu auf null reduziert werden, so daß die Bauraumausnutzungseffizienz weiter erhöht werden kann. Auch kann eine bestimmte geringe Leckage zwischen dem Druckmittel-Speicherkammerbereich 58 und dem Kom­ pensationskammerbereich 60 im Anlagebereich der Kolbenanordnung 50 an dem Druckspeichergehäuse 42 akzeptiert wird, da diese nicht die Betriebs­ lebensdauer des Druckspeichers 40 beeinträchtigt, wie dies bei den bekannten Gasdruckspeichern der Fall ist. Zusätzlich führt eine derartige Leckage zu einer Eigenschmierung der Kolbenanordnung 50.

Claims (13)

1. Druckmittel-Betätigungsvorrichtung, umfassend:

• 1. einen mit Druckmittel befüllten oder befüllbaren Druckmittel- Aufnahmekammerbereich (16),
• 2. eine Druckmittel-Fördereinrichtung (18), durch welche Druck­ mittel aus dem Druckmittel-Aufnahmekammerbereich (16) entnommen und in eine Druckmittel-Leitungsanordnung (22) gefördert werden kann,
• 3. wenigstens einen Druckspeicher (40) mit einem Druckmittel- Speicherkammerbereich (58), der in Druckmittel-Austauschver­ bindung mit der Druckmittel-Leitungsanordnung (22) steht und dessen Volumen zur Speicherung und zur Abgabe von Druck­ mittel veränderbar ist, und mit einem durch eine Trennanord­ nung (50) vom Druckmittel-Speicherkammerbereich (58) getrennten Kompensationskammerbereich (60), dessen Volumen im wesentlichen invers zur Änderung des Volumens des Druckmittel-Speicherkammerbereichs (58) veränderbar ist, wobei die Trennanordnung (50) in Richtung Minimierung des Volumens des Druckmittel-Speicherkammerbereichs (58) vorgespannt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationskammerbereich (60) und der Druckmittel-Auf­ nahmekammerbereich (16) in Druckmittel-Austauschverbindung miteinander stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Druckspeicher (40) im wesentlichen vollständig innerhalb des Druckmittel-Aufnahmekammerbereichs (16) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Druckspeicher (40) ein Gehäuse (42) umfaßt und daß in dem Gehäuse (42) wenigstens eine Durchflußöffnung (62) zur Herstellung der Druckmittel-Austauschverbindung zwischen dem Kompensationskammerbereich (60) und dem Druckmittel-Auf­ nahmekammerbereich (16) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittel-Speicherkammerbereich (58) und der Kompensations­ kammerbereich (60) durch eine in dem Gehäuse (42) zum Verändern der Volumina des Druckmittel-Speicherkammerbereichs (58) und des Kompensationskammerbereich (60) verschiebbare Kolbenanordnung (50) getrennt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (42) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Kolbenanordnung (50) vorspannende Vorspanneinheit (54) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinheit (54) eine Vorspannfeder (54) umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend eine Druckbegrenzungs-Ventilanordnung (66, 67) zur Abgabe von Druckmittel aus dem Druckmittel-Speicherkammerbereich (58), wenn der Druck des Druckmittels im Druckmittel-Speicherkammerbereich (58) einen Schwellendruck erreicht oder übersteigt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8 und einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbegrenzungs-Ventilanordnung (66, 67) in der Kolbenanordnung (50) vorgesehen ist und einen in der Kolbenanordnung (50) verlagerbar angeordneten Ventilschieber (66) umfaßt, durch welchen ein Druckmittelströmungsweg (74) in der Kolbenanordnung (50) versperrbar bzw. freigebbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bewegung der Kolbenanordnung (50) im Sinne einer Volumenver­ größerung des Druckmittel-Speicherkammerbereichs (58) über eine Grenzstellung hinaus der Ventilschieber (66) bezüglich der Kolben­ anordnung (50) zum Freigeben des Druckmittel-Strömungswegs (74) verschiebbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bewegung der Kolbenanordnung (50) über die Grenzstellung hinaus der Ventilschieber (66) am Gehäuse (42) oder einer mit diesem verbundenen Komponente anstößt und gegen Weiterbewegung mit der Kolbenanordnung (50) blockiert ist.

12. Druckspeicher, insbesondere für eine Druckmittel-Betätigungsvor­ richtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Druckspeicher (40) umfaßt:

• 1. einen mit einer Druckfluid-Leitungsanordnung (22) verbind­ baren oder verbundenen Druckmittel-Speicherkammerbereich (58) in einem Druckspeichergehäuse (42),
• 2. eine den Druckmittel-Speicherkammerbereich (58) abschlie­ ßende Abschlußanordnung (50), die zur Änderung des VolumensdesDruckmittel-Speicherkammerbereichsbewegbar ist und in Richtung Minimierung des Volumens des Druck­ mittel-Speicherkammerbereichs (58) vorgespannt ist,
  dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußanordnung (50) eine in dem Druckspeichergehäuse (42) verlagerbare Kolbenanordnung (50) umfaßt, die durch eine Vorspannfederanordnung (54) zum Minimieren des Volumens des Druckmittel-Speicherkammerbereichs (58) vorgespannt ist, optional in Verbindung mit einem oder mehreren der Merkmale der Ansprüche 1 bis 11.

13. Druckspeicher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußanordnung (50) eine Trennanordnung (50) bildet, die den Druckmittel-Speicherkammerbereich (58) von einem in dem Druck­ speichergehäuse (42) vorgesehenen Kompensationskammerbereich (60) trennt.