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Titel: Hydraulische Anlage
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Beschreibung Hydraulische Anlage Die Erfindung betrifft Verbesserungen
bei hydraulischen Anlagen mit einer hydraulischen Pumpe, die hydraulisches Fluid
aus einem Tank ansaugt und einen hydraulischen Speicher mit unter Druck stehendem
hydraulischem Fluid füllt, einem in einer Förderleitung zwischen der Pumpe und dem
Speicher angeordneten Druckregelventil, das eine Überfüllung des Speichers verhindert
und es der Pumpe ermöglicht, den Speicher nachzufüllen, wenn der darin gespeicherte
Druck unter einen gewünschten Mindestwert absinken sollte, wobei das Druckregelventil
ein Steuerventil enthält, und einer auf Druck ansprechenden abhängigen Vorrichtung,
die durch Fluiddruck mit Steuerung durch das Steuerventil betätigbar ist, wobei
das Steuerventil ein Ventilverschlußglied aufweist, das zwischen einer ersten Stellung,
in welcher der Speicher von der abhängigen Vorrichtung getrennt ist, so daß Pumpendruck
dem Speicher zugeführt wird und über eine Membrane auf ein eingeschlossenes unter
Druck stehendes Gasvolumen wirkt, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in welcher
Fluiddruck aus dem Speicher auf die abhängige Vorrichtung wirken kann, um sie zum
Entlasten der Pumpe zu betätigen.
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In der GB-OS 2003555 ist eine hydraulische Anlage dieser Art beschrieben,
bei welcher der Speicher nur in Fluidverbindung mit dem Druckregelventil steht.
Bei der beschriebenen speziellen Ausführungsform spannen zwei Federn das Ventilverschlußglied
in die erste Stellung vor. Die zweite Feder ist unwirksam, wenn das Ventilverschlußglied
abhängig vom Druck im Speicher, der auf es direkt wirkt und einen Ausschaltpunkt
bestimmt, bei dem das Ventilverschlußglied sich in die zweite Stellung bewegen kann,
in diese zweite Stellung bewegt wird.
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Die Vorspannung in der ersten Feder allein bestimmt einen Einschaltpunkt,
bei dessen Erreichen das Ventilverschlußglied in die erste Stellung zurückbewegt
werden kann.
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Erfindungsgemäß wirkt bei einer hydraulischen Anlage der eingangs
beschriebenen Art die Membrane des hydraulischen Speichers selbst mit dem Ventilverschlußglied
zusammen, um eine Kraft zum Bewegen des Ventilverschlußgliedes zwischen den beiden
Stellungen zu erzeugen.
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Dies vereinfacht die Herstellung und verringert die Abmessungen einer
aus dem Druckregelventil und dem Speicher zusammengesetzten Baugruppe.
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Die Membrane kann auf das Ventilverschlußglied direkt wirken.
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Nach einem anderen Lösungsgedanken der Erfindung kann die Membrane
auf das Ventilverschlußglied über ein Zwischenglied indirekt wirken.
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Wenn die Membrane auf das Ventilverschlußglied direkt wirkt, vermag
sie das Ventilverschlußglied in der ersten Stellung gegen die Kraft einer Feder
zu halten, die das Bestreben hat, das Ventilverschlußglied in die zweite Stellung
vorzuspannen, und beim Füllen des Speichers bewegt das in ihn eingeleitete Fluid
die Membrane gegen den Gasdruck, bis bei einem Ausschaltpunkt eine Fluidmenge eingeleitet
worden ist, die ausreicht, um es dem Ventilverschlußglied zu ermöglichen,
sich
unter der Wirkung der Feder in die zweite Stellung zu bewegen.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsform wirkt die Membrane auf ein
Ventilbetätigungsglied, um es normalerweise gegen die Last in einer Betätigungsfeder
in einer Ruhestellung zu halten, und eine Rückstellfeder wirkt auf das Ventilverschlußglied,
um es normalerweise in der ersten Stellung zu halten. Beim Füllen des Speichers
bewegt sich die Membrane gegen den Gasdruck und ermöglicht es so der Betätigungsfeder,
über das Ventilbetätigungsglied auf das Ventilverschlußglied zu wirken und letzteres
bei Erreichen eines Ausschaltpunktes in die zweite Stellung zu bewegen.
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Bei der Erfindung wird ein Einschaltpunkt, bei dessen Erreichen das
Ventilverschlußglied in seine erste Stellung zurückkehren kann, durch eine im voraus
festgelegte Stellung der Membrane bestimmt, bei welcher im Speicher ein vorbestimmter
Einschaltfluiddruck herrscht.
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Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch eine hydraulische Pumpe in Verbindung
mit einem Druckregelventil und Fig. 2 einen Schnitt durch dieselbe hydraulische
Pumpe in Verbindung mit einem abgewandelten Druckregelventil.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Anlage hat eine hydraulische
Pumpe 1 ein Gehäuse 2 mit einer kreisrunden Pumpenkammer 3, in der ein exzentrischer
Antrieb 4 angeordnet ist, und diametral entgegengesetzten gestuften blinden Bohrungen
5 und 6, die an ihren inneren Enden in offener Verbindung mit der Pumpenkammer 3
stehen.
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Im Abschnitt von größerem Durchmesser jeder der Bohrungen 5 und 6
ist eine von einer Hülse 7 gebildete abhängige Vorrichtung
verschieblich
angeordnet. Die Hülse 7 trägt Dichtringe 8 und 9 in Nuten, die in axialem Abstand
von diametralen Öffnungen 10 in der Hülse 7 ausgebildet sind. Die Hülse 7 hat ein
Verlängerungsstück 11 von verkleinertem Durchmesser, das sich zur Pumpenkammer 3
hin erstreckt und eine Innenbohrung 13 aufweist, in der ein Pumpenstößel 12 durch
den Antrieb 4 hin-und herbewegbar ist. In der Wand der Hülse 7 sind Einlaßöffnungen
14 angeordnet, und ein in einer Richtung wirkendes Ventilverschlußglied 15 wird
normalerweise von einer Feder 17 in Anlage an einem zwischen den Einlaßöffnungen
14 und den Öffnungen 10 angeordneten Ventilsitz 16 vorgespannt. Die Hülse 7 ist
mit ihrem äußeren geschlossenen Ende von einer beim dargestellten Beispiel als Druckfeder
ausgebildeten Rückstellfeder 18 normalerweise an das geschlossene äußere Ende der
zugehörigen Bohrung 5 bzw. ó angepreßt. Der Antrieb 4 ist mit beiden Pumpenstößeln
12 so gekuppelt, daß bei einer Bewegung des einen Pumpenstößels 12 in einer Richtung
der andere Pumpenstößel 12 sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt.
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Das Gehäuse 2 hat eine Öffnung 19, über welche die Pumpenkammer 3
mit einem Behälter für hydraulisches Fluid verbunden ist, sowie Auslaßöffnungen
20 und 21, die in ständiger Verbindung mit den Öffnungen 10 stehen.
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Wenn der exzentrische Antrieb 4 betätigt wird, um die beiden Pumpenstößel
12 in den Innenbohrungen 13 hin- und herzubewegen, wird in den gezeichneten Stellungen
der Hülsen 7 normalerweise von jedem Pumpenstößel 12 durch die Einlaßöffnungen 14
hindurch Fluid in die zugehörigen Innenbohrungen 13 angesaugt und von dort am Ventilverschlußglied
15 vorbei und durch die Öffnungen 10 zur zugehörigen Auslaßöffnung 20 bzw. 21 gepumpt.
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Jede der Auslaßöffnungen 20 und 21 ist über eine Rohrleitung 24 und
ein Druckregelventil 23 mit einem hydraulischen
Speicher 22 verbunden.
Beim dargestellten Beispiel hat der Speicher 22 einen Behälter 25 mit einer eingegliederten
Membrane 26, die ein unter Druck stehendes Gasvolumen 27 von hydraulischem Fluid
in einer blinden Bohrung 28 in einem Ventilgehäuse 29 trennt, das am Behälter 25
angeordnet oder mit ihm fest bzw. einstückig verbunden ist.
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In der Bohrung 28 arbeitet ein beim dargestellten Beispiel als Ventilbundkolben
ausgebildetes Ventilverschlußglied 30, das mit seinem inneren Ende in ständiger
Anlage an der Membrane 26 von einer Feder 31 vorgespannt wird, die beim gezeigten
Beispiel als Druckfeder ausgebildet und zwischen dem Ventilverschlußglied 30 und
dem geschlossenen äußeren Ende des Ventilgehäuses 29 eingespannt ist. Das Ventilverschlußglied
30 weist Bunde 32 und 33 auf, die im Abstand voneinander und in der gezeichneten
Stellung an einander abgewandten Seiten einer Einlaßöffnung 34 und einer Auslaßöffnung
35 angeordnet sind. Die Einlaßöffnung 34 ist an den weiter oben erwähnten oder einen
verschiedenen Fluidbehälter anschließbar. Die Auslaßöffnung 35 ist über eine Rohrleitung
36 mit einer Kammer 36a der Pumpe 1 verbunden, die zwischen den sich gegenüberliegenden
geschlossenen Enden der Bohrung 5 und der Hülse 7 gebildet ist. Das Ventilverschlußglied
30 ist mit einem längsgerichteten Kanal 37 versehen, der eine ständige Verbindung
zwischen außerhalb der Bunde 32 und 33 gelegenen Abschnitten des Ventilverschlußgliedes
30 herstellt.
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In der gezeichneten Stellung, in welcher der Speicher 22 kein Fluid
enthält, pumpt der Pumpenstößel 12 Fluid von der Auslaßöffnung 20 durch die Rohrleitung
24 und den Kanal 37 hindurch in den Speicher 22. Außerdem kann Fluid über eine an
die Rohrleitung 24 angeschlossene Zweigleitung 38 zu Verbrauchern, beispielsweise
zu einem oder mehreren Radaufhängungsrohren des Fahrzeuges, gepumpt werden. Bei
der dargestellten Anordnung nimmt das Ventilverschlußglied 30 die erste Stellung
ein, um die Rohrleitung 36 mit dem Behälter
zu verbinden und so
den Speicher 22 von der Hülse 7 zu trennen.
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Während sich der Speicher 22 auf einen im voraus festgelegten ersten
Wert füllt, der dem Druck in einem Einschaltpunkt von beispielsweise 140 kp/cm2
gleich ist, bewegt sich die Membrane 26 gegen den Druck des eingeschlossenen Gasvolumens
27 nach rechts. Wegen der Kraft in der Feder 31 bewegt sich das Ventilverschlußglied
30 zusammen mit der Membrane 26 und schließt die Auslaßöffnung 35, um die Kammer
36a vom Behälter zu trennen.
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Wenn ein Ausschaltpunkt bei beispielsweise 175 kp/cm2 erreicht ist,
hat sich die Membrane 26 genügend fortbewegt, damit der Bund 32 über die Auslaßöffnung
35 hinausgehen konnte. Folglich nimmt das Ventilverschlußglied 30 die zweite Stellung
ein, in der die Auslaßöffnung 35 über den Kanal 37 mit dem Speicher 22 verbunden
ist. Der Fluiddruck des Speichers 22 wirkt dann über die Rohrleitung 36 auf die
Hülse 7, die sich unter Überwindung der Last in der Rückstellfeder 18 nach innen
bewegt, bis die Einlaßöffnungen 14 vom Pumpenstößel 12 verschlossen sind, unabhängig
von dessen Stellung in der Innenbohrung 13. Dies bedeutet, daß der Pumpenstößel
12'im Leerlauf arbeitet und kein Fluid durch die Rohrleitung 24 gepumpt werden kann.
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Wenn der im Speicher 22 gespeicherte Fluiddruck verbraucht wird, bewegen
sich die Membrane 26 und das Ventilverschlußglied 30 in die entgegengesetzte Richtung,
bis das Ventilverschlußglied 30 bei einem Speicherfluiddruck von beispielsweise
140 kp/cm2 in die erste Stellung zuruckgekehrt ist, wobei der Bund 32 einen Weg
zurückgelegt hat, der genügt, um die Hülse 7 wieder mit dem Behälter zu verbinden.
Die Rückstellfeder 18 bewegt dann die Hülse 7 axial und in ihre Ausgangsstellung,
wobei die Einlaßöffnungen 14 erneut freigelegt werden, so daß die Pumpe 1 wieder
wirksam ist, um den Speicher 22 nachzufüllen.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten hydraulischen Anlage ist die hydraulische
Pumpe 1 von gleicher Ausbildung wie die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene.
Jede der Auslaßöffnungen 20 und 21 ist mit einem hydraulischen Speicher 40 über
ein abgewandeltes Druckregelventil 41 und eine Rohrleitung 42 verbunden. Der Speicher
40 hat einen Behälter 43, in den eine Membrane 44 eingegliedert ist, die ein unter
Druck stehendes Gasvolumen von hydraulischem Fluid in einer blinden Bohrung 45 eines
Ventilgehäuses 46 trennt, das am Behälter 43 angeordnet oder mit ihm fest bzw. einstückig
verbunden ist.
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In der Bohrung 45 arbeitet ein beim dargestellten Beispiel als Ventilbundkolben
ausgebildetes Ventilverschlußglied 47, das von einer Rückstellfeder 49 von der Membrane
44 weg gegen einen Anschlag 48 in der Bohrung 45 vorgespannt wird. In dieser Stellung
sind mit Zwischenabstand angeordnete Bunde 50 und 51 an einander abgewandten Seiten
einer Einlaßöffnung 52 und einer Auslaßöffnung 53 angeordnet. Die Einlaßöffnung
52 ist an den weiter oben erwähnten oder einen verschiedenen Fluidbehälter anschließbar.
Die Auslaßöffnung 53 ist über die Rohrleitung 36 mit der Kammer 36a verbunden, die
zwischen den sich gegenüberliegenden geschlossenen Enden der Bohrung 5 und der in
dieser arbeitenden Hülse 7 gebildet ist.
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Ein Ventilbetätigungsglied 55 ist vom freien äußeren Ende einer Betätigungsstange
56 getragen. Die Betätigungsstange 56 durchdringt einen in bezug auf sie mit Übermaß
ausgebildeten längsgerichteten Kanal 57 im Ventilverschlußglied 47 und wird mit
ihrem freien inneren Ende von einer Betätigungsfeder 58 in Anlage an der Membrane
44 vorgespannt.
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Der Speicher 40 ist dazu bestimmt, über eine an die Rohrleitung 42
angeschlossene Zweigleitung 59 einen Bremskraftverstärker zu betätigen. Der Speicher
40 weist somit eine Fluiddruckvorspannung von beispielsweise 35 kp/cm2 auf. Das
Ventilverschlußglied 47 ist so ausgelegt, daß sich die
Membrane
44, ohne das Ventilverschlußglied 47 zu stören, bewegen kann, bis der gewünschte
Druck des Einschaltpunktes erreicht ist. Dies wird durch die Verwendung der Betätigungsstange
56 erzielt, die das Ineingriffkommen des Ventilbetätigungsgliedes 55 mit dem Ventilverschlußglied
47 verhindert, bis der Speicher 40 mit einem Druck gefüllt ist, der dem Druck im
Einschaltpunkt von beispielsweise 140 kp/cm2 gleich ist. Danach sind die Bewegungen
des Ventilverschlußgliedes 47 für die Bestimmung der Aus- und Einschaltpunkte die
gleichen wie im Zusammenhang mit der Ausführungsform mit dem Speicher 22 und dem
Druckregelventil 23 beschrieben.
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Bei jeder Ausführungsform ist zwischen den Speicher 22 bzw.
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40 und den Behälter ein Entlastungsventil eingebaut, um die Entstehung
von Überdruck im Speicher durch Ausdehnung von Gas oder Luft bei hoher Temperatur
zu verhindern.