DE3935756A1 - Hydraulische anlage in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anlage in einem Kraftfahrzeug nach dem Gattungsbegriff, wie er durch den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.

In modernen Kraftfahrzeugen werden in zunehmenden Maßen Servoeinrichtungen eingesetzt, die den Komfort verbessern sollen. Zum Beispiel kann eine sogenannte Zentralverriege­ lungsanlage vorgesehen sein, mit deren Hilfe durch eine einzige Handlung sämtliche verschließbaren Öffnungen am Wagenkasten verschlossen oder aufgeschlossen werden können. Zu dieser Einrichtungsgruppe zählen auch von innen verstellbare Außenspiegel, fernbetätigte Schiebedächer, Fensterheber, Fahrersitz, verstellbare Einrichtungen, und vieles andere.

Solche Servoeinrichtungen können elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch wirken. Dabei werden pneumatische oder hydraulische Systeme bevorzugt, wenn an die Geräuscharmut höchste Ansprüche gestellt werden. Bei pneumatischen Anla­ gen werden häufig in der Drehrichtung umkehrbare Pumpen verwendet, die je nach Drehrichtung im System Über- oder Unterdruck erzeugen und so die einseitig beaufschlagten Stellelemente beeinflussen. Dieses Konzept hat den Vorteil, daß nur jeweils eine pneumatische Leitung zu den Stellele­ menten geführt werden muß.

Eine solche Betriebsweise ist bei hydraulischen Systemen nicht möglich, da wegen eventuell auftretender Kavitation nicht mit Unterdruck gearbeitet werden darf. Trotz des Erfordernisses doppelter Leitungen erscheint die Anwendung hydraulischer Systeme interessant, da wegen der größeren Differenzdrücke die Stellmotoren bzw. Stellelemente kleiner ausgebildet sein können. Dies ist wegen der Verwendung solcher Stelleinrichtungen im Innenraum oder auch in Türen und Klappen sehr erwünscht.

Hydraulische Anlagen müssen beim erstmaligen Befüllen und nach Reparaturarbeiten entlüftet werden. In konventionellen Anlagen erfolgt dies mittels spezieller Entlüftungssschrau­ ben oder handbetätigten Entlüftungsventilen. Dies bedeutet zusätzliche Bauelemente und Arbeitsschritte und somit höhere Kosten. Der Aufwand verdoppelt sich noch bei den oben angesprochenen doppeltwirkenden hydraulischen Stell­ elementen, da jeweils zwei Hydraulikkreise zu entlüften sind. Außerdem besteht generell die Gefahr, daß Hydraulik­ flüssigkeit an der Entlüftungsstelle austritt und den Innenraum verschmutzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine hydraulische Anlage in einem Kraftfahrzeug der durch den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung derart auszubilden, daß eine selbsttätige Entlüftung ohne die Gefahr des Austritts von Fluid in den Innenraum des Kraftfahrzeugs erzielbar ist. Ferner soll der Befüll- und Entlüftungsvorgang keine zusätzlichen zeitaufwendigen Tätigkeiten erfordern. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil im Patentanspruch 1 angege­ benen Maßnahmen.

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist den Vorteil auf, daß die normaler­ weise zur Entlüftung notwendigen Bauelemente eingespart werden können. Zusätzlich ist vorteilhaft, daß die für das Entlüften notwendigen Arbeitsgänge entfallen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen hydraulischen Anlage möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbei­ spiel der Hydraulikanlage,

Fig. 2 verschiedene Ausführungs­ formen der Anlage nach Fig. 1,

Fig. 3 bis 5 eine andere Ausführungsform der Hydraulikanlage in verschiedenen Betriebszuständen,

Fig. 6 eine andere Ausführungsform der Hydraulikanlage nach der Fig. 5.

In Fig. 1 ist der Sauganschluß der Hydraulikpumpe 1 über ein Ansaugsieb 2 mit dem im Vorratsbehälter 3 vorhandenen Fluids verbunden. Der Druckanschluß der Pumpe 1 führt über ein Rohr 4 zu einem elektomagnetisch betätigten 4/2-Wege­ ventil. Vom Rohr 4 zweigt ein weiteres Rohr 6 ab, in dem ein Druckbegrenzungsventil 7 angeordnet ist und das in den Vorratsbehälter 3 mündet. Vom 4/2-Wegeventil 5 führt ein weiteres Rohr 8 zurück zum Vorratsbehälter 3. Von dem dem Rohr 4 gegenüberliegenden Anschluß am 4/2-Wegeventil führt ein Rohr 9 zum Anschluß A eines Hydraulikzylinders 11, in dem sich ein Kolben 12 bewegt, der auf eine Kolbenstange 13 wirkt. Von dem, dem Rücklaufrohr 8 gegenüberliegenden Anschluß des 4/2 Wegeventils führt ein weiteres Rohr 14 zum Anschluß B des Hydraulikzylinders 11. Nahe dem oberen Rand führt in axialer Richtung durch den Kolben 12 eine Bohrung 15, die die beiden Kammern des Hydraulikzylinders miteinan­ der verbindet.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist folgende:Nach der Montage aller Komponenten wird die Pumpe 1 eingeschaltet, die bei der gezeigten Stellung des 4/2-Wegeventils 5 Hydraulikflüssigkeit durch die Rohre 4 und 9 in die Kammer 16 des Hydraulikzylinders 11 beför­ dert. Die dort zunächst vorhandene Luft entweicht durch die Bohrung 15 in die Kammer 17 und durch die Rücklaufleitun­ gen 8, 14, in die Atmosphäre. Der Kolben 12 bewegt sich hierbei mit steigendem Flüssigkeitsdruck allmählich in Richtung des Pfeils 18 bis zum Anschlag. Ist die Kammer 16 vollständig gefüllt, so wird bei weiter eingeschalteter Pumpe auch die Kammer 17 mit durch die Bohrung 15 strömende Flüssigkeit gefüllt. Die dort vorhandene Luft entweicht weiter durch die Rohrleitungen in den Tank. Nach entspre­ chender Laufzeit ist die gesamte in den Kammern 16 und 17 ursprünglich vorhandene Luft durch Hydraulikflüssigkeit verdrängt und damit die Anlage vollständig befüllt und entlüftet. Anschließend kann die Hydraulikanlage durch entsprechendes Einschalten der Pumpe 1 und Betätigen des 4/2-Wegeventils 5 normal zum Verstellen des Kolbens 12 genutzt werden. Im normalen Betrieb wirkt die Bohrung 15 als Leckstelle, wodurch sich bei geeigneter Bemessung der Bohrung die maximale Kraft auf den Kolben und die maximale Geschwindigkeit des Kolbens 12 nur geringfügig vermindern. Der gefundene Bohrungsdurchmesser stellt in den überwiegen­ den Fällen einen Kompromiß zwischen der maximalen Dauer des Entlüftungsvorgangs und der verfügbaren Kraft und Geschwin­ digkeit am Kolben 12 im normalen Betrieb dar.

Es versteht sich, daß der Befüll- und Entlüftungsvorgang ebensogut in der zweiten möglichen Stellung des 4/2-Wege­ ventils erfolgen kann, wobei dann die Hydraulikflüssigkeit von der Kammer 17 in die Kammer 16 strömt und die vorhan­ dene Luft von dort verdrängt.

Je nach Einbaulage kann die Entlüftungswirkung dadurch verbessert werden, daß die Anschlüsse A und B am Zylin­ der 11 und die Bohrung 15 im Kolben 12 mit entsprechenden Ausbuchtungen versehen sind, in denen sich die verdrängte Luft sammeln kann. In Fig. 2a ist dargestellt, wie bei senkrechter Einbaulage die Überströmbohrung 15 im Kolben 12 an der Unterseite mit einer Erweiterung 20 versehen ist, in der sich Luftblasen sammeln können, die an der Unterseite des Kolbens von der Hydraulikflüssigkeit zusammengedrückt werden.

In den Fig. 2b und 2c ist schematisch die Ausbildung der Rohranschlüsse am Zylinder 11 gezeigt. Bei senkrechter Einbaulage befindet sich der Rohranschluß 21 zweckmäßiger­ weise an der Stirnseite des Zylinders 11 und weist eine Erweiterung 22 auf. Bei waagerechter Einbaulage ist der Rohranschluß 23 zweckmäßigerweise an der höchsten Stelle des Zylinders 11 vorgesehen und weist zum Zylinder hin eine Erweiterung 24 auf.

Bei der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungs­ formen haben die Komponenten des Hydraulikkreislaufs im wesentlichen die gleiche Funktion wie in der Ausführungs­ form nach Fig. 1. Gleiche Teile mit gleicher Funktion sind daher auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ihre Wirkungsweise als bekannt vorausgesetzt. Der Kolben 12 weist wieder eine axial gerichtete Bohrung 31 auf, deren Durchmesser und damit deren Durchflußquerschnitt jedoch größer sein kann als der der Bohrung 15 nach Fig. 1. Auf der Kolbenstangenseite ist die Überströmbohrung 31 durch ein Ventil 32 verschließbar. Dieses Ventil 32 ermöglicht ein Durchströmen des Kolbens von der Kammer 16 in die Kammer 17, sperrt jedoch den Durchfluß in der umgekehrten Richtung. Durch diese Bauart kann der Befüll- und Entlüf­ tungsvorgang in der bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 dargestellten Weise erfolgen, es brauchen aber bei umge­ kehrter Beaufschlagung des Kolbens, also von der Kolben­ stangenseite aus, indem die Kammer 17 mit Druck beauf­ schlagt wird, keine Leckverluste in Kauf genommen werden.

Das schematisch dargestellte Ventil 32 kann ein federbela­ stetes Klappenventil, ein Membranventil, ein Kugelsitzven­ til oder ein Kegelventil sein. Dabei kann die Federbela­ stung in allen Fällen so gewählt werden, daß der Belüf­ tungsvorgang bei erhöhtem Pumpendruck durchgeführt wird. In diesem Fall wird das Überströmventil 7 so verstellt oder gesteuert, daß der erhöhte Pumpendruck das Ventil 32 öffnet und das Überströmen der Luft ermöglicht. Im Normalbetrieb - bei niedrigerem Pumpendruck - reicht der Hydraulikdruck nicht zum Öffnen des Ventils 32 aus und die Anlage verhält sich wie ohne Leckstelle, d. h. die volle Arbeitsgeschwin­ digkeit steht in beiden Betriebsrichtungen zur Verfügung.

In Fig. 3 weist das 4/3-Wegeventil 35 eine eigene Befüll- und Entlüftungsstellung a auf, während die Stellung b (Fig. 4) beide Seiten des Kolbens 12 mit gleichem Hydrau­ likdruck beaufschlagt. Da die Ringfläche des Kolbens 12 durch das Vorhandensein der Kolbenstange 13 kleiner ist als die Gesamtfläche des Kolbens, die der Kammer 16 zugewandt ist, entsteht eine Bewegung in Richtung Pfeils F1. Wird das 4/3-Wegeventil in die Stellung c (Fig. 5) geschaltet, so wird allein die Ringfläche des Kolbens 12 von der Kammer 17 aus mit Hydraulikdruck beaufschlagt und es kommt zu einer Bewegung des Kolbens 12 und der Kolbenstange 13 in Richtung des Pfeils F2.

Durch die Verwendung eines 4/4-Wegeventil 65 (Fig. 6) kann der Zylinder 11 in jeder Stellung des Kolbens 12 so blockiert werden, daß eine Bewegung des Kolbens 12 mit der Kolbenstange 13 durch äußere Kraft nach rechts, d. h. in Richtung des Pfeils 68, ausgeschlossen ist.

An Stelle der federbetätigten Ventile 32 im Kolben 12 ist auch die Verwendung einer selektiven Membran möglich, die für Luft durchlässig, für die verwendete Hydraulikflüssig­ keit jedoch undurchlässig ist. In diesem Fall muß jedoch darauf geachtet werden, daß das von dem Kolben 12 verdrängte Volumen größer ist als das durch die Leitung 14 dargestellte Volumen, damit beim Anlaufen des Kolbens 12 in die Endstellung die verdrängte Luft sicher das Leitungssy­ stem verläßt.

Claims (6)

1. Hydraulische Anlage in einem Kraftfahrzeug mit wenig­ stens zwei durch Vor- und Rücklaufleitungen verbundene Verdrängungsmaschinen, wobei die erste Verdrängungsmaschine (Pumpe) zur Förderung des Fluides und zur Druckerzeugung dient, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite bzw. zweiten Verdrängungsmaschinen einen Überlauf zwischen Vorlauf- und Rücklauf aufweisen.

2. Hydraulische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweiten Verdrängungsmaschinen zweiseitig beaufschlagte Kolben-Zylinder-Einheiten sind und der Über­ lauf ein Überstömkanal im Kolben ist, der beide Zylinder­ kammern miteinander verbindet.

3. Hydraulische Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, das der Überstromkanal durch ein einseitig wirkendes Ventil verschließbar ist.

4. Hydraulische Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das einseitig wirkende Ventil federbelastet ausgebildet ist.

5. Hydraulische Anlange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstömkanal durch eine teildurch­ lässige Membran verschlossen ist, die für Luft durchlässig, für das Arbeitsfluid jedoch undurchlässig ist.

6. Hydraulische Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Volumen der Leitungen zwischen der ersten Verdrängermaschine und der zweiten Verdrängermaschine bzw. zwischen der zweiten Verdrängermaschine und dem Fluidvor­ ratsbehälter geringer ist als das Volumen einer Kammer der zweiten Verdrängermaschine.