DE4009641A1 - Vorrichtung zur hydraulikstromsteuerung bzw. -regelung - Google Patents
Vorrichtung zur hydraulikstromsteuerung bzw. -regelungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hydraulikstrom
steuerung bzw. -regelung in einem Hydrauliksystem mit einer
wechselnd schnell angetriebenen bzw. laufenden Pumpe, welche
saugseitig mit einem Reservoir und druckseitig über eine
Drossel mit einem Verbraucher, beispielsweise einer Servo
lenkung eines Kraftfahrzeuges, verbunden ist, einem einen
Verbindungsweg zwischen Saug- und Druckseite der Pumpe
steuernden Stromregelkolben, welcher vom Druck der Druckseite
in eine den Verbindungsweg freigebende Lage und von einer
Rückstellfeder sowie dem Druck hinter der Drossel in eine
den Verbindungsweg absperrende Lage beaufschlagt wird,
sowie einem Überdruckventil, welches bei Überschreitung
eines Schwellwertes des hinter der Drossel anstehenden Druckes
eine hinter der Drossel von der Druckleitung zur Saugseite
abzweigende Verbindungsleitung mit Drosselwirkung freigibt.
Bei Hydrauliksystemen in Kraftfahrzeugen werden die zugehörigen
Hydraulikpumpen üblicherweise unmittelbar vom Fahrzeugmotor
angetrieben, so daß das Förderorgan der Pumpe entsprechend
den beim Fahrbetrieb stark wechselnden Drehzahlen des Fahr
zeugmotors mit stark wechselnder Geschwindigkeit angetrieben
wird. Dabei ist die Pumpe im allgemeinen so bemessen, daß
bereits bei Leerlaufdrehzahl des Fahrzeugmotors der zum
Betrieb des jeweiligen Hydrauliksystems notwendige Volumen
strom erzeugt wird. Dies ist gleichbedeutend damit, daß bei
höheren Drehzahlen des Fahrzeugmotors eine den Bedarf weit
übersteigende Förderkapazität zur Verfügung stehen kann.
Durch den Stromregelkolben wird dann der zum Verbraucher
geführte Volumenstrom auf den jeweiligen Bedarf begrenzt.
Allerdings kann der Stromregelkolben nur dann zufrieden
stellend arbeiten, wenn an der Drossel in der Druckleitung
tatsächlich ein Druckabfall auftritt, d. h. wenn die Drossel
in der Druckleitung von Hydraulikmedium durchströmt wird.
Bei normalen Betriebszuständen des Verbrauchers fließt
ständig Hydraulikmedium aus der Druckleitung über den
Verbraucher in das Reservoir ab, so daß die Durchströmung
der genannten Drossel der Druckleitung sowie der damit
verbundene Druckabfall gewährleistet sind.
Wenn der Verbraucher einen extremen Betriebszustand erreicht,
bei dem ein Abfließen von Hydraulikmedium aus der Druckleitung
über den Verbraucher in das Reservoir unterbunden wird, steigt
der Druck in der Druckleitung so weit an, daß das Überdruck
ventil öffnet und die hinter der genannten Drossel der Druck
leitung abzweigende Verbindungsleitung zur Saugseite der
Pumpe freigibt. Damit wird an der Drossel ein hinreichender
Druckabfall aufrechterhalten, so daß der Stromregelkolben in
Richtung seiner Offenstellung gedrängt wird.
Allerdings arbeitet nunmehr die Pumpe nur noch im Umlauf,
d. h. das Hydraulikmedium wird auf kurzen Wegen zwischen
Saug- und Druckseite der Pumpe umgewälzt, ohne daß frisches
Hydraulikmedium aus dem Reservoir über die Saugleitung
zur Pumpe gelangen kann.
Bei diesem Umlaufbetrieb wird aufgrund der Drosselwiderstän
de die in dem vom Stromregelkolben gesteuerten Verbindungsweg
sowie in der vom Überdruckventil gesteuerten Verbindungs
leitung zwischen Druck- und Saugseite der Pumpe wirksam sind,
eine große Wärmemenge erzeugt, welche zu einer schnellen
Aufheizung des umgewälzten Hydraulikmediums führt.
Insbesondere wenn das Förderorgan der Pumpe mit größerer
Geschwindigkeit angetrieben wird, kann der Temperaturanstieg
des Hydraulikmediums derart schnell und stark sein, daß Teile
der Pumpe, des Stromregelkolbens oder des Überdruckventiles
zerstört werden.
Grundsätzlich ist es zwar möglich, den Verbraucher so auszu
legen, daß in allen möglichen Betriebszuständen Hydraulik
medium von der Druckleitung über den Verbraucher zum Reservoir
zurückfließen kann, um zu gewährleisten, daß aus dem Reservoir
immer über die Saugleitung eine entsprechende Menge frischen
und gekühlten Hydraulikmediums zufließen muß. Dadurch kann
eine hinreichende Kühlung der Pumpe gewährleistet werden.
Jedoch muß bei einer derartigen Ausbildung des Hydraulik
systems eine Pumpe mit erhöhter Leistung angeordnet sein,
um eine vorgegebene maximale Druckdifferenz zwischen Saug-
und Druckseite der Pumpe erreichen zu können. Dies ist gleich
bedeutend damit, daß eine erhöhte Antriebsleistung für die
Pumpe benötigt wird. Hierdurch können bei Kraftfahrzeugen
Probleme entstehen, weil der Fahrzeugmotor im Leerlaufbetrieb
nur eine sehr begrenzte Leistung abzugeben vermag, jedenfalls
dann, wenn die Leerlaufdrehzahl möglichst gering gehalten
werden soll.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur
Hydraulikstromregelung bzw. -steuerung zu schaffen, welche
bei einfacher Konstruktion auch dann einen übermäßigen
Temperaturanstieg des Hydraulikmediums in der Pumpe verhindert,
wenn der vom Verbraucher abgenommene Volumenstrom extrem
absinkt bzw. verschwindet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Stromregelkolben und/oder das Verschlußorgan des Überdruck
ventiles von einer aus Formgedächtnislegierung bestehenden
Feder mit ausgeprägt temperaturabhängiger Stellkraft beauf
schlagt werden, derart, daß der vom Stromregelkolben gesteuer
te Verbindungsweg bzw. die vom Überdruckventil gesteuerte
Verbindungsleitung bei Überschreitung eines Temperaturschwell
wertes des Hydraulikmediums freigegeben werden.
Die Erfindung beruht also auf dem allgemeinen Gedanken,
die auf den Stromregelkolben bzw. das Überdruckventil wirken
den Stellkräfte mittels Federn aus Formgedächtnislegierung
temperaturabhängig zu steuern, um bei Erreichen des Temperatur
schwellwertes den Stromregelkolben vollständig in seine
Offenstellung zu verlagern. Damit wird die Pumpe praktisch
von allen der Pumpenarbeit entgegenwirkenden Drosselwider
ständen entlastet, so daß ein weiterer Temperaturanstieg des
Hydraulikmediums sicher verhindert wird.
Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß die
Konstruktion herkömmlicher Vorrichtungen zur Hydraulikstrom
steuerung bzw. -regelung nur geringfügig verändert werden muß.
Im wesentlichen braucht nur zumindest eine Feder aus Form
gedächtnislegierung zusätzlich in wärmeleitendem Kontakt
mit dem Hydraulikmedium angeordnet zu werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
dabei vorgesehen, daß die aus Formgedächtnislegierung
bestehende Feder unterhalb des Temperaturschwellwertes eine
stark absinkende bzw. verschwindende sowie oberhalb des
Temperaturschwellwertes eine stark zunehmende Stellkraft
besitzt und den Stromregelkolben bzw. das Überdruckventil
jeweils in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Auf diese Weise
wird bei ansteigender Temperatur des Hydraulikmediums auf
den Stromregelkolben bzw. das Überdruckventil eine aktive
Öffnungskraft ausgeübt.
Gewünschtenfalls ist mit der Erfindung auch eine redundante
Anordnung möglich, indem sowohl der Stromregelkolben als
auch das Überdruckventil je mit einer Feder aus Formgedächt
nislegierung zusammenwirken. Dadurch wird eine besonders hohe
Sicherheit gegen eine übermäßige Erwärmung des Hydraulik
mediums in der Pumpe erreicht.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin
dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung
besonders vorteilhafter Ausführungsformen verwiesen, die in
der Zeichnung dargestellt sind.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematisierte, schaltplanartige
Darstellung einer Servolenkung eines
Kraftfahrzeuges,
Fig. 2 einen Axialschnitt einer Servopumpe mit
erfindungsgemäßer Hydraulikstromsteuerung und
Fig. 3 einen Axialschnitt eines Stromsteuerkolbens
mit darin angeordnetem Überdruckventil, welches
mit einer Feder aus Formgedächtnislegierung
zusammenwirkt.
Gemäß Fig. 1 ist eine saugseitig mit einem Reservoir 1
verbundene Pumpe 2 druckseitig über eine Drossel 3 mit
zwei zum Reservoir 1 führenden Drosselstrecken verbunden,
die durch die steuerbaren Drosseln 4′, 4′′, 5′ und 5′′
gebildet werden. Die Drosseln 4′, 4′′, 5′ und 5′′ werden vom
nicht dargestellten Lenkhandrad gesteuert, und zwar derart,
daß der Drosselwiderstand der Drosseln 4′ und 5′ in der
einen Richtung verändert (z. B. erhöht) wird, während der
Drosselwiderstand der beiden anderen Drosseln 4′′ und 5′′
gleichzeitig eine Änderung in der anderen Richtung (z. B. eine
Absenkung) erfährt. Im Extremfall ist ein Drosselpaar,
beispielsweise die Drosseln 4′ und 5′, geschlossen, während
das andere Drosselpaar, d. h. die Drosseln 4′′ und 5′′,
vollständig geöffnet sind.
Bei normaler Geradeausfahrt des Fahrzeuges sind sämtliche
Drosseln auf annähernd gleiche Drosselwiderstände eingestellt.
Zwischen den Drosseln 4′ und 5′′ einerseits und den Drosseln 4′′
und 5′ andererseits sind entgegengesetzte Seiten eines Servo
motors 6 angeschlossen, der im Beispiel der Fig. 1 als doppelt
wirkendes Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet ist. Je nach
Einstellung der Drosselpaare 4′ und 5′ bzw. 4′′ und 5′′ wirkt
auf den Kolben des Servomotors 6 eine mehr oder weniger große
hydraulische Druckdifferenz, so daß der Kolben mit mehr oder
weniger großer Kraft in die eine oder andere Richtung gedrängt
wird. Eine maximale Stellkraft wird erreicht, wenn jeweils ein
Drosselpaar (z. B. 4′, 5′) geschlossen und das jeweils andere
Drosselpaar (z. B. 4′′, 5′′) vollständig geöffnet ist.
Die Pumpe 2 wird vom nicht dargestellten Motor des Fahrzeuges
angetrieben, welcher je nach Fahrzustand mit unterschiedlich
hoher Drehzahl läuft, im Extremfall entweder nur mit Leerlauf
drehzahl oder mit Höchstdrehzahl. Dementsprechend wird also
die Pumpe 2 mit stark wechselnder Geschwindigkeit angetrieben,
d. h. auch die Förderkapazität der Pumpe 2 unterliegt entspre
chend starken Schwankungen.
Um den zu den Drosseln 4′ bis 5′′ bzw. zum Servomotor 6 geför
derten Strom des Hydraulikmediums dem jeweiligen Bedarf anzu
passen, ist die Pumpe 2 mit einer Stromregelanordnung bzw.
Stromsteueranordnung 7 versehen. Diese besitzt einerseits
einen unmittelbar von der Druckseite der Pumpe 2 zu deren
Saugseite führenden Verbindungsweg 8, dessen Öffnungsgrad
vom Druckabfall an der Drossel 3 abhängt. Zur Steuerung des
Öffnungsgrades dient ein weiter unten erläuterter Stromregel
kolben. Parallel zum Verbindungsweg 8 ist noch eine Verbin
dungsleitung 9 angeordnet, die von einem Überdruckventil 10
gesteuert wird.
Dabei ist das Überdruckventil 10 so ausgelegt, daß es erst
bei einem relativ hohen Druck öffnet, der in der Regel nur
dann erreicht werden kann, wenn eines der Drosselpaare 4′, 5′
bzw. 4′′, 5′′ geschlossen wird und der Kolben des Servomotors 6
still stehenbleibt, insbesondere weil er seine jeweilige
Endlage erreicht hat. Ohne das Überdruckventil 10 könnte in
diesem Betriebszustand der Verbindungsweg 8 nicht geöffnet
werden, weil dann aufgrund des geschlossenen einen Drossel
paares 4′, 5′ oder 4′′, 5′′ und des stillstehenden Kolbens des
Servomotors 6 kein Hydraulikmedium über die Druckleitung der
Pumpe 2 abströmen könnte und dementsprechend an der Drossel 3
auch kein zur Öffnung des Verbindungsweges 8 notwendiger
Druckabfall aufträte.
Durch das sich gegebenenfalls öffnende Überdruckventil 10
wird also unter allen Umständen sichergestellt, daß die
Drossel 3 ständig von Hydraulikmedium durchströmt wird und
dementsprechend an dieser Drossel 3 ein Druckabfall auftritt,
der seinerseits eine Öffnung des Verbindungsweges 8 bewirkt.
Allerdings treten bei diesem Betriebszustand große Drossel
widerstände auf, die dazu führen, daß das Hydraulikmedium
zumindest bei schnellaufender Pumpe 2 sehr stark erwärmt
wird. Dabei können äußerst hohe Temperaturen auftreten,
weil die Pumpe 2 lediglich im Umlaufbetrieb arbeitet, d. h.
aus dem Reservoir 1 wird kein frisches, gekühltes Hydraulik
medium zur Pumpe 2 nachgeführt.
Durch die Erfindung kann nun eine Überhitzung des Hydraulik
mediums in der Pumpe 2 vermieden werden. Erfindungsgemäß
werden nämlich in weiter unten dargestellter Weise der
Verbindungsweg 8 bzw. die Verbindungsleitung 9 auch tempera
turabhängig gesteuert, derart, daß insbesondere der Drossel
widerstand des Verbindungsweges 8 bei höherer Temperatur
stark abnimmt. Dementsprechend arbeitet dann die Pumpe 2
nur noch gegen vergleichsweise geringen Widerstand, wodurch
ein weiterer Temperaturanstieg verhindert wird.
Die Pumpe 2 sowie die Stromregelanordnung 7 der Fig. 1,
d. h. alle Elemente zwischen den Schnittstellen A und B,
können gemäß Fig. 2 in einem gemeinsamen Gehäuse 11 unter
gebracht sein.
Dabei kann die Pumpe 2 als Flügelzellenpumpe ausgebildet
sein, deren Flügel 12 mittels der Antriebswelle 13 angetrieben
werden, derart, daß Hydraulikmedium aus einem Saugraum 14 in
einen Druckraum 15 der Pumpe 2 gefördert wird. In den Saugraum
14 mündet eine in Fig. 2 nicht sichtbare Saugleitung, die den
Saugraum 14 mit dem Reservoir 1 (vgl. Fig. 1) verbindet.
Der Druckraum 15 ist im wesentlichen konzentrisch zur Achse
der Antriebswelle 13 angeordnet und über in Fig. 2 nicht
sichtbare Gehäusebohrungen mit einer Druckleitung 16 verbunden,
in der die Drossel 3 angeordnet ist.
Gleichachsig zur Antriebswelle 13 ist im Gehäuse 11 eine
zylindrische Bohrung 17 angeordnet, die zum Druckraum 15 hin
geöffnet ist und über Radialbohrungen 18 mit dem Saugraum 14
kommuniziert. An ihrem vom Druckraum 15 abgewandten Ende ist
die Bohrung 17 über die als Gehäusebohrung ausgebildete
Verbindungsleitung 9 mit einem Abschnitt der Druckleitung 16
hinter der Drossel 3 (in Strömungsrichtung des Hydraulik
mediums gesehen) verbunden, wobei die Mündung der Verbindungs
leitung 9 in die Druckleitung 16 als Drossel 19 ausgebildet ist.
Innerhalb der Bohrung 17 ist ein Stromregelkolben 20 verschieb
bar angeordnet, welcher in seiner in Fig. 2 dargestellten
Schließstellung mit einem an seinem in Fig. 2 linken Ende
angeordneten zapfenartigen Fortsatz an einer Seitenplatte 21
der Pumpe 2 anliegt und mit seinem linken Stirnende den Druck
raum 15 bzw. das druckraumseitige Ende der Bohrung 17 gegen
über den Radialbohrungen 18 sowie dem Saugraum 14 abschließt.
Wird der Stromregelkolben 20 in Fig. 2 hinreichend weit nach
rechts verschoben, so wird zwischen dem Druckraum 15 und dem
Saugraum 14 der Verbindungsweg 8 geöffnet, weil das linke
Ende des Stromregelkolbens 20 nicht mehr weit genug in den
Abschnitt der Bohrung 17 zwischen dem Druckraum 15 und den
Radialbohrungen 18 hineinragt.
Zwischen dem rechten Stirnende des Stromregelkolbens 20 und
einem Boden der Bohrung 17 ist eine Druckfeder 22 eingespannt,
welche den Stromregelkolben 20 ständig in die dargestellte
Schließstellung zu drängen versucht. Diese Druckfeder 22 arbeitet
praktisch temperaturunabhängig.
Zwischen dem anderen Stirnende des Stromregelkolbens 20 und
der Seitenplatte 21 der Pumpe 2 ist eine weitere Druckfeder 23
eingespannt, die aus einer Formgedächtnislegierung besteht
und ausgeprägt temperaturabhängige Stellkräfte erzeugt:
Bei niedriger Temperatur kann die Druckspannung der Druckfeder
23 weitestgehend vernachlässigt werden; dagegen versucht die
Druckfeder 23 den Stromregelkolben 20 bei höherer Temperatur
mit großer Kraft nach rechts zu schieben.
Innerhalb des Stromregelkolbens 20 ist das Überdruckventil 10
angeordnet, welches im geöffneten Zustand das mit der Verbin
dungsleitung 9 kommunizierende Ende der Bohrung 17 mit einem
durch eine Umfangsnut 24 des Stromregelkolbens 20 gebildeten
Ringraum verbindet, der seinerseits die Radialbohrungen 18
überschneidet und dementsprechend mit dem Saugraum 14 kommuni
ziert. Der von der Umfangsnut 24 gebildete Ringraum ist über
eine Radialbohrung 25 mit einer axialen Sackbohrung 26 des
Druckregelkolbens 20 verbunden, die an ihrem offenen Ende
ein Ventilsitzteil 27 des Überdruckventiles 10 aufnimmt.
Innerhalb der Sackbohrung 26 ist der Ventilkörper 28 des
Überdruckventiles 10 axial beweglich angeordnet, welcher
von einer Ventilfeder 29 gegen das Ventilsitzteil 27 gespannt
wird, derart, daß ein am Ventilkörper 28 ausgebildeter
Dichtkegel einen das Ventilsitzteil 27 axial durchsetzenden
Ventilkanal absperren kann. Die Ventilfeder 29 arbeitet in
üblicher Weise weitgehend temperaturunabhängig.
In Fig. 2 besitzt der Ventilkörper 28 des Überdruckventiles
10 einen in die Ventilfeder 29 hineinragenden stangenartigen
Fortsatz, welcher den Öffnungshub des Ventilkörpers 28 im
Zusammenwirken mit dem Boden der Sackbohrung 26 begrenzt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 umfaßt der Ventilkörper 28
die Ventilfeder 29 mit einem hülsenförmigen Bereich, dessen in
Fig. 3 linkes Ende ebenfalls den Öffnungshub des Ventilkörpers
28 durch Anschlag am Boden der Sackbohrung 26 begrenzt.
Außenseitig dieses hülsenförmigen Abschnittes ist eine weitere
Druckfeder 30 aus Formgedächtnislegierung angeordnet, welche
zwischen dem Ventilsitzteil 27 und einem Ringflansch am Ventil
körper 28 auf Druck eingespannt ist. Die Druckfeder 30 besitzt
ein ausgeprägt temperaturabhängiges Verhalten, derart, daß die
Wirkung der Druckfeder 30 bei geringer Temperatur vernachlässigt
werden kann. Erst bei höherer Temperatur erzeugt die Druckfeder
30 merkliche Federkräfte, die den Ventilkörper 28 in Fig. 3
nach links im Sinne einer Öffnung des Überdruckventiles 10
zu bewegen versuchen.
Die Anordnung der Fig. 2 und 3 funktioniert wie folgt:
Solange über die Druckleitung 16 Hydraulikmedium zum
Verbraucher abströmen kann, stellt sich an der Drossel 3
der Druckleitung 16 ein Druckabfall ab, d. h. in Strömungs
richtung hinter der Drossel 3 ist der Hydraulikdruck deutlich
geringer als vor der Drossel 3. Dabei entspricht der Druck
vor der Drossel 3 weitestgehend dem Druck im Druckraum 15.
Aufgrund des Druckabfalles an der Drossel 3 werden die
voneinander abgewandten Stirnseiten des Stromregelkolbens 20
von unterschiedlichen hydraulischen Drucken beaufschlagt,
d. h. die in Fig. 2 linke Stirnseite wird von dem hohen
Druck des Druckraumes 15 belastet, während die andere
Stirnseite von dem geringeren Druck beaufschlagt wird,
wie er hinter der Drossel 3 vorliegt.
Sobald der Druckabfall an der Drossel 3 groß genug ist,
d. h. sobald die Differenz zwischen den die Stirnseiten
des Druckregelkolbens 20 beaufschlagenden hydraulischen
Drucken einen Schwellwert überschreitet, wird der Stromregel
kolben 20 gegen die Kraft der Druckfeder 22 in Fig. 2 nach
rechts verschoben, so daß der Verbindungsweg 8 mit mehr oder
weniger großem Querschnitt geöffnet wird und ein Teil des
Hydraulikmediums unmittelbar aus dem Druckraum 15 zum Saug
raum 14 überströmen kann. Damit ist gewährleistet, daß der
über die Druckleitung 16 zum Verbraucher abgeführte Volumen
strom des Hydraulikmediums unabhängig von der jeweiligen
Förderleistung der Pumpe, die unter Umständen entsprechend
dem antreibenden Motor des Fahrzeuges sehr schnell laufen
kann, auf ein gewünschtes Maß begrenzt wird.
Solange über die Druckleitung 16 Hydraulikmedium zum Ver
braucher abströmt, kann das Hydraulikmedium innerhalb des
Gehäuses 11 allenfalls unwesentlich erwärmt werden, weil das
aus dem Reservoir 1 (vgl. Fig. 1) nachströmende Hydraulik
medium immer für eine hinreichende Kühlung sorgt.
Sobald der an die Druckleitung 16 angeschlossene Verbraucher
einen Betriebszustand erreicht, bei dem über die Druckleitung
16 kein weiteres Hydraulikmedium mehr abströmt, kann an der
Drossel 3 praktisch kein Druckabfall auftreten, so daß auch
in Strömungsrichtung hinter der Drossel 3 ein sehr hoher
Druck vorhanden ist. Dieser pflanzt sich über die Verbindungs
leitung 9 bis in den Bereich der Bohrung 17 auf der rechten
Seite des Druckregelkolbens 20 fort. Sobald ein Schwellwert
erreicht ist, öffnet dieser Druck das Überdruckventil 10,
so daß Hydraulikmedium aus dem rechten Endbereich der Bohrung
17 zum Saugraum 14 hin abströmen kann, wobei über die Verbin
dungsleitung 9 ständig Hydraulikmedium nachströmt. Diese
Strömung bewirkt einen Druckabfall an der Drossel 3 bzw. an
der Drossel 19, so daß die voneinander abgewandten Stirnseiten
des Druckregelkolbens 20 wiederum von ungleichen Drucken beauf
schlagt werden und der Druckregelkolben 20 in Öffnungsrichtung
verschoben wird; auch in diesem Falle wird also wiederum der
Verbindungsweg 8 mehr oder weniger weit geöffnet.
Bei diesem Betriebszustand, bei dem keinerlei Hydraulikmedium
über die Druckleitung 16 zum Verbraucher hin abfließt und dem
entsprechend auch über die Saugleitung kein frisches gekühltes
Hydraulikmedium zur Pumpe 2 zufließen kann, wird das Hydraulik
medium von der Pumpe 2 ausschließlich im Umlauf gefördert,
wobei durch die Drosseln in den Strömungswegen des Hydraulik
mediums eine sehr starke Erwärmung auftreten kann.
Der damit verbundene Temperaturanstieg des Hydraulikmediums
bewirkt eine entsprechend starke Erwärmung der aus Form
gedächtnislegierungen bestehenden Druckfedern 23 bzw. 30.
Dies hat zur Folge, daß diese Druckfedern 23 bzw. 30 bei
Erreichen eines Temperaturschwellwertes wirksam werden.
Damit drängt die Druckfeder 23 den Stromregelkolben 20
unmittelbar in seine Öffnungslage, und die Druckfeder 30 wirkt
im Sinne einer Öffnung des Überdruckventiles 10, wodurch die
in Fig. 2 rechte Stirnseite des Druckregelkolbens 20 ständig
vom Druck entlastet wird und der vergleichsweise hohe Hydrau
likdruck im Druckraum 15 den Stromregelkolben 20 in seine
Öffnungslage verschieben kann.
In jedem Falle wird also der Verbindungsweg 8 relativ weit
geöffnet, so daß das Hydraulikmedium auf kurzem Weg und ohne
übermäßigen Drosselwiderstand vom Druckraum 15 zum Saugraum 14
überströmen kann.
Damit erfolgt nun der Umlaufbetrieb gegen geringe Drossel
widerstände, mit der Folge, daß eine weitere unerwünschte
und gegebenenfalls für die Pumpe 2 zerstörerische Temperatur
erhöhung des Hydraulikmediums vermieden wird.
Für eine sichere Funktion genügt eine der Druckfedern 23 und
30 aus Formgedächtnislegierung. Falls beide Federn 23 und 30
angeordnet sind, wird eine redundante Anordnung mit besonders
hoher Sicherheit erhalten.
Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß gegenüber
bisherigen Konstruktionen nur geringfügige Abänderungen notwen
dig sind. Im wesentlichen unterscheiden sich die in den
Fig. 2 und 3 dargestellten Anordnungen von herkömmlichen
Anordnungen lediglich durch die Federn 23 bzw. 30 aus Form
gedächtnislegierungen.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Hydraulikstromsteuerung bzw. -regelung
in einem Hydrauliksystem mit
- - einer wechselnd schnell angetriebenen bzw. laufenden Pumpe, welche saugseitig mit einem Reservoir und druckseitig über eine Drossel mit einem Verbraucher (Servolenkung) verbunden ist,
- - einem einen Verbindungsweg zwischen Saug- und Druckseite der Pumpe steuernden Stromregelkolben, welcher vom Druck der Druckseite in eine den Verbindungsweg freigebende Lage und von einer Rückstellfeder sowie dem Druck hinter der Drossel in eine den Verbindungsweg absperrende Lage beaufschlagt wird, sowie
- - einem Überdruckventil, welches bei Überschreitung eines Schwellwertes des hinter der Drossel anstehenden Druckes eine hinter der Drossel von der Druckleitung zur Saug seite abzweigende Verbindungsleitung mit Drosselwirkung freigibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stromregelkolben (20) und/oder das Verschlußorgan (28)
des Überdruckventiles (10) von einer aus Formgedächtnislegie
rung bestehenden Feder (23, 30) mit ausgeprägt temperaturab
hängiger Stellkraft beaufschlagt werden, derart, daß der vom
Stromregelkolben (20) gesteuerte Verbindungsweg (8) bzw. die
vom Überdruckventil (10) gesteuerte Verbindungsleitung (9)
bei Überschreitung eines Temperaturschwellwertes des Hydraulik
mediums freigegeben werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus Formgedächtnislegierung bestehende Feder (23, 30)
unterhalb des Temperaturschwellwertes eine stark absinkende
bzw. verschwindende sowie oberhalb des Temperaturschwellwertes
eine stark zunehmende Stellkraft besitzt und den Stromregel
kolben (20) bzw. das Überdruckventil (10) jeweils in Öffnungs
richtung beaufschlagt.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus Formgedächtnislegierung bestehende Feder (23)
im Druckraum (15) der Pumpe (2) zwischen einem stationären
Widerlager- bzw. Gehäuseteil (21) und dem druckraumseitigen
Ende des Stromregelkolbens (20) eingespannt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus Formgedächtnislegierung bestehende Feder (30)
im hydraulischen Strömungsweg des geöffneten Überdruckventiles
(10) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Überdruckventil (10) innerhalb des Stromregelkolbens
(20) zwischen einer Eingangsöffnung auf der vom Druck hinter
der Drossel (3) beaufschlagten Stirnseite und einer zur
Saugseite (14) führenden Radialöffnung (25) des Stromregel
kolbens (20) untergebracht ist.
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