DE4120664A1

DE4120664A1 - Hydraulikanlage

Info

Publication number: DE4120664A1
Application number: DE19914120664
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Kahrs; Gerhard Kunz; Walter Peterknecht
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1991-06-22
Publication date: 1992-12-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage mit einer von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe, die mehrere Verbraucher mit Druckmittel versorgt, von denen min destens einer eine Einrichtung zur variablen Nockenwellenver stellung ist, wobei eine Prioritätsschaltung dafür sorgt, daß ein sicherheitsrelevanter Verbraucher vorrangig mit Druckmit tel versorgt wird, wie sie beispielsweise im Hauptpatent be schrieben ist.

Im Hauptpatent P 41 05 144 ist vorgeschlagen worden, außer einer Einrichtung zur Nockenwellenverstellung mindestens einen weiteren Verbraucher von der Pumpe versorgen zu lassen.

In der vorliegenden Zusatzanmeldung geht es um konkrete Aus führungsvarianten, die besonders preisgünstig sind, und deren elektrische und hydraulische Schaltungen.

In den Ansprüchen 1 sowie 3 bis 6 sind Lösungen mit einem vorrangigen bzw. sicherheitsrelevanten Verbraucher (Hocken wellenverstelleinrichtung; Hilfskraftlenkung, Fahrwerksrege lung, Kupplungsverstärker oder Kupplungsautomat), dessen Prioritätssicherung und einer Nockenwellenverstelleinrichtung angegeben. Der Anspruch 2 betrifft eine Schaltungsanordnung für zwei weitgehend gleichrangige Verbraucher, etwa eine Einlaß- und eine Auslaßnockenwelle.

Die Vorteile und Wirkungsweisen der verschiedenen Ausführun gen werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen (Prinzipschaltbilder) erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Hydraulikanlage mit zwei Ein richtungen zur Nockenwellenverstellung und je einem Elektromagnetventil, wobei die Priorität elektronisch gesteuert wird,

Fig. 2 eine andere erfindungsgemäße Hydraulikanlage mit zwei Einrichtungen zur Nockenwellenverstellung mit hydraulischem Stromteilerventil,

Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Hydraulikanlage mit zwei Einrichtungen zur Nockenwellenverstellung mit entsperrbarem Rückschlagventil,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Hydraulikanlage mit einer Ein richtung zur Nockenwellenverstellung und einem hy draulischen Kupplungsverstärker, wobei ein Druck schalter ein Signal zum Sperren der Druckmittelver sorgung der Nockenwellenverstelleinrichtung an deren Steuerventil anlegen kann und

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Hydraulikanlage mit einer Ein richtung zur Nockenwellenverstellung und einem Kupp lungsautomaten, wobei ein Druckschalter ein nor malerweise geschlossenes, in die Verbindung zwischen Nockenwellenverstelleinrichtung und Pumpe geschalte tes 2/2-Wegeventil öffnen kann.

In den Fig. 1 bis 3 sind jeweils eine Einrichtung 1 zum Verstellen einer Einlaßnockenwelle und eine Einrichtung 2 zum Verstellen einer Auslaßnockenwelle gezeigt. Jede Einrichtung 1, 2 besteht aus einem doppelt wirkenden hydraulischen Zylin der 3, 4 und einem elektronisch ansteuerbaren Proportional-Magnetventil 5, 6 mit drei möglichen Positionen. Die Magnetventile 5, 6 werden von einer gemeinsamen elektronischen Kontrolleinheit 7 gesteuert. Diese kann Be standteil des erweiterten elektronischen Motor-Managements sein.

Zur Versorgung mit Druckmittel ist in allen Ausführungsbei spielen eine hydraulische Pumpe 8 vorgesehen, die aus einem drucklosen Behälter 9 Druckmittel ansaugt. Dieser Behälter 9 dient gleichzeitig zum Sammeln des aus den verschiedenen Ver brauchern (3, 4, 25, 28) zurückfließenden Druckmittels. Parallel zur Pumpe 8 ist jeweils ein Druckbegrenzungsventil 10 ange ordnet, welches zum Behälter 9 hin öffnet.

Im in Fig. 1 gezeigten Beispiel führt jeweils direkt von der Pumpe 8 eine hydraulische Leitung 11, 12 in die in der Figur linke Arbeitskammer 13, 14 des Zylinders 3, 4. Die rechten Ar beitskammern 15, 16 sind in den gezeichneten stromlosen Po sitionen der Magnetventile 5, 6 über die hydraulischen Leitun gen 17, 18 mit dem Behälter 9 verbunden. Wenn die Ventile 5, 6 über die elektrischen Leitungen 19, 20 angesteuert werden, können die rechten Arbeitskammern 15, 16 gesperrt bzw. mit der Pumpe 8 verbunden werden.

Durch Prioritätsfestlegung in der elektronischen Kontrollein heit 7 kann eine temporäre Nachrangigkeit eines der beiden Verbraucher sichergestellt werden, so daß es genügt, wenn die mindestens notwendige Pumpenförderleistung dem maximalen Ver brauch nur einer Einrichtung 1, 2 entspricht. Um eine be stimmte Position des Kolbens 21, 22 im Zylinder 3, 4 einzustel len, wird an das Magnetventil 5, 6 wahlweise ein Dauersignal oder ein pulsbreiten- bzw. pulspausenmoduliertes Signal ange legt. Für eine prioritätsbedingte Abschaltung, z. B. der Ein richtung 1 darf dann das Ventil 5 gar nicht bestromt werden oder es muß mittels evtl. vorhandenem Regelkreis dafür ge sorgt werden, daß die Mittenstellung des Ventils gehalten wird. Ohne Risiko kann anstelle der Einrichtung 1 natürlich auch ein anderer sicherheitsrelevanter Verbraucher vorgesehen sein, dessen vorrangige Druckmittelversorgung ebenfalls durch elektronische Steuerung sichergestellt wird.

Die meisten Teile in Fig. 2 unterscheiden sich nicht von de nen in Fig. 1. Es wird daher nur auf die Unterschiede einge gangen. Im Beispiel der Fig. 2 ist keine elektronische Prioritätssteuerung vorgesehen. Hinter der Pumpe 8 ist ein Stromteilerventil 23 angeordnet, wodurch beide Einrichtungen 1, 2 gleichrangig mit Druckmittel versorgt werden. Diese Lö sung bietet sich vor allem für gleichartige, gleichwichtige Verbraucher an. Zu berücksichtigen ist, daß die Mindestför derleistung der Pumpe 8 dem gemeinsamen Maximalverbrauch bei der Einrichtungen 1, 2 entsprechen sollte. Dennoch zeichnet sich dieser Vorschlag dadurch aus, daß er besonders preiswert und einfach zu realisieren ist.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Ein richtung 1 vorrangig mit Druckmittel versorgt, da sie direkt an die Pumpe 8 angeschlossen ist. Die zweite Einrichtung 2 ist über ein vom Druck in der Leitung 11 entsperrbares Rück schlagventil 24 mit der Pumpe 8 verbunden. Auch ohne elektronische Prioritätssteuerung wird in diesem Fall die Einrichtung 1 vorrangig mit Druckmittel versorgt, d. h. an ihrer Stelle könnte ohne Risiko auch ein sicherheits relevanter Verbraucher vorgesehen sein.

In Fig. 4 ist außer einer Einrichtung 1′ zum Verstellen einer Nockenwelle als Verbraucher ein hydraulischer Kupplungsver stärker 25 dargestellt, auf den jedoch nicht weiter im Detail eingegangen wird. Letzterer stellt einen sicherheits relevanten Verbraucher dar. Vom Druck, der für die Kupplungs verstärkung in der Leitung 26 zur Verfügung steht, wird ein Druckschalter 27 beaufschlagt, der an das Magnetventil 5′ entweder (bei genügend großem Systemdruck) das Signal für die Steuerung der Nockenwellenverstellung oder (bei zu geringem Druck im Kupplungsverstärker 25) ein Signal für die Sperr stellung zur Pumpe anlegt. Durch diese Maßnahme wird druckab hängig mit elektrohydraulischen Mitteln eine vorrangige Ver sorgung des sicherheitsrelevanten Verbrauchers gewährleistet.

In Fig. 5 ist als sicherheitsrelevanter Verbraucher ein Kupp lungsautomat 28 gezeigt. Auch dessen Einzelheiten werden hier nicht erläutert. Der Kupplungsautomat 28 ist direkt an die Pumpe 8 angeschlossen und sein Systemdruck liegt an einem Druckschalter 29 an, der ein stromlos geschlossenes 2/2-Wege ventil 30 in der Leitung 11′ zur Einrichtung 1′ mit einer Spannungsquelle 31 verbinden kann. Auch hier ist druckabhän gig oder auch in Abhängigkeit von der Betätigung des Kupp lungsautomaten eine vorrangige Versorgung des sicherheits relevanten Verbrauchers gewährleistet.

Mit der Erfindung werden in den Ausführungsbeispielen 1 und 3 bis 5 Hydraulikanlagen vorgeschlagen, die eine Mehrfach nutzung einer hydraulischen Pumpe 8 auch dann ermöglichen, wenn aus Sicherheitsgründen ein Verbraucher vorrangig mit Druckmittel versorgt werden muß. Die Variante nach Fig. 2 erlaubt eine gleichzeitige Versorgung zweier gleichrangiger Verbraucher. Die im Hauptpatent angegebenen Vorteile, die sich aus der Benutzung der für die Nockenwellenverstellein richtung vorgesehenen Pumpe ergeben, werden in allen Fällen ausgenutzt.

Bezugszeichenliste

1 Einrichtung zum Verstellen der Einlaßnockenwelle
2 Einrichtung zum Verstellen der Auslaßnockenwelle
3 Zylinder, doppelt wirkend
4 Zylinder, doppelt wirkend
5 Magnetventil
6 Magnetventil
7 elektronische Kontrolleinheit
8 Pumpe
9 Behälter
10 Druckbegrenzungsventil
11 hydraulische Leitung
12 hydraulische Leitung
13 linke Arbeitskammer
14 linke Arbeitskammer
15 rechte Arbeitskammer
16 rechte Arbeitskammer
17 hydraulische Leitung
18 hydraulische Leitung
19 elektrische Leitung
20 elektrische Leitung
21 Kolben
22 Kolben
23 Stromteilerventil
24 entsperrbares Rückschlagventil
25 hydraulischer Kupplungsverstärker
26 Leitung
27 Druckschalter
28 Kupplungsautomat
29 Druckschalter
30 2/2-Wegeventil
31 Spannungsquelle
1′ Einrichtung zum Verstellen einer Nockenwelle
5′ Magnetventil
11′ Leitung

Claims

1. Hydraulikanlage mit einer von einem Verbrennungsmotor an getriebenen Hydraulikpumpe, die mehrere Verbraucher mit Druckmittel versorgt, von denen mindestens einer eine Einrichtung zur variablen Nockenwellenverstellung ist, wobei eine Prioritätsschaltung dafür sorgt, daß ein sicherheitsrelevanter Verbraucher vorrangig mit Druck mittel versorgt wird, insbesondere nach Patent . . . (Patentanmeldung P 41 05 144.0), dadurch gekenn zeichnet, daß die Pumpe (8) zwei Einrichtungen (1, 2) zur Nockenwellenverstellung bzw. einen sicherheits relevanten Verbraucher (25, 28) und eine Einrichtung (11) zur Nockenwellenverstellung mit Druckmittel versorgt, wo bei beide Einrichtungen (1, 2) bzw. Verbraucher (25, 28) und Einrichtung (1′) hydraulisch gleichrangig angeschlos sen sind und je ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil (5, 6, 5′) aufweisen, und daß eine elektrische oder elektronische Kontrolleinheit (7) die Magnetventile (5, 6, 5′) in Abhängigkeit vom Druckmittelbedarf und der möglichen Pumpenförderleistung so steuert, daß eine der beiden Einrichtungen (1, 2) bzw. die Einrichtung (1′) zu mindest zeitweise nachrangig versorgt wird.

2. Hydraulikanlage mit einer von einem Verbrennungsmotor an getriebenen Hydraulikpumpe, die mehrere Verbraucher mit Druckmittel versorgt, von denen mindestens einer eine Einrichtung zur variablen Nockenwellenverstellung ist, insbesondere nach Patent . . . (Patentanmeldung P 41 05 144.0), dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (8) zwei Einrichtungen (1, 2) zur Nockenwellen verstellung mit Druckmittel versorgt, wobei beide Ein richtungen (1, 2) hydraulisch gleichrangig unter Zwischen schaltung eines Stromteilerventils angeschlossen sind.

3. Hydraulikanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (8) zwei Einrichtungen (1, 2) zur Nockenwellenverstellung bzw. einen sicherheitsrelevanten Verbraucher (25, 28) und eine Einrichtung (1′) zur Nockenwellenverstellung versorgt, wobei die erste Einrichtung (1) bzw. der sicherheits relevante Verbraucher (25, 28) direkt und die zweite Ein richtung (2) bzw. die Einrichtung (1′) unter Zwischen schaltung eines vom Druck in der ersten Einrichtung (1) bzw. im sicherheitsrelevanten Verbraucher (25, 28) ent sperrbaren Rückschlagventils (24) an die Pumpe (8) ange schlossen ist.

4. Hydraulikanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (8) den sicherheitsrelevanten Verbraucher (25, 28) direkt mit Druckmittel versorgt, daß die Einrichtung (1′) zur Nockenwellenverstellung ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil (5′) aufweist, das eine Stellung einnehmen kann, in der alle Anschlüsse gesperrt sind, und daß ein Druckschalter (27) vorgesehen ist, der bei niedrigem Druck am sicherheitsrelevanten Verbraucher (25, 28) an das Ventil (5′) ein Signal für die obengenannte Sperrstellung anlegt.

5. Hydraulikanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (8) den sicherheitsrelevanten Verbraucher (25, 28) direkt mit Druckmittel versorgt, daß die Einrichtung (1′) zur Nockenwellenverstellung über ein normalerweise geschlos senes, bei genügend großem, am sicherheitsrelevanten Ver braucher (25, 28) anstehenden Druck öffenbares 2/2-Wege ventil (30) mit der Pumpe (8) verbunden ist.

6. Hydraulikanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das 2/2-Wegeventil (30) ein Elektro magnetventil ist, das stromlos geschlossen ist und über einen Druckschalter (29) mit Spannung versorgt wird, wenn der Druck am sicherheitsrelevanten Verbraucher (25, 28) einen vorgegebenen Wert überschreitet.