DE4409359A1

DE4409359A1 - Hydraulikanlage

Info

Publication number: DE4409359A1
Application number: DE19944409359
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Kahrs; Anton David; Gerhard Dipl Ing Kunz; Joachim Dipl Ing Baier; Freimut Menschel; Klaus Paszehr
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1995-09-21

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit angepaßtem Förderstrom.

Derartige Hydraulikanlagen sind beispielsweise aus der DE-40 33 105 A1 bekannt. Die bekannte Hydraulikanlage weist eine von einem Verbrennungsmotor angetriebene Hydraulikpumpe auf, deren Saugseite an einem Zwischen reservoir mit freiem Überlauf angeschlossen ist. In das Zwischenreservoir wird von einer Schmierdruckpumpe über einen Filter eine Schmierdruckleitung und eine von dieser abgezweigten Förderleitung Betriebsmedium aus dem Schmierkreislauf des Verbrennungsmotors gefördert und aus der Hydraulikanlage wird das Betriebsmedium über Rücklaufleitungen in die Schmiermittelwanne des Motors zurückgeführt. Hierdurch wird eine Übertragung von be triebsbedingten Schwankungen der Fördermenge im Schmier kreislauf auf die Hydraulikanlage vermieden und eine Regelung der Fördermenge der Hydraulikpumpe durch Saug drosselung ermöglicht.

Nachteilig an der bekannten Hydraulikanlage ist, daß bei niedriger Drehzahl des Verbrennungsmotors die Schmier druckpumpe nur ein geringes Fördervolumen aufweist. Ist der Verbrennungsmotor zudem noch nicht warmgelaufen, so weist auch das Betriebsmedium eine geringe Temperatur und somit eine hohe Viskosität auf.

Derart zähflüssiges Betriebsmedium wird von der Hydrau likpumpe weniger gut gefördert, als Betriebsmedium mit Betriebstemperatur, d. h. entsprechend niedrigerer Vis kosität. Läuft dagegen der Verbrennungsmotor mit hoher Drehzahl, so weist die Schmierdruckpumpe eine hohe Förderleistung auf. Eine hohe Drehzahl des Verbrennungs motors hat zudem den Effekt, daß das Betriebsmedium eine relativ hohe Temperatur und damit einhergehend eine niedrige Viskosität aufweist. Die Hydraulikpumpe kann unter diesen Bedingungen optimal fördern. Soll die Hy draulikanlage zum Beispiel zur Versorgung an einer An lage zur variablen Nockenwellenverstellung des Ver brennungsmotors eingesetzt werden, so ist allerdings gerade bei niedrigen Drehzahlen des Verbrennungsmotors und kurz nach dessen Start, d. h., bei relativ niedrig temperiertem Betriebsmedium, eine hohe Förderleistung der Hydraulikpumpe erwünscht, da gerade bei diesen Be triebsbedingungen eine exakte Einstellung bei großer Variationsbreite der variablen Nockenwellenverstellung zur Reduzierung der Schadstoffe im Abgas des Ver brennungsmotors benötigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel vorzuschlagen, die das Erzielen einer möglichst konstanten Fördermenge einer Hydraulikpumpe ermöglichen, die von einer mit stark variierender Förderleistung betriebenen Vorpumpe mit Betriebsmedium versorgt wird, insbesondere dann, wenn das Betriebsmedium eine unterhalb der normalen Betriebstemperartur liegende Temperatur aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen.

Die geschlossene Ausführung des Zwischenreservoirs er möglicht einen Druckaufbau im Zwischenreservoir, wodurch die Hydraulikpumpe mit saugseitigem Vordruck betrieben werden kann. Insbesondere bei niedriger Temperatur des Betriebsmediums ist somit eine hohe Fördermenge der Hy draulikpumpe gewährleistet.

Die den im Zwischenreservoir herrschenden Druck steuern de, bzw. regelnde Einrichtung ermöglicht es, den im Zwischenreservoir herrschenden Druck auf die Erforder nisse der Hydraulikpumpe anzupassen, insbesondere einen zu hohen Druck bei hoher Temperatur des Betriebsmediums und einen zu niedrigen bei niedriger Temperatur des Be triebsmediums zu verhindern. Somit kann eine relativ konstante Fördermenge der Hydraulikpumpe bei ver schiedensten Betriebsbedingungen (hohe/tiefe Temperatur, große/kleine Fördermenge der Schmierdruckpumpe) gewähr leistet werden. Die den Druck steuernde bzw. regelnde Einrichtung kann beispielsweise ein durch eine Elektro nik, z. B. die Motorelektronik, angesteuertes Magnet ventil sein. Auch ein mechanisch betätigtes Ventil, bei spielsweise ein Überdruckventil, oder eine Blende mit variablem Durchmesser sind denkbar.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, den Überlauf mit einer Drossel zu versehen. Eine Drossel ist ein kleines, kostengünstiges und einfaches Bauteil, welches auch direkt in die Wandung des Zwischenreser voirs integriert, bzw. in diese eingeformt werden kann. Eine Drossel hat weiterhin die Eigenschaft, einer hoch viskosen Flüssigkeit einen höheren Durchflußwiderstand entgegenzusetzen als einer Flüssigkeit mit niedriger Viskosität. Es ist somit mit geringstmöglichem Aufwand gewährleistet, daß bei niedriger Temperatur des Be triebsmediums ein erhöhter Druck im Zwischenreservoir herrscht, während bei Betriebstemperatur des Betriebs mediums dessen Viskosität soweit abgenommen hat, daß ein geringerer Druck im Zwischenreservoir herrscht.

Wird im Zwischenreservoir ein Filter angeordnet, der zwischen dem Zulauf einerseits und dem Überlauf bzw. dem Sauganschluß der Hydraulikpumpe andererseits angeordnet ist, so kann sichergestellt werden, daß nur gefiltertes Betriebsmedium an die den Druck steuernde, bzw. regelnde Einrichtung gelangt. Insbesondere bei Verwendung einer Drossel werden somit mögliche Verstopfungen durch eventuell im Betriebsmedium vorhandene Schmutzpartikel vermieden.

Die Anordnung einer Eingangsblende zwischen Schmier druckpumpe und Zwischenreservoir stellt sicher, daß kein zu hoher Druck im Zwischenreservoir aufgebaut werden kann, da die in das Zwischenreservoir gelangende Förder menge durch diese Eingangsblende begrenzt wird.

Um eine vorgegebene Förderleistung der Hydraulikpumpe durch Aufbau eines geeigneten Vordrucks im Zwischen reservoir sicherstellen zu können, wird vorgeschlagen, die charakteristischen Durchlaßmengen von Eingangsblende einerseits und der den Druck steuernden bzw. regelnden Einrichtung, insbesondere der Drossel, aufeinander ab zustimmen.

Es hat sich herausgestellt, daß die Idee, Drossel und Blende aufeinander abzustimmen, allgemein dazu geeignet ist, die Fördercharakteristik einer sauggedrosselten Pumpe festzulegen. Dies gilt insbesondere dann, wenn diese vom Schmierdrucksystem des Verbrennungsmotors ver sorgt wird.

Weitere Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung, die anhand einer Abbildung vorgenommen wird, entnommen werden.

Dabei zeigt die Abbildung einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Hydraulikanlage.

In gestrichelter Darstellung ist ein Teil des Schmier kreislaufs eines Verbrennungsmotors mit einer Schmier mittelwanne 1 einer Schmierdruckpumpe 2 einem Filter 3 und einer Schmierdruckleitung 4 dargestellt. Von der Schmierdruckleitung 4 zweigt eine Förderleitung 5 mit einer Eingangsblende 6 ab, die in ein Zwischenreservoir 7 mit einem Überlauf 8 mündet.

Das Zwischenreservoir 7 ist geschlossen und wird durch einen Filter 40 in zwei Teilräume 41,42 unterteilt. Der Teilraum 41 ist über die Eingangsblende 6 mit der Förderleitung 5 verbunden, während der andere Teilraum 42 mit dem Überlauf 8 und der Saugleitung 43 verbunden ist. Der Überlauf 8 ist mit einer Rücklaufleitung 44 verbunden, in die eine Drossel 45 eingebaut ist. Die Rücklaufleitung 44 führt zurück in die Schmiermittel wanne 1.

Das Zwischenreservoir 7 ist Teil einer Hydraulikanlage, die eine sauggeregelte Hydraulikpumpe 9, ein Druck begrenzungsventil 10, ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil 11 und einen Stellzylinder 12 umfaßt. Die Saugseite der Hydraulikpumpe 9 ist über die Saugleitung 43, in der eine Drosselblende 13 zur Saugregelung der Fördermenge integriert ist, an das Zwischenreservoir 7 angeschlossen. Die Druckseite der Hydraulikpumpe 9 steht unmittelbar mit der Kolbenstangenseite des Stellzylin ders 12 in Verbindung. Zur Ausführung von Stellbewe gungen wird die kolbenstangenfreie Seite des Stellzylin ders 12 durch das Steuerventil 11 entweder mit der Druckseite der Hydraulikpumpe 9 oder, wie in der Abbil dung dargestellt, über eine Rücklaufleitung 14 mit der Schmiermittelwanne 1 verbunden. In einer weiteren Schaltstellung ist das Steuerventil 11 gesperrt und der Kolben des Stellzylinders wird in der jeweils erreichten Stellung durch Druckbeaufschlagung aufgehalten. Vom Druckbegrenzungsventil 10 führt ebenfalls eine Rücklaufleitung 15 zur Schmiermittelwanne 1.

Mit der beschriebenen hydraulischen Anlage läßt sich der Schmierkreislauf eines Verbrennungsmotors trotz seiner durch die Motordrehzahl und die Betriebstemperatur er heblichen Schwankungen des Betriebsdrucks vorteilhaft nutzen, um eine vom Verbrennungsmotor angetriebene Hydraulikpumpe 9 mit Betriebsmedium zu versorgen. Das über die Eingangsblende 6 und die Drossel 45 unter einem betriebsmitteltemperaturabhängigen Vordruck stehende Zwischenreservoir 7 ermöglicht eine über einen weiten Temperaturbereich des Betriebsmediums konstante Förder leistung der saugdruckgeregelten Hydraulikpumpe 9, so daß die Fördermenge der Hydraulikpumpe 9 auf einfache und verlustarme Weise trotz großer Drehzahlschwankungen des Pumpenantriebs und Viskositätsschwankungen des Betriebsmediums in einem geeigneten Betriebsbereich zwischen Minimal- und Maximalwerten begrenzt werden kann.

Eine geeignete Hydraulikpumpe ist beispielsweise in der DE-40 33 105 A1 beschrieben und kann nach Integration der Drossel 45 in den Überlauf 8 vorteilhaft Verwendung finden.

Erfindungsgemäß wird somit das Problem gelöst, die Fördermenge der Hydraulikpumpe 9 sowohl bei tiefen als auch bei höheren Temperaturen des Betriebsmediums möglichst konstant zu halten. Da die Hydraulikpumpe 9 im Nebenstrom einer Schmierdruckpumpe 2 liegt, wird die zugeführte Menge Betriebsmedium über eine Eingangsblende 6 begrenzt. Durch den Einsatz der Drossel 45 im Überlauf 8 des Zwischenreservoirs 7 die mit der Eingangsblende 6 abgestimmt ist, kann die oben beschriebene Anforderung an die Fördermenge der Hydraulikpumpe 9 erfüllt werden. Durch geeignete Abstimmung der Eingangsblenden-Drossel- Kombination kann die Fördercharakteristik von sauggedrosselten Pumpen, wie beispielsweise der Hydraulikpumpe 9, bestimmt werden.

Bezugszeichenliste

1 Schmiermittelwanne
2 Schmierdruckpumpe
3 Filter
4 Schmierdruckleitung
5 Förderleitung
6 Eingangsblende
7 Zwischenreservoir
8 Überlauf
9 Hydraulikpumpe
10 Druckbegrenzungsventil
11 Steuerventil
12 Stellzylinder
13 Drosselblende
14 Rücklaufleitung
15 Rücklaufleitung
40 Filter
41 Teilraum
42 Teilraum
43 Saugleitung
44 Rücklaufleitung
45 Drossel

Claims

1. Hydraulikanlage mit einer von einem Verbrennungs motor angetriebenen Hydraulikpumpe (9), insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei die Saugseite der Hydrau likpumpe (9) an einem Zwischenreservoir (7) mit Überlauf (8) angeschlossen ist, in das von einer Schmierdruckpumpe (2) des Verbrennungsmotors Be triebsmedium gefördert wird, dadurch gekenn zeichnet, daß das Zwischenreservoir (7) geschlossen und der Überlauf (8) mit einer den im Zwischenreservoir (7) herrschenden Druck steuernden und/oder regelnden Einrichtung (45) versehen ist.

2. Hydraulikanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Überlauf (8) mit einer Drossel (45) versehen ist.

3. Hydraulikanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischen reservoir (7) ein Filter (40) angeordnet ist, durch den das Zwischenreservoir (7) in einen mit der Schmierdruckpumpe (2) verbundenen Teilraum (41) und in einem mit der Hydraulikpumpe (9) und dem Überlauf (8) verbundenen Teilraum (42) unterteilt wird.

4. Hydraulikanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schmierdruckpumpe (2) und Zwischenreservoir (7) eine Eingangsblende (6) vorgesehen ist.

5. Hydraulikanlage nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die charakteristischen Durchlaßmengen von Eingangsblende (6) und der den Druck steuernden und/oder regelnden Einrichtung (45) aufeinander abgestimmt sind.

6. Sauggedrosselte Hydraulikpumpe (9), die über ein Zwischenreservoir (7) mit Betriebsmedium versorgt wird, wobei das Zwischenreservoir (7) über eine Ein gangsblende (6) und einen Überlauf (8) verfügt, und die Eingangsblende (6) an den Druckmittelausgang einer Pumpe (2) mit variabler Förderleistung ange schlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenreservoir (7) geschlossen und der Überlauf (8) mit einer Drossel (45) versehen ist.