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Bestimmte hydraulische Kreise in Kraftfahrzeugen,
beispielsweise Antiblockiereinrichtungen für die Räder oder
Höhenregler, werden durch eine Elektropumpe gespeist,
die dazu geeignet ist, einem eine Energiereserve
bildenden Speicher Druckflüssigkeit zuzuführen. Die
Elektropumpe ist ein Hochleistungsorgan, das einen Strom großer
Intensität verbraucht und nicht ständig mit voller
Leistung arbeiten kann ohne das Risiko einer
unverhältnismäßig hohen Erwärmung, welche ein Schmelzen von
Steckverbindungen oder der isolierenden Umhüllungen oder
sogar einen Kurzschluß bewirken kann.
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Schmelzsicherungen können zur Sicherstellung eines
Schutzes nicht verwendet werden, denn beim Starten ist
der Anlaufstrom wesentlich höher als der maximale
Betriebsstrom.
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Sehr oft wird die Elektropumpe über eine
Druckregelvorrichtung gesteuert, welche ein Leistungsrelais
ansteuert, welches seinerseits die Stromzufuhr für den
Antriebsmotor der Pumpe steuert.
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Sobald die Reserve ein vorgegebenes maximales
Druckniveau erreicht, sendet der Druckregler an das Relais
einen Befehl zum Abschalten des den Motor speisenden
Stromes. Sobald diese Reserve ein minimales Druckniveau
erreicht, gibt der Druckregler das Relais zur
Wiederspeisung des Motors frei.
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Deshalb wird im Falle der Abwesenheit eines Signals des
Druckreglers die Elektropumpe fortlaufend gespeist. Wenn
diese Abwesenheit eines Signals auf einem Defekt des
Kreises beruht, beispielsweise einem abgerissenen oder
abgeklemmten Draht, der Oxydation der Kontakte einer
Steckverbindung oder dem Blockieren des Druckreglers,
setzt die Elektropumpe den Betrieb fort, wie hoch auch
der Druck der Reserve sein mag, die Intensität steigt an
und die Erwärmung wird anormal. Die Zuordnung eines
Sicherheitsventils begrenzt das Druckniveau; es schützt
den hydraulischen Kreis, aber ist machtlos gegen die
Erwärmung. Vorrichtungen dieser Art sind in den
Dokumenten GB-A-2 071 783 und DE-A-3 509 335 beschrieben.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine
Vorrichtung zur Zuführung einer Druckflüssigkeit mit einem
hydropneumatischen Speicher und einer zum Füllen dieses
Speichers mit Druckflüssigkeit geeigneten Elektropumpe,
dadurch gekennzeichnet, daß sie einen hydraulischen Ein-
Ausschalter aufweist, der dazu geeignet ist, den Druck
des Speichers zwischen zwei vorgegebenen Wert zu halten
und der zwischen dem Speicher, die Elektropumpe und den
Sammelbehälter eingeschaltet ist, sowie einen Sensor für
den Zustand des Ein- Ausschalters zum Ansteuern der
Elektropumpe derart, daß vor dem Anhalten und dem
Anlaufen der Elektropumpe der Kreis, in welchen die Pumpe
einspeist, mit dem Sammelbehälter über eine Leitung
verbunden wird, in welche eine Düse eingeschaltet ist.
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Der Ein- Ausschalter, der eine hydraulische Einrichtung
ist, welche dazu geeignet ist, den Wert einer
Druckreserve zwischen zwei vorgegebenen Werten
aufrechtzuerhalten, kann einen einzigen Schieber oder zwei Schieber
aufweisen.
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Wenn beispielsweise infolge einer Störung des
elektrischen Kreises die Elektropumpe fortfährt zu rotieren,
schickt der Ein- Ausschalter den Ausfluß der Pumpe nicht
zum Speicher, sondern zum Sammelbehälter, wobei der
Kreis drucklos bleibt und kein Risiko einer Oberhitzung
der Pumpe besteht.
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Im übrigen ist die Elektropumpe, die sowohl im
Ruhezustand als auch im Betriebszustand vom Zustand des Ein-
Ausschalters gesteuert ist, mit dem Sammelbehälter
verbunden. Die Intensität des einzuschaltenden oder
abzuschaltenden Stromes ist daher gering; die
elektrischen Verbindungsorgane sind weniger beansprucht und
ihre Betriebssicherheit ist vergrößert.
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Im folgenden wird anhand eines nicht beschränkenden
Ausführungsbeispiels eine Ausführungsform für eine
Vorrichtung nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Die Fig. 1 eine erste Ausführungsform in der
Einschaltphase zeigt;
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die Fig. 2 den Ein- Ausschalter in der
Ausschaltphase zeigt;
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die Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 beim Anlaufen
der Elektropumpe zeigt;
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die Fig. 4 eine zweite Ausführungsform des Ein-
Ausschalters darstellt.
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In der Zeichnung sieht man eine Elektropumpe 1, die dazu
geeignet ist, von einem Sammelbehälter 2 aus eine
Druckreserve 3 zu speisen, die beispielsweise aus einem
hydropneumatischen Speicher besteht. Zwischen die Pumpe
1, den Sammelbehälter 2 und das Druckreservoir 3 ist ein
Ein- Ausschalter eingeschaltet, der in der Zeichnung in
allgemeiner Weise mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet ist
und dazu geeignet ist, den Wert des Druckes der Reserve
zwischen zwei vorgegebenen Werten zu halten. Der Zustand
des Ein- Ausschalters 4 wird durch einen Sensor 5
überwacht, der die Speisung der Wicklung 6 der
Elektropumpe 1 unter Zwischenschaltung eines Relais 7 steuert.
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Der Ein- Ausschalter 4 besitzt ein Gehäuse B, in dem
eine Bohrung 9 angeordnet ist, in welche ein Körper 10
eingeschraubt ist, der zwei Kammern 11 und 12 abgrenzt.
Die Druckreserve 3 ist in eines der Enden der Bohrung 9
eingeschraubt und steht mit der Kammer 11 in Verbindung.
Dieser Körper 10 weist zwei radiale Bohrungen 13 und 14
auf; die Bohrung 13 befindet sich gegenüber einem
Anschluß 15, der mit der Druckseite der Elektropumpe 1
verbunden ist. Eine Längsbohrung 16, in die ein
Rückschlagventil 17 eingeschaltet ist, ermöglicht es, die
Bohrung 13 und die Kammer 11 miteinander zu verbinden.
Im Körper 10 ist gleitend ein Schieber 18 angeordnet,
der eine ringförmige Ausnehmung 18a aufweist, die je
nach der Lage des Schiebers die beiden Bohrungen 13 und
14 miteinander verbindet, oder den Ausgang der Bohrung
14 verschließt. Eine Feder 19 hält einen Teller 20 im
Anschlag gegen das Ende des Schiebers 18 und hat die
Tendenz, diesen letzteren in der Position festzuhalten,
in welcher die beiden Bohrungen 13 und 14 miteinander in
Verbindung stehen. Der Sensor 5 trägt eine Nadel 5a, die
sich mit dem Teller 20 in Kontakt befindet oder nicht,
wobei der Kontakt es ermöglicht, die Position des
Schiebers 18 zu bestimmen.
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Das Gehäuse 8 weist eine zweite Bohrung 21 auf, in der
ein zweiter Schieber 22 gleitend montiert ist. Eine
Kammer 29, die sich am oberen Ende dieser Bohrung
befindet, steht mit dem Verbraucherkreis in Verbindung, wie
durch den Pfeil 23 angezeigt. An ihrem äußeren Ende
mündet die Bohrung in eine Kammer 24, die mit dem
Sammelbehälter 2 über einen Anschluß 35 verbunden ist. Der
Verbraucherkreis ist über eine Bohrung 25 mit der Kammer
11 verbunden. Der Schieber 22 weist eine ringförmige
Ausnehmung 22a auf, die in Abhängigkeit von der Position
des Schiebers eine in die Kammer 12 einmündende Bohrung
26 entweder mit einer an die Bohrung 13 angeschlossenen
Bohrung 27, oder mit einer an die Kammer 24
angeschlossenen Bohrung 28 verbindet. Eine Feder 30 hält
einen Teller 31 am Ende des Schiebers 22 fest und hat
die Tendenz, diesen letzteren in der Position
festzuhalten, in welcher die beiden Bohrungen 26 und 27
miteinander in Verbindung stehen. Eine Bohrung 32, in welche
eine Düse 33 eingeschaltet ist, verbindet die Kammer 24
mit der Bohrung 14.
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Fig. 1 zeigt den Einschaltzustand. Die Schieber 18 und
22 sind durch ihre Federn 19 und 30 zurückgeschoben. Der
Ausfluß der Elektropumpe 1 tritt bei 15 ein und hebt das
Ventil 17 an. Mit dem Verbrauch steigt der Druck in der
Kammer 11 und in der Kammer 29 an. Er steigt außerdem in
der Kammer 12 durch die Zwischenschaltung der Bohrung
27, der Ausnehmung 22a des Schiebers 22 und der Bohrung
26.
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Der Druck in der Kammer 29 erzeugt an der oberen
Oberfläche des Schiebers 22 eine Kraft, die anwächst und die
Tendenz hat, den Schieber wieder nach unten zu bewegen.
Sobald diese Kraft größer ist als die von der Feder 30
ausgeübte Kraft, verschiebt sich der Schieber 22 und
unterbricht die Verbindung zwischen den beiden Bohrungen
26 und 27 und damit zwischen der Kammer 12 und der
Druckreserve 3 und verbindet dann die Bohrung 26, also
die Kammer 12 mit der Bohrung 28 und damit mit dem
Reservoir unter Zwischenschaltung der Kammer 24. In der
Kammer 12 bricht der Druck zusammen und der dem in der
Kammer 11 herrschenden Druck unterworfene Schieber 18
senkt sich, indem er die Feder 19 zusammendrückt (Fig.
2). Die Ausnehmung 18a des Schiebers 18 verbindet dann
den Zufuhranschluß für den Ausfluß der Elektropumpe mit
der Bohrung 32 und damit mit der Kammer 24 und dem
Sammelbehälter 2. Das Ventil 17 schließt sich unter der
Wirkung des Druckabfalls. Am Ende der Bewegungsbahn des
Schiebers 18 kommt der Teller 20 in Kontakt mit der
Nadel 5a des Sensors 5, was den Speisekreis des Relais 7
abschaltet und damit die Speisung der Elektropumpe
unterbricht.
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Ein Verbrauch von Flüssigkeit im Verbraucherkreis
bewirkt einen Abfall des Druckes in der Kammer 11 und in
der Kammer 29. Der Schieber 22 verschiebt sich unter der
Wirkung der Feder 30, verschließt die Rücklaufbohrung 28
in der Kammer 24 und verbindet die Druckseite der Pumpe
mit der Kammer 12. Da sich der Druck noch einmal
verringert, wird die durch den Druck auf den Schieber 18
ausgeübte Kraft kleiner als die durch die Feder 19
ausgeübte Kraft. Der Schieber 18 verschiebt sich und
verläßt den Kontakt mit der Nadel 5a des Sensors 5,
wodurch bewirkt wird, daß die Elektropumpe unter
Spannung gesetzt wird und anläuft. Der Ausfluß dieser
Elektropumpe strömt durch die Ausnehmung 18a des
Schiebers 18 und fließt über die Düse 33 in den
Sammelbehälter 2 zurück, was einen leichten Überdruck erzeugt (Fig.
3). Dieser Überdruck stellt sich in der Kammer 12 ein
und erzeugt an der unteren Oberfläche des Schiebers 18
eine Kraft, welche diesen einseitig belastet und ihn in
die Einschaltposition nach Fig. 1 zurücksetzt.
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Die Verbindung zwischen den Bohrungen 13 und 14 wird
unterbrochen derart, daß die von der Elektropumpe
geförderte Flüssigkeit nicht mehr zum Sammelgefäß 2
zurückfließen kann und diese Elektropumpe in die Kammer 11
fördert.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 besitzt der Ein-
Ausschalter ein Gehäuse 36, in welchem zwei koaxiale
Kammern 37 und 46 angeordnet sind, die durch eine
Trennwand 49 voneinander getrennt sind. Die Kammer 37 ist an
einem ihrer Enden mit einem Stopfen 38 verschlossen, der
den Sensor 5 trägt. Der mit der Elektropumpe 1
verbundene Anschluß 15 mündet in diese Kammer ein. Am anderen
Ende der Kammer 37 in der Trennwand 49 befindet sich
eine Bohrung 50, welche eine Buchse 39 aufnimmt, die an
ihrem der Kammer zugewandten Ende mit einer Öffnung 40
versehen ist, welche einen Querschnitt S1 besitzt, der
den Sitz für eine ein Ventil bildende Kugel 41 bildet
und in welcher ein Schieber 42 verschiebbar angeordnet
ist mit einem Querschnitt S2, der größer ist als S1.
Dieser Schieber trägt einen Ansatz 42a mit einem
Querschnitt, der kleiner ist als S1 und dazu geeignet ist,
das Ventil 41 zurückzudrücken. In der Kammer 37 befindet
sich eine Feder 43, die zwischen dem Stopfen 38 und
einem Teller 44 eingeschaltet ist, welcher als
Abstützung für das Ventil 41 dient. Die Rücklaufleitung 35 zum
Reservoir mündet in die Buchse 39 zwischen dem Schieber
42 und der Öffnung 40 unter Zwischenschaltung einer Düse
45. Die sich oberhalb des Schiebers 42 befindende Kammer
46 ist mit der Druckreserve 3 und mit dem
Verbrauchskreis 23 verbunden. Sie ist mit der Kammer 37 über eine
Bohrung 47 verbunden, in die ein Rückschlagventil 48
eingeschaltet ist.
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Im Betrieb tritt der Ausfluß der Elektropumpe 1 durch
den Anschluß 15 ein, strömt in die Kammer 37 und dann in
die Kammer 46 unter Anheben des Ventils 48. Die Feder 43
drückt das Ventil 41 auf seinen Sitz 40 und hält den
Teller 44 im Abstand von der Nadel 5a des Sensors 5.
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In der Kammer 46 steigt der Druck an. Dieser Druck wirkt
auf den Schieber 42. Der Druck mit dem gleichen Wert in
den beiden Kammern 37 und 46 und die Feder 43 üben auf
den Schieber 42 eine Kraft aus, die einer Kraft F1
entgegengesetzt ist, welche den Wert P (S2-S1) besitzt.
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Wenn der Druck P ein Niveau erreicht oder überschreitet,
so daß die Kraft F1 größer ist als die Kraft, welche von
der Feder 43 geliefert wird, verschieben sich der
Schieber 42 und das Ventil 41 unter Zusammendrücken der Feder
43. Die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit strömt
durch den Sitz 40 des Ventils 41 und fließt drucklos
über den Anschluß 35 in das Reservoir zurück. Der Druck
in der Kammer 37 fällt ab und das Ventil 48 schließt
sich wieder. Der Druck P übt auf den Schieber 42 eine
Kraft F2 aus, die den Wert P.S2 besitzt und die der
Feder 43 entgegenwirkt. Diese wird zusammengedrückt und
der Teller 44 kommt in Kontakt mit der Nadel 5a des
Sensors 5, was die Speisung der Elektropumpe 1
abschaltet.
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Wenn der Druck in der Kammer 46 abfällt, verkleinert
sich die Kraft F2. Das Ventil 41 steigt unter der
Wirkung der Feder 43 wieder an und verliert den Kontakt mit
der Nadel 5a des Sensors 5, wodurch das Wiederanlaufen
der Elektropumpe sichergestellt wird. Der Ausfluß strömt
über die Düse 45 zum Reservoir zurück, wodurch ein
leichter Überdruck erzeugt wird, der den Schieber 42
einseitig belastet. Dieser steigt an, das Ventil 41 legt
sich auf seinen Sitz 40 und der gesamte Ausfluß der
Pumpe strömt durch die Bohrung 47 in die Kammer 46.