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Flüssigkeitskreislauf, insbesondere Servoanlage eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitskreislauf mit einer die Flüssigkeit
aus einem Behälter ansaugenden Umwälzpumpe, in den mehrere in ihrer Bedeutung unterschiedlich
wichtige Verwendungsstellen parallel zueinander eingeschaltet sind, insbesondere
auf eine Servoanlage eines Kraftfahrzeuges, bei der die Flüssigkeit, z. B. Öl, innerhalb
des Kreislaufes verschiedenen Servomotoren zugeführt wird.
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Die Anwendung von hydraulischen Betätigungseinrichtungen ist in der
Technik verbreitet und hat in letzter Zeit insbesondere auch im Kraftfahrzeugbau
zunehmend Eingang gefunden. Sind gleichzeitig mehrere derartiger Einrichtungen an
einem gemeinsauren Ort bzw. in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, so bedient man sich
hierzu eines gemeinsamen Flüssigkeitskreislaufes, in dem sich eine aus einem Behälter
ansaugende Umwälzpumpe befindet, von der aus die Flüssigkeit bzw. das verwendete
Druckmittel, insbesondere Öl, in Parallelschaltung den verschiedenen Verwendungsstellen
zugeführt wird. Von diesen Verwendungsstellen aus fließt es schließlich dem genannten
Behälter wieder zu. Obgleich die Verwendungsstellen einer solchen kombinierten Servoanlage
in der Regel unterschiedlich wichtig sind, wirkt sich bei den bekannten Anlagen
ein Flüssigkeitsverlust, z. B. durch Leckwerden der Anlage, für alle Verwendungsstellen
gleichartig
nachteilig aus, so daß unter Umständen die ganze Anlage trotz einer an sich für
den Betrieb der wichtigsten Verwendungsstellen noch ausreichenden Flüssigkeitsmenge
bzw. eines für diese Stellen noch ausreichenden Flüssigkeitsdruckes unbrauchbar
wird.
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Es sind zwar bereits Warnanlagen bekanntgeworden, um bei vorgenannten
Flüssigkeitskreisläufen ein unzweckmäßig starkes Absinken des Flüssigkeitsstandes
in einem Behälter des Kreislaufes anzuzeigen, auch sind Überdruckventile bekannt,
um bei derartigen Anlagen die Überschreitung eines zulässigen Höchstdruckes, z.
B. an der Flüssigkeits-Austrittsseite einer Umwälzpumpe, selbsttätig auszuschließen.
Ein selbsttätig ausgelöster Eingriff in die _ Anlage für den Fall eines unerwünscht
niedrigen Flüssigkeitsstandes in dem Flüssigkeitsbehälter und damit für den Fall
der Gefahr des Ausfallens besonders wichtiger Servosteuerungen aus einer größeren
Gruppe von Verwendungsstellen ist durch diese bekannten Maßnahmen jedoch nicht erreichbar.
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Die Erfindung bezweckt die Behebung des vorgenannten Mangels und besteht
im wesentlichen darin, daß in dem Kreislauf ein die weniger wichtigen Verwendungsstellen
in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsstand im Behälter und/oder von dem Flüssigkeitsdruck
auf der Druckseite der Umwälzpumpe abschaltendes Sicherheitsventil, Sicherheitsschieber
od. dgl. eingebaut ist. Ein solches Sicherheitsventil kann zweckmäßig mittels eines
durch einen Schaltkontakt in einen Stromkreis einschaltbaren Magnetschalters geschlossen
werden, wobei der Schaltkontakt z. B. mittels eines Kontakthebels mit einem im Flüssigkeitsbehälter
befindlichen Schwimmer verbunden sein kann, der seine Einschaltung bei Unterschreitung
eines bestimmten Flüssigkeitsstandes bewirkt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
Sicherheitsventil ständig nachgiebig mit einer derart bemessenen Kraft im Sinne
des Abschlusses vorbelastet, daß der Abschluß auch bei ausgeschaltetem Magnetschalter
dann erfolgt, wenn der Flüssigkeitsdruck einen festgelegten Mindestwert unterschreitet.
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Einzelheiten und weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind
der nachstehenden Beschreibung zu entnehmen, in der der Gegenstand der Erfindung
in einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Abbildung veranschaulicht ist. Die Abbildung
zeigt eine erfindungsgemäße Servoanlage in einer schematischen Darstellung.
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Die dem Ausführungsbeispiel entsprechende Servoanlage besteht aus
einem Ölbehälter i, aus welchem das darin befindliche öl :2 einer Umwälzpumpe 3
des Ölkreislaufes der Servoanlage zufließt. Auf der Druckseite q. der Umwälzpumpe
3 befindet sich zunächst ein Überdruckventil s, welches den Förderdruck der Umwälzpumpe
auf einen bestimmten Druckbereich begrenzt. Wird dieser Druckbereich unterschritten,
so sperrt das Überdruckventil 5 den Zutritt des Öles in die nachfolgende Druckleitung
6 ab, und wird der genannte Druckbereich überschritten, so wird von dem Überdruckventil
5 aus eine Verbindung zu einer zur Saugseite 7 der T-Tmwälzpumpe 3 zurückführenden
Rücklaufleitung 8 geöffnet.
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Die Druckleitung 6 führt zunächst zu den zwei wichtigsten Verbrauchern
9, io, die in der Abbildung lediglich durch Pfeile angedeutet sind und z. B. bei
der Anordnung der Servoanlage in einem Kraftfahrzeug zu einer Servolenkeinrichtung
und zu einer Servobremseinrichtung gehören können. D.ie beiden Verbraucher 9, io
sind dabei parallel geschaltet. Anschließend führt die Druckleitung 6 über ein 'Sicherheitsventil
ii zu zwei ebenfalls parallel geschalteten weniger wichtigen Verwendungsstellen
12, 13, die z. B. in nicht besonders dargestellter Weise aus einer selbsttätig wirkenden
Verdeck-Verschleißeinrichtung und aus einer selbsttätig wirkenden Fensterschließeinrichtung
bestehen können. Von den genannten Verwendungsstellen 9, io, 12 und 13 aus führt
eine gemeinsame Öldruckleitung 14 zu dem Flüssigkeitsbehälter i bzw. unmittelbar
zur Saugseite 7 der Umwälzpumpe 3 zurück.
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Das Sicherheitsventil ii wird durch eine Schraubenfeder 15 im Sinne
der dortigen Unterbrechung der Druckleitung 6 vorbelastet. Dabei ist die Schraubenfeder
15 auf der dem Kolben gegenüberliegenden Seite an einem verschiebbaren und mit einem
Magnetschalter 16 verbundenen Federteller 17 abgestützt, der sich seinerseits bei
ausgeschaltetem Magnetschalter 16 und gleichzeitig am meisten entspannter Schraubenfeder
15 an einen festen Anschlag i8 anlegt. In dieser Stellung überträgt die Schraubenfeder
15 auf das Sicherheitsventil ii einen solchen Druck, daß der Abschluß des Sicherheitsventils
bzw. die dadurch bewirkte Unterbrechung der Ölzufuhr zu den Verwendungsstellen 12,
13 auch bei ausgeschaltetem Magnetschalter 16 dann erfolgt, wenn der Öldruck einen
festgelegten, z. B. um einen geringen Wert unter dem zulässigen höchsten Betriebsdruck
liegenden Mindestwert unterschreitet.
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Die Speisung des Magnetschalters 16 erfolgt von einer Stromquelle
i9 aus über das Kabel 2o eines Stromkreises, von dem die Rückleitung in bekannter
Weise über irgendeine Masse,. z. B. die Karosserie eines Kraftfahrzeuges, erfolgt.
Die Kabelverbindung 2o führt an dem Ölbehälter i vorbei und enthält dort einen Schaltkontakt
21, der mittels eines Kontakthebels 22 mit einem im Behälter befindlichen Schwimmer
23 verbunden ist, der die Einschaltung des Schaltkontaktes 21 bei Unterschreitung
eines bestimmten Ölstandes selbsttätig bewirkt.
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Während des normalen Betriebes der vorbeschriebenen Servoanlage ist
der Ölbehälter i in der dargestellten Weise so hoch mit Öle gefüllt, daß der Schaltkontakt
21 geöffnet ist. Das Überdruckventil 5 befindet sich in der dargestellten Stellung,
bei der in der Druckleitung 6 der zulässige Höchstdruck herrscht, wobei gegebenenfalls
das außerdem darüber hinaus von der Umwälzpumpe 3 geförderte Öl durch die Rücklaufleitung
8 wieder zur Saugseite
7 der Umwälzpumpe 3 gelangt. Infolge dieses
Höchstdruckes befindet sich auch das Sicherheitsventil i i in der dargestellten
geöffneten Stellung, da die Schraubenfeder 15 bei der ausgeschalteten Stellung des
Magnetschalters das Sicherheitsventil ii nicht gegen den herrschenden Öldruck zu
schließen vermag. Demgemäß sind an die Servoanlage nicht nur die wichtigsten Verwendungsstellen9,
io, sondern auch die weniger wichtigen Verbraucher 12, 13 parallel zueinander angeschlossen.
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Tritt an der Servoanlage ein Schaden ein, der mit einem unzulässigen
Druckverlust in der Druckleitung 6 oder auch mit einem unzulässig großen Niveauabfall
im Behälter i verbunden ist, so schließt im ersteren Falle das Sicherheitsventil
i i die Druckleitung 6 an der Stelle zwischen dem wichtigen Verbraucher io und dem
nachfolgenden weniger wichtigen Verbraucher 12 ab, wobei sich trotz ausgeschaltetem
Magnetventil 16 lediglich die Schraubenfeder 15 entsprechend dem geringeren Öldruck
entspannt. Tritt der letztere Fall, d. h. eine unzulässige Absenkung des Niveaus
im Ölbehälter i ein, so bewegt sich der Schwimmer 23 mit dem fallenden Ölspiel nach
unten und schließt dabei über den Kontakthebel 22 den Schaltkontakt 21. Damit ist
der vorgenannte Stromkreis geschlossen, und der Magnetschalter 16 preßt den Federteller
17 derart gegen die Schraubenfeder 15, daß das Sicherheitsventil i i auch bei noch
vorschriftsmäßig großem Druck im Druckkanal 6 abschließt.
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Aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels geht hervor, daß auch
im Falle des gleichzeitigen Druckabfalles in der Druckleitung 6 und Sinkens des
Ölstandes im Ölbehälter i das Sicherheitsventil ii geschlossen wird.
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Die Erfindung ist nicht an das gezeigte Ausführungsbeispiel gebunden,
welches denErfindungsgegenstand lediglich in einer Ausführungsmöglichkeit offenbart.
Statt des in der vorbeschriebenen Weise kombinierten Sicherheitsventils könnten
auch zwei voneinander getrennte Sicherheitsventile verwendet werden, von denen eines
lediglich in Abhängigkeit von dem Öldruck in der Druckleitung und das andere lediglich
in Abhängigkeit von der Schwimmerstellung betätigt wird. Auch ist es denkbar, den
Magnetschalter eines einzigen, ohne Schraubenfeder oder sonstige Federeinrichtung
ausgeführten Sicherheitsventils nicht nur in Abhängigkeit von der Schwimmerstellung,
sondern zusätzlich in Abhängigkeit von der Stellung eines Druckschalters zu betätigen,
der seinerseits bei Unterschreitung des mindest zulässigen Flüssigkeitsdruckes den
Stromkreis schließt. In diesem Falle wären der vom Schwimmer aus betätigbare Schaltkontakt
21 und der vorgenannte Druckschalter parallel zueinander in den Stromkreis einzuschalten.