EP0356780A2 - Reservoir für einen Druckmittelkreis, insbesondere Flugzeughydraulikkreis - Google Patents

Reservoir für einen Druckmittelkreis, insbesondere Flugzeughydraulikkreis Download PDF

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EP0356780A2
EP0356780A2 EP89114794A EP89114794A EP0356780A2 EP 0356780 A2 EP0356780 A2 EP 0356780A2 EP 89114794 A EP89114794 A EP 89114794A EP 89114794 A EP89114794 A EP 89114794A EP 0356780 A2 EP0356780 A2 EP 0356780A2
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EP
European Patent Office
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pressure
piston
partial
reservoir
rod
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EP89114794A
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English (en)
French (fr)
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EP0356780A3 (de
EP0356780B1 (de
Inventor
Joachim Baier
Walter Peterknecht
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ASG Luftfahrttechnik und Sensorik GmbH
Original Assignee
AEG Sensorsysteme GmbH
Alfred Teves GmbH
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Publication date
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Publication of EP0356780A3 publication Critical patent/EP0356780A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/26—Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/265—Supply reservoir or sump assemblies with pressurised main reservoir

Definitions

  • a reservoir is used for this purpose, in which a high-pressure chamber for storing a high pressure, which is pumped and made available to the consumer, and a low-pressure chamber, in which the relaxed pressure medium is collected, are provided.
  • a reservoir is shown for example in DE-OS 19 26 410.
  • DE-OS 18 04 037 deals with a partial problem in the construction of such a reservoir.
  • a large low-pressure chamber also requires a large storage volume.
  • Such a low-pressure chamber is usually kept under pressure by means of a second working piston which is connected via a piston rod to a high-pressure piston controlled by high pressure. Since the piston rod must be able to reach through the entire low pressure space, it is very long.
  • Reservoir has limited space available.
  • the invention is therefore based on a reservoir of the type described in the preamble of the main claim.
  • the object of the invention is to construct such a reservoir in a space-saving manner.
  • the invention is solved by the combination of features resulting from the characterizing part of the main claim.
  • the invention therefore consists in making the piston rod, which connects the two pistons together, collapsible, so that their length can be adapted to the respective pressure requirements.
  • the intermediate space is thus designed as a further high-pressure space, which pushes the two partial rods into one another and thus shortens the piston rod in the desired manner.
  • Which of the partial rods changes their position first as a function of the applied pressures depends on the geometric dimensions of the effective pressure surfaces on the first piston and on the piston surfaces of the intermediate space, which are formed by the sealingly guided brackets.
  • the interior of the sleeve-shaped partial rods to be moved into one another is also used for storing the Low pressure medium used.
  • the space above the first partial rod can also be used as a low-pressure space if the partial rods are in a corresponding position.
  • the first partial piston rod only begins its movement relative to the housing when the second partial piston rod has moved into the interior of the first partial piston rod.
  • a combination of features according to claim 7 is recommended for this purpose. According to these features, the position of the first partial piston rod remains unchanged due to the high pressure until the second piston rod moving up into it has reached its end position. If the second partial rod is attached to the first partial rod, they form a one-piece part in which the space formed by the two partial rods can no longer develop dynamic forces and thus forms a closed, no longer expandable space.
  • a combination of features according to claim 8 describes an expedient embodiment of a stop for the second partial piston rod on the first partial piston rod.
  • the housing of the reservoir 1 is divided into a first pressure chamber 4 and a second pressure chamber 5.
  • the two working pistons 2 and 3 are connected to one another via a piston rod 6.
  • the pressure chamber 7, which adjoins the second pressure chamber 5 downward in FIG. 1 and lies below the second working piston 3, is connected to the ambient pressure via an opening 8.
  • the chamber 9 located above the first working piston 2 in the housing of the reservoir 1 is connected to the second pressure chamber via a through-hole running along the piston rod 6, so that essentially the same pressure prevails in the chambers 5 and 9.
  • the first pressure chamber 4 used for storing the high pressure is surrounded by the two low-pressure chambers 5 and 9, so that the pressure medium leaving the first pressure chamber 4 in the event of a faulty seal either enters the chamber 5 or 9 and thus continues for the pressure medium circuit is available.
  • a hydraulic oil is used as the pressure medium so that it cannot be lost in the event of a leak.
  • a high pressure pump 10 delivers from the second pressure chamber 5 into the pump chamber and presses the compressed pressure medium (double arrow) to a consumer 11.
  • the pressure medium relaxes within the consumer and is returned to the second pressure chamber 5 in the relaxed state (simple arrow).
  • the excess, highly compressed pressure medium reaches the high-pressure chamber 4 and is stored there and at the same time used to compress the pressure medium in the second pressure chamber. This is done in that the piston rod 6 of the first working piston 2 takes the second working piston 3 in FIG. 1 upwards and thus brings the hydraulic oil in the second pressure chamber 5 to the necessary low pressure that the pump 10 needs to achieve the necessary pumping capacity.
  • the ratio of the effective areas of the first and second working pistons is reversed to the pressure prevailing in the first and second pressure chambers. If the high pressure (two arrows) increases too high, this pressure is reduced via a pressure relief valve V and the excess pressure medium is returned to the second pressure chamber.
  • FIG. 2 shows in section a schematic illustration of a reservoir according to the invention, with modules of the same value as in FIG. 1 being given the same reference numerals.
  • the reservoir is rotationally symmetrical, but circumferential edges have been omitted for reasons of greater clarity.
  • the housing of the reservoir 1 consists essentially of a smaller first cylinder 20 and a larger two th cylinder 19.
  • the second working piston 3 divides the second cylinder 19 into an ambient pressure chamber 7, which is connected to the ambient pressure via an opening 8, and into a low-pressure chamber 5, in which the pressure medium coming back from the consumer 11 is stored.
  • the second pressure chamber 5 serving as a low-pressure chamber is connected to the chamber 19 via a connecting opening 21, so that there is also low pressure in the chamber 9.
  • the low-pressure medium preferably hydraulic oil, reaches the low-pressure chamber 5 via the low-pressure inlet 22 and is led to the inlet of the pump 10 via a second, not shown, low-pressure outlet. Via a high-pressure inlet 23, high-pressure pressure medium reaches the first pressure chamber 4 from the outlet of the pump.
  • the construction of the piston rod (6 in FIG. 1), which is composed of two sleeve-shaped partial rods 15, 16, which are telescopically displaceable, is essential for the invention.
  • the first partial rod 15 carries the first working piston 12 at its upper end in FIG. 2, while the second partial rod 16 is connected in one piece to the second working piston 3 at its lower end in the FIG.
  • Both the first partial rod 15 and the second partial rod 16 each have a circumferential bracket 14 or 13, which engage one behind the other when the partial rods are pulled apart and thus form a stop which prevents the two partial rods from being pulled apart further.
  • the brackets 13 and 14 are at the same time sealingly guided on the lateral surfaces of the other partial rod, the console 13 slidingly sealingly on the inner lateral surface of the first partial rod 15 and the console 14 on the outer lateral surface of the second partial rod 16.
  • a sealed intermediate space 24 is created, in which the two brackets 13, 14 act as an intermediate piston.
  • the intermediate space 24 is connected to the first pressure space 4 via an access channel 17, so that there is also high pressure there and this intermediate space can be regarded as part of the first pressure space. This is indicated by a corresponding reference number.
  • the lower end of the first partial rod 15 is supported on the side walls of the second cylinder 19 by a pressure-medium-permeable support 25.
  • the ratio of the effective areas F1 and F2 is decisive for the movement of the two partial bars 15 and 16 against one another or with one another and for the course of this movement.
  • the effective area F1 is as large as the area effective for high pressure F2, ie the two ring areas F1 and F2 have the same area, the ring F1 with the smaller diameter naturally having to be wider than the ring F2 with the larger diameter. This ensures that the first partial rod 15 remains in its position as long as no other forces act on it than the high pressure. If the pressure in the pressure chamber 4 is as high as in the intermediate space 24 and no other forces act on the first partial rod 15, so this does not change its position.
  • brackets 12 and 14 exposed to the low pressure in the pressure chambers 5 and 9 also have the same effective area F5 and F6 with respect to the low pressure, and that the effective area of the access channel 17 is also not one because of the same areas F4, F5 Contribute movement of the first partial rod 15.
  • the movement of the piston rod 15, 16 is therefore only caused by the movement of the second partial rod 16, for example by this second partial rod moving up within the first partial rod 15 or by the second partial rod 16 after it has struck the console 14 with the second working piston 3, takes the first partial rod 15 on its way up.
  • the frictional forces of the seal on the partial rods are neglected or taken into account that the frictional forces of the seals with the larger circumference, which act on the outer surface of the first partial rod 15, are greater than the frictional forces of the brackets 13 and 14.
  • FIG. 3 A possible movement sequence within the reservoir according to the invention will be explained below with reference to FIGS. 3 to 6, in which case it is assumed in FIG. 3 that the reservoir in its low-pressure chamber 5 is completely filled with hydraulic oil, while there is still no high pressure on the high-pressure inlet . 3 to 6, reference numerals have been omitted which can be found in FIG. 2.
  • the second working piston 3 is in its lowermost position, so that it has its maximum low-pressure space. If pressure medium under high pressure is now introduced into the high-pressure inlet 23 on, the first part of the piston 15 stops and the second part of the piston 16 starts to move upward within the first part of the piston 15. If a force balance between the high pressure pressing on the surface F1 and the low pressure acting on the working piston 3 is already reached during this path, the piston 16 remains at the relevant point within the piston 15, while the piston 15 in FIG. 3 is in its position does not change.
  • FIG. 4 shows the position of the second partial rod in which it strikes the lower part of the first partial rod 15 by means of the second working piston 3.
  • the two partial rods 15 and 16 pushed into one another move upwards together by the second partial rod 16 taking the first partial rod 15 with them, provided that a corresponding pressure in the second pressure chamber 5 does not ensure a corresponding force compensation, so that the two partial bars remain shifted into each other.
  • the working piston pulls the second partial rod 16 back down a suitable distance, as can be seen, for example, in FIG. 2. This continues until finally the lower edge of the bracket 13 engages the upper edge of the bracket 14 and the second partial bar 16 takes the first partial bar 15 downward.

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Abstract

Der für ein Reservoir in beweglichen Fahrzeugen, insbesondere Flugzeugen, zur Verfügung stehende Raum ist recht begrenzt. Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Reservoir vorzuschlagen, bei dem die Baulänge des Druckmittelbehälters verkürzt ausgeführt werden kann. Die Erfindung besteht im Prinzip darin eine die beiden Arbeitskolben (3, 12) eines Druckmittelbehälters (1) miteinander verbindende Kolbenstange (15, 16) teleskopartig auszuführen. Eine Weiterbildung der Erfindung gibt eine Merkmalskombination an, bei der ein Drucksprung beim Zusammenfahren der Teleskopelemente vermieden wird.

Description

  • In Druckmittelkreisen ist es notwendig für den Druckmittel­verbraucher das jeweils benötigte Druckmittel unter mög­lichst gleichbleibenden Druckbedingungen schnell zur Verfü­gung zu stellen. Hierzu dient unter anderem ein Reservoir, in dem zum einen ein Hochdruckraum zum Speichern eines von einer Pumpe geförderten und dem Verbraucher zur Verfügung stellenden hohen Druckes und ein Niederdruckraum, in dem das entspannte Druckmittel gesammelt wird, vorgesehen ist. Ein derartiges Reservoir ist beispielsweise in der DE-OS 19 26 410 dargestellt. Weiterhin beschäftigt sich die DE-OS 18 04 037 mit einem Teilproblem beim Aufbau eines derartigen Reservoirs.
  • Es ist verständlich, daß ein derartiges Reservoir um so wirkungsvoller ist, je größer die zur Verfügung stehenden Überdruck- und Niderdruckkammern sind. Eine große Nieder­druckkammer setzt aber auch ein großes Speichervolumen vor­aus. Eine solche Niederdruckkammer wird gewöhnlich mittels eines zweiten Arbeitskolbens unter Druck gehalten, welcher über eine Kolbenstange mit einem durch Hochdruck angesteu­erten Hochdruckkolben verbunden ist. Da die Kolbenstange in der Lage sein muß durch den gesamten Niederdruckraum zu reichen, ist sie sehr lang. Andererseits steht bei mobilen Fahrzeugen, insbesondere bei Flugzeugen, für ein derartiges Reservoir nur ein begrenzter Raum zur Verfügung.
  • Die Erfindung geht daher aus von einem Reservoir der in dem Oberbegriff des Hauptanspruchs geschilderten Gattung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es ein derartiges Reservoir raum­sparend aufzubauen.
  • Die Erfindung wird durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs sich ergebende Merkmalskombination ge­löst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin die, die beiden Kolben miteinander verbindende Kolbenstange in sich zusammenschiebbar zu machen, so daß sich ihre Länge den je­weiligen Druckbedürfnissen anpassen kann.
  • Um nun zu verhindern, daß sich die beiden Teilstangen bei einer zueinander ungünstigen Lage voneinander lösen können, empfiehlt sich eine im Anspruch 2 aufgeführte Merkmalskom­bination. Durch die vorgesehenen Anschläge werden also La­gezustände der beiden Teilstangen zueinander bzw. der Kol­ben innerhalb des Gehäuses ausgeschlossen, welche einen störenden Einfluß auf die Arbeitsweise des Reservoirs haben können.
  • Prinzipiell ist es nun so, daß auf die eine Seite des zwei­ten Kolbens der Niederdruck wirkt während auf dessen Rück­seite der Umgebungsdruck wirksam ist. Will man nun errei­chen, daß die Druckkammern für den Hochdruck und den Nie­derdruck möglichst aneinandergrenzen und daß der Umgebungs­druck an den Niederdruck grenzt, so empfiehlt sich in Wei­ terbildung der Erfindung eine Merkmalskombination nach An­spruch 3. Durch eine derartige Maßnahme wird erreicht, daß zum einen Leckverluste in der Hochdruckkammer ohne besonde­re Maßnahmen durch die angrenzende Niederdruckkammer aufge­fangen werden, so daß auch bei Dichtungsproblemen kein Druckmittel verloren gehen kann. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn ein Druckmittelverlust aus wirtschaftlichen oder Umweltschutzgründen nicht zu rechtfertigen ist. Die Maßnahmenkombination aus Anspruch 3 bewirkt, daß das in der Niederdruckkammer befindliche Druckmittel durch die Kraft des Hochdrucks im ersten Druckraum auf den ersten Kolben zum ersten Druckraum hin gezogen wird, so daß der zweite Druckraum zwischen dem zweiten Kolben und dem ersten Druck­raum liegt.
  • Verzichtet man auf diese Maßnahme und verwendet die Kolben­stange unter Druckbelastung, so wird das im Niederdruckraum (zweiter Druckraum) befindliche Druckmittel von dem im Hochdruckraum (erster Druckraum) befindlichen Druckmittel weggedrückt, so daß der zwischen der Rückseite des zweiten Kolbens und dem Hochdruckraum befindliche, nicht mit Nie­derdruck gefüllte Raum durch Umgebungsdruck aufgefüllt wer­den muß. Hierbei entstehen aber erhebliche Druckunterschie­de zwischen dem auf Umgebungsdruck gebrachten Raum und dem Hochdruckraum. Desweiteren fließt das aus dem Hochdruckraum leckende Druckmittel in den Raum mit Umgebungsdruck und ist damit ohne besondere Maßnahmen verloren.
  • Während nun die unter Anspruch 1 angegebene Merkmalskombi­nation durchaus hinreichend ist, ausgehend von den teles­ kopartig ineinandergeschobenen Teilstangen den zweiten Druckraum (Niederdruckraum) mit Druckmittel zu füllen, ist durch eine zusätzliche Maßnahme noch für eine Kraft zu sor­gen, welche im Falle eines Druckmittelverlustes oder Druck­abfalls im Niederdruckraum dafür sorgt, daß die beiden Teilstangen auch teleskopartig ineinander geschoben werden, um somit den Niederdruckraum entsprechend zu verengen (für den Fall, daß der Niederdruckraum direkt an den Hochdruck­raum angrenzt). Dies kann mit einer Merkmalskombination nach Anspruch 4 in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung geschehen. Es wird somit die von dem Hochdruck ausgeübte Kraft nicht nur zur Lageänderung des an den ersten Kolben angrenzenden Teils der Kolbenstange verwendet, sondern dar­über hinaus noch zur Lageänderung der beiden Teilstangen zueinander. Der Zwischenraum wird somit zu einem weiteren Hochdruckraum ausgestaltet, welcher die beiden Teilstangen ineinander schiebt und somit die Kolbenstange in gewünsch­ter Weise verkürzt. Welche der Teilstangen in Abhängigkeit von den anliegenden Drücken zuerst ihre Lage ändert, hängt von den geometrischen Abmessungen der wirksamen Druckflä­chen am ersten Kolben und an den Kolbenflächen des Zwi­schenraums ab, welche durch die dichtend geführten Konsolen gebildet sind.
  • Will man den Innenraum des Reservoirgehäuses zur Speiche­rung des unter Niederdruck stehenden Druckmittels optimal ausnutzen, so empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine Merkmalskombination nach Anspruch 5. Gemäß dieser Kom­bination wird auch der Innenraum der hülsenförmigen, inein­ander zu verschiebenden Teilstangen zur Speicherung des Niederdruckmittels ausgenutzt. Schließlich kann auch der über der ersten Teilstange befindliche Raum bei entspre­chender Lage der Teilstangen als Niederdruckraum mit ausge­nutzt werden.
  • Die im Zusammenhang mit Anspruch 6 auftretenden Vorteile wurden schon im Zusammenhang mit dem unter Umgebungsdruck stehenden Raum weiter oben erläutert und zwar im Zusammen­hang mit Anspruch 3.
  • Vielfach ist es erwünscht zur Eindeutigkeit des Bewegungs­ablaufes der beiden Teilkolbenstangen, daß die erste Teil­kolbenstange erst dann ihre Bewegung gegenüber dem Gehäuse aufnimmt, wenn die zweite Teilkolbenstange in das Innere der ersten Teilkolbenstange eingefahren ist. Hierzu em­pfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine Merkmals­kombination nach Anspruch 7. Gemäß diesen Merkmalen bleibt die Lage der ersten Teilkolbenstange aufgrund des hohen Drucks so lange unverändert, bis die in ihr hochfahrende zweite Kolbenstange ihre Endlage erreicht hat. Ist die zweite Teilstange an der ersten Teilstange angeschlagen, so bilden diese quasi ein einstückiges Teil bei dem der durch die beiden Teilstangen gebildete Zwischenraum keine dynami­schen Kräfte mehr zu entfalten vermag und somit einen ge­schlossenen, nicht mehr ausdehnungsfähigen Raum bildet. Da­mit vermindert sich aber die auf die Konsole der ersten Teilkolbenstange (in der Zeichnung nach unten wirksame) Kraft, so daß jetzt die auf den ersten Arbeitskolben wirk­same Hochdruckkraft überwiegt und die erste Teilkolbenstan­ge (in der Zeichnung nach oben) bewegt. Anders ausgedrückt trägt nach dem Einfahren der zweiten Kolbenstange deren Konsole bzw. der mit der Konsole verbundene zweite Arbeits­kolben zur Bewegung der ersten Teilkolbenstange bei, so daß diese aus ihrer neutralen Lage gebracht wird.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung eines Anschlags für die zweite Teilkolbenstange an der ersten Teilkolbenstange be­schreibt eine Merkmalskombination nach Anspruch 8.
  • In vielen Fällen ist es wichtig, daß das stückweise Einfah­ren der beiden Teilstangen ineinander am äußeren Druckver­lauf nicht erkennbar ist, so daß es beim Anschlagen der zweiten Teilstange an der ersten Teilstange und deren da­nach erfolgender gemeinsamer Fortbewegung nicht zu Druck­sprüngen kommt. Um dies zu vermeiden, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine Merkmalskombination nach Anspruch 9. Bei Anwendung dieser Merkmale ist es so, daß auf den zweiten Arbeitskolben unabhängig von der Lage der beiden Teilstangen zueinander immer die gleiche Kraft wirkt. Abweichend davon ist es auch möglich durch Anwendung der Erfindung auch bewußt einen Drucksprung herbeizuführen, in dem beispielsweise beim Starten des Druckmittelkreises und Anlassen der Pumpe des Kreises eine verhältnismäßig große Kraft auf den zweiten Arbeitskolben und damit ein verhältnismäßig hoher Niederdruck auf den Eingang der Pumpe wirkt, während dieser Druck nach Einfahren der zweiten Teilstange und deren Anschlag an der ersten Teilstange sprungartig abgesenkt werden kann, da nunmehr keine Anlauf­verluste zu überwinden sind. In diesem Falle wird man die auf die erste Teilstange einwirkende Kraft erheblich größer als die auf die zweite Teilstange später einwirkende Kraft machen.
  • Soll neben der Raumersparnis auch eine Gewichtsersparnis hinsichtlich des Reservoirs erreicht werden, so empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine Merkmalskombina­tion nach Anspruch 11. Durch die Verwendung der Merkmale nach Anspruch 12 läßt sich eine zusätzlich bauliche Verein­fachung des erfindungsgemäßen Reservoirs erreichen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt
    • Fig. 1 in prinzipieller Darstellung eine mögliche An­schaltung eines Druckmittelreservoirs an einen Druckmittel- insbesondere Hydraulikkreis,
    • Fig. 2 in geschnittener und teilweise schematischer Dar­stellung ein erfindungsgemäßes Reservoir, bei dem zur besseren Übersichtlichkeit die einzelnen Teil­kolben gegeneinander verschoben wurden,
    • Fig. 3 das Reservoir nach Fig. 2 mit vollkommen ausgefah­renen Teilstangen,
    • Fig. 4 das Reservoir nach Fig. 2 mit gegenüber Fig. 3 eingefahrener zweiter Teilstange bei unveränderter Lage der ersten Teilstange,
    • Fig. 5 eine weitere Verschiebung des zweiten Kolbens un­ ter Verminderung des Niederdruckraums und
    • Fig. 6 das Reservoir nach Fig. 2, bei dem der Nieder­druckraum auf ein Minimum beschränkt ist.
  • Fig. 1 zeigt ein Reservoir 1 mit einem ersten Arbeitskolben 2 und einem zweiten Arbeitskolben 3. Das Gehäuse des Reser­voirs 1 ist unterteilt in einen ersten Druckraum 4 und ei­nen zweiten Druckraum 5. Die beiden Arbeitskolben 2 und 3 sind über eine Kolbenstange 6 miteinander verbunden. Der in der Fig. 1 sich nach unten an den zweiten Druckraum 5 an­schließende, unterhalb des zweiten Arbeitskolbens 3 liegen­de Druckraum 7 ist über eine Öffnung 8 mit dem Umgebungs­druck verbunden. Der oberhalb des ersten Arbeitskolbens 2 im Gehäuse des Reservoirs 1 liegende Raum 9 ist über eine längs der Kolbenstange 6 verlaufende Durchgangsbohrung mit dem zweiten Druckraum verbunden, so daß in den Räumen 5 und 9 im wesentlichen der gleiche Druck herrscht. Man erkennt somit, daß der zur Speicherung des Hochdrucks dienende er­ste Druckraum 4 von den beiden Niederdruckräumen 5 und 9 umgeben ist, so daß das bei fehlerhafter Dichtung den er­sten Druckraum 4 verlassende Druckmittel entweder in den Raum 5 oder 9 gelangt und damit für den Druckmittelkreis weiterhin zur Verfügung steht.
  • Als Druckmittel wird beispielsweise ein Hydrauliköl verwen­det, so daß dieses bei einer Leckage nicht verloren gehen kann.
  • Im Arbeitsfalle fördert eine Hochdruckpumpe 10 aus dem zweiten Druckraum 5 in den Pumpenraum und preßt das ver­dichtete Druckmittel (Doppelpfeil) zu einem Verbraucher 11. Innerhalb des Verbrauchers entspannt sich das Druckmittel und wird im entspannten Zustand (einfacher Pfeil) zu dem zweiten Druckraum 5 zurückgegeben. Das überschüssige hoch verdichtete Druckmittel gelangt in den Hochdruckraum 4 und wird dort gespeichert und gleichzeitig zum Verdichten des Druckmittels im zweiten Druckraum ausgenutzt. Dies ge­schieht dadurch, daß über die Kolbenstange 6 der erste Ar­beitskolben 2 den zweiten Arbeitskolben 3 in Fig. 1 nach oben nimmt und damit das Hydrauliköl im zweiten Druckraum 5 auf den notwendigen Niederdruck bringt, den die Pumpe 10 zum Erreichen der notwendigen Pumpleistung benötigt.
  • Das Verhältnis der wirksamen Flächen des ersten und zweiten Arbeitskolbens ist umgekehrt zu dem im ersten und zweiten Druckraum herrschenden Druck. Wächst der Hochdruck (zwei Pfeile) zu hoch an, so wird dieser Druck über ein Über­druckventil V gemindert und das überschüssige Druckmittel in den zweiten Druckraum zurückgeführt.
  • Fig. 2 zeigt im Schnitt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Reservoirs, wobei gegenüber Fig. 1 gleichwertige Baugruppen mit den gleichen Bezugszeichen versehen wurden. Das Reservoir ist rotationssymmetrisch, wobei aber umlaufende Kanten aus Gründen der größeren Über­sichtlichkeit weggelassen wurden.
  • Das Gehäuse des Reservoirs 1 besteht im wesentlichen aus einem kleineren ersten Zylinder 20 und einem größeren zwei­ ten Zylinder 19. Der zweite Arbeitskolben 3 unterteilt den zweiten Zylinder 19 in einen Umgebungsdruckraum 7, der über eine Öffnung 8 mit dem Umgebungsdruck verbunden ist und in einen Niederdruckraum 5, in dem das von dem Verbraucher 11 zurückkommende Druckmittel gespeichert wird. Wie aus der Zeichnung zu erkennen, ist der als Niederdruckraum dienende zweite Druckraum 5 mit dem Raum 19 über eine Verbindungs­öffnung 21 verbunden, so daß in dem Raum 9 ebenfalls Nie­derdruck herrscht. Das Niederdruckmittel vorzugsweise Hy­drauliköl gelangt in den Niederdruckraum 5 über den Nieder­druckeingang 22 und wird über einen zweiten, nicht gezeig­ten, Niederdruckausgang zum Eingang der Pumpe 10 geführt. Über einen Hochdruckeingang 23 gelangt unter hohem Druck stehendes Druckmittel vom Ausgang der Pumpe in den ersten Druckraum 4.
  • Wesentlich für die Erfindung ist nun der Aufbau der Kolben­stange (6 in Fig. 1), der sich aus zwei hülsenförmigen Teilstangen 15,16 zusammensetzt, die teleskopförmig inein­ander verschiebbar sind. Dabei trägt die erste Teilstange 15 an ihrem in Fig. 2 oberen Ende den ersten Arbeitskolben 12 während die zweite Teilstange 16 an ihrem in der Fig. unteren Ende einstückig mit dem zweiten Arbeitskolben 3 verbunden ist. Sowohl die erste Teilstange 15 als auch die zweite Teilstange 16 besitzen jeweils eine umlaufende Kon­sole 14 bzw. 13, die bei auseinandergezogenen Teilstangen hintereinander greifen und somit einen Anschlag bilden, die ein weiteres Auseinanderziehen der beiden Teilstangen ver­hindert.
  • Die Konsolen 13 und 14 sind gleichzeitig dichtend auf den Mantelflächen der jeweils anderen Teilstange geführt, wobei die Konsole 13 auf der inneren Mantelfläche der ersten Teilstange 15 und die Konsole 14 auf der äußeren Mantelflä­che der zweiten Teilstange 16 dichtend gleitet. Auf diese Weise entsteht ein abgedichteter Zwischenraum 24, bei dem die beiden Konsolen 13,14 als Zwischenkolben wirken. Der Zwischenraum 24 ist über einen Zugangskanal 17 mit dem er­sten Druckraum 4 verbunden, so daß dort ebenfalls Hochdruck herrscht und man diesem Zwischenraum als Teil des ersten Druckraums betrachten kann. Dies ist mit einem entsprechen­den Bezugszeichen angedeutet. Das untere Ende der ersten Teilstange 15 ist durch eine druckmitteldurchlässige Ab­stützung 25 an den Seitenwänden des zweiten Zylinders 19 abgestützt. ,
  • Für die Bewegung der beiden Teilstangen 15 und 16 gegenein­ander oder miteinander und für den Ablauf dieser Bewegung ist das Verhältnis der wirksamen Flächen F1 und F2 maßge­bend. Hinsichtlich der Erfindung ist nun vorausgesetzt, daß die wirksame Fläche F1 genauso groß ist, wie die für den Hochdruck wirksame Fläche F2, d.h. die beiden Ringflächen F1 und F2 haben den gleichen Flächeninhalt, wobei naturge­mäß der Ring F1 mit dem kleineren Durchmesser breiter sein muß als der Ring F2 mit dem größeren Durchmesser. Hierdurch ist sichergestellt, daß die erste Teilstange 15 solange in ihrer Lage verharrt, wie an ihr keine anderen Kräfte an­greifen als der hohe Druck. Ist also der Druck in dem Druckraum 4 ebenso groß wie in dem Zwischenraum 24 und wir­ken keine anderen Kräfte auf die erste Teilstange 15 ein, so ändert diese ihre Lage nicht. Dabei ist vorausgesetzt, daß die dem Niederdruck in den Druckräumen 5 bzw. 9 ausge­setzten Konsolen 12 und 14 gegenüber dem Niederdruck eben­falls die gleiche Wirkungsfläche F5 bzw. F6 haben und daß die Wirkungsfläche des Zugangskanals 17 wegen der gleichen Flächen F4,F5 ebenfalls nichts zu einer Bewegung der ersten Teilstange 15 beitragen. Die Bewegung der Kolbenstange 15,16 wird also nur durch die Bewegung der zweiten Teil­stange 16 bedingt, etwa indem diese zweite Teilstange in­nerhalb der ersten Teilstange 15 hochfährt oder indem die zweite Teilstange 16 nachdem sie mit dem zweiten Arbeits­kolben 3 an der Konsole 14 angeschlagen ist, die erste Teilstange 15 auf ihrem Weg nach oben mitnimmt. Dabei sind die Reibungskräfte der Dichtung an den Teilstangen vernach­lässigt oder berücksichtigt, daß die Reibungskräfte der Dichtungen mit dem größeren Umfang, die an der Außenfläche der ersten Teilstange 15 angreifen größer sind als die Rei­bungskräfte der Konsolen 13 und 14.
  • Nachfolgend soll ein möglicher Bewegungsablauf innerhalb des erfindungsgemäßen Reservoirs an Hand der Fig. 3 bis 6 erläutert werden, wobei in Fig. 3 davon ausgegangen wird, daß das Reservoir in seinem Niederdruckraum 5 voll mit Hy­drauliköl angefüllt ist, während auf den Hochdruckeingang noch kein Hochdruck anliegt. In den Fig. 3 bis 6 wurden Be­zugszeichen weggelassen, die der Fig. 2 entnommen werden können. Wie aus Fig. 3 ersichtlich steht dort der zweite Arbeitskolben 3 in seiner untersten Stellung, so daß er Niederdruckraum sein Maximum hat. Führt man jetzt unter ho­hem Druck stehendes Druckmittel in den Hochdruckeingang 23 ein, so bleibt voraussetzungsgemäß der erste Teilkolben 15 stehen und der zweite Teilkolben 16 beginnt innerhalb des ersten Teilkolbens 15 hochzufahren. Wird schon während die­ses Weges ein Kraftausgleich zwischen dem auf die Fläche F1 drückenden Hochdruck und dem auf den Arbeitskolben 3 wir­kenden Niederdruck erreicht, so bleibt der Kolben 16 inner­halb des Kolbens 15 an der betreffenden Stelle stehen, wäh­rend der Kolben 15 in Fig. 3 seine Lage nicht ändert.
  • Fig. 4 zeigt die Stellung der zweiten Teilstange in der sie mittels des zweiten Arbeitskolbens 3 an den unteren Teil der ersten Teilstange 15 anschlägt.
  • Anschließend fahren, wie aus Fig. 5 ersichtlich, die beiden ineinander geschobenen Teilstangen 15 und 16 gemeinsam nach oben, indem die zweite Teilstange 16 die erste Teilstange 15 mitnimmt, soweit ein entsprechender Druck in dem zweiten Druckraum 5 nicht für einen entsprechenden Kraftausgleich sorgt, so daß die beiden Teilstangen ineinander verschoben stehen bleiben.
  • Fig. 6 zeigt schließlich die beiden Teilstangen 15 und 16 in der Lage, in der der zweite Druckraum ein Minimum hat. Dies ist dann der Fall, wenn das Reservoir geleert ist.
  • Steigt nunmehr der Druck in dem zweiten Druckraum wieder an, so zieht der Arbeitskolben die zweite Teilstange 16 wieder ein geeignetes Stück nach unten, wie dies beispiels­weise in Fig. 2 zu erkennen ist. Dies geht so weit, bis schließlich die untere Kante der Konsole 13 an der oberen Kante der Konsole 14 angreift und die zweite Teilstange 16 die erste Teilstange 15 mit nach unten nimmt.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1 Reservoir
    • 2 1. Arbeitskolben
    • 3 2. Arbeitskolben
    • 4 1. Druckraum
    • 5 2. Druckraum
    • 6 Kolbenstange
    • 7 Umgebungsdruckraum
    • 8 Öffnung
    • 9 Raum
    • 10 Hochdruckpumpe
    • 11 (Überdruckventil V) Verbraucher
    • 12 1. Arbeitskolben
    • 13 Konsole
    • 14 Konsole
    • 15 1. Teilstange
    • 16 2. Teilstange
    • 17 Zugangskanal
    • 18 Vorsprung
    • 19 2. Zylinder
    • 20 1. Zylinder
    • 21 Verbindungsöffnung
    • 22 Niederdruckeingang
    • 23 Hochdruckeingang
    • 24 abgedichteter Zwischenraum
    • 25 Abstützung
    • 26 Niederdruckausgang
    • 28 -

Claims (12)

1. Reservoir für einen Druckmittelkreis mit einem ersten und einem zweiten Arbeitskolben (13 bzw. 3), die einen ersten Druckraum (4) bzw. zweiten Druckraum (5) abdich­ten, wobei die wirksame Fläche (F2) des ersten Kolbens (12 bzw. 2) erheblich kleiner als die gegenüber einem zweiten Druckraum (5) wirksame Fläche des zweiten Kol­bens (3) ist und der in den ersten Druckraum (4) herr­schende erste Druck sehr viel höher als der zweite Druck im zweiten Druckraum (5) ist und wobei der erste Kolben (12) mit dem zweiten Kolben (3) über eine Kol­benstange (15,16) verbunden ist, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Kolbenstange (15,16) aus zu­mindest zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Teilstangen (15 bzw. 16) besteht.
2. Reservoir nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Teilstangen (15,16) aufeinan­der und/oder in Verbindung mit dem umgebenden Reser­voirgehäuse wirkende Anschläge besitzen, die die größte Länge (Fig. 3) und/oder die kürzeste Länge (Fig. 6) im auseinandergezogenen und/oder zusammengeschobenen Zu­stand der Kolbenstange (15,16) begrenzen.
3. Reservoir nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Kolbenstange (15,16) auf Zug beansprucht wird und die Teilkolbenstangen (15 bzw. 16) ihren ausgezogenen Zustand begrenzende, hintereinander greifende ringförmige Konsolen (14,13) als Anschläge besitzen.
4. Reservoir nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß jede der Konsolen (14,13) einer Teilstange (15 bzw. 16) dichtend an der inneren bzw. äußeren Mantelfläche der hülsenförmigen anderen Teil­kolbenstange geführt ist und daß der zwischen den Kon­solen (13,14) liegende Zwischenraum (24) über einen Ka­nal (17) mit dem hohen Druck führenden ersten Druckraum (4) verbunden ist.
5. Reservoir nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Innenräume der auseinanderge­zogenen hülsenförmigen Teilstangen ineinander übergehen und mit dem den niedrigen Druck enthaltenden zweiten Druckraum verbunden sind, so daß auf die Rückseite (F5) des durch den hohen Druck beaufschlagten ersten Kolbens (12) der auf den zweiten Kolben (3) wirkende zweite Druck (5) wirkt.
6. Reservoir nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß der an die Rückseite des zweiten Kolbens (3) angrenzende Raum (7) über einen Kanal (8) mit dem Umgebungsdruck verbunden ist.
7. Reservoir nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem ersten Ar­beitskolben (12) der ersten Teilkolbenstange (15) für den hohen Druck (4) wirksame Fläche (F2) ebenso groß ist wie die wirksame Fläche (F1) der Konsole (14) der 1. Teilstange (15) gegenüber dem hohen Druck (4).
8. Reservoir nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem zweiten Druck (5) beaufschlagte Fläche des zweiten Kolbens (3) einen Anschlag für die kürzeste Länge der zusammenge­schobenen Kolbenstange (15,16) bildet.
9. Reservoir nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim eingefahrenen und an der ersten Teilstange (15) über einen Anschlag an­greifenden Zustand der zweiten Teilstange (16) die dann wirksame Druckfläche (F2) der ersten Teilstange (15) genauso groß ist, wie die wirksame Fläche (F1) der zweiten Teilstange (16) in deren ausgefahrenem Zustand.
10. Reservoir nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (12) in Verbindung mit einem Vorsprung (18) am Gehäuse des Reservoirs (1) einen Anschlag für die Kolbenstange bil­det.
11. Reservoir nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus Alumi­nium gebildet ist.
12. Reservoir nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (12,3) mit den zugehörigen Teilstangen (15,16) jeweils als einstückige Einheit und aus Leichtmetall gebildet ist.
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