EP4337846A1 - Pumpenanordnung, insbesondere für ein verstellbares fahrwerkssystem - Google Patents

Pumpenanordnung, insbesondere für ein verstellbares fahrwerkssystem

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EP4337846A1
EP4337846A1 EP22728121.9A EP22728121A EP4337846A1 EP 4337846 A1 EP4337846 A1 EP 4337846A1 EP 22728121 A EP22728121 A EP 22728121A EP 4337846 A1 EP4337846 A1 EP 4337846A1
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pump
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pressure medium
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    • F04B11/0016—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using accumulators with a fluid spring
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings

Definitions

  • the invention relates to a pump arrangement, in particular for an adjustable chassis system, according to the preamble of claim 1.
  • DE 10 2015 208 785 A1 describes an adjustable chassis system with a pump arrangement.
  • the embodiment according to FIG. 4 shows a pump arrangement with an annular reservoir which encloses at least a longitudinal section of the pump arrangement.
  • the specific structural design of the pump arrangement, in particular of the reservoir, is not the subject of DE 10 2015 208 785 A1.
  • DE 10 2018 129 539 A1 discloses a pump arrangement with a ring accumulator as part of an actuation module for a drive train.
  • the reservoir encloses at least part of the pump arrangement.
  • the ring accumulator includes an axially movable ring piston, which separates a gas space from a pressure medium space.
  • the object of the present invention is to further develop the concept of the ring-shaped store in a pump arrangement.
  • the object is achieved in that the gas volume is chambered in a flexible enveloping body within the accumulator housing that is closed off from the pressure medium volume.
  • the use of the flexible enveloping body has led to a significant improvement in noise emissions.
  • the gas column within the enveloping body reduces the noise transmission from the pump and the pump drive to the environment.
  • the enveloping body has an arched shape that is adapted to the cross section of the accumulator.
  • the enveloping body is supported at least partially on a wall of the accumulator housing.
  • several enveloping bodies can be arranged in the store.
  • the pressure medium volume or the pressure characteristic can be dimensioned with a constant accumulator size via the number of enveloping bodies.
  • the enveloping body has a filling connection which penetrates through a wall of the accumulator housing. In this way, the filling of the enveloping body can, if required, only be carried out during assembly.
  • the filling connection of the at least one enveloping body and a filling connection for the pressure medium are arranged in a common surface area of the accumulator housing. This feature is particularly advantageous in tight installation spaces, where the two connections can be arranged directly next to each other.
  • the filling connection can also have a safety fuse, e.g. in the event of a fire, for example, to achieve controlled gas evacuation so that the storage tank is not over-pressurised.
  • At least two accumulators can also be stacked axially and have contact surfaces facing one another for a hydraulic connection connection between the at least two accumulators.
  • a standard memory can then be used and then multiplied to a desired memory volume via the stack arrangement.
  • At least two reservoirs can also be arranged concentrically with one another, with an outer lateral surface of a storage housing of an inner reservoir forming an inner lateral surface of an outer storage housing.
  • FIG. 1 Schematic representation of the application of the pump assembly
  • FIG. 1 shows the principle of the combination of a pump arrangement 1 with a vibration damper 3.
  • the pump arrangement 1 comprises a pump 5 with a pump drive 7.
  • noise emissions occur which, for. B. carried into the passenger compartment.
  • the pump arrangement 1 has an annular reservoir 9 which at least partially encloses the pump 5 and the pump drive 7 .
  • the pump 5 preferably has two delivery directions. Valves and other components of the hydraulic system are not shown.
  • the accumulator 9 has a rigid accumulator housing 11 in which a hydraulic pressure medium volume 13 and a gas volume 15 spatially separate therefrom are chambered.
  • the gas volume 15 is chambered within the storage housing 11 in a flexible enveloping body 17 that is closed off from the pressure medium volume 13 .
  • the enveloping body 17 floats within the pressure medium volume 13. In contrast to an enclosed liquid, the sound transmission of the gas within the enveloping body 17 is significantly lower.
  • the enveloping body 17 thus has a sound-insulating effect for the pump arrangement 1 .
  • the enveloping body 17 has an arched shape adapted to the cross section of the store 9 and is supported at least partially on a wall of the store housing 11. This radial support of the enveloping body 17 ensures that the enveloping body 17 is subjected to a comparatively low hydraulic load.
  • the vibration damper 3 according to FIG. 1 is based on a cylinder 19 in which a piston rod 21 together with a valve-equipped piston 23 performs an axial displacement movement.
  • the vibration damper 3 also has a reservoir 25 as a compensating space for the pressure medium displaced by the piston rod 21 .
  • the compensating space 25 is radially delimited by the cylinder 19 and an outer container tube 27 .
  • a piston rod guide 29 and a base 31 close the axial ends of the compensating chamber 25, which also contains a gas volume 15 and a pressure medium volume 13.
  • An axially movable ring-shaped separating piston ensures that the gas and pressure medium are spatially separated. Basically, the structural design of the vibration damper 3 is subordinate for the application of the invention.
  • FIG. 2 shows that the enveloping body 17 has a filling connection 37 which penetrates a wall of the accumulator housing 11 .
  • the filling connection 37 of the at least one enveloping body 17 and a filling connection 39 for the pressure medium are preferably arranged in a common surface area of the storage housing 11 .
  • a preferred place of attachment for the filling connections are axial cover surfaces 41, since these are designed at least partially as flat surfaces and can be hydraulically sealed correspondingly easily.
  • the filling connection 37 for the filling body 17 has a closing body 43, preferably made of plastic, which can also be designed as a fuse with regard to the temperature properties. At a correspondingly high temperature, the closing body 43 melts, the gas volume 15 can escape and the reservoir 9 then loses its compressive prestress. This means that there is no pressure cushion available that e.g. B. in an accident and as a result of which a damaged memory 9 would press the pressure medium out of the memory 9 and possibly spray it. That Pressure medium in the liquid phase burns off practically without danger. The same medium as an oil cloud would be considerably more ignitable.
  • FIG. 3 is intended to show in a pump arrangement 1 that the combination of a plurality of accumulators 9A; 9B is significantly simpler than in the case of an accumulator with an axially movable separating piston due to the use of the enveloping body 17.
  • at least two memories 9A; 9B are stacked axially and facing contact surfaces 45; 47 an axial hydraulic connection port 49 between the at least two reservoirs 9A; 9B.
  • Both memories 9A; 9B can be filled via the filling connections 37; 39 to be filled.
  • an external connection line would have to be used to bridge the gas space.
  • FIG. 4 shows an alternative variant of the pump arrangement 1, in which at least two reservoirs 9A; 9B are arranged concentrically to each other.
  • An outer lateral surface 51 of a storage housing 53 of the inner storage 9A and an inner lateral surface 55 of an outer storage housing 57 then form the second storage 9B.
  • This design would not be possible with an accumulator with a floating floating piston, since a cylinder is calibrated to either an inside diameter or an outside diameter and only the calibrated diameter is suitable as a raceway for a floating piston.

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Abstract

Pumpenanordnung, umfassend eine Pumpe mit einem Pumpenantrieb und einem ringförmigen Speicher, der die Pumpe und den Pumpenantrieb zumindest teilweise einhüllt, wobei der Speicher innerhalb eines starren Speichergehäuses ein hydraulisches Druckmediumvolumen und ein davon räumlich getrenntes Gasvolumen umfasst, wobei das Gasvolumen in einem zum Druckmediumvolumen abgeschlossenen flexiblen Hüllkörper innerhalb des Speichergehäuses gekammert ist.

Description

Pumpenanordnung, insbesondere für ein verstellbares Fahrwerkssvstem
Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung, insbesondere für ein verstellbares Fahrwerkssystem, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 .
Die DE 10 2015 208 785 A1 beschreibt ein verstellbares Fahrwerksystem mit einer Pumpenanordnung. Die Ausführung nach Fig. 4 zeigt eine Pumpenanordnung mit ei- nem ringförmigen Speicher, der zumindest einen Längenabschnitt der Pumpenan- ordnung einhüllt. Die konkrete konstruktive Ausgestaltung der Pumpenanordnung, insbesondere des Speichers, ist nicht Gegenstand der DE 10 2015 208 785 A1 .
Aus der der DE 10 2018 129 539 A1 ist eine Pumpenanordnung mit einem Ringspei- cher als Teil eine Betätigungsmodul für einen Antriebsstrang bekannt. Auch hier hüllt der Speicher zumindest einen Teil der Pumpenanordnung ein. Der Ringspeicher um- fasst einen axial beweglichen Ringkolben, der einen Gasraum von einem Druckmedi- umraum trennt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Konzept des ringförmigen Speichers bei einer Pumpenanordnung weiterzuentwickeln.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, indem das Gasvolumen in einem zum Druckmedi- umvolumen abgeschlossenen flexiblen Hüllkörper innerhalb des Speichergehäuses gekammert ist.
Der Einsatz des flexiblen Hüllkörpers hat zu einer wesentlichen Verbesserung der Geräuschemission geführt. Die Gassäule innerhalb des Hüllkörpers reduziert die Schallübertragung der Pumpe und des Pumpenantriebs an die Umgebung.
Zur Reduzierung der mechanischen Belastung des Hüllkörpers weist der Hüllkörper eine dem Querschnitt des Speichers angepasste Bogenform auf. Dabei stützt sich der Hüllkörper zumindest partiell an einer Wandung des Speichergehäuses ab. Optional können in dem Speicher mehrere Hüllkörper angeordnet sein. Über die An- zahl der Hüllkörper kann das Druckmediumvolumen oder die Druckkennlinie bei kon- stanter Speichergröße dimensioniert werden.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch weist der Hüllkörper einen Füllanschluss auf, der eine Wandung des Speichergehäuses durchdringt. Damit kann die Füllung des Hüllkörpers bei Bedarf auch erst bei der Montage durchgeführt werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Füllanschluss des mindestens einen Hüllkörpers und ein Füllanschluss für das Druckmedium in einem gemeinsamen Flä- chenbereich des Speichergehäuses angeordnet sind. Dieses Merkmal ist besonders bei engen Einbauräumen von Vorteil, wo man die beiden Anschlüsse direkt nebenei- nander anordnen kann.
Bei Bedarf kann der Füllanschluss auch eine Schmelzsicherung aufweisen, um z. B. im Brandfall kontrolliert eine Gasabfuhr zu erreichen, damit der Speicher nicht druck- überlastet wird.
Optional können auch mindestens zwei Speicher axial gestapelt angeordnet sein und einander zugewandte Kontaktflächen für einen hydraulischen Verbindungsanschluss zwischen den mindestens zwei Speichern aufweisen. Man kann dann einen Stan- dardspeicher verwendet und diesen dann über die Stapelanordnung auf ein ge- wünschtes Speichervolumen vervielfachen.
Alternativ können auch mindestens zwei Speicher konzentrisch zueinander angeord- net sein, wobei eine äußere Mantelfläche eines Speichergehäuses eines inneren Speichers eine innere Mantelfläche eines äußeren Speichergehäuses bildet.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert wer- den.
Es zeigt: Fig. 1 Prinzipdarstellung der Anwendung der Pumpenanordnung
Fig. 2 Schnittdarstellung durch die Pumpenanordnung
Fig. 3 Pumpenanordnung mit axial gestapelten Speichern
Fig. 4 Pumpenanordnung mit konzentrischer Speicheranordnung
Fig. 5 Speicher mit mehreren Hüllkörpern
Die Figur 1 zeigt als Prinzipdarstellung die Kombination einer Pumpenanordnung 1 mit einem Schwingungsdämpfer 3. Die Pumpenanordnung 1 umfasst eine Pumpe 5 mit einem Pumpenantrieb 7. Besonders geeignet und sinnvoll ist die Anwendung der Erfindung bei einer Pumpe 5 mit einem ungleichmäßigen Fördervolumen, z. B. einer Zahnradpumpe. Insbesondere bei Pumpen 5 mit einem ungleichmäßigen Fördervolu- men treten Geräuschemissionen auf, die z. B. in den Fahrgastraum getragen wer- den.
Die Pumpenanordnung 1 weist einem ringförmigen Speicher 9 auf, der die Pumpe 5 und den Pumpenantrieb 7 zumindest teilweise einhüllt. Die Pumpe 5 verfügt bevor- zugt über zwei Förderrichtungen. Auf die Darstellung von Ventilen und weiteren Kom- ponenten des Hydrauliksystems wurde verzichtet. Der Speicher 9 verfügt über ein starres Speichergehäuse 11 , in dem ein hydraulisches Druckmediumvolumen 13 und ein davon räumlich getrenntes Gasvolumen 15 gekammert sind. Das Gasvolumen 15 ist in einem zum Druckmediumvolumen 13 abgeschlossenen flexiblen Hüllkörper 17 innerhalb des Speichergehäuses 11 gekammert. Der Hüllkörper 17 schwimmt inner- halb des Druckmediumvolumens 13. Anders als eine eingeschlossene Flüssigkeit ist die Schallübertragung des Gases innerhalb des Hüllkörpers 17 deutlich geringer. Da- mit wirkt der Hüllkörper 17 schallisolierend für die Pumpenanordnung 1 .
Der Hüllkörper 17 weist, wie auch in der Fig. 5 dargestellt ist, eine dem Querschnitt des Speichers 9 angepasste Bogenform auf und stützt sich zumindest partiell an ei- ner Wandung des Speichergehäuses 11 ab. Diese radiale Abstützung des Hüllkör- pers 17 sorgt für eine vergleichsweise geringe hydraulische Belastung des Hüllkör- pers 17. Es besteht auch die Möglichkeit, dass in dem Speicher mehrere Hüllkörper 17 angeordnet sein können, z. B. standardisierte Speicher, die nach Bedarf in das Speichergehäuse 11 eingeführt werden. Der Schwingungsdämpfer 3 nach Fig. 1 basiert auf einem Zylinder 19, in dem eine Kolbenstange 21 zusammen mit einem ventilbestückten Kolben 23 eine axiale Ver- drängerbewegung ausführt. Auch der Schwingungsdämpfer 3 verfügt über einen Speicher 25 als Ausgleichsraum für das von der Kolbenstange 21 verdrängte Druck- medium. Der Ausgleichsraum 25 wird von dem Zylinder 19 und einem äußeren Be- hälterrohr 27 radial begrenzt. Eine Kolbenstangenführung 29 und ein Boden 31 ver- schließen die axialen Enden des Ausgleichsraums 25, der ebenfalls ein Gasvolumen 15 und ein Druckmediumvolumen 13 enthält. Ein axial beweglicher ringförmiger Trennkolben sorgt für eine räumliche Trennung von Gas und Druckmedium. Grund- sätzlich ist der konstruktive Aufbau des Schwingungsdämpfers 3 für die Anwendung der Erfindung untergeordnet.
Zwischen der Pumpenanordnung 1 und dem Schwingungsdämpfer 3 besteht eine hydraulische Verbindungsleitung 35, sodass über eine Druckmittelzu- oder Abfuhr in oder aus dem Schwingungsdämpfer 3 mittels der Pumpenanordnung 1 eine mehr o- der weniger große Ausschubkraft auf die Kolbenstange generiert werden kann.
Des Weiteren zeigt die Fig. 2, dass der Hüllkörper 17 einen Füllanschluss 37 auf- weist, der eine Wandung des Speichergehäuses 11 durchdringt. Bevorzugt sind der Füllanschluss 37 des mindestens einen Hüllkörpers 17 und ein Füllanschluss 39 für das Druckmedium in einem gemeinsamen Flächenbereich des Speichergehäuses 11 angeordnet. Ein bevorzugter Anbringungsort für die Füllanschlüsse sind axiale Deck- flächen 41 , da diese zumindest partiell als Planflächen ausgeführt sind und sich ent- sprechend einfach hydraulisch abdichten lassen.
Der Füllanschluss 37 für den Füllkörper 17 verfügt über einen Schließkörper 43, be- vorzugt aus Kunststoff, der hinsichtlich der Temperatureigenschaften auch als eine Schmelzsicherung ausgeführt sein kann. Bei einer entsprechend hohen Temperatur schmilzt der Schließkörper 43, das Gasvolumen 15 kann austreten und der Speicher 9 verliert dann sein Druckvorspannung. Damit steht dann kein Druckpolster zur Ver- fügung, dass z. B. bei einem Unfall und infolge dessen einem beschädigten Speicher 9 das Druckmedium aus dem Speicher 9 pressen und ggf. versprühen würde. Das Druckmedium in flüssiger Phase brennt praktisch gefahrlos ab. Dasselbe Medium als Ölwolke wäre erheblich zündfähiger.
Mit der Fig. 3 soll bei einer Pumpenanordnung 1 gezeigt werden, dass die Kombina- tion mehrerer Speicher 9A; 9B aufgrund der Verwendung des Hüllkörpers 17 deutlich einfacher ist als bei einem Speicher mit einem axial beweglichen Trennkolben. Es besteht dann die Möglichkeit, dass mindestens zwei Speicher 9A; 9B axial gestapelt angeordnet sind und einander zugewandte Kontaktflächen 45; 47 einen axialen hyd- raulischen Verbindungsanschluss 49 zwischen den mindestens zwei Speichern 9A; 9B aufweisen. Beide Speicher 9A; 9B können über die Füllanschlüsse 37; 39 gefüllt werden. Bei einem herkömmlichen Speicher müsste eine externe Verbindungsleitung zur Überbrückung des Gasraums eingesetzt werden.
Die Figur 4 zeigt als Alternativvariante der Pumpenanordnung 1 , bei der mindestens zwei Speicher 9A; 9B konzentrisch zueinander angeordnet sind. Eine äußere Mantel- fläche 51 eines Speichergehäuses 53 des inneren Speichers 9A und eine innere Mantelfläche 55 eines äußeren Speichergehäuses 57 bilden dann den zweiten Spei- cher 9B. Man kann dann einfache Rohrkörper mit unterschiedlichem Durchmesser einsetzen, die die Trennwände zwischen den einzelnen Speichern 9A; 9B bilden. Bei einem Speicher mit einem schwimmenden Trennkolben wäre diese Bauform nicht möglich, da ein Zylinder entweder auf einen Innendurchmesser oder einen Außen- durchmesser kalibriert ist und nur der kalibrierte Durchmesser als Laufbahn für einen Trennkolben geeignet ist. Zwischen beiden Speichern 9A; 9B kann z.B. eine radialer Verbindungsanschluss 49 bestehen.
Bezuqszeichen Pumpenanordnung Schwingungsdämpfer Pumpen Pumpenantrieb Speicher A Speicher B Speicher I Speichergehäuse 3 Druckmediumvolumen 5 Gasvolumen 7 Hüllkörper 9 Zylinder 1 Kolbenstange 3 Kolben 5 Speicher 7 Behälterrohr 9 Kolbenstangenführung 1 Boden 3 Trennkolben 5 Verbindungsleitung 7 Füllanschluss 9 Füllanschluss 1 Deckfläche 3 Schließkörper 5 Kontaktfläche 7 Kontaktfläche 9 Verbindungsanschluss 1 Mantelfläche 3 Speichergehäuse 5 Mantelfläche 7 Speichergehäuse

Claims

Patentansprüche
1 . Pumpenanordnung (1 ), umfassend eine Pumpe (5) mit einem Pumpenantrieb (7) und einem ringförmigen Speicher (9; 9A; 9B), der die Pumpe (5) und den Pumpenan- trieb (7) zumindest teilweise einhüllt, wobei der Speicher (9; 9A; 9B) innerhalb eines starren Speichergehäuses (11 ) ein hydraulisches Druckmediumvolumen (13) und ein davon räumlich getrenntes Gasvolumen (15) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasvolumen (15) in einem zum Druckmediumvolumen (13) abgeschlossenen fle- xiblen Hüllkörper (17) innerhalb des Speichergehäuses (11 ) gekammert ist.
2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hüllkör- per (17) eine dem Querschnitt des Speichergehäuses (11 ) angepasste Bogenform aufweist und sich zumindest partiell an einer Wandung des Speichergehäuses (11 ) abstützt.
3. Pumpenanordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Speicher (9; 9A; 9B) mehrere Hüllkörper (17) angeordnet sind.
4. Pumpenanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Hüllkörper (17) einen Füllanschluss (39) aufweist, der eine Wan- dung des Speichergehäuses (11 ) durchdringt.
5. Pumpenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllan- schluss (37) des mindestens einen Hüllkörpers (17) und ein Füllanschluss (39) für das Druckmedium (13) in einem gemeinsamen Flächenbereich (41 ) des Speicherge- häuses (11 ) angeordnet sind.
6. Pumpenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllan- schluss (37) eine Schmelzsicherung (43) aufweist.
7. Pumpenanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass mindestens zwei Speicher (9A; 9B) axial gestapelt angeordnet sind und einander zugewandte Kontaktflächen (45; 47) einen hydraulischen Verbindungs- anschluss (49) zwischen den mindestens zwei Speichern (9A; 9B) aufweisen.
8. Pumpenanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass mindestens zwei Speicher (9A; 9B) konzentrisch zueinander angeord- net sind, wobei eine äußere Mantelfläche (51 ) eines Speichergehäuses (53) eines in- neren Speichers (9A) eine innere Mantelfläche eines äußeren Speichergehäuses (9B) bildet.
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