WO2014037577A1 - Fluidbehälter, insbesondere hydrauliktank für ein motor-pumpen-aggregat - Google Patents

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WO2014037577A1
WO2014037577A1 PCT/EP2013/068694 EP2013068694W WO2014037577A1 WO 2014037577 A1 WO2014037577 A1 WO 2014037577A1 EP 2013068694 W EP2013068694 W EP 2013068694W WO 2014037577 A1 WO2014037577 A1 WO 2014037577A1
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return
flow
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fluid container
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PCT/EP2013/068694
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Michael Moczala
Gilbert HESMER
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TRW Automotive GmbH
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    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/85978—With pump

Definitions

  • Fluid container in particular hydraulic tank for a motor-pump unit
  • the invention relates to a fluid container, in particular a hydraulic tank for a motor-pump unit.
  • Electrohydraulic vehicle steering systems use motor-pump units that supply a hydraulic circuit with hydraulic fluid from a hydraulic tank.
  • Space constraints and cost reduction measures eliminate the need for the additional commonly used higher-level hydraulic fluid reservoirs and instead use one-piece and smaller tanks.
  • the high power of the motor-pump unit required in modern systems leads to increased volume flows of the hydraulic fluid, which flows at high speed into the tank, which also contains an air-filled compensating volume. This may result in severe mixing of air and hydraulic fluid, causing foaming. The air bound in the foam is then sucked in by the pump of the motor-pump unit, and the efficiency of the system drops drastically.
  • DE 10 2004 015 960 A1 already describes a hydraulic tank in which a return flow from the hydraulic circuit and a hydraulic flow conveyed by a pressure limiting valve of the pump are first deflected by current-carrying elements arranged in the tank before they enter a receiving space for the hydraulic fluid reach. So the inflowing hydraulic fluid is calmed and foaming can be avoided.
  • the invention provides a fluid container, which is based on a completely new mode of action, whereby foaming can be completely avoided even at very high power densities.
  • a fluid container in particular a hydraulic tank for a motor-pump unit, a compensation chamber, the a supply of fluid, in particular hydraulic fluid, and air, and at least one return chamber, in which a return flow of the fluid can flow, wherein a flow connection between the return chamber and the compensation chamber is provided and wherein the return chamber with a suction port for a pump , in particular of the motor-pump unit, is provided.
  • the suction port for the pump is arranged directly in the return chamber, so that the fluid return flow directly, ie without significant mixing with the fluid located in the compensation chamber or the air volume contained therein, the suction port for the pump is supplied ,
  • the regions in which high fluid velocities exist are delimited from the region of low fluid velocity, namely the compensation chamber, while the state of the art initially decelerates a return flow of the fluid, then introduces it into the compensation chamber and then via a supplied in the compensation chamber suction port again to the pump.
  • the invention thus provides a small, one-piece and cost-effective fluid container, which is characterized by a particularly advantageous flow guidance and in which by the clear separation of the fluid areas with high and low kinetic energy even at very high power densities foaming can be completely avoided.
  • the chambers are delimited from one another by chamber walls in which at least one flow restrictor arranged between the chambers is provided.
  • at least one flow restrictor arranged between the chambers is provided.
  • Filter segment or similar element can be realized with throttling effect.
  • the chambers are delimited from each other by chamber walls which protrude deeply into the fluid.
  • the Flow restrictors formed by narrow gaps below these chamber walls, which are therefore located deep below the fluid surface. In this embodiment, it is unlikely that a possibly emerging from the flow restrictor jet stream breaks through the fluid surface and causes an undesirable mixing of fluid and air.
  • the return chamber is divided into a return flow chamber into which a return port of a hydraulic circuit supplied by the pump opens, and a valve flow chamber into which an overpressure port of a pressure relief valve of the pump opens.
  • the return flow chamber and the valve flow chamber are in particular spatially separated from one another, and at least one suction opening is arranged in each of the return flow chamber and in the valve flow chamber, through which the respective hydraulic flow is fed directly to the pump.
  • the fluid container according to the invention which is used in particular as a hydraulic tank for a motor-pump unit, thus has a cascaded structure with a plurality of selectively introduced chambers, which clearly separate the areas of high and low fluid velocity from each other and so a mixture between air and fluid prevent.
  • the return flow chamber and / or the valve flow chamber may have a venting device.
  • both chambers have venting devices.
  • the return flow chamber has a flow guide element which directs a partial flow from the return flow chamber into the compensation chamber.
  • the valve flow chamber advantageously has a ventilation opening which is mounted in a chamber wall which separates the valve flow chamber from the compensation chamber.
  • the valve flow chamber can be vented without affecting the flow.
  • the vent opening can be arranged at an elevated, in particular highest point of the chamber wall.
  • the vent extends over a partial height or even the entire height of the chamber wall.
  • the return chamber preferably has at least one current-carrying element which directs the return flow in the direction of the suction opening for the pump.
  • the current-carrying element is arranged in particular in the return flow chamber.
  • the current-carrying element comprises a plurality of form elements, so that a plurality of suction openings are optimally flown.
  • Figure 1 is a schematic representation of an electro-hydraulic vehicle steering system with a fluid container according to the invention in the form of a hydraulic tank
  • Figure 2 is a schematic representation of a fluid container in the form of a hydraulic tank according to a first embodiment of the invention
  • Figure 3 is a diagram illustrating the different kinetic energies of the fluid fluid container according to the invention.
  • Figure 4 is a perspective view of a hydraulic tank of Figure 2 in a partially transparent representation
  • Figure 5 is a side view of a tank body of the hydraulic tank of Figure 4 in a partially transparent representation
  • Figure 6 is a perspective view of the tank body of Figure 5 viewed from the bottom, also in a partially transparent representation; and Figure 7 is a schematic representation of a fluid container in the form of a hydraulic tank according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an electro-hydraulic vehicle steering system 1 with a steering wheel 2, which is coupled in a known manner via a servo valve 3 with a steering gear 4. Furthermore, a motor-pump unit 5 is provided, which forms the interface between the electrical and the hydraulic part of the electro-hydraulic vehicle steering system 1 and comprises a pump 6, which supplies the hydraulic circuit 7 with hydraulic fluid from a fluid container in the form of a hydraulic tank 10 in a known manner , The pump 6 has a pressure relief valve 8, through which a fluid flow flows back directly from the pressure side of the pump 6 into the hydraulic tank 10. In addition, the hydraulic fluid recirculated from the hydraulic circuit is supplied as a return flow 9 to the hydraulic tank 10.
  • FIGS. 2, 4, 5 and 6 show a first embodiment of the fluid container according to the invention in the form of the hydraulic tank 10 for the motor-pump unit 5.
  • the hydraulic tank 10 comprises a base part 12, in particular formed by housing parts of the motor-pump unit 5 is and attached to a tank body 14, is screwed here. Of course, other configurations are conceivable here.
  • a compensation chamber 16 is provided, which contains a supply of hydraulic fluid 18 and a compensation volume filled with air 20 (see in particular FIGS. 2 and 5).
  • the dividing line between air 20 and hydraulic fluid 18 is designated T in the figures.
  • the hydraulic tank 10 comprises a return chamber, which is formed by a return flow chamber 22 and a spatially separate valve flow chamber 24 ( Figures 2 and 6).
  • a return flow chamber 22 opens a return port 26 of the supplied from the motor-pump unit 5 hydraulic circuit 7, and in the lower part of the return flow chamber 22 at least one, preferably a plurality of suction ports 28 for the pump 6 of the motor-pump unit 5 are arranged.
  • the valve flow chamber 24 also has an intake opening 29 for the pump 6 and, moreover, an overpressure port 30 of the overpressure valve 8 of the pump 6.
  • the suction openings 28, 29 and the overpressure port 30 are arranged in the base part 12 of the hydraulic tank 10, while the subdivision of the hydraulic tank 10 in the compensation chamber 16, the return flow chamber 22 and the valve flow chamber 24 is realized by molded into the tank body 14 chamber walls 32 and 34 respectively.
  • the chamber walls 32 and 34 protrude deep into the hydraulic fluid 18, but do not extend to the very bottom of the tank body 14, which is why the return flow chamber 22 and the valve flow chamber 24 are fluidly connected to the compensation chamber 16.
  • Volume equalization between the chambers 16 and 22 or 24 is possible via the flow throttles 33, 35 thus formed, as indicated by the arrows V in FIG. 6.
  • fluid areas with high kinetic energy (return flow chamber 22 and valve flow chamber 24) and fluid areas with low kinetic energy (compensation chamber 16) are separated according to a cascade principle. This is shown in Figure 3, which illustrates the kinetic energy E kin of the fluid as a function of the position x. Only in the area of the flow throttles 33, 35 is a lower
  • the return flow chamber 22 has a flow guide element 36, which directs a partial flow E of the hydraulic fluid from the return flow chamber 22 into the compensation chamber 16 and thus ensures automatic permanent venting of the return flow chamber 22 (FIGS. 5 and 6).
  • the current-carrying element 36 is also designed so that it covers the major part of the return flow in the return flow chamber 22 in the direction of the suction ports 28 for the pump directs (see arrows S in Figure 5).
  • the valve flow chamber 24 has, for the purpose of venting a vent opening 38 which is mounted in the chamber wall 34 which separates the valve flow chamber 24 from the compensation chamber 16.
  • the vent 38 extends here over a partial height of the chamber wall 34 ( Figure 6), but may also be arranged only at an elevated, in particular the highest point of the chamber wall or extend over the entire height of the chamber wall.
  • a flow guide element in the valve flow chamber 24 which directs the fluid flow in the direction of the suction opening 29 for the pump.
  • the hydraulic tank 10 has a filler neck 40, which is arranged approximately centrally above in the region of the compensation chamber 16 and the filling of the hydraulic tank 10, for example by means of the known method of vacuum filling, is used.
  • the hydraulic tank 10 also has one or more fasteners 42 which are molded to the hydraulic tank 10, more specifically the tank body 14. At these other facilities of the motor vehicle can be attached, which can save additional parts. In a limited space, the fasteners may also be formed in the hydraulic tank 10.
  • FIG 7 shows schematically an alternative embodiment of the hydraulic tank 10, which differs from the tank shown in Figure 2 mainly by the arrangement of the individual chambers.
  • the same components bear the same reference numerals, and reference is made to the previous embodiments.
  • the invention is not limited to hydraulic tanks for motor-pump units.
  • hydraulic tanks for motor-pump units As a field of application here are all possible fluid containers conceivable in which it can come to a thorough mixing between the fluid and gas phase due to the flow.

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Description

Fluidbehälter, insbesondere Hydrauliktank für ein Motor-Pumpen -Aggregat
Die Erfindung betrifft einen Fluidbehälter, insbesondere einen Hydrauliktank für ein Motor-Pumpen-Aggregat.
In elektrohydraulischen Fahrzeuglenksystemen werden Motor-Pumpen- Aggregate eingesetzt, die einen Hydraulikkreis mit Hydraulikfluid aus einem Hydrauliktank versorgen. Bauraumeinschränkungen und Kostenreduzierungsmaßnahmen machen einen Verzicht auf die üblicherweise verwendeten zusätzlichen höher gelegenen Ausgleichstanks für das Hydraulikfluid und stattdessen die Verwendung einteiliger und zugleich kleiner Tanks notwendig. Die in modernen Systemen benötigte hohe Leistung des Motor-Pumpen- Aggregats führt zu erhöhten Volumenströmen des Hydraulikfluids, das mit hoher Geschwindigkeit in den Tank, der auch ein mit Luft gefülltes Ausgleichsvolumen beinhaltet, einströmt. Dies kann unter Umständen eine heftige Durchmischung von Luft und Hydraulikfluid nach sich ziehen, wodurch es zur Schaumbildung kommt. Die im Schaum gebundene Luft wird dann durch die Pumpe des Motor- Pumpen-Aggregats angesaugt, und der Wirkungsgrad des Systems sinkt drastisch.
Um dieser Problematik entgegenzuwirken, beschreibt bereits die DE 10 2004 015 960 A1 einen Hydrauliktank, bei dem ein Rücklaufstrom aus dem Hydraulikkreis und ein durch ein Druckbegrenzungsventil der Pumpe geförderter Hydraulikstrom durch im Tank angeordnete Stromführungselemente zunächst umgelenkt werden, bevor sie in einen Aufnahmeraum für das Hydraulikfluid gelangen. So soll das einströmende Hydraulikfluid beruhigt und ein Aufschäumen vermieden werden. Demgegenüber schafft die Erfindung einen Fluidbehälter, der auf einem völlig neuen Wirkprinzip beruht, wodurch auch bei sehr hohen Leistungsdichten eine Schaumbildung komplett vermieden werden kann.
Erfindungsgemäß weist dazu ein Fluidbehälter, insbesondere ein Hydrauliktank für ein Motor-Pumpen-Aggregat, eine Ausgleichskammer auf, die einen Vorrat an Fluid, insbesondere Hydraulikfluid, und Luft enthalten kann, sowie mindestens eine Rücklaufkammer, in die ein Rücklaufstrom des Fluids einströmen kann, wobei eine Strömungsverbindung zwischen der Rücklaufkammer und der Ausgleichskammer vorgesehen ist und wobei die Rück- laufkammer mit einer Ansaugöffnung für eine Pumpe, insbesondere des Motor- Pumpen-Aggregats, versehen ist.
Bei dieser Ausgestaltung ist also die Ansaugöffnung für die Pumpe unmittelbar in der Rücklaufkammer angeordnet, so dass der Fluid-Rücklaufstrom direkt, das heißt ohne nennenswerte Vermischung mit dem in der Ausgleichskammer befindlichen Fluid bzw. dem dort enthaltenen Luftvolumen, der Ansaugöffnung für die Pumpe zugeführt wird. Dadurch sind beim erfindungsgemäßen Fluidbehälter die Bereiche, in denen hohe Fluidgeschwindigkeiten vorliegen, von dem Bereich niedriger Fluidgeschwindigkeit, nämlich der Ausgleichskammer, abgegrenzt, während der Stand der Technik vorsieht, einen Rücklaufstrom des Fluids zunächst abzubremsen, ihn dann in die Ausgleichskammer einzuleiten und anschließend über eine in der Ausgleichskammer angebrachte Ansaugöffnung wieder der Pumpe zuzuführen. Die Erfindung schafft somit einen kleinen, einteiligen und kostengünstigen Fluidbehälter, der sich durch eine besonders vorteilhafte Strömungsführung auszeichnet und bei dem durch die klare Trennung der Fluidbereiche mit hoher und mit niedriger kinetischer Energie auch bei sehr hohen Leistungsdichten eine Schaumbildung komplett vermieden werden kann.
Vorteilhaft werden die Kammern durch Kammerwände voneinander abgegrenzt, in denen wenigstens eine zwischen den Kammern angeordnete Durchflussdrossel vorgesehen ist. So wird im Inneren der Rücklaufkammer ausschließlich rückströmendes, nicht luftdurchmischtes Fluid von der Pumpe angesaugt, und wenn ein Volumenausgleich aus der Ausgleichskammer in den Ansaugbereich der Rücklaufkammer stattfindet, fließt über die Durchflussdrossel nur beruhigtes luftarmes Fluid in die Rücklaufkammer ein. Die Durchflussdrossel kann dabei durch einen engen Spalt, eine Öffnung, ein
Filtersegment oder ähnliches Element mit Drosseleffekt realisiert sein.
Insbesondere werden die Kammern durch Kammerwände voneinander abgegrenzt, die tief in das Fluid hineinragen. Auf diese Weise werden die Durchflussdrosseln durch schmale Spalte unterhalb dieser Kammerwände gebildet, die folglich tief unter der Fluidoberfläche liegen. Bei dieser Ausgestaltung ist es unwahrscheinlich, dass ein eventuell aus der Durchflussdrossel austretender Strömungsstrahl die Fluidoberfläche durchbricht und eine unerwünschte Durchmischung von Fluid und Luft bewirkt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rücklaufkammer unterteilt in eine Rückstromkammer, in die ein Rücklaufanschluss eines von der Pumpe versorgten Hydraulikkreises mündet, und eine Ventilstromkammer, in die ein Überdruckanschluss eines Überdruckventils der Pumpe mündet. Dabei sind die Rückstromkammer und die Ventilstromkammer insbesondere räumlich voneinander getrennt, und sowohl in der Rückstromkammer als auch in der Ventilstromkammer ist je wenigstens eine Ansaugöffnung angeordnet, durch die der jeweilige Hydraulikstrom direkt der Pumpe zugeführt wird. Der erfindungsgemäße Fluidbehälter, der insbesondere als Hydrauliktank für ein Motor-Pumpen- Aggregat zum Einsatz kommt, hat also einen kaskadierten Aufbau mit mehreren gezielt eingebrachten Kammern, die die Bereiche hoher und niedriger Fluid- geschwindigkeit klar voneinander trennen und so eine Vermischung zwischen Luft und Fluid verhindern.
Um etwaig vorhandene Luft aus dem Hydraulikkreis in die Ausgleichskammer entweichen lassen zu können, kann die Rückstromkammer und/oder die Ventilstromkammer eine Entlüftungseinrichtung aufweisen. Insbesondere verfügen beide Kammern über Entlüftungseinrichtungen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Rückstromkammer ein Stromführungselement auf, das einen Teilstrom von der Rückstromkammer in die Ausgleichskammer lenkt. Dadurch wird eine automatische permanente Entlüftung der Rückstromkammer erreicht.
Da auch in die Ventilstromkammer intervallartig Luftblasen eingebracht werden können, weist vorteilhaft die Ventilstromkammer eine Entlüftungsöffnung auf, die in einer Kammerwand angebracht ist, welche die Ventilstromkammer von der Ausgleichskammer trennt. So läßt sich die Ventilstromkammer ohne Beeinträchtigung der Stromführung entlüften. Dabei kann die Entlüftungsöffnung an einer erhöhten, insbesondere höchsten Stelle der Kammerwand angeordnet sein.
Alternativ erstreckt sich die Entlüftungsöffnung über eine Teilhöhe oder sogar die gesamte Höhe der Kammerwand. Um ein optimales Anströmen der Ansaugöffnung mit Fluid zu erreichen, weist die Rücklaufkammer bevorzugt wenigstens ein Stromführungselement auf, das den Rücklaufstrom in Richtung der Ansaugöffnung für die Pumpe lenkt. So gelangt höchstens ein geringer Teilstrom von der Rücklaufkammer in die Ausgleichskammer, der das dort vorhandene Fluid nicht zur Durchmischung mit dem Luftausgleichsvolumen anregt. Dabei ist das Stromführungselement insbesondere in der Rückstromkammer angeordnet. Vorzugsweise umfasst das Stromführungselement mehrere Formelemente, so dass mehrere Ansaugöffnungen optimal angeströmt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol- genden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines elektrohydraulischen Fahrzeuglenksystems mit einem erfindungsgemäßen Fluidbehälter in Form eines Hydrauliktanks; Figur 2 eine schematische Darstellung eines Fluidbehälters in Form eines Hydrauliktanks gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 3 ein Diagramm, das die unterschiedlichen kinetischen Energien des Fluids beim erfindungsgemäßen Fluidbehälter verdeutlicht;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Hydrauliktanks nach Figur 2 in teilweise transparenter Darstellung;
Figur 5 eine Seitenansicht eines Tankkörpers des Hydrauliktanks aus Figur 4 in teilweise transparenter Darstellung;
Figur 6 eine perspektivische Ansicht des Tankkörpers aus Figur 5 von der Unterseite betrachtet, ebenfalls in teilweise transparenter Darstellung; und Figur 7 eine schematische Darstellung eines Fluidbehälters in Form eines Hydrauliktanks gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Figur 1 zeigt ein elektrohydraulisches Fahrzeuglenksystem 1 mit einem Lenkrad 2, das in bekannter Weise über ein Servoventil 3 mit einem Lenkgetriebe 4 gekoppelt ist. Weiterhin ist ein Motor-Pumpen-Aggregat 5 vorgesehen, das die Schnittstelle zwischen dem elektrischen und dem hydraulischen Teil des elektrohydraulischen Fahrzeuglenksystems 1 bildet und eine Pumpe 6 umfasst, die in bekannter Weise den Hydraulikkreis 7 mit Hydraulikfluid aus einem Fluidbehälter in Form eines Hydrauliktanks 10 versorgt. Die Pumpe 6 weist ein Überdruckventil 8 auf, durch das ein Fluidstrom direkt von der Druckseite der Pumpe 6 in den Hydrauliktank 10 zurückströmt. Außerdem wird das aus dem Hydraulikkreislauf zurückgeführte Hydraulikfluid als Rücklaufstrom 9 dem Hydrauliktank 10 zugeführt.
Die Figuren 2, 4, 5 und 6 zeigen eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluidbehälters in Form des Hydrauliktanks 10 für das Motor- Pumpen-Aggregat 5. Der Hydrauliktank 10 umfasst ein Basisteil 12, das insbesondere durch Gehäuseteile des Motor-Pumpen-Aggregats 5 gebildet wird und an dem ein Tankkörper 14 befestigt, hier aufgeschraubt ist. Natürlich sind hier auch andere Ausgestaltungen denkbar. Im Inneren des Hydrauliktanks 10 ist eine Ausgleichskammer 16 vorgesehen, die einen Vorrat an Hydraulikfluid 18 und ein mit Luft 20 gefülltes Ausgleichsvolumen enthält (s. insbesondere Figuren 2 und 5). Die Trennlinie zwischen Luft 20 und Hydraulikfluid 18 ist in den Figuren mit T bezeichnet.
Weiterhin umfasst der Hydrauliktank 10 eine Rücklaufkammer, die durch eine Rückstromkammer 22 und eine räumlich davon getrennte Ventilstromkammer 24 gebildet wird (Figuren 2 und 6). In die Rückstromkammer 22 mündet ein Rücklaufanschluss 26 des vom Motor-Pumpen-Aggregat 5 versorgten Hydraulikkreises 7, und im unteren Bereich der Rückstromkammer 22 sind wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Ansaugöffnungen 28 für die Pumpe 6 des Motor-Pumpen-Aggregats 5 angeordnet. Die Ventilstromkammer 24 weist auch eine Ansaugöffnung 29 für die Pumpe 6 und darüber hinaus einen Überdruckanschluss 30 des Überdruckventils 8 der Pumpe 6 auf.
Die Ansaugöffnungen 28, 29 und der Überdruckanschluss 30 sind im Basisteil 12 des Hydrauliktanks 10 angeordnet, während die Unterteilung des Hydrauliktanks 10 in die Ausgleichskammer 16, die Rückstromkammer 22 und die Ventilstromkammer 24 durch in den Tankkörper 14 eingeformte Kammerwände 32 bzw. 34 realisiert ist. Die Kammerwände 32 und 34 ragen dabei tief in das Hydraulikfluid 18 hinein, erstrecken sich aber nicht bis ganz zur Unterseite des Tankkörpers 14, weshalb die Rückstromkammer 22 und die Ventilstromkammer 24 mit der Ausgleichskammer 16 strömungsmäßig verbunden sind. Über die so gebildeten Durchflussdrosseln 33, 35 ist ein Volumenausgleich zwischen den Kammern 16 und 22 bzw. 24 möglich, angedeutet durch die Pfeile V in Figur 6. Da aber ein Fluidaustausch zwischen der Ausgleichskammer 16 und der Rück- stromkammer 22 bzw. Ventilstromkammer 24 nur gedrosselt und im unteren, vom Luftvolumen 20 entfernten Bereich des Hydrauliktanks 10 stattfindet, kommt es dabei nicht zu einer unerwünschten Schaumbildung und Durchmischung von Hydraulikfluid 18 mit Luft 20.
Beim erfindungsgemäßen Fluidbehälter in Form des Hydrauliktanks 10 sind Fluidbereiche mit hoher kinetischer Energie (Rückstromkammer 22 und Ventilstromkammer 24) und Fluidbereiche mit geringer kinetischer Energie (Ausgleichskammer 16) gemäß einem Kaskadenprinzip voneinander getrennt. Dies ist in Figur 3 dargestellt, die die kinetische Energie Ekin des Fluids in Abhängigkeit von der Position x veranschaulicht. Lediglich im Bereich der Durchflussdrosseln 33, 35 findet ein geringer
Fluidaustausch statt. Durch das Kaskadenprinzip lässt sich selbst bei sehr hohen Leistungsdichten eine unerwünschte Vermischung von Fluid und Luft und die daraus resultierende Schaumbildung komplett vermeiden.
Die Rückstromkammer 22 weist ein Stromführungselement 36 auf, das einen Teilstrom E des Hydraulikfluids von der Rückstromkammer 22 in die Ausgleichskammer 16 lenkt und so für eine automatische permanente Entlüftung der Rückstromkammer 22 sorgt (Figuren 5 und 6). Das Stromführungselement 36 ist außerdem so gestaltet, dass es den überwiegenden Teil des Rücklaufstroms in der Rückstromkammer 22 in Richtung der Ansaugöffnungen 28 für die Pumpe lenkt (siehe Pfeile S in Figur 5).
Die Ventilstromkammer 24 weist zum Zweck der Entlüftung eine Entlüftungsöffnung 38 auf, die in der Kammerwand 34 angebracht ist, die die Ventilstromkammer 24 von der Ausgleichskammer 16 trennt. Die Entlüftungsöffnung 38 erstreckt sich hier über eine Teilhöhe der Kammerwand 34 (Figur 6), kann aber auch nur an einer erhöhten, insbesondere der höchsten Stelle der Kammerwand angeordnet sein oder sich über die gesamte Höhe der Kammerwand erstrecken. Natürlich ist es denkbar, auch in der Ventilstromkammer 24 ein Stromführungselement vorzusehen, welches den Fluidstrom in Richtung der Ansaugöffnung 29 für die Pumpe lenkt.
Weiterhin weist der Hydrauliktank 10 einen Einfüllstutzen 40 auf, der in etwa mittig oben im Bereich der Ausgleichskammer 16 angeordnet ist und der Befüllung des Hydrauliktanks 10, etwa mittels des bekannten Verfahrens der Vakuumbefüllung, dient.
Der Hydrauliktank 10 hat außerdem ein oder mehrere Befestigungselemente 42, die an den Hydrauliktank 10, genauer den Tankkörper 14, angeformt sind. An diesen können weitere Einrichtungen des Kraftfahrzeugs befestigt werden, wodurch sich zusätzliche Teile einsparen lassen. Bei beschränktem Bauraum können die Befestigungselemente auch in den Hydrauliktank 10 eingeformt sein.
Figur 7 zeigt schematisch eine alternative Ausgestaltung des Hydrauliktanks 10, der sich von dem in Figur 2 gezeigten Tank hauptsächlich durch die Anordnung der einzelnen Kammern unterscheidet. Im Übrigen tragen gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen, und es wird auf die vorigen Ausführungen verwiesen.
Schließlich sei noch darauf hingewiesen, dass sich die Erfindung nicht auf Hydrauliktanks für Motor-Pumpen-Aggregate beschränkt. Als Einsatzgebiet sind hier alle möglichen Fluidbehälter denkbar, bei denen es aufgrund der Durchströmung zu einer Durchmischung zwischen Fluid- und Gasphase kommen kann.

Claims

Patentansprüche
1 . Fluidbehälter, insbesondere Hydrauliktank (10) für ein Motor-Pumpen- Aggregat (5), mit einer Ausgleichskammer (16), die einen Vorrat an Fluid und Luft (20) enthalten kann, und
mindestens einer Rücklaufkammer, in die ein Rücklaufstrom des Fluids einströmen kann, wobei eine Strömungsverbindung zwischen der Rücklaufkammer und der Ausgleichskammer (16) vorgesehen ist,
wobei die Rücklaufkammer mit einer Ansaugöffnung (28, 29) für eine Pumpe (6), insbesondere des Motor-Pumpen-Aggregats (5), versehen ist.
2. Fluidbehälter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (16, 22, 24) durch Kammerwände (32, 34) voneinander abgegrenzt werden, in denen wenigstens eine zwischen den Kammern angeordnete Durchflussdrossel (33, 35) vorgesehen ist.
3. Fluidbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (16, 22, 24) durch Kammerwände (32, 34) voneinander abgegrenzt werden, die tief in das Fluid hineinragen.
4. Fluidbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufkammer unterteilt ist in eine Rückstromkammer (22), in die ein Rücklaufanschluss (26) eines von der Pumpe (6) versorgten Hydraulikkreises (7) mündet, und eine Ventilstromkammer (24), in die ein Überdruckanschluss (30) eines Überdruckventils (8) der Pumpe (6) mündet.
5. Fluidbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstromkammer (22) und/oder die Ventilstromkammer (24) eine Entlüftungseinrich- tung aufweist.
6. Fluidbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstromkammer (22) ein Stromführungselement (36) aufweist, das einen Teilstrom von der Rückstromkammer (22) in die Ausgleichskammer (16) lenkt.
7. Fluidbehälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstromkammer (24) eine Entlüftungsöffnung (38) aufweist, die in einer Kam- merwand (34) angebracht ist, welche die Ventilstromkammer (24) von der Ausgleichskammer (16) trennt.
8. Fluidbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (38) an einer erhöhten, insbesondere höchsten Stelle der Kammer- wand (34) angeordnet ist.
9. Fluidbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Entlüftungsöffnung (38) über eine Teilhöhe oder die gesamte Höhe der Kammerwand (34) erstreckt.
10. Fluidbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufkammer wenigstens ein
Stromführungselement (36) aufweist, das den Rücklaufstrom in Richtung der Ansaugöffnung (28, 29) für die Pumpe (6) lenkt.
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