WO2015014357A1 - Hydraulisches betätigungssystem - Google Patents

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WO2015014357A1
WO2015014357A1 PCT/DE2014/200313 DE2014200313W WO2015014357A1 WO 2015014357 A1 WO2015014357 A1 WO 2015014357A1 DE 2014200313 W DE2014200313 W DE 2014200313W WO 2015014357 A1 WO2015014357 A1 WO 2015014357A1
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WO
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pump
freewheel
check valve
hydraulic
actuation system
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PCT/DE2014/200313
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English (en)
French (fr)
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Dominik Herkommer
Roshan Willeke
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2048/0221—Valves for clutch control systems; Details thereof
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    • F16D2048/0233—Source of pressure producing the clutch engagement or disengagement action within a circuit; Means for initiating command action in power assisted devices by rotary pump actuation
    • F16D2048/0245—Electrically driven rotary pumps
    • F16D2048/0248—Reversible rotary pumps, i.e. pumps that can be rotated in the two directions
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    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D2048/0257—Hydraulic circuit layouts, i.e. details of hydraulic circuit elements or the arrangement thereof
    • F16D2048/0263—Passive valves between pressure source and actuating cylinder, e.g. check valves or throttle valves

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic actuation system with a pump actuator as a donor with a pump from a reservoir hydraulic medium pump, a slave cylinder and an intermediate hydraulic line.
  • the invention relates to an actuator, especially a pump actuator for use as a clutch actuator in motor vehicles.
  • Such pump actuators for clutches consist essentially of a normal positive displacement pump with a constant volume flow.
  • a pressure ie when the clutch is actuated, unwanted leaks occur and the holding current in an electrically driven pump increases.
  • an additional valve can be installed, which, however, must be provided with its own cost-intensive control. Further cost drivers are the magnet and the coil.
  • the task is solved by an automatically operated sealing concept for the holding phase of the clutch actuation to minimize the leakage (and thus the current consumption of the actuator). So it is presented an automatic passive valve.
  • the passive valve is a combination of a check valve with a freewheel that is directly or indirectly coupled to the pump shaft.
  • the combination of freewheel and check valve is such that the valve is closed only when the pump is stopped to maintain the instantaneous pressure.
  • the valve is closed by the pressure difference between the stationary pump and the slave side. This pressure difference is caused by leakage in the pump. If a volume is delivered, ie the pressure on the slave side is increased, then the check valve opens due to the excess pressure generated on the pump side. If the volume is pumped back again, ie reduced pressure on the slave side, the freewheel opens by the reverse direction of rotation of the check valve directly or by means of an additional connection.
  • the valve device is characterized by the following points: - Coupling of the pump drive with the valve
  • a hydraulic actuation system with a pump actuator as a donor with a pump from a reservoir hydraulic medium pump, a slave cylinder and an intermediate hydraulic line, alternatively or additionally in that between the pump and the slave cylinder, a check valve is arranged the check valve is operatively connected to a freewheel so that the check valve is closed only when the pump is stopped to hold the instantaneous pressure.
  • the hydraulic actuation system is preferably a hydraulic clutch actuation system for actuating a clutch.
  • the pump actuator according to the invention replaces a conventional master cylinder.
  • a preferred embodiment of the hydraulic actuation system is characterized in that the freewheel is coupled directly or indirectly with a pump shaft.
  • the freewheel includes, for example, freewheel bodies that lock or free in response to a direction of rotation of the pump shaft. With a direct coupling of the freewheel with the pump shaft, the freewheel bodies have direct contact with the pump shaft.
  • a transmission body in particular a wheel or a roller rotatably connected to the pump shaft.
  • the freewheel bodies then have no direct contact with the pump shaft.
  • the freewheel bodies have contact with the transfer body, for example with the wheel or with the roller.
  • Freewheel body sliding curves are advantageously associated with the freewheel bodies, which lock or freewheel the freewheel body depending on the direction of rotation of the pump shaft.
  • the coupling device may also include a coupling rod, via which a check valve body of the check valve with a freewheel body of the freewheel can be coupled.
  • a further preferred embodiment of the hydraulic actuation system is characterized in that the pump is operable in opposite conveying directions. In a first conveying direction, the pump delivers hydraulic fluid from the reservoir via the open check valve into the slave cylinder. In a second conveying direction, the pump delivers hydraulic fluid from the slave cylinder via the open check valve back into the reservoir.
  • a further preferred embodiment of the hydraulic actuating system is characterized in that the check valve comprises a check valve body which is mechanically coupled to a freewheel body of the freewheel.
  • the check valve body can be coupled directly or indirectly with the freewheel body of the freewheel.
  • About the coupling between the freewheel body and the check valve body can be effected in a simple manner opening the check valve to allow a delivery of hydraulic fluid from the slave cylinder in the reservoir.
  • check valve body is designed as a check valve flap.
  • the check valve flap can interact directly with a freewheel body of the freewheel.
  • a further preferred embodiment of the hydraulic actuation system is characterized in that the non-return valve body and / or one or the freewheel body is biased by a spring means / is.
  • the check valve body is biased, for example by a spring in a closed position in which the check valve is closed.
  • the freewheel body is held by the prestressed spring device, for example by a spring, in contact with the pump shaft or the coupling device, in particular the transmission body.
  • Another preferred embodiment of the hydraulic actuation system is characterized in that the check valve body is combined with a seal. This can be ensured in a simple manner, a high tightness with closed check valve.
  • Another preferred embodiment of the hydraulic actuating system is characterized in that the freewheel is associated with a hydraulic separating device.
  • the hydraulic separator may include, for example, a seal that prevents unwanted drainage of hydraulic fluid to the freewheel.
  • the hydraulic separator may also comprise a membrane by which the freewheel or parts of the freewheel are hydraulically encapsulated.
  • Another preferred embodiment of the hydraulic actuation system is characterized in that the check valve body via a coupling rod with one or the freewheel body of the freewheel can be coupled.
  • About the coupling rod can be transmitted to the check valve body in a simple manner, a movement of the freewheel body to move the check valve body from its closed position to its open position.
  • the invention further relates to a coupling with a previously described
  • the pump actuator according to the invention replaces a conventional master cylinder.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a hydraulic actuation system with a
  • Figure 2 shows an embodiment of a check valve of the clutch actuator of Figure 1 at a standstill
  • FIG. 3 shows the check valve from FIG. 2 with an indicated volumetric flow in the direction of the coupling:
  • Figure 4 shows the check valve on Figure 2 with an indicated flow in the direction of the pump and Figure 5 shows another embodiment of a check valve with a sealing seat.
  • FIG. 1 shows in simplified form an actuating arrangement 1 which comprises a hydraulic actuating system with a pump actuator 2 and a coupling 3.
  • the pump actuator 2 comprises a pump 6, which is driven by a motor 4 via a pump shaft 8.
  • the motor 4 is designed, for example, as an electric motor, which is controlled by a control unit 5.
  • the control unit 5 is also referred to as Local Control Unit, abbreviated LCU.
  • the pump actuator 2 further comprises a valve 7 designed as a check valve.
  • the check valve 7 is mechanically coupled to the pump shaft 8, as indicated by an arrow 9.
  • the pump 6 When the pump 6 is driven via the pump shaft 8, then it promotes hydraulic medium from a reservoir 10 into a hydraulic line 11, as indicated by a triangular symbol within a circle symbolizing the pump 6.
  • the pump 6 may also, unlike shown, promote hydraulic fluid from the hydraulic line 1 1 back into the reservoir 10 when it is operated in an opposite conveying direction.
  • the hydraulic line 1 1 passes through the valve 7 and connects an output of the pump 6 with a slave cylinder 12.
  • the slave cylinder 12 includes a slave piston 13 which is coupled via an engagement bearing 14 with a pressure plate 15 of the clutch 3. About the slave piston 13 and the engagement bearing 14 and an unspecified cup spring device or lever spring means, an actuating force can be applied to the pressure plate 15.
  • FIG. 1 shows the actuation concept 1 of the pump actuator with the valve proposed here.
  • the arrangement can be subdivided into actuator 2 and coupling 3.
  • the valve 7 belongs schematically to the actuator and, like the pump 6, is coupled to the actuator motor 4.
  • the line 11 from the pump to the coupling passes through the valve.
  • valve 20 designed as a check valve is shown in various states.
  • the valve 20 comprises a valve flap or check valve flap 21.
  • the check valve flap 21 closes an opening in a partition wall 60 in FIG between a pump side 26 and a coupling side 27.
  • the valve flap 21 is opened, so that a connection between the pump side 26 and the coupling side 27 is released.
  • the indicated in Figure 1 by the arrow 9 coupling between the pump drive and the valve is carried out according to an aspect of the invention by a freewheel.
  • the freewheel comprises at least one freewheel body 22, which has free contact with a roller 23 which is associated with the pump drive.
  • the roller 23 is, for example, non-rotatably connected to a pump shaft of the pump.
  • the freewheel further comprises two Freilauf stresses- slide curves 24, 25, which serve to represent a freewheeling function and a lock function.
  • FIG. 2 shows the valve 20 while the pump 6 is stationary.
  • the seal is shown here as a flap 21.
  • On the left of this flap 21 is the pump side 26, to the right of the clutch side 27.
  • the flap 21 is closed by the fact that the pressure on the pump side 26 decreases by leakage and therefore the flap 21 pressed by the higher pressure on the clutch side 27 becomes.
  • the roller 23 may be an additional roller connected with or without translation to the spindle of motor or pump, may be a roller sitting on one of these spindles, or may be directly one of these spindles. Also, motor and pump can sit on the same spindle. Important is the direct mechanical coupling between the motor, pump and the wheel referred to here as a roller.
  • FIG. 3 shows the valve while being pumped towards the clutch.
  • the valve flap 21 is pressed by the higher pressure on the pump side 26 so that the volume flow 28 can pass unhindered.
  • the roller 23 thereby rotates 29 so that the freewheel body 22 is pressed against the freewheel body sliding curve 24 removed from the valve flap 21.
  • FIG 4 shows the valve while pumping fluid out of the coupling.
  • the roller 23 rotates (see arrow 30) so that the freewheel body 22 is pressed against the freewheel body sliding curve 25 while the flap 21 stops.
  • the fluid can flow to the pump (see arrow 28).
  • FIG. 5 indicates a valve 40 which is likewise designed as a check valve and which can be coupled via a roller 41 to a drive of the pump (6 in FIG. 1).
  • a double arrow is indicated that the roller 41 is rotatable in opposite directions.
  • the pump can promote in opposite directions.
  • the roller 41 is in contact with a freewheel body 42 of a freewheel.
  • the freewheel body 42 is held in contact with the roller 41 by a spring 43.
  • two Freilaufissonissoneckitkurven 44 and 45 are assigned.
  • the freewheel body slip curve 44 is used to represent the freewheeling function.
  • the Freilaufissoneckitkurve 45 serves to illustrate the blocking function of the freewheel.
  • the pump side 51 is separated from a coupling side 52 by a partition wall 70.
  • a passage opening is provided which can be closed by a check valve body 49 of the valve 40.
  • the check valve body 49 is provided with a tion 48 provided, which serves to represent a sealing seat.
  • a spring 50 of the check valve body 49 is biased with the seal 48 in its closed position shown in Figure 5.
  • FIG. 5 shows an embodiment with a sealing seat.
  • an ordinary check valve 49 with gasket 48 is used.
  • the valve can be opened via the coupling rod 46.
  • the coupling rod is connected to a freewheel device similar to Figure 2.
  • a spring 43 is shown, which presses the freewheel body 42 against the roller 41.
  • the freewheel body opens the valve when turned counterclockwise. So this is the direction in which the pump sucks.
  • the fluid flows or is promoted so that at higher pressure on the pump side 51, the valve is opened, and is closed at higher pressure on the clutch side 52. This closing is additionally supported by the spring 50.
  • the arrangement is further guided so that the volume flow is separated by the seal 47 on the coupling rod of the freewheel device.
  • This separation can be implemented constructively with a membrane and a split coupling rod to seal reliable and frictionless.
  • valve arrangement which automatically closes when the pump is at a standstill, thus minimizing the leakage. Nevertheless, the pump can continue to work in both directions.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Betätigungssystem mit einem Pumpenaktor als Geber mit einer aus einem Reservoir Hydraulikmedium fördernden Pumpe, einem Nehmerzylinder und einer zwischengeschalteten hydraulischen Leitung. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Pumpe und dem Nehmerzylinder ein Rückschlagventil angeordnet ist, wobei das Rückschlagventil so mit einem Freilauf wirkverbunden ist, dass das Rückschlagventil nur bei Stillstand der Pumpe zum Halten des momentanen Drucks geschlossen ist.

Description

Hydraulisches Betatigungssystem
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Betätigungssystem mit einem Pumpenaktor als Geber mit einer aus einem Reservoir Hydraulikmedium fördernden Pumpe, einem Nehmerzylinder und einer zwischengeschalteten hydraulischen Leitung. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Aktor, speziell einen Pumpenaktor zum Einsatz als Kupplungsaktor in Kraftfahrzeugen.
Solche Pumpenaktoren für Kupplungen bestehen im Wesentlichen aus einer normalen Verdrängerpumpe mit konstantem Volumenstrom. Beim Halten eines Drucks, also bei der Betätigung der Kupplung, treten unerwünschte Leckagen auf und der Haltestrom bei einer elektrisch angetriebenen Pumpe steigt. Um diese Nachteile zu vermeiden, kann ein zusätzliches Ventil eingebaut werden, welches jedoch mit einer eigenen kostenintensiven Ansteuerung versehen werden muss. Weitere Kostentreiber sind dabei der Magnet und die Spule.
Daher besteht die Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden.
Die Aufgabe wird durch ein automatisch betätigtes Dichtkonzept für die Haltephase der Kupplungsbetätigung zur Minimierung der Leckage (und damit die Stromaufnahme des Aktors) gelöst. Es wird also ein automatisches passives Ventil vorgestellt.
Das passive Ventil ist eine Kombination eines Rückschlagventils mit einem Freilauf, der mit der Pumpenwelle direkt oder indirekt gekoppelt ist.
Die Kombination aus Freilauf und Rückschlagventil erfolgt so, dass das Ventil nur bei Stillstand der Pumpe zum Halten des momentanen Drucks geschlossen ist. Das Ventil wird dabei durch die Druckdifferenz zwischen der stehenden Pumpe und der Nehmerseite geschlossen. Diese Druckdifferenz entsteht durch Leckage in der Pumpe. Wird ein Volumen gefördert, also der Druck auf der Nehmerseite erhöht, so öffnet sich das Rückschlagventil durch den dabei erzeugten Überdruck auf der Pumpenseite. Wird das Volumen wieder zurück gepumpt, also Druck auf der Nehmerseite abgebaut, so öffnet der Freilauf durch die umgekehrte Drehrichtung das Rückschlagventil direkt oder mittels einer zusätzlichen Verbindung.
Die Ventilvorrichtung ist durch folgende Punkte gekennzeichnet: - Kopplung des Pumpenantriebs mit dem Ventil
- Kombination aus Freilauf und Ventil
- Automatisches Sperrventil bei Stillstand der Pumpe
- Betrieb der Pumpe in Pump- und in Saugrichtung möglich.
Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem hydraulischen Betätigungssystem mit einem Pumpenaktor als Geber mit einer aus einem Reservoir Hydraulikmedium fördernden Pumpe, einem Nehmerzylinder und einer zwischengeschalteten hydraulischen Leitung, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass zwischen der Pumpe und dem Nehmerzylinder ein Rückschlagventil angeordnet ist, wobei das Rückschlagventil so mit einem Freilauf wirkverbunden ist, dass das Rückschlagventil nur bei Stillstand der Pumpe zum Halten des momentanen Drucks geschlossen ist. Bei dem hydraulischen Betätigungssystem handelt es sich vorzugsweise um ein hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem zum Betätigen einer Kupplung. Dabei ersetzt der erfindungsgemäße Pumpenaktor einen herkömmlichen Geberzylinder.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf direkt oder indirekt mit einer Pumpenwelle gekoppelt ist. Der Freilauf umfasst zum Beispiel Freilaufkörper, die in Abhängigkeit von einer Drehrichtung der Pumpenwelle sperren oder freilaufen. Bei einer direkten Kopplung des Freilaufs mit der Pumpenwelle haben die Freilaufkörper direkten Kontakt mit der Pumpenwelle. Bei einer indirekten Kopplung des Freilaufs mit der Pumpenwelle ist zum Beispiel ein Übertragungskörper, insbesondere ein Rad oder eine Walze, drehfest mit der Pumpenwelle verbunden. Die Freilaufkörper haben dann keinen direkten Kontakt mit der Pumpenwelle. Bei der indirekten Kopplung haben die Freilaufkörper Kontakt mit dem Übertragungskörper, zum Beispiel mit dem Rad oder mit der Walze. Den Freilaufkörpern sind vorteilhaft Freilaufkörpergleitkurven zugeordnet, die in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Pumpenwelle ein Sperren oder Freilaufen der Freilaufkörper ermöglichen. Bei der indirekten Kopplung des Freilaufs mit der Pumpenwelle stellt der Übertragungskörper eine Kopplungseinrichtung dar. Die Kopplungseinrichtung kann auch eine Kopplungsstange umfassen, über welche ein Rückschlagventilkörper des Rückschlagventils mit einem Freilaufkörper des Freilaufs koppelbar ist. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe in entgegengesetzten Förderrichtungen betreibbar ist. In einer ersten Förderrichtung fördert die Pumpe Hydraulikmedium aus dem Reservoir über das geöffnete Rückschlagventil in den Nehmerzylinder. In einer zweiten Förderrichtung fördert die Pumpe Hydraulikmedium aus dem Nehmerzylinder über das geöffnete Rückschlagventil zurück in das Reservoir.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil einen Rückschlagventilkörper umfasst, der mechanisch mit einem Freilaufkörper des Freilaufs koppelbar ist. Der Rückschlagventilkörper kann direkt oder indirekt mit dem Freilaufkörper des Freilaufs koppelbar sein. Über die Kopplung zwischen dem Freilaufkörper und dem Rückschlagventilkörper kann auf einfache Art und Weise ein Öffnen des Rückschlagventils bewirkt werden, um ein Fördern von Hydraulikmedium aus dem Nehmerzylinder in das Reservoir zu ermöglichen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagventilkörper als Rückschlagventilklappe ausgeführt ist. Die Rückschlagventilklappe kann direkt mit einem Freilaufkörper des Freilaufs zusammenwirken.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagventilkörper und/oder einer beziehungsweise der Freilaufkörper durch eine Federeinrichtung vorgespannt sind/ist. Der Rückschlagventilkörper ist zum Beispiel durch eine Feder in eine Schließstellung vorgespannt, in welcher das Rückschlagventil geschlossen ist. Der Freilaufkörper wird durch die vorgespannte Federeinrichtung, zum Beispiel durch eine Feder, in Anlage an der Pumpenwelle beziehungsweise der Kopplungseinrichtung, insbesondere dem Übertragungskörper, gehalten.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagventilkörper mit einer Dichtung kombiniert ist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine hohe Dichtigkeit bei geschlossenem Rückschlagventil sichergestellt werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Freilauf eine hydraulische Trenneinrichtung zugeordnet ist. Die hydraulische Trenneinrichtung kann zum Beispiel eine Dichtung umfassen, die ein unerwünschtes Abfließen von Hydraulikmedium zu dem Freilauf verhindert. Die hydraulische Trenneinrichtung kann auch eine Membran umfassen, durch die der Freilauf oder Teile des Freilaufs hydraulisch gekapselt sind.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagventilkörper über eine Koppelstange mit einem beziehungsweise dem Freilaufkörper des Freilaufs koppelbar ist. Über die Koppelstange kann auf einfache Art und Weise eine Bewegung des Freilaufkörpers auf den Rückschlagventilkörper übertragen werden, um den Rückschlagventilkörper aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung zu verlagern.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplung mit einem vorab beschriebenen
hydraulischen Betätigungssystem. Dabei ersetzt der erfindungsgemäße Pumpenaktor einen herkömmlichen Geberzylinder.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines hydraulischen Betätigungssystems mit einem
Pumpenaktor und mit einer Kupplung;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Rückschlagventils des Kupplungsaktors aus Figur 1 im Stillstand;
Figur 3 das Rückschlagventil aus Figur 2 mit einem angedeuteten Volumenstrom in Richtung Kupplung:
Figur 4 das Rückschlagventil auf Figur 2 mit einem angedeuteten Volumenstrom in Richtung Pumpe und Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rückschlagventils mit einem Dichtsitz.
In Figur 1 ist eine Betätigungsanordnung 1 vereinfacht dargestellt, die ein hydraulisches Betätigungssystem mit einem Pumpenaktor 2 und einer Kupplung 3 umfasst. Der Pumpenaktor 2 umfasst eine Pumpe 6, die über eine Pumpenwelle 8 durch einen Motor 4 angetrieben ist. Der Motor 4 ist zum Beispiel als Elektromotor ausgeführt, der durch eine Steuerungseinheit 5 angesteuert wird. Die Steuerungseinheit 5 wird auch als Local Control Unit , abgekürzt LCU, bezeichnet.
Der Pumpenaktor 2 umfasst des Weiteren ein als Rückschlagventil ausgeführtes Ventil 7. Das Rückschlagventil 7 ist, wie durch einen Pfeil 9 angedeutet ist, mechanisch mit der Pumpenwelle 8 gekoppelt.
Wenn die Pumpe 6 über die Pumpenwelle 8 angetrieben wird, dann fördert sie, wie durch ein Dreiecksymbol innerhalb eines Kreises, der die Pumpe 6 symbolisiert, angedeutet ist, Hydraulikmedium aus einem Reservoir 10 in eine Hydraulikleitung 1 1 . Die Pumpe 6 kann aber auch, anders als dargestellt, Hydraulikmedium aus der Hydraulikleitung 1 1 zurück in das Reservoir 10 fördern, wenn sie in einer entgegengesetzten Förderrichtung betrieben wird.
Die Hydraulikleitung 1 1 verläuft durch das Ventil 7 und verbindet einen Ausgang der Pumpe 6 mit einem Nehmerzylinder 12. Der Nehmerzylinder 12 umfasst einen Nehmerkolben 13, der über ein Einrücklager 14 mit einer Anpressplatte 15 der Kupplung 3 gekoppelt ist. Über den Nehmerkolben 13 und das Einrücklager 14 sowie eine nicht näher bezeichnete Tellerfedereinrichtung oder Hebelfedereinrichtung kann eine Betätigungskraft auf die Anpressplatte 15 aufgebracht werden.
Figur 1 zeigt das Betätigungskonzept 1 des Pumpenaktors mit dem hier vorgeschlagenen Ventil. Die Anordnung lässt sich unterteilen in Aktor 2 und Kupplung 3. Das Ventil 7 gehört schematisch zum Aktor und ist ebenso wie die Pumpe 6 mit dem Aktormotor 4 gekoppelt 9. Die Leitung 1 1 von der Pumpe zur Kupplung verläuft durch das Ventil.
In den Figuren 2 bis 4 ist ein als Rückschlagventil ausgeführtes Ventil 20 in verschiedenen Zuständen dargestellt. Das Ventil 20 umfasst eine Ventilklappe oder Rückschlagventilklappe 21. Die Rückschlagventilklappe 21 verschließt in Figur 2 eine Öffnung in einer Trennwand 60 zwischen einer Pumpenseite 26 und einer Kupplungsseite 27. In den Figuren 3 und 4 ist die Ventilklappe 21 geöffnet, so dass eine Verbindung zwischen der Pumpenseite 26 und der Kupplungsseite 27 freigegeben wird.
Die in Figur 1 durch den Pfeil 9 angedeutete Kopplung zwischen dem Pumpenantrieb und dem Ventil erfolgt gemäß einem Aspekt der Erfindung durch einen Freilauf. Der Freilauf um- fasst mindestens einen Freilaufkörper 22, der freilaufmäßig mit einer Walze 23 Kontakt hat, die dem Pumpenantrieb zugeordnet ist. Die Walze 23 ist zum Beispiel drehfest mit einer Pumpenwelle der Pumpe verbunden. Der Freilauf umfasst des Weiteren zwei Freilaufkörper- gleitkurven 24, 25, die zur Darstellung einer Freilauffunktion und einer Sperrfunktion dienen.
In Figur 3 hat der Freilaufkörper 23 infolge einer durch einen Pfeil 29 angedeuteten Drehrichtung der Walze 23 Kontakt mit der Freilaufkörpergleitkurve 24, die zur Darstellung der Freilauffunktion dient. In Figur 4 hat der Freilaufkörper 22 aufgrund einer durch einen Pfeil 30 angedeuteten Drehrichtung der Walze 23 Kontakt mit der Freilaufkörpergleitkurve 25, die zur Darstellung der Sperrfunktion des Freilaufs dient. Durch das Sperren des Freilaufkörpers 22 öffnet die Ventilklappe 21 in Figur 4. Durch punktierte Pfeile 28 sind in den Figuren 3 und 4 verschiedene Volumenstromrichtungen bei geöffneter Ventilklappe 21 angedeutet.
Figur 2 zeigt das Ventil 20 während die Pumpe 6 still steht. Die Dichtung ist hier als Klappe 21 dargestellt. Links von dieser Klappe 21 ist die Pumpenseite 26, rechts davon die Kupplungsseite 27. Während dem Stillstand wird die Klappe 21 dadurch geschlossen, dass der Druck auf der Pumpenseite 26 durch Leckage abnimmt und daher die Klappe 21 durch den höheren Druck auf der Kupplungsseite 27 zugedrückt wird.
Deshalb sind die weiteren Elemente des Ventils im Moment nicht im Eingriff. Diese sind: Die Walze 23 kann eine zusätzliche Walze sein, die mit oder ohne Übersetzung mit der Spindel von Motor oder Pumpe verbunden ist, kann eine Walze sein, die auf einer dieser Spindeln sitzt, oder kann direkt eine dieser Spindeln sein. Auch können Motor und Pumpe auf derselben Spindel sitzen. Wichtig ist die direkte mechanische Kopplung zwischen Motor, Pumpe und dem hier als Walze bezeichneten Rad.
Auf dieser Walze sitzt ein Freilaufkörper 22. Dieser kann durch eine Feder, die hier nicht dargestellt ist, angedrückt werden. Diese hätte möglicherweise den Vorteil eines ruhigeren Lau- fes, sowie zuverlässigeren Greifens des Freilaufs. Die Bewegung des Freilaufkörpers kann durch die Freilaufkörpergleitkurven 24, 25 begrenzt werden.
Figur 3 zeigt das Ventil während zur Kupplung hin gepumpt wird. Die Ventilklappe 21 wird durch den höheren Druck auf der Pumpenseite 26 aufgedrückt, so dass der Volumenstrom 28 ungehindert passieren kann. Die Walze 23 dreht sich dabei so 29, dass der Freilaufkörper 22 gegen die von der Ventilklappe 21 entfernte Freilaufkörpergleitkurve 24 gedrückt wird.
Figur 4 zeigt das Ventil während Fluid aus der Kupplung heraus gepumpt wird. Nun dreht sich die Walze 23 so (siehe Pfeil 30), dass der Freilaufkörper 22 an die Freilaufkörpergleitkurve 25 gedrückt wird und dabei die Klappe 21 aufhält. Somit kann das Fluid trotz des höheren Drucks auf der Kupplungsseite 27 zur Pumpe fließen (siehe Pfeil 28).
In Figur 5 ist ein ebenfalls als Rückschlagventil ausgeführtes Ventil 40 angedeutet, das über eine Walze 41 mit einem Antrieb der Pumpe (6 in Figur 1 ) koppelbar ist. Durch einen Doppelpfeil ist angedeutet, dass die Walze 41 in entgegengesetzten Richtungen drehbar ist. Durch entsprechende Ansteuerung kann die Pumpe in entgegengesetzten Förderrichtungen fördern.
Die Walze 41 hat Kontakt mit einem Freilaufkörper 42 eines Freilaufs. Der Freilaufkörper 42 wird durch eine Feder 43 in Kontakt mit der Walze 41 gehalten. Zur Darstellung einer Freilauffunktion und einer Sperrfunktion sind dem Freilaufkörper 42 zwei Freilaufkörpergleitkurven 44 und 45 zugeordnet. Die Freilaufkörpergleitkurve 44 dient zur Darstellung der Freilauffunktion. Die Freilaufkörpergleitkurve 45 dient zur Darstellung der Sperrfunktion des Freilaufs.
Wenn der Freilaufkörper 42 in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Walze 41 in Kontakt mit der Freilaufkörpergleitkurve 45 kommt, dann kommt der Freilaufkörper 42 ebenfalls in Kontakt mit einem in Figur 5 unteren Ende einer Koppelstange 46. Die Koppelstange 46 ist in Figur 5 nach oben und nach unten bewegbar geführt. Der Koppelstange 46 ist eine Dichtung 47 zugeordnet, die ein unerwünschtes Abströmen von Hydraulikmedium von einer Pumpenseite 51 in Richtung Freilauf und Pumpenantrieb verhindert.
Die Pumpenseite 51 ist durch eine Trennwand 70 von einer Kupplungsseite 52 getrennt. In der Trennwand 70 ist eine Durchgangsöffnung vorgesehen, die durch einen Rückschlagventilkörper 49 des Ventils 40 verschließbar ist. Der Rückschlagventilkörper 49 ist mit einer Dich- tung 48 versehen, die zur Darstellung eines Dichtsitzes dient. Durch eine Feder 50 ist der Rückschlagventilkörper 49 mit der Dichtung 48 in seine in Figur 5 dargestellte Schließstellung vorgespannt.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform mit Dichtsitz. Hier kommt ein gewöhnliches Rückschlagventil 49 mit Dichtung 48 zum Einsatz. Das Ventil kann über die Koppelstange 46 geöffnet werden. Die Koppelstange ist mit einer Freilaufvorrichtung ähnlich Figur 2 verbunden. In dieser Ausführung ist eine Feder 43 dargestellt, die den Freilaufkörper 42 gegen die Walze 41 drückt. Der Freilaufkörper öffnet das Ventil bei Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn. Dies ist also die Richtung in der die Pumpe saugt.
Das Fluid strömt beziehungsweise wird so gefördert, dass bei höherem Druck auf der Pumpenseite 51 das Ventil geöffnet wird, und bei höherem Druck auf der Kupplungsseite 52 geschlossen wird. Dieses Schließen wird zusätzlich von der Feder 50 unterstützt.
Die Anordnung ist weiter so geführt, dass der Volumenstrom durch die Dichtung 47 an der Koppelstange von der Freilaufvorrichtung getrennt ist. Diese Trennung kann konstruktiv auch mit einer Membran und einer geteilten Koppelstange umgesetzt werden, um zuverlässig und reibungsfrei abzudichten.
Es wird also eine Ventilanordnung vorgeschlagen, die automatisch bei Stillstand der Pumpe schließt und so die Leckage minimiert. Dennoch kann die Pumpe weiterhin in beide Drehrichtungen arbeiten.
Bezuqszeichenliste
Betätigungsanordnung
Aktor
Kupplung
Motor
LCU (Local Control Unit)
Pumpe
Ventil
Welle
Kopplung zwischen Pumpenantrieb und Ventil Reservoir
Hydraulikleitung
Nehmerzylinder
Nehmerkolben
Einrücklager
Anpressplatte
Ventil
Ventilklappe
Freilaufkörper
Walze/Pumpenantrieb
Freilaufkörpergleitkurve
Freilaufkörpergleitkurve
Pumpenseite
Kupplungsseite
Pfeil (Indikator Volumenstrom)
Pfeil (Indikator Drehrichtung)
Pfeil (Indikator Drehrichtung)
Ventil
Walze/Pumpenantrieb
Freilaufkörper
Feder
Freilaufkörpergleitkurve Freilaufkörpergleitkurve Koppelstange
Dichtung
Dichtung
Rückschlagventilkörper Feder
Pumpenseite
Kupplungsseite Trennwand
Trennwand

Claims

Patentansprüche
1 . Hydraulisches Betätigungssystem mit einem Pumpenaktor (2) als Geber mit einer aus einem Reservoir (10) Hydraulikmedium fördernden Pumpe (6), einem Nehmerzylinder (12) und einer zwischengeschalteten hydraulischen Leitung (1 1 ), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Pumpe (6) und dem Nehmerzylinder (12) ein Rückschlagventil (7;20;40) angeordnet ist, wobei das Rückschlagventil (7;20;40) so mit einem Freilauf wirkverbunden ist, dass das Rückschlagventil (7;20;40) nur bei Stillstand der Pumpe (6) zum Halten des momentanen Drucks geschlossen ist.
2. Hydraulisches Betätigungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf direkt mit einer Pumpenwelle (8) gekoppelt ist.
3. Hydraulisches Betätigungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf indirekt, zum Beispiel durch eine Kopplungseinrichtung (9), mit einer Pumpenwelle (8) gekoppelt ist.
4. Hydraulisches Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (6) in entgegengesetzten Förderrichtungen betreibbar ist.
5. Hydraulisches Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (7;20;40) einen Rückschlagventilkörper (49) umfasst, der mechanisch mit einem Freilaufkörper (22;42) des Freilaufs koppelbar ist.
6. Hydraulisches Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagventilkörper als Rückschlagventilklappe (21 ) ausgeführt ist.
7. Hydraulisches Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagventilkörper (49) und/oder einer beziehungsweise der Freilaufkörper (22;42) durch eine Federeinrichtung (50) vorgespannt sind/ist.
8. Hydraulisches Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagventilkörper (49) mit einer Dichtung (48) kombiniert ist.
9. Hydraulisches Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Freilauf eine hydraulische Trenneinrichtung (47) zugeordnet ist.
10. Hydraulisches Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagventilkörper über eine Koppelstange (46) mit einem beziehungsweise dem Freilaufkörper (42) des Freilaufs koppelbar ist.
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