DE102007036854B4

DE102007036854B4 - Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung

Info

Publication number: DE102007036854B4
Application number: DE102007036854A
Authority: DE
Inventors: Stefan 78359 Köhle
Original assignee: ETO Magnetic GmbH
Current assignee: ETO Magnetic GmbH
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2027-08-07
Also published as: DE102007036854A1

Abstract

Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung mit einem in einem einen Speicherabschnitt (14) für zu fördernde Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl, ausbildenden Gehäuse (10) bewegbar geführten, mit einer bevorzugt stationär vorgesehenen Spulenvorrichtung (22) zusammenwirkenden und zum Ausbringen der Hydraulikflüssigkeit durch eine Öffnung (12) am Speicherabschnitt (14) ausgebildeten Ankereinheit (50), welche gegen die Stellkraft eines Kraftspeichers (56) in einer Speicherposition gehalten, insbesondere verrastet und/oder verriegelt, werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankereinheit durch Wirkung von Permanentmagnetmitteln (62, 70) in der Speicherposition so gehalten werden kann, dass die Spulenvorrichtung (22) in der Speicherposition der Ankereinheit (50) unbestromt ist und durch bevorzugt impulsförmige Bestromung der Spulenvorrichtung (22) die Ankereinheit (50) aus der Speicherposition zum Ausbringen der Hydraulikflüssigkeit bewegt werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Eine derartige Vorrichtung wird typischerweise in Form einer sog. Speicher-Zuschaltung für einen Ölvorrat im Zusammenhang mit (Kraftfahrzeug-)Getrieben verwendet, welchen mit Hilfe einer solchen Vorrichtung eine vorbestimmte Menge an Hydrauliköl zu einem vorbestimmten Zustand zugeführt werden soll.
Die 3, welche insoweit hausinternen Stand der Technik auf Seiten der Anmelderin betrifft, illustriert eine derartige, als gattungsbildend vorausgesetzte Technologie. In einem hohlzylindrischen Gehäuse 10 ist stirnseitig eine Öffnung 12 zum Ausbringen einer vorbestimmten Menge, in einem Speicherabschnitt 14 des Gehäuses enthaltenen Hydrauliköls zu einem nachgeschalteten Aggregat, etwa einem Getriebe, vorgesehen. Das im Speicherabschnitt 14 des Gehäuses 10 gespeicherte Hydrauliköl wird durch Bewegung eines kolbenartig ausgebildeten Abschnitts 16 eines Ankerelements (durch Rechtsbewegung in der Figur, wobei das Element 16 durch eine außenseitige Druckfeder 18 vorgespannt ist) ausgelöst; die Rechtsbewegung des Ankerelements 16 verkleinert den Speicherabschnitt 14 und bringt entsprechend darin vorgesehenes Hydrauliköl durch die Öffnung 12 aus.
Ausgelöst wird dieser Fördervorgang durch eine elektromagnetische Stellvorrichtung, welche am der Öffnung 12 gegenüberliegenden stirnseitigen Ende des Gehäuses 10 in Form eines Kernelements 20 bzw. einer dieses umgebenden Spulenvorrichtung 22 realisiert ist. Genauer gesagt wirkt das stationäre Kernelement 20 auf ein inneres (zweites) Ankerelement 24, welches in einer stationären Lagerbüchse 26 gegen die Stellkraft einer zweiten, gegenüber der äußeren Druckfeder 18 kleineren inneren Druckfeder 28 vorgespannt ist und mittels einer aus einer Mehrzahl von Rastkugeln 30, einem Ringabsatz 32 am äußeren rückwärtigen Ende des ersten Ankerelements 16 und Einkerbungen 34 im zweiten Ankerelement realisierten Rastvorrichtung mit der aus den Einheiten 16 und 24 gebildeten Ankereinheit zusammenwirkt. Die 2 verdeutlicht dabei den zurückgezogenen Speicherzustand (Speicherposition der Ankereinheit), und zwar befindet sich die Spulenvorrichtung 22 in bestromtem Zustand; entsprechend ist das aus magnetischem Material gefertigte zweite Ankerelement 24 in der angezogenen linksseitigen Position (gegen die Stellkraft der inneren Druckfeder 28, die sich gegen einen Widerlagerabschnitt 38 der Lagerbüchse 26 abstützt, wobei die in Durchbrüchen der Lagerbüchse 26 gehaltenen Rastkugeln 30 in der gezeigten Position mit dem Ringabsatz 32 des ersten Ankerelements 16 zusammenwirken und so dieses in der gezeigten Position halten).
Wird die Bestromung der Spulenvorrichtung 22 beendet, erlischt die magnetische Kraftwirkung auf das zweite Lagerelement 24, und dieses wird durch Wirkung der inneren Druckfeder 26 nach rechts bewegt. Die Rastkugeln 30 treten in die Einkerbungen 34 des zweiten Ankerelements 24 ein; der Eingriff der Rastkugeln 30 mit dem Ringabsatz 32 ist gelöst. Folglich kann, noch angestoßen durch das zweite Ankerelement 24, das erste Ankerelement 16 ungehindert nach rechts gleiten, angetrieben durch die Stellkraft der äußeren Druckfeder 18. Entsprechend wird im Speicherabschnitt 14 enthaltenes Hydrauliköl durch die Öffnung 12 ausgetragen.
Beim Wiederbefüllen der gezeigten, als Stand der Technik vorausgesetzten Vorrichtung für einen erneuten Einsatz würde zunächst eine erneute Charge an Hydrauliköl durch die Öffnung 12 in den Speicherabschnitt 14 hineingebracht (bei noch nicht bestromter Spulenvorrichtung 22). Der Fluiddruck würde das erste Ankerelement 16 gegen die Rückstellkraft der äußeren Druckfeder 18 in der Zeichnungsebene nach links bewegen, bis der Ringabsatz 32 die Lagerbüchse 26, insbesondere den darin gebildeten Durchbruch für die jeweiligen Rastkugeln, übergreift. Wird dann durch Bestromen der Spulenvorrichtung das zweite Lagerelement angezogen, bewegt sich also gegen die Rückstellkraft der inneren Druckfeder 28 in Linksrichtung, tritt durch die Scherwirkung zwischen dem zweiten Ankerelement 24 und der Lagerbüchse 26 eine jeweilige Rastkugel 30 aus den Einkerbungen 34 heraus und liegt in in der 2 gezeigten Weise wiederum mantelseitig auf dem zweiten Ankerelement 24 auf. In dieser Position ist damit wieder eine wirksame Verrastung des Ringabsatzes 32 und damit des ersten Ankerelements 16 gegeben, so dass bei fortgesetzter Bestromung der Spulenvorrichtung 22 das erste Ankerelement in der gezeigten Speicherposition gehalten bleibt, bis durch erneutes Beenden der Bestromung der Förder- bzw. Ausbringvorgang die Hydraulikcharge wieder ausgelöst wird.
Allerdings ist eine derartige, als Stand der Technik vorausgesetzte Technologie in mehrfacher Hinsicht verbesserungsbedürftig. Zum einen ist die in der 2 gezeigte mehrteilige Ankerelementanordnung mit der durch die Rastkugeln 30 realisierten Verrastung mechanisch aufwendig und fehleranfällig, insbesondere bei problematischen Einsatzbedingungen im Kraftfahrzeugumfeld. Hinzu kommt, dass zur Realisierung der in 2 gezeigten Sperr- bzw. Speicherposition die Spulenvorrichtung 22 kontinuierlich bestromt sein muss, mit anderen Worten, es ist ein permanentes Signal an der Spulenvorrichtung 22 anliegend und Signalstörungen können entsprechend unbeabsichtigte Fehlfunktionen auslösen.
Zum weiteren Stand der Technik wird verwiesen auf die DE 44 00 008 A1 sowie die DE 43 23 133 A1 .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Vorrichtung in ihrer mechanischen Realisierung und Wirkungsweise zu vereinfachen, insbesondere die Zahl der zu montierenden und bewegten Teile zu reduzieren, und darüber hinaus die Signalgabe an die Elektromagnetvorrichtung einfacher, zuverlässiger und mit geringerem Energieeinsatz zu realisieren.
Die Aufgabe wird durch die Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird insbesondere auch eine Verwendung der Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung als Speicher-Zuschaltung für Hydrauliköl eines Kraftfahrzeuggetriebes od. dgl. nachgeschaltetes Aggregat beansprucht.
In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist zunächst die Rastvorrichtung für die Ankereinheit mittels einer (bevorzugt stationär vorgesehenen) Permanentmagnetvorrichtung realisiert, dergestalt, dass in der Speicherposition diese Permanentmittel die (nach wie vor das Ausstoßen des Hydrauliköls aus dem Speicherabschnitt bewirkende) Ankereinheit gegen die Rückstellkraft einer Druckfeder od. dgl. Kraftspeicher halten. Die erfindungsgemäße, bevorzugt impulsförmige Bestromung der Spulenvorrichtung bewirkt dann ein Abstoßen der Ankereinheit, mithin ein Überwinden der Haltekraft des Permanentmagneten auf die Ankereinheit, so dass diese daraufhin dann zum Entleeren des Speicherabschnitts und Ausbringen der Hydraulikflüssigkeit durch den Kraftspeicher bewegt werden kann.
Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen reduziert sich zunächst der Aufwand für das Halten bzw. Verrasten/Verriegeln der Ankereinheit in der Speicherposition deutlich, insbesondere ersetzen die mit der Ankereinheit magnetisch zusammenwirkenden Permanentmagnetmittel die auf dem angenommenen Stand der Technik erforderlichen Maßnahmen der Mehrteiligkeit und Relativ-Beweglichkeit der beiden Ankerelemente, der Rastkugeln und der zugehörigen Durchbrüche bzw. Ausnehmungen; die Fehleranfälligkeit der Einheit wird deutlich reduziert, und nicht zuletzt realisieren die Permanentmagnetmittel eine monostabile Stellvorrichtung, welche in der Speicherposition das permanente Bestromen der Spulenvorrichtung nicht mehr erforderlich macht.
Entsprechend ist es bevorzugt und weiterbildungsgemäß vorgesehen, die erfindungsgemäße Ankereinheit, welche zumindest im Bereich des Speicherabschnitts kolbenartig ausgebildet ist und wirkt, einstückig auszubilden, wobei gemäß einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung dann auch diese Ankereinheit an ihrer (dem Speicherabschnitt entgegengesetzten) Innenwand ein Widerlager für die Druckfeder anbietet, die sich wiederum geeignet an einem Gehäusevorsprung od. dgl. stationären Abschnitt des Gehäuses abstützt.
In herstellungstechnisch und magnetisch günstiger Weise befinden sich die (mittels herkömmlicher Permanentmagnetmaterialien realisierten) Permanentmagnetmittel im Bereich des Kernelements, wobei eine Anordnung so gewählt ist, dass vor allem im Hinblick auf die Speicherposition der Magnetfluss durch den Kern, die Ankereinheit und ggf. weitere Elemente des magnetischen Kreises optimiert ist.
Während es bevorzugt ist, die erfindungsgemäße Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung im Zusammenhang mit dem Einbringen eines zusätzlichen Ölvorrats in ein Getriebe od. dgl. nachgeschaltetes Aggregat zu verwenden, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht auf diesen Einsatzfall beschränkt, sondern bietet sich für weitere Förder- und Dosieraufgaben an, bei welchen in der erfindungsgemäßen Weise eine mechanisch einfache Realisierung mit eleganter und energetisch günstiger Realisierung eines Rastzustands kombiniert werden sollen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Figuren; diese zeigen in:
1: einen Längsschnitt durch die Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
2; 3: Längsschnitte analog 1 zur Illustrierung des als bekannt vorausgesetzten, hausinternen Standes der Technik.
Bei der Beschreibung der 1 werden zunächst die bereits im Zusammenhang mit der 3 verwendeten Bezugszeichen insoweit identisch verwendet, als sie unmittelbar entsprechende Einzelheiten bzw. Komponenten bezeichnen.
Wie sich in der Gegenüberstellung ergibt, ist der im Stand der Technik aus zwei Teilen realisierte Anker als Ankereinheit 50 einstückig realisiert, und zwar im Querschnitt in der Art eines doppelt-T-förmigen Stempels bzw. Kolbens, welcher einends in Richtung auf den Speicherabschnitt 14 in der bekannten Weise eine Druck- bzw. Förderfläche 52 ausbildet, deren abgewandte Innenseite 54 einen Anschlag bzw. Widerlager für eine Druckfeder 56 anbietet (welche sich gegen einen einstückig ansitzenden inneren Ringflansch 58 des Gehäuses 10 abstützt), und die anderenends einen Anschlagabschnitt 60 anbietet, welcher mit dem Kernelement 20 zusammenwirkt.
Die in 2 gezeigte, mechanisch aufwendige Rasteinheit wird im Ausführungsbeispiel der 1 ersetzt durch ein ringförmig realisiertes Permanentmagnetelement 62, welches endseitig am Kernelement 20 anliegt und über ein ringförmiges Zwischenstück 64 den magnetischen Kreis zum Anschlagabschnitt 60 schließt, so dass in der gezeigten (und unbestromten) Speicherposition der 1 gleichwohl die Ankereinheit 50 fest am linksseitigen Anschlag am Kern 20 gehalten ist.
Zum Ausbringen der im Speicherabschnitt 14 gehaltenen Fördermenge wird die Spulenvorrichtung 22 so bestromt, dass sie, bezogen auf den magnetischen Fluss der Permanentmagnetmittel 62, eine aufhebende bzw. (vor allem in Verbindung mit der Druckfeder 56) abstoßende Kraft auf die Ankereinheit 50 ausübt, so dass diese dann in der Zeichenebene nach rechts bewegt wird und die Eingriffs-Kolbenfläche 52 entsprechend das Hydrauliköl aus der Kammer 14 durch die Öffnung 12 heraus austrägt.
Beim Wiederbefüllen wird wiederum die vorgesehene Hydraulikölmenge durch die Öffnung 12 in die Kammer 14 eingetragen, wodurch sich, gegen die Kraft der Druckfeder 56, die Ankereinheit 50 nach links so lange verschiebt, bis sie durch die Permanentmagnet-Haftkraft der Einheit 62 in der in der 1 gezeigten Position gehalten wird; die Spulenvorrichtung 22 ist während dieses Befüllens entweder unbestromt, alternativ so bestromt, dass, zur Unterstützung der Linksbewegung der Ankereinheit 50, eine anziehende Kraft auf die Ankereinheit ausgeübt wird.
Das Beispiel gemäß 2 entspricht strukturell fast vollständig der 3 zum internen, unveröffentlichten Stand der Technik, mit Ausnahme des Permanentmagneten 70, der analog dem ersten Ausführungsbeispiel (dort Element 62) wirkt.

Claims

Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung mit einem in einem einen Speicherabschnitt (14) für zu fördernde Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl, ausbildenden Gehäuse (10) bewegbar geführten, mit einer bevorzugt stationär vorgesehenen Spulenvorrichtung (22) zusammenwirkenden und zum Ausbringen der Hydraulikflüssigkeit durch eine Öffnung (12) am Speicherabschnitt (14) ausgebildeten Ankereinheit (50), welche gegen die Stellkraft eines Kraftspeichers (56) in einer Speicherposition gehalten, insbesondere verrastet und/oder verriegelt, werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankereinheit durch Wirkung von Permanentmagnetmitteln (62, 70) in der Speicherposition so gehalten werden kann, dass die Spulenvorrichtung (22) in der Speicherposition der Ankereinheit (50) unbestromt ist und durch bevorzugt impulsförmige Bestromung der Spulenvorrichtung (22) die Ankereinheit (50) aus der Speicherposition zum Ausbringen der Hydraulikflüssigkeit bewegt werden kann.
Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) zumindest im Bereich des Speicherabschnitts (14) hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei bevorzugt der Speicherbereich in einem Endbereich und die Öffnung (12) in einer Stirnfläche des Hohlzylinders ausgebildet ist.
Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankereinheit (50) zumindest im Bereich des Speicherabschnitts (14) kolbenartig ausgebildet ist.
Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankereinheit (50) einstückig ausgebildet ist.
Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher als die Ankereinheit (50) vorspannende Feder (56), insbesondere Druckfeder, realisiert ist.
Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (56) zwischen einem dem Speicherabschnitt (14) abgewandten Kolbenabschnitt (54) der Ankereinheit (50) und einem stationären Gehäuseabschnitt (58) als Widerlager abgestützt ist.
Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnetmittel (62, 70) als stationäre, in einem rückwärtigen, der Öffnung (12) entgegengesetzten Kernbereich (20) des Gehäuses (10) vorgesehenes Permanentmagnetelement (62, 70) realisiert sind.
Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnetmittel (62, 70) im Bereich der stationär im Gehäuse (10) vorgesehenen Spulenvorrichtung (22) angeordnet sind.
Verwendung der Hydraulikflüssigkeits-Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Speicherzuschaltung zum Einbringen einer vorbestimmten Hydraulikölmenge in ein Fahrzeuggetriebe als Reaktion auf ein Ansteuersignal für die Spulenvorrichtung (22).