DE102019000488A1 - Vorrichtung zum Bereitstellen eines unter einem vorgebbaren Druck stehenden Fluids - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines unter einem vorgebbaren Druck stehenden Fluids für die Druckversorgung eines Abnehmers, wie einer Arbeitseinheit (2) eines SCR-Systems zur Abgasbehandlung von Verbrennungsmotoren, mit mindestens einer das betreffende Fluid aus einem Fluidvorrat (16) entnehmenden und dem Abnehmer zuführenden Fördereinrichtung (6) und mit einer zum Ansteuern der Fördereinrichtung (6) vorgesehenen Ventileinrichtung (12), die von einer Betätigungseinrichtung (14) ein Steuersignal (Y) zum Umsteuern der Fördereinrichtung (6) in gegenläufige Pump- und Ansaugrichtungen erhält, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitglied vorgesehen ist, das eine Speichereinrichtung (92) aufweist und das durch Beeinflussen des Steuersignals (Y) ein Ansteuern der Ventileinrichtung (12) mit anschließendem Umsteuern der Fördereinrichtung (6) veranlasst, sobald diese eine ihrer gewünschten Umsteuerpositionen erreicht.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines unter einem vorgebbaren Druck stehenden Fluids für die Druckversorgung eines Abnehmers, wie einer Arbeitseinheit eines SCR(Selective Catalytic Reduction)-Systems zur Abgasbehandlung von Verbrennungsmotoren, mit mindestens einer das betreffende Fluid aus einem Fluidvorrat entnehmenden und dem Abnehmer zuführenden Fördereinrichtung und mit einer zum Ansteuern der Fördereinrichtung vorgesehenen Ventileinrichtung, die von einer Betätigungseinrichtung ein Steuersignal zum Umsteuern der Fördereinrichtung in gegenläufige Pump- und Ansaugrichtungen erhält.
- Einrichtungen dieser Art sind Stand der Technik. Das Dokument
EP 3 167 192 B1 offenbart eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung, mittels deren ein betreffender Abnehmer mit einer unter Druck stehenden wasserbasierten Harnstofflösung versorgbar ist, die dem Einspritzventil eines SCR-Systems unter einem gegebenen Versorgungsdruck zuführbar ist. Bei dieser bekannten Einrichtung weist die Fördereinrichtung zwei Membranpumpen auf, deren Membrane miteinander mechanisch derart gekuppelt sind, dass dem Förderhub der einen Membran der Ansaughub der gekuppelten, anderen Membran und umgekehrt entspricht. - Dadurch erfolgt die Erzeugung des Versorgungsdrucks im Gegentaktbetrieb und daher entsprechend gleichmäßig. Die Benutzung von Membranpumpen ist im Vergleich zum Einsatz von Kolbenpumpen auch vorteilhaft, weil sich Membrane großflächig gestalten lassen, ohne dass zwischen ihnen und der Wand ihres Arbeitsraums Reibungskräfte entstehen. Um mit dem Kolben einer Kolbenpumpe vergleichbar große wirksame Flächen zu realisieren, wären große Zylinder- und Kolbendurchmesser erforderlich, mit entsprechend hohen Reibungsverlusten an der Zylinderwand. Da die träge Masse einer Membran wesentlich geringer ist als diejenige eines Pumpenkolbens gleich großer druckwirksamer Fläche, lassen sich hohe Taktfrequenzen mit Membranpumpen leichter realisieren. Bei der genannten, bekannten Einrichtung ist die Ventileinrichtung durch ein Wegeventil gebildet, das hydraulisch betätigbar ist und von der Betätigungseinrichtung das Steuersignal über Steuerleitungen erhält, die zur einen oder zur anderen druckwirksamen Fläche der Stirnseite des Ventilschiebers des Wegeventils führen. In die Steuerleitungen sind Drosselstellen eingefügt, um über den Volumenstrom die Taktfrequenz einzustellen.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die sich, bei Beibehalten der mit dem genannten Stand der Technik erreichten Vorteile, durch ein besonders günstiges Betriebsverhalten auszeichnet.
- Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
- Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass ein Zeitglied vorgesehen ist, das eine Speichereinrichtung aufweist und das durch Beeinflussen des Steuersignals ein Ansteuern der Ventileinrichtung mit anschließendem Umsteuern der Fördereinrichtung veranlasst, sobald diese eine ihrer gewünschten Umsteuerpositionen erreicht. Der Ersatz der bei der bekannten Einrichtung in den Steuerleitungen vorgesehenen Drosselstellen durch ein Zeitglied ermöglicht eine weit wirksamere Beeinflussung des Schaltverhaltens der Ventil-einrichtung. Der Einfluss der Drosselstellen ist, da er vom durch die jeweilige Blende fließenden Volumenstrom abhängig ist, demgegenüber geringer und insbesondere bei schnellen Umschaltzyklen nicht optimal. Der Einsatz eines Zeitgliedes begünstigt demgegenüber ein besonders stabiles Schaltverhalten im Betrieb, einschließlich des sicheren Anlaufverhaltens bei einem Betriebsstopp der Einrichtung, und ermöglicht durch Auslegung des Zeitgliedes auch die Einstellung der gewünschten Taktfrequenz. Dabei liegt die jeweilige Umsteuerposition kurz vor der jeweiligen Endstellung.
- Mit Vorteil ist als Ventileinrichtung ein Wegeventil, vorzugsweise ein 4/2-Wegeventil, vorgesehen, dessen Ventilkolben auf seinen gegenüberliegenden Steuerseiten zum einen vom Pumpendruck der Fördereinrichtung und zum anderen von dem Steuersignal der Betätigungseinrichtung ansteuerbar ist. Mit dem Einsatz eines druckmittelbetätigten Wegeventils vom Schiebertyp lässt sich die für den vorliegenden Anwendungszweck günstige hohe Schaltdynamik realisieren.
- Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Speichereinrichtung aus einem vorzugsweise federbelasteten Kolbenspeicher gebildet. Im Vergleich zu mittels eines Arbeitsgases vorgespannten Speichereinrichtungen ist ein federbelasteter Speicher bei gleicher Speicherkapazität in seiner Baugröße kleiner realisierbar.
- Mit Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass der Kolbenspeicher auf seiner Kolbenseite an eine Steuerleitung für das Steuersignal angeschlossen ist, das über eine Blende oder Drossel an die eine Steuerseite der Ventileinrichtung geführt ist, und dass der Kolbenspeicher auf seiner Federraumseite permanent auf Tankdruck gehalten ist. Die Speicherkennlinie ist bei druckloser Federraumseite so ausschließlich durch die Federkonstante der Vorspannung bestimmt.
- Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist der Ventilkolben der Ventileinrichtung unterschiedlich wirksame Druckflächen für den Steuerdruck des Steuersignals und den Pumpendruck der Fördereinrichtung auf. Dadurch ist zum einen vermieden, dass bei an beiden Stirnseiten des Ventilkolbens gleich hohem herrschendem Steuerdruck sich das Ventil in einer undefinierten Zwischenlage befinden kann. Da die Ventileinrichtung mit gleichem an den Stirnseiten anliegendem Steuerdruck betätigbar ist, vereinfacht sich zum anderen auch die Ansteuerung. Bei an einer Stirnseite des Ventilkolbens permanent anliegendem Pumpendruck braucht die Betätigungseinrichtung zum Umschalten lediglich der anderen Stirnseite ebenfalls den Pumpendruck zur Verfügung zu stellen.
- Mit Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass die Betätigungseinrichtung zum Umsteuern der Fördereinrichtung in einer ihrer Betätigungsstellungen die Steuerleitung für das Steuersignal mit der Ausgangsseite der Fördereinrichtung verbindet und in einer der anderen gegenläufigen Betätigungsstellungen mit dem Tankanschluss verbindet. Bei an der einen Stirnseite des Ventilkolbens permanent anstehendem Pumpendruck ist dadurch für die Ventilbetätigung lediglich eine Steuerleitung erforderlich, die von der Betätigungseinrichtung abwechselnd mit dem Pumpendruck versorgt oder mit dem Tankanschluss verbunden wird.
- Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die Fördereinrichtung eine Pumpeneinheit mit zwei Membranpumpen auf, deren Membrane miteinander mechanisch gekoppelt oder koppelbar sind, wobei deren erste und zweite Arbeitsräume derart angeordnet sind, dass dem Förderhub der einen Membran der Ansaughub der jeweils gekoppelten anderen Membran und umgekehrt entspricht. Dadurch erfolgt die Erzeugung des Versorgungsdrucks im Gegentaktbetrieb und daher entsprechend gleichmäßig. Die Kopplung der Membrane führt ohne zusätzliche Steuerungsmaßnahmen zu synchronem Betrieb.
- Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass die mechanische Kopplung der Membrane derart kraftschlüssig ausgebildet ist, dass eine Volumenvergrößerung des ersten Arbeitsraums der einen Membranpumpe gegen den Kraftschluss ohne Verkleinerung des ersten Arbeitsraums der jeweils anderen Membranpumpe ermöglicht ist. Dadurch sind die Pumpen, wenn sie für Fluide vorgesehen sind, die gefrierbar sind, wie dies bei den wasserbasierten Harnstofflösungen von SCR-Systemen der Fall ist, gegen Beschädigung bei Gefriertemperaturen geschützt, weil die bei einem Gefrieren des in den ersten Arbeitsräumen befindlichen Fluids auftretenden Volumenvergrößerungen durch Bewegungen der jeweiligen Membran kompensierbar sind, weil diese nicht starr miteinander verbunden, sondern kraftschlüssig gekoppelt sind.
- Die Betätigungseinrichtung kann einen ansteuerbaren Betätigungskolben aufweisen, der in einem zuordenbaren Gehäuse längsverfahrbar geführt ist und Fluidanschlüsse aufweist, wie einen Pumpenanschluss, einen Tankanschluss und einen Anschluss für die Steuerleitung zum Führen des Steuersignals. In einer kompakten Baueinheit mit den Membranpumpen zusammengefasst, kann der Betätigungskolben für seine Steuerbewegungen unmittelbar mit einer Membran mechanisch gekoppelt sein.
- Der Kolbenspeicher kann mit seinem Kolbenraum mit der von der Betätigungseinrichtung zu der Ventileinrichtung führenden Steuerleitung an einem Abzweig verbunden sein, der vor der in der Steuerleitung befindlichen Blende oder Drossel gelegen ist. Die durch das so gebildete Zeitglied bewirkte Beeinflussung des Schaltverhaltens bestimmt sich dadurch entsprechend der Auslegung der Blende und der Speicherkennlinie des Kolbenspeichers.
- Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen näher erläutert.
Es zeigen: -
1 teilweise in schematisch vereinfachter Schnittdarstellung und teilweise in Symboldarstellung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung; und -
2 einen in demgegenüber größerem Maßstab gezeichneten Längsschnitt der Ventileinrichtung des Ausführungsbeispiels. - Unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem mittels der Einrichtung die Arbeitseinheit
2 eines SCR-Systems mit einem unter einem vorgebbaren Versorgungsdruck stehenden Fluid, in diesem Fall mit einer wässrigen Harnstofflösung, zu versorgen ist. Die Arbeitseinheit2 weist in der bei SCR-Systemen üblichen Weise eine elektronische Steuereinrichtung (nicht dargestellt) auf, die nach Maßgabe des jeweiligen Betriebszustandes eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) das unter Versorgungsdruck stehende Fluid in dosierten Einspritzmengen einer Einspritzeinrichtung4 zuführt, die das Fluid in den Abgasstrom einleitet. - Zur Druckversorgung der Arbeitseinheit
2 ist eine Fördereinrichtung6 vorgesehen, die eine Pumpeneinheit8 , eine Antriebseinheit10 , eine Ventileinrichtung12 und eine Betätigungseinrichtung14 aufweist. Im Betrieb entnimmt die Pumpeneinheit8 das Fluid aus einem die wässrige Harnstofflösung enthaltenden Vorratstank16 , aus dem das Fluid über eine Saugleitung18 zur Saugseite20 der Pumpeneinheit8 gelangt. Über eine an deren Druckseite22 angeschlossene Druckleitung24 und ein Filter26 gelangt das unter Versorgungsdruck stehende Fluid zum Versorgungsstrang der Arbeitseinheit2 . Diese weist eine Ausgangsleitung28 auf, die über ein auf den gewünschten Versorgungsdruck eingestelltes Druckbegrenzungsventil30 mit dem Tank16 in Verbindung ist. Ein an der Druckleitung24 angeschlossener Drucksensor32 liefert an die (nicht gezeigte) elektronische Steuereinheit ein den Ausgangsdruck der Pumpeneinheit8 darstellendes Signal. - Die Pumpeneinheit
8 ist mittels der Antriebseinheit10 hydraulisch betätigbar. Diese weist eine motorisch antreibbare Hydropumpe34 auf, die Hydraulikflüssigkeit aus einem Tank36 entnimmt. Die Druckseite38 der Hydropumpe34 ist über ein Druckbegrenzungsventil40 zu einer Tankrücklaufleitung42 hin abgesichert, in der sich ein Rücklauffilter44 befindet. Die Druckseite38 der Hydropumpe34 ist über die den Betrieb der Pumpeneinheit8 steuernde Ventileinrichtung12 mit der Pumpeneinheit8 in Verbindung. - Die Pumpeneinheit
8 weist in Übereinstimmung mit der inEP 3 167 192 B1 gezeigten Lösung zwei Membranpumpen mit je einer Membran46 auf, die jede als bewegbares Trennelement einen ersten Arbeitsraum48 von einem zweiten Arbeitsraum50 separieren. Mittels Druckfedern52 und54 sind die Membrane46 gegen eine zwischen ihnen verlaufende Koppelstange56 vorgespannt, so dass die Membrane46 miteinander kraftschlüssig gekoppelt sind. Die ersten Arbeitsräume48 erhalten im Betrieb das zu pumpende Fluid, im vorliegenden Fall also die Harnstofflösung für das SCR-System, während die zweiten Arbeitsräume50 das die Auslenkbewegungen der jeweiligen Membran46 bewirkende Druckmedium erhalten, hier also die von der Antriebseinheit10 zur Verfügung gestellte Druckflüssigkeit. Hierfür ist die Saugseite20 , die über die Saugleitung18 mit dem Vorratstank16 in Verbindung ist, über je ein Saugventil58 mit den ersten Arbeitsräumen48 in Verbindung. Zwischen der Druckseite22 der Pumpeneinheit8 und den Arbeitsräumen48 befindet sich jeweils ein Auslass-Druckventil60 zur Abgabe einer geförderten Menge über die Druckleitung24 . Hin- und hergehende Auslenkbewegungen der Membrane46 , die durch die Anlage an der Koppelstange56 gemeinsam erfolgen, bewirken so einen Saughub der einen Membran46 und gleichzeitig einen Förderhub der anderen Membran46 . Sowohl die Saugventile58 als auch die Druckventile60 sind von ihrer Bauart her Rückschlagventile. - Für die entsprechende Hydraulikbetätigung der Pumpeneinheit
8 sind über die Ventileinrichtung12 abwechselnd die zweiten Arbeitsräume50 der Pumpeneinheit8 mit der Druckseite38 der Hydropumpe34 und mit der Tankrücklaufleitung42 verbindbar. Die Ventileinrichtung12 weist hierfür ein 4/2-Wegeventil62 vom Schieberventiltyp auf. Bei der in1 gezeigten Schaltstellung des Wegeventils62 ist dessen mit der Druckseite38 der Hydropumpe34 verbundener, den Pumpendruck führender DruckanschlussP mit einem Nutzanschluss B in Verbindung, von dem das Druckfluid über eine Leitung64 zum zweiten Arbeitsraum50 der in1 rechts gelegenen Membranpumpe gelangt. Gleichzeitig ist der zweite Arbeitsraum50 der anderen, linksseitig gelegenen Membranpumpe über Leitungsteile66 und68 mit dem anderen NutzanschlussA des Wegeventils62 und über dessen TankanschlussT mit der Tankrücklaufleitung42 in Verbindung. - Entsprechend ergeben sich durch den im zweiten Arbeitsraum
50 der rechtsseitigen Membranpumpe herrschenden Pumpendruck ein Förderhub der Membran46 und ein entsprechender Förderdruck an der Druckseite22 . Gleichzeitig wird über die Koppelstange56 die Membran46 der anderen Membranpumpe derart ausgelenkt, dass für deren ersten Arbeitsraum48 ein Saughub von der Saugseite20 her über das betreffende Saugventil58 erfolgt. Bei der anderen Schaltstellung des Wegeventils62 ist der DruckanschlussP mit dem NutzanschlussA und über die Leitungsteile68 und66 mit dem zweiten Arbeitsraum50 der linksseitigen Membranpumpe in Verbindung, während der zweite Arbeitsraum50 der anderen Membranpumpe über die Leitung64 mit dem Nutzanschluss B und den TankanschlussT des Wegeventils62 und daher mit der Tankrücklaufleitung42 in Verbindung ist. Somit ergibt sich für den ersten Arbeitsraum48 der rechtsseitigen Membranpumpe der Saughub, während bei der linksseitigen Membranpumpe im ersten Arbeitsraum48 der Förderhub stattfindet. - Für das Umschalten des Wegeventils
62 zwischen diesen Schaltstellungen ist es von der Betätigungseinrichtung14 angesteuert. Diese weist ein in2 gesondert dargestelltes 3/2-Wegeventil auf, dessen Ventilgehäuse70 unmittelbar an der Pumpeneinheit8 an der Seite der linksseitig gelegenen Membranpumpe angebracht ist. Mit seinem Ventilschieber72 ist das 3/2-Wegeventil mechanisch mit der Membran46 der zugewandten Membranpumpe verbunden. Da diese Membran46 über die Koppelstange56 mit der Membran46 der anderen Membranpumpe kraftschlüssig gekoppelt ist, verfährt der Ventilschieber72 im Ventilgehäuse70 entsprechend in Auslenkbewegungen der Membrane46 . - Das 3/2-Wegeventil der Betätigungseinrichtung
14 weist einen DruckanschlussP auf, dem der Pumpendruck der Hydropumpe34 über eine Leitung74 zugeführt ist, einen TankanschlussT , der über eine Leitung76 mit der Tankrücklaufleitung42 in Verbindung ist, sowie einen Steuerausgang für die Abgabeeines SteuersignalsY an eine Steuerleitung78 auf. Letztere weist einen Abzweig80 auf, an dem die Steuerleitung78 über eine Drossel82 mit der einen Steuerseite84 des Wegeventils62 in Verbindung ist. Wie2 zeigt, ist die Steuerseite84 durch die freie Stirnseite eines stangenförmigen axialen Fortsatzes87 des Ventilkolbens86 des Wegeventils62 gebildet. Vom Abzweig80 aus setzt sich die Steuerleitung78 mit einem Leitungszweig88 zum Kolbenraum90 eines federbelasteten Kolbenspeichers92 fort. Dieser ist in seinem Federraum94 mittels einer Druckfeder96 federbelastet. Die zweite Steuerseite98 (1 ) des Steuerkolbens86 des Wegeventils62 führt permanent den PumpendruckP . - Wie
2 zeigt, befindet sich im Wegeventil62 im Ringraum100 , der den PumpendruckP führt und den Ventilkolben86 umgibt, eine Stufe102 . Am Ventilkolben86 ergibt sich dadurch an der zweiten Steuerseite98 eine druckwirksame Kolbenfläche, die der von der Stufe102 bewirkten Vergrößerung des Durchmessers des Ringraums100 entspricht, so dass der PumpendruckP den Ventilkolben86 nach rechts vorspannt. Die so gebildete wirksame Kolbenfläche ist geringer als die Kolbenfläche an der anderen Steuerseite84 , der das SteuersignalY über die Drossel82 zuführbar ist, s.2 . Der bei fehlendem SteuersignalY nach rechts bewegte Ventilkolben86 ist dadurch mit Zuführen eines dem TankdruckT entsprechenden SteuersignalsY in die linke Stellung umschaltbar. - Die
1 zeigt das Wegeventil62 in der Stellung, bei der die Pumpeneinheit8 über die Leitung64 mit dem PumpendruckP versorgbar ist, um eine Auslenkbewegung der Membrane46 und damit des Ventilschiebers73 der Betätigungseinrichtung14 zu bewirken. Dadurch verschiebt sich der Ventilschieber73 aus der gezeigten Position und verbindet den DruckanschlussP mit dem Steuerausgang an der Steuerleitung78 , so dass diese den PumpendruckP führt. Über den Abzweig80 lädt der Pumpendruck den Kolbenspeicher92 , dessen Speicherdruck über die Drossel82 an der Steuerseite84 des Wegeventils62 wirksam ist. - Mit der Kombination des Kolbenspeichers
92 und der Drossel82 ist ein Zeitglied gebildet, das den Schaltvorgang durch Erreichen eines an der Steuerseite84 wirksamen Steuerdrucks bestimmt, bei dem das Wegeventil62 gegen die permanente Vorspannung durch den SteuerdruckP umschaltet. Über die Leitungszweige66 ,68 , über die bei der Membranauslenkung nach links das Fluid zur Tankrücklaufleitung42 hin abgeflossen ist, gelangt nach dem Umschaltvorgang der PumpendruckP zur Pumpeneinheit8 und lenkt die Membrane46 nach rechts aus. Der Schieber72 der Betätigungseinrichtung14 verbindet den SteuerausgangY mit dem TankanschlussT , der über die Leitung76 zur Tankrücklaufleitung42 führt. Der wiederum vom Kolbenspeicher92 beeinflusste Druckabfall in der Steuerleitung78 bewirkt den wiederum vom Zeitglied beeinflussten Umschaltvorgang des Wegeventils62 . Die Taktfrequenz der Umschaltvorgänge ist durch die Auslegung des mit dem Kolbenspeicher92 gebildeten Zeitgliedes vorgebbar. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- EP 3167192 B1 [0002, 0020]
Claims (10)
- Vorrichtung zum Bereitstellen eines unter einem vorgebbaren Druck stehenden Fluids für die Druckversorgung eines Abnehmers, wie einer Arbeitseinheit (2) eines SCR-Systems zur Abgasbehandlung von Verbrennungsmotoren, mit mindestens einer das betreffende Fluid aus einem Fluidvorrat (16) entnehmenden und dem Abnehmer zuführenden Fördereinrichtung (6) und mit einer zum Ansteuern der Fördereinrichtung (6) vorgesehenen Ventileinrichtung (12), die von einer Betätigungseinrichtung (14) ein Steuersignal (Y) zum Umsteuern der Fördereinrichtung (6) in gegenläufige Pump- und Ansaugrichtungen erhält, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitglied vorgesehen ist, das eine Speichereinrichtung (92) aufweist und das durch Beeinflussen des Steuersignals (Y) ein Ansteuern der Ventileinrichtung (12) mit anschließendem Umsteuern der Fördereinrichtung (6) veranlasst, sobald diese eine ihrer gewünschten Umsteuerpositionen erreicht.
- Vorrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (12) ein Wegeventil, vorzugsweise ein 4/2-Wegeventil (62), ist, dessen Ventilkolben (86) auf seinen gegenüberliegenden Steuerseiten (84, 98) zum einen vom Pumpendruck (P) der Fördereinrichtung (6) und zum anderen von dem Steuersignal (Y) der Betätigungseinrichtung (14) ansteuerbar ist. - Vorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung aus einem vorzugsweise federbelasteten Kolbenspeicher (92) gebildet ist. - Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenspeicher (92) auf seiner Kolbenseite (90) an eine Steuerleitung (78) für das Steuersignal (Y) angeschlossen ist, das über eine Blende oder Drossel (82) an die eine Steuerseite (84) der Ventileinrichtung (62) geführt ist, und dass er auf seiner Federraumseite (94) permanent auf Tankdruck gehalten ist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (86) der Ventileinrichtung (62) unterschiedlich wirksame Druckflächen (102) für den Steuerdruck des Steuersignals (Y) und den Pumpendruck (P) der Fördereinrichtung (6) aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (14) zum Umsteuern der Fördereinrichtung (6) in einer ihrer Betätigungsstellungen die Steuerleitung (78) für das Steuersignal (Y) mit der Ausgangsseite (22) der Fördereinrichtung (6) verbindet und in einer der anderen gegenläufigen Betätigungsstellungen mit dem Tankanschluss (T) verbindet.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (6) eine Pumpeneinheit (8) mit zwei Membranpumpen aufweist, deren Membrane (46) miteinander mechanisch gekoppelt oder koppelbar sind, und deren erste (48) und zweite Arbeitsräume (50) derart angeordnet sind, dass dem Förderhub der einen Membran (46) der Ansaughub der jeweils gekoppelten anderen Membran (46) und umgekehrt entspricht.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung der Membrane (46) derart kraftschlüssig ausgebildet ist, dass eine Volumenvergrößerung des ersten Arbeitsraums (48) der einen Membranpumpe gegen den Kraftschluss ohne Verkleinerung des ersten Arbeitsraums (48) der jeweils anderen Membranpumpe ermöglicht ist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (14) einen ansteuerbaren Betätigungskolben (72) aufweist, der in einem zuordenbaren Gehäuse (70) längsverfahrbar geführt ist und Fluidanschlüsse aufweist, wie einen Pumpenanschluss (P), einen Tankanschluss (T) und einen Anschluss für die Steuerleitung (78) zum Führen des Steuersignals (Y).
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Betätigungseinrichtung (14) zu der Ventileinrichtung (12) führende Steuerleitung (78) vor der Blende oder der Drossel (82) einen Abzweig (80) aufweist, der zum Kolbenraum (90) des Kolbenspeichers (92) führt.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022156979A1 (de) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Hydac Fluidtechnik Gmbh | Pumpenvorrichtung |
EP4080047A1 (de) | 2021-04-22 | 2022-10-26 | Hydac Fluidtechnik GmbH | Pumpenvorrichtung |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE546817C (de) * | 1928-08-14 | 1932-03-17 | Elek Sche Unternehmungen Ludw | Regelung der Stillstandsdauer in den Hubenden hydraulisch hin und her bewegter Werkschlitten, insonderheit an Schleifmaschinen |
DE3227452A1 (de) * | 1981-08-03 | 1983-02-17 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Steuer- und regeleinrichtung fuer eine einstellbare hydrostatische einheit |
DE3710080C1 (de) * | 1987-03-27 | 1988-07-28 | Daimler Benz Ag | Selbsttaetige Schaltvorrichtung eines Planetenraeder-Gangwechselgetriebes mit Mitteln zum Sperren des Einrueckens einer Rueckwaerts-Kupplung und/oder -Bremse |
DE4141108A1 (de) * | 1991-12-13 | 1993-06-17 | Putzmeister Maschf | Einrichtung zur regelung des ausgangsdruckes einer verstellpumpe |
DE10251821B3 (de) * | 2002-11-07 | 2004-04-15 | HK Präzisionstechnik GmbH | Hydraulisches Zeitglied |
DE102013014283A1 (de) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Hydac Filtertechnik Gmbh | Vorrichtung zur Vermeidung von Geschwindigkeitssprüngen |
EP3167192B1 (de) | 2014-07-08 | 2018-04-25 | Hydac Electronic GmbH | Einrichtung zur bereitstellung von unter einem vorgebbaren druck stehenden fluiden |
DE102017211998A1 (de) * | 2017-07-13 | 2019-01-17 | Robert Bosch Gmbh | Einspritzeinrichtung für ein Abgasnachbehandlungssystem, Abgasnachbehandlungssystem |
-
2019
- 2019-01-23 DE DE102019000488.4A patent/DE102019000488B4/de active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE546817C (de) * | 1928-08-14 | 1932-03-17 | Elek Sche Unternehmungen Ludw | Regelung der Stillstandsdauer in den Hubenden hydraulisch hin und her bewegter Werkschlitten, insonderheit an Schleifmaschinen |
DE3227452A1 (de) * | 1981-08-03 | 1983-02-17 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Steuer- und regeleinrichtung fuer eine einstellbare hydrostatische einheit |
DE3710080C1 (de) * | 1987-03-27 | 1988-07-28 | Daimler Benz Ag | Selbsttaetige Schaltvorrichtung eines Planetenraeder-Gangwechselgetriebes mit Mitteln zum Sperren des Einrueckens einer Rueckwaerts-Kupplung und/oder -Bremse |
DE4141108A1 (de) * | 1991-12-13 | 1993-06-17 | Putzmeister Maschf | Einrichtung zur regelung des ausgangsdruckes einer verstellpumpe |
DE10251821B3 (de) * | 2002-11-07 | 2004-04-15 | HK Präzisionstechnik GmbH | Hydraulisches Zeitglied |
DE102013014283A1 (de) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Hydac Filtertechnik Gmbh | Vorrichtung zur Vermeidung von Geschwindigkeitssprüngen |
EP3167192B1 (de) | 2014-07-08 | 2018-04-25 | Hydac Electronic GmbH | Einrichtung zur bereitstellung von unter einem vorgebbaren druck stehenden fluiden |
DE102017211998A1 (de) * | 2017-07-13 | 2019-01-17 | Robert Bosch Gmbh | Einspritzeinrichtung für ein Abgasnachbehandlungssystem, Abgasnachbehandlungssystem |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022156979A1 (de) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Hydac Fluidtechnik Gmbh | Pumpenvorrichtung |
DE102021000327A1 (de) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Hydac Fluidtechnik Gmbh | Pumpenvorrichtung |
EP4080047A1 (de) | 2021-04-22 | 2022-10-26 | Hydac Fluidtechnik GmbH | Pumpenvorrichtung |
DE102021002116A1 (de) | 2021-04-22 | 2022-10-27 | Hydac Fluidtechnik Gmbh | Pumpenvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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