DE2422917A1

DE2422917A1 - Hydraulikanlage

Info

Publication number: DE2422917A1
Application number: DE2422917A
Authority: DE
Inventors: Ivor Fenne
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1973-05-12
Filing date: 1974-05-11
Publication date: 1974-12-05
Also published as: JPS5014930A; US3941282A; GB1475282A; IT1011419B; FR2228944A1; FR2228944B1

Description

COHATJSZ & FLORACK

PAl E N T AN WALT S BÜRO c\ ι λολ-| π

4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 97 ώ 4 Z /. J I /

PATENTANWÄLTE: Dipl.-lng. W. COHAUSZ · Dipl.-lng. W. FLORACK · Dipl.-lng. R. KNAUF · Dr.-lng., Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER

C*A.Y* Limited

Well Street

GB-Birmingham 10. Hai 1974

Hydraulikanlage

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Anlage in einfacher und zweckmäßiger Form vorzusehen.

Eine Anlage gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein elektrisch gesteuertes Antriebselement, das zum Einleiten der Zuleitung von Flüssigkeit in !Punktion setzbar ist, ein bewegliches Glied, dessen Bewegung die zugeleitete ITiissigkeitsmenge wiedergibt, eund eine Gießvorrichtung zum Messen der Bewegung des Glieds, die ein Steuersignal liefert, das zum Bewirken einer .änderung im Zustand des Antriebselements eingerichtet ist.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der schematisch eine Kraftstoffeinspritzanlage für einen Brennkraftmotor gezeigt ist.

Gemäß der Zeichnung ist ein Motor 10 vorgesehen, von dem einer der Brennräume mit Kraftstoff mittels einer Einspritzdüse 11 versorgt wird. Die Einspritzdüse weist ein Differenzventil 12 mit einer Mittelpartie größeren Durchmessers als die Endpartien auf. Das Yentil ist durch eine Schraubendruckfeder 13 in eine Sichtung gespannt, und das entfernt liegende Ende des Yentilglieds hat eine solche Form, daß es mit einem Sitz zusammenwirkt, derart, daß der Durchfluß von Kraftstoff durch Öffnungen 14 in den genannten Brennraum reguliert wird. Das andere Ende des Yentils bildet einen Kolben 15, der in einem Zylinder sitzt, und der die 28 161

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die I'^:eder 1J umgebende nauni steht mit einem Abfluß in Verbindung.

Ferner ist ein Yentil 16 vorgesehen, das einen Kolben 17 und ein Regelventilglied 18 3,ufweist. Das Regelventilglied 18 ist mit einer Verlängerung verseilen, oie sich gegen das Kolbenglied 17 legt. Das Kolbenglied 17 hat eine abgestufte Peripherie, wobei die breitere Partie mit der Verlängerung in Kontakt steht, während die schmalere Partie in einem Zylinder 19 sitzt, der mit dem Zylinder in Verbindung steht, welcher den Kolben I5 enthält. Das Eegelventilg-lied 16 hat eine solche lOna, daß es mit einem Sitz zusammenwirkt, um den Durchfluß von Kraftstoff durch einen Kanal 20 zu regulieren, der mit dem Sude des Zylinders in Verbindung steht, ds,s das Venitilglied 12 enthält, und zwar abgewandt von der Jeder I3. Ferner steht das Ziide des Zylinders 19 mit einem Raum in Verbindung, der ein Ende des liegelventilglieds 18 umgibt, das von dem Eolbenglied I7 entfernt liegt. Dieser Raum ist zusätzlich in Verbindung mit einen Snde eines Zylinders 21.

Iier Zylinder 21 enthält ein kolbenartiges Glied 22, das von dem einen Snde des Zylinders 21 durch eine leichte Schraubendruckfeder 23 weggespannt ist. Das andere 3nde des Zylinders 21 steht mit einem Speicher 24 in Verbindung, in dem Kraftstoff unter Druck gespeichert wird, wobei der Kraftstoff von einer Pumpe 25 zugeleitet wird, die zweckmäßigerweise vom Motor 10 angetrieben wird.

Ferner ist ein Servoventil 26 vorgesehen, das ein federgespanntes Ventilglied 27 aufweist. In der dargestellten Position ermöglicht das Ventilglied 27 eine Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Enden des Zylinders 21, aber wenn es sich in seiner Alternativposition befindet, wird eine solche Verbindung unterbrochen, was noch zu beschrieben sein wird. Darüber hinaus ist das Ventilglied mit einer Nut versehen, die in der dargestellten Position mit dem Kanal 20 in Verbindung steht, und dadurch wird der Kanal mit einem Snde eines Zylinders 28 in Verbindung gesetzt, der ein Saitlastungsventilelement 2J enthält, das federgespannt ist. In der Alternativposition wird die Verbindung mit dem Kanal 2o unterbrochen, und der Zylinder 28 wird in Verbindung mit einem Abfluß ge-

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setzt.

Bas Ende des Yentilglieds 27, das von der Feder entfernt liegt, wird einem Mediumdruck ausgesetzt, der durch ein elektrisch gesteuertes Antriebselement 30 entwickelt wird. Im vorliegenden Auεführungsbeispiel besteht es aus einem Stapel piezoelektrischer Kristalle 3I > cLie einen Kolben 32 antreiben, der in einem geeigneten Zylinder enthalten ist. Der genannte Zylinder steht mit der Eohrung in Verbindung, die das Ventilglied 27 enthält, und ferner auch mit dem Kaum zwischen dem Kolbenglied 17 und dem Regelventilelement 18. Ferner ist das Ventilglied 27 mit einem Kanal 33 versehen, der in der dargestellten Position mit einer Quelle flüssigen Kraftstoffs über ein Rückschlagventil 34 in Verbindung steht.

Dem Stapel piezoelektrischer Kristalle 3I wird elektrische Energie über eine Steuerschaltung zugeleitet, die bei 35 gezeigt ist. Diese Steuerschaltung empfängt Signale, die die Position des Motors wiedergeben, und ferner auch ein Signal von einer Meßspule 36, die ein Signal liefert, das die Position des Glieds 22 wiedergibt.

Es folgt nun eine Beschreibung der-Arbeitsweise der Anlage. Wie in der Zeichnung dargestellt, haben die verschiedenen Teile der Anlage die Position eingenommen, die zwischen Einspritzungen von Kraftstoff in den Motor erreicht werden. Wenn das System Kraftstoff in den Motor einspritzen soll, wird von der Steuerschaltung 55 ein Signal geliefert, das eine Ausdehnung der piezoelektrischen Kristalle 3I bewirkt. Als Folge dieser Ausdehnung wandert der Kolben 32 nach oben, wie in der Zeichnung dargestellt ist, und damit wird das Medium unter Druck gesetzt, das im Zylinder enthalten ist, der den Kolben 32 enthält. Der Druck wird auf das Ventilglied 27 ausgeübt, und er bewegt es gegen die Wirkung der Feder in seine Alternativposition. In dieser Position wird die Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Enden des Zylinders 21 unterbrochen, und die Verbindung zwischen dem Kanal 20 und dem. Zylinder 298 wird enbenfalls unterbrochen, wobei der letztere jedoch mit dem Abfluß in Verbindung gesetzt wird, so daß das Ventilglied 29 unter der Wirkung seiner Feder bewegt wird.

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Der Druck des Mediums, der vom Kolben 32 entwickelt wird, wird auch zwischen dem Kolbenglied 17 und dem Regelventilglied 18 wirksam. Die Ausübung eines solchen Drucks führt zu einer axialen Bewegung des Kolbenglieds 17»und deas Regelventilglied 18 folgt mit dem Ergebnis, daß der Kanal 20zam Ende des Zylinders 21 offen wird. Wenn das geschieht, bewegt Kraftstoff vom Speicher das Glied 22 gegen die Wirkung seiner Feder, und Kraftstoff wird aus dem einen Ende des Zylinders 21 verdrängt und wird zum Beaufschlagen des Endes des Ventilglieds 12 führen, das von der Jeder 1J entfernt liegt. Ils Folge dieses Drucks hebt sich das Yentilglied 12 von seinem Sitz weg, und der Durchfluß von Kraftstoff durch die Öffnungen I4 in den Brennraum des zugehörigen Motors erfolgt. Der Drachfluß von Kraftstoff setzt sich fort, bis das Glied 22 um ein bestimmtes Maß gewandert ist, und daraufhin nimmt das Signa,!, das/der/von Spule 36 der Steuerschaltung 35 zugeleitet wird, die elektrische Energie vom Stapel piezoelektrischer Kristalle 31 weg. Wenn das geschieht, fällt der Kraftstoffdruck zwischen dem Kolbenglied I7 und dem iJteuerventilglied 13, und diese beiden Bauteile bewegen sich unter der Wirkung des Speicherdrucks, der auf das Kolbenglied I7 ausgeübt wird, um danit den Durchfluß von Kraftstoff durch den Kanal i.C zu unterbrechen. lsi wesentlichen zur gleichen Zeit bewegt sich dps Ventilglieö. 27 unter der Wirkung seiner Feder, UQ den Kanal 20 mit dem ylinäer 28 in Verbindung zu setzen. Der Zylinder 28 kann sich in seinen Yoluiaen vergrößern, und zwar auf Grund der Bewegung des Ventilglieds 29, und damit eo&lgt eine schnelle Verringerung im Druck im Kanal 20 und auch im Raum, der das schmalere Ende des Yentilglieds Λί umgibt, welches von der Feder entfernt liegt. Der den Kolben I5 beaufschlagende ßpeicherdruck bewirkt damit ein schnelles Schließen des Yentilglieds 12. Darüber hinaus werden die gegenüberliegenden Enden des Zylinders 21 miteinander in Verbindung gesetzt, so daß das Glied 22 in die dargestellte Position unter der Wirkung der Feder 23 zurückkehrt. Schließlich wird eventuelles Medium, das aus dem zylinder, der den Kolben 32 enthält, und aus den anderen Zylindern oder Bohrungen, die damit in Verbindung stehen, entwichen ist, durch das Rückschlagventil 34 hindurch ersetzt.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1. Hydraulikanlage, gekennzeichnet durch ein elektrische gesteuertes Antriebselement, das zum Einleiten der Zuleitung von Flüssigkeit in Funktion setzbar ist, ein bewegliches Glied, dessen Bewegung die zugeleitete Flüssigkeitsmenge wiedergibt, und eine Meßvorrichtung zum Messen der Bewegung des Glieds, die ein Steuersignal liefert, das zum Bewirken einer Änderung im Zutand des Antriebselements eingerichtet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Regelventilglied, das auf die Betätigung des Antriebselements zum Bewirken einer Zuleitung von Flüssigkeit anspricht.

J. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Zylinder, in dem das bewegliche Glied sitzt, und eine Regelventil, das auf die Funktion des Antriebselements zum Isolieren der gegenüberliegenden Enden des Zylinders anspricht, wenn Flüssigkeit zuzuleiten ist.

4· Anlage nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Zylinders mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeitsquelle in Verbindung steht und das bewegliche Glied in Richtung auf das andere Unde des Zylinders bewegbar ist, wenn das Antriebselement in Funktion gesetzt wird, wobei die Bewegung des beweglichen Glieds zu einer Verdrängung von Flüssigkeit aus dem anderen Ende des Zylinders über das Regelventil zu einem Auslaß führt.

5· Anlage nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement einen Kolben aufweist, der zum Erzeugen eines Mediumdrucks in Funktion setzbar ist, wenn das Antriebselement betätigt wird, wobei der Mediumdruck eine Betätigung des. Regelventils zum Isolieren der Enden des Zylinders bewirkt, wobei das System ein Kolbenglied zum Halten des Regelventilglieds in einer Position zum Verhindern eines Durchflusses von Flüssigkeit durch den Auslaß ^aufweist und das Kolbenglied durch den Mediumdruck so bewegbar ist, daß ein Bewegen des "Regelventilglieds zum Ermöglichen eines Mediumdurchflusses durch den Auslaß ermöglicht wird.

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6. Anlage nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet,daeß das Kolbenglied durch den Druck von Flüssigkeit an dem anderen Ende des Zylinders beaufschlagt wird, wobei die von dem Flüssigkeitsdruck entwickelte Kraft für eine Bewegung des Kolbenglieds sorgt.

7· Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenglied ein schmaleres Ende hat, das dem Druck an dem anderen ]3nde des Zylinders ausgesetzt wird, und ein breiteres Zünde aufweist, das durch den Hediumdruck beauischlagbar ist, wobei aas Kolbenglied an dem Hegelventilglied angreift und die Seite des IColbenglieds mit den liediumdruck beaufschlagt wird, die suo. ILegelventilglied hingerichtet ist.

8. Anlage nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflache des ITolbenglieds, die von de;a Druck an dem anderen Ende des Zylinders beaufschlagt wird, größer als die des Hegelventilglieds ist, die von dem gleichen Druck beaufschlagt wird.

9. Anlage nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Glied durch ?edenaittel in Richtung auf das eine Ende des Zylinders gespannt ist, derart, daß dann, wenn dale gegenüberliegenden Enden des Zylinders in Verbindung miteinander gesetzt werden, das bewegliche Glied zu dem einen Ende des Zylinders zurückkehrt.

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10. Anlage nach Anspruch 9> gekennzeichnet durch Mittel zum Auffüllen des Zylinders iait lledium, der den Kolben enthält.

11. Anlage nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebseleiaent einen Stapel piezoelektrischer Kristalle aufweist, und daß die Anlage eine Steter schaltung hat, die zum Erregen der Kristalle dient und das Steuersignal zum Entregen der Kristalle empfängt, wenn die erforderliche Menge an Kedium zugeleitet worden ist.

12. Anlage nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Mittel zur Iieferung eines weiteren Steuersignals an die Steuerschaltung, wenn eine Zuleitung von Flüssigkeit in die Wege geleitet werden soll.

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13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkeit squelle einen Speicher aufweist, der flüssigen Kraftstoff unter hohem Druck enthält, wobei der Auslaß mit dem Kraftstoffeinalß einer Kraftstoffeinspritzdüse eines Brennkraftmotors in Verbindung steht.

14. Anlage nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch in !Funktion setzbare Mittel zum Mindern des Drucks von Kraftstoff an dem Auslaß darm, wenn der Stapel Kristalle entregt ist.

15· Anlage nach Anspruch I4» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen Zylinder aufweisen, der einen federgespannten Kolben enthalten, wobei der Zylinder dann mit dem Auslad in Verbindung gesetzt wird, wenn der Stapel Kristalle entregt ist.

16. Anlage nach Anspruch I5» dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung eine Wicklung hat, die den Zylinder umgbit, der das bewegliche Glied enthält,

17· Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzdüse ein Ventilelement aufweist, das mit einem Sitz zum Verhindern eines Durchflusses von Kraftstoff durch eine Sprühöffnung zusammenwirkt, wobei das Ventilelement mittels unter Druck stehendem Kraftstoff von dem Auslaß von dem Sitz abgehoben wird und durch Federmittel in Kontakt mit dem Sitz gespannt ist.

18. Anlage nach Anspruch I7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement eine Fläche bildet, die durch den Druck von Kraftstoff an dem anderen Ende des Zylinders beaufschlagbar ist, wobei die an dem Ventilelement durch den Druck von Kraftstoff entwickelte Kraft zur Unterstützung der Wirkung der Federmittel wirkt.

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