DE3402448A1

DE3402448A1 - Einrichtung zur foerderung eines hydraulischen arbeitsmittels

Info

Publication number: DE3402448A1
Application number: DE19843402448
Authority: DE
Inventors: Ernst-August Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Honig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-01-25
Publication date: 1985-07-25

Description

3180 Wolfsburg
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K 5537/1702pt-we-ka

Einrichtung zur Förderung eines hydraulischen Arbeitsmittels

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Förderung eines hydraulischen Arbeitsmittels gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs

Aus der DE-OS 31 37 001 ist eine derartige Fördereinrichtung bekannt, bei der die Mengenregulierung in der Weise herbeigeführt wird, daß einzelne der Pumpenstufen druck- oder nutzfördermengenabhängig ab- oder zugeschaltet werden. Die Abschaltung der einzelnen Pumpenstufen erfolgt dabei in der Weise, daß jeweils ihre Druck- und Saugseiten miteinander verbunden werden, so daß letztlich diese Pumpenstufen leer mitlaufen.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß bei einem derartigen Drucklos-Schalten einzelner Pumpenstufen zwar der Leistungsbedarf dieser Pumpenstufen reduziert wird, jedoch ein stark unterschiedlicher Beanspruchungsgrad der einzelnen Förderstufen auftritt, besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, eine Fördereinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs genannten Art zu schaffen, bei der eine Fördermengenregulierung ohne eine derartige unterschiedliche Verteilung der Beanspruchung auftritt.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also die Mengenregulierung durch Umschaltung der Förderstufen von einer Parallelschaltung in eine Reihenschaltung bewirkt, wodurch die einzelnen Förderstufen weiterhin im Einsatz bleiben, der Leistungsbedarf jedoch,'insbesondere bei höheren Dreh-

zahlen, unter Beibehaltung etwa gleichmäßiger Auslastung der Pumpenstufen reduziert wird.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel in teils schematischer Darstellungsweise gezeigt, das im folgenden näher erläutert wird. In der Zeichnung ist mit 1 eine beispielsweise aus zwei Förderstufen 1a und 1b bestehende Förderpumpe bezeichnet, die als Zahnradpumpe aus drei miteinander im Eingriff befindlichen Zahnrädern 5» 6, 7 besteht, von denen das mittlere Zahnrad 6 von einem hier nicht weiter gezeigten Antriebsmotor, beispielsweise einer in einem Kraftfahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine, angetrieben wird und beiden Förderstufen 1a und 1b zugeordnet ist. Die Pumpe dient dabei zur Förderung eines hydraulischen Arbeitsmittels, beispielsweise für die Versorgung der hydraulischen Steuerung eines automatischen Fahrzeuggetriebes.

Mit 2 ist eine Steuereinrichtung angegeben, die zum Zwecke der Mengenregulierung die Umsteuerung der einzelnen Förderstufen bewirkt.

Der Saugraum 8a der ersten Förderstufe 1a ist über eine Saugleitung 4 an einen Arbeitsmittelvorratsbehälter 3a angeschlossen, während der Druckraum $a, dieser ersten Förderstufe 1a über eine Druckleitung 25 mit einem an der Steuereinrichtung 2 vorgesehenen Anschluß 26 verbunden ist. Der Saugraum 8b der zweiten Förderstufe 1b der Pumpe 1 erhält das Arbeitsmittel über eine Leitung 32 von einem Anschluß 29 der Steuereinrichtung und der Druckraum 9b dieser zweiten Förderstufe ist mit einer zu den hier nicht gezeigten Verbrauchern führenden Druckleitung 10 verbunden. An diese Druckleitung 10 ist eine zweite Leitung 28 angeschlossen, die zu einem an dem Gehäuse der Steuereinrichtung 2 vorgesehenen Anschluß 27 führt.

Die Steuereinrichtung 2 weist nun einen mit fünf Steuerbünden 15 bis sowie zwischen diesen Steuerbünden liegenden Kolbenabsätzen 20 bis 23 versehenen Steuerkolben 11 auf, der an seiner rechten Stirnseite von

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einer in einem Feuerraum 13 angeordneten Feder 12 belastet ist. Der Federräum 13 ist über einen Druckmittelauslaß 14 an Atmosphärendruckniveau angeschlossen. Der Feder entgegen wirkt ein in einem Druckbeaufschlagungsraum 24 herrschender Druck, der über eine Druckleitung 36 zugeführt wird und im wesentlichen motordrehzahlabhängig ist. Gegebenenfalls könnte auch ein fahrgeschwindigkeitsabhängiger Druck zur Steuerung der Steuereinrichtung verwendet werden.

Yon den Steuerbünden des Steuerkolbens 11 dient ein erster Steuerbund 15 zur Steuerung des mit dem Druckraum 9a der ersten Pumpenförderstufe 1a verbundenen Anschlusses 26, während ein zweiter Kolbenbund 16 die Steuerung des mit der Saugseite 8b der zweiten Förderstufe 1b verbundenen Anschlusses 29 übernimmt. Motordrehzahlabhängig nimmt dabei der Steuerkolben im wesentlichen zwei Stellungen ein, wobei eine erste Stellung Motordrehzahlen unterhalb eines vorgegebenen, durch die Rückstellfeder 12 festgelegten Wertes zugeordnet ist, während die zweite Stellung zu Motordrehzahlen oberhalb der vorgegebenen Grenze gehört. Während in der ersten Stellung der Steuerkolben 11 durch die Rückstellfeder 12 bis zum Anschlag des in der Zeichnung linken endseitigen Kolbenbundes 17 an der Gehäusewand verstellt ist, wird in der zweiten Stellung der Steuerkolben 11 von dem dann überwiegenden motordrehzahlabhängigen Druck des Druckbeaufschlagungsraumes 24 in der Zeichnung nach rechts bis zum Anschlag des Stopfens 19a des rechten Kolbenbundes I9 am Gehäuse verstellt. Die in der Zeichnung gezeigte mittlere Stellung ist dagegen eine instabile Stellung, die, wenn überhaupt, dann nur kurzzeitig vorhanden ist.

In der ersten Stellung des Steuerkolbens 11 wird nun der Anschluß 26 über den zwischen dem ersten Kolbenbund 15 und einem mittleren Kolbenbund 18 vorgesehenen Kolbenabsatz 21 mit dem über die Leitung 28 zu der Druckleitung 10 führenden Anschluß 27 und gleichzeitig der mit der Saugseite 8b der zweiten Förderstufe 1b verbundene Anschluß 29 über den Kolbenabsatz 23 mit einem Anschluß 30 verbunden, der über eine Leitung 31 zu dem Arbeitsmittelvorratsbehälter 3b führt. Dieser Arbeitsmittelvorrat sbehält er 3b kann gesondert von dem Arbeitsmittelvorratsbehälter 3a angeordnet oder auch identisch mit diesem sein.

In dieser ersten Stellung "bei kleinen Drehzahlen des Antriebsmotor werden also die beiden Förderstufen 1a und 1b der Förderpumpe 1 parallel geschaltet, indem beide Saugseiten 8a und 8b Arbeitsmittel aus Arbeitsmittelvorratsbehältern 5a und yo ansaugen und dieses dann in eine gemeinsame Druckleitung 10 fördern, von wo aus es den Arbeitsmittelverbrauchern zugeführt wird. Durch diese Parallelschaltung der beiden Förderstufen der Förderpumpe ergibt sich also bereits bei niedrigen Drehzahlen des Antriebsmotors durch Addition der Fördermengen der beiden Stufen eine ausreichend große Fördermenge. Diese Fördermenge würde nun aber bei hohen Motordrehzahlen zu. groß werden können, so daß dann die Überschußmenge ungenutzt abgeleitet werden müßte.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird von einer vorgegebenen Auslegungsdrehzahl des Antriebsmotors ab die Parallelschaltung der beiden Förderstufen der Pumpe in einer Reihenschaltung umgewandelt, so daß die Fördermenge bei etwa gleichbleibendem Förderdruck und damit auch die Antriebsleistung halbiert wird. Bei einer passenden Motordrehzahl schaltet daher der in dem Druckbeaufschlagungsraum 24 herrschende motordrehzahlabhängige Druck den Steuerkolben 11 in die zweite Stellung um, in der der mit der Druckseite 9a der ersten Förderstufe verbundene Anschluß 2β über den Kolbenabsatz 20 zwischen den Kolbenbünden 15 und I7 mit einem Anschluß 33 verbunden ist. Von diesem Anschluß 33 geht eine Yerbindungsleitung 35 ab, die zu einem zweiten Anschluß 34 an cLeni Gehäuse der Steuereinrichtung führt. Dieser zweite Anschluß 34 cLe^ Verbindungsleitung 35 liegt dem mit der Saugseite 8b der zweiten Förderstufe 1b verbundenen Anschluß 29 benachbart, und zwar auf der dem Saugleitungsanschluß 30 abgewandten Seite des zweiten Kolbenbundes 16. Bei der Verstellung des Steuerkolbens 11 in die zweite Endstellung wird daher über den Kolbenabsatz 22 zwischen dem zweiten Kolbenbund 16 und dem mittleren Kolbenbund 18 eine Verbindung zwischen diesem Verbindungsleitungsanschluß 34 ¹¹¹¹CL dem zu der Saugseite 8b der zweiten Förderstufe 1b führenden Anschluß 29 hergestellt, so daß die beiden Förderstufen der Pumpe 1 in Reihe hintereinander geschaltet sind.

Anstelle der Beaufschlagung des Steuerkolbens 11 mit dem über die Druckleitung 36 zugeführten motordrehzahlabhängigen Druck, die zu einer ge-

wissen Proportionalverstellung des Steuerkolbens führt, könnte der Steuerkolben auch mit einem Druck "beaufschlagt werden, der von einem Steuerventil in Abhängigkeit von bestimmten charakteristischen Zustandsgrößen steuerbar ist. Dabei kann dieser Steuerdruck bis zum Erreichen einer vorgegebenen Grenze der Zustandsgröße Atmosphärendruck, danach ein Druck von konstanter Höhe sein, die ausreicht, den Steuerkolben 11 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 12 in die zweite Stellung zu verstellen. Als Zustandsgrößen könnten hier die Drehzahl des Antriebsmotors die Temperatur und/oder der Druck des Arbeitsmittels oder dergleichen herangezogen werden. In dem letzteren Fall würde die Steuereinrichtung 2 auch eine Sicherheitsfunktion ausüben, indem sie bei Abfall des Druckmitteldruckes in der Leitung 10, beispielsweise infolge einer Undichtigkeit, eine Rückschaltung der Pumpen-Förderstufen von der Reihen- zur Parallelschaltung auch dann ausführen könnte, wenn die Motordrehzahl an sich oberhalb des Umsehaltpunktes liegt.

- Leerseite -

Claims

3180 Wolfsburg 3537/17O2pt-we-ka ANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Förderung eines hydraulischen Arbeitsmittels mit einer aus wenigstens zwei gleichartigen Förderstufen bestehenden, von einem Antriebsmotor mit wechselnder Drehzahl angetriebenen Pumpe und mit einer auf die einzelnen Förderstufen im Sinne einer Mengenregulierung einwirkenden Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (2) in Abhängigkeit von charakteristischen Zustandsgrößen zwischen einer die Förderstufen (la, 1b) der Pumpe (1) parallel zueinander und einer die Förderstufen in Reihe hinter-

. einander schaltenden Stellung verstellbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (2) einen entgegen einer Rückstellfeder (12) von einem in Abhängigkeit von der Zustandsgröße stehenden Steuerdruck beaufschlagbaren Steuerkolben (11) aufweist, der in einer ersten Stellung die beiden Förderstufen (la, 1b) der Pumpe (1) parallel zueinander und in einer zweiten Stellung die beiden Förderstufen in Reihe hintereinander schaltet.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (11) einen mit der Druckseite (9a) der ersten Förderstufe (1a) verbundenen Anschluß (25, 26) in der ersten Stellung mit einem mit der Druckseite (9"b) der zweiten Förderstufe (ib) verbundenen Anschluß (27, 28) und in der zweiten Stellung mit einem mit der Saugseite (8b) der zweiten Förderstufe (ib) verbundenen Anschluß (29,32) verbindet, wobei in der ersten Stellung gleichzeitig der mit der

m-iufrijo ι Uj (fib) ii.(jr '/weiten IVordorntuf e (ib) verbundene Anschluß (29, 32) mit einem mit einem Druckmittelvorratsbehälter (3b) verbundenen Anschluß (30, 31) verbunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (11) einen dem mit der Druckseite (9a) der ersten !Förderstufe (la) verbundenen Anschluß (25> 26) zugeordneten ersten Kolbenbund

(15) sowie einen dem mit der Saugseite (8b) der zweiten Förderstufe (1b) verbundenen Anschluß (29» 32) zugeordneten zweiten Kolbenbund

(16) aufweist, und daß in der zweiten Stellung des Steuerkolbens der erste Kolbenbund (15) den mit der Druckseite (9a) der ersten Förderstufe (la) verbundenen Anschluß (25, 26) mit einem ersten Ende (33) einer Yerbindungsleitung (35) und der zweite Kolbenbund (16) ein zweites Ende (34) der Verbindungsleitung (35) mit dem mit der Saugseite (8b) der zweiten Förderstufe verbundenen Anschluß (29, 32) verbindet.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristische Zustandsgröße die Drehzahl des Antriebsmotors ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (11) unmittelbar von einem motordrehzahlproportionalen Drück beaufschlagbar ist.