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Die Erfindung behandelt regelbare Verdrängerpumpen, welche
eingesetzt werden, um hydraulische Systeme anzutreiben
und zu steuern.
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In einem einfachen hydraulischen System zieht eine Pumpe
Hydraulikflüssigkeit bzw. Öl von einem Niederdruckreservoir
an und fördert das Öl bei hohem Druck zu einem Verbraucher,
wie einem Preßstempel. Die einzigen Verluste in diesem
System ergeben sich durch Leckage usw., in der Pumpe und
dem Preßstempel und durch Viskositätsverluste in den Rohren,
wohingegen die Preßstempelgeechwindigkeit direkt von der
Pumpengeschwindigkeit abhängt.
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Da die von den Verbrauchern vorgegebenen Hydraulikflüssig
keitsvolumina regelmäßig variabel sein müssen, besteht
ein bekannter Weg der Steuerung eines solchen Systems darin,
einen steuerbaren Bypaß zu benutzen, welcher einen Teil
des Pumpenausstoßes zu dem Reservoir, ohne Durchfluß durch
den Preßstempel, zurückführt. Die Geschwindigkeit dieses
Rückflusses kann einfach von null bis zur
Maximalgeschwindigkeit variiert werden, entsprechend einem völlig
geöffneten oder einem völlig geschlossenen Bypaß. Dies ist jedoch
sehr energieverschwendend. Bei einer zweiten Art der
Steuerung befindet sich ein Serienventil in dem Hochdruckzufluß,
wobei dies allerdings genauso ineffizient ist. Denn das
Ventil erhöht den Pumpendruck über den tatsächlich
gebrauchten Druck, so daß Energie verschwendet wird. Bei höheren
Drucken sind Leckagen innerhalb der Pumpe mehr zu beachten,
welche wie ein Bypaß wirken und die Pumpengeschwindigkeit
steuern.
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Obwohl die Geschwindigkeit des einfachen Systems durch
Verändern der Geschwindigkeit des Pumpenantriebes gesteuert
werden kann, ist dies gewöhnlich unpraktisch, da der
Pumpenantrieb entweder ein elektrischer Konstantgeschwindigkeits
Motor oder eine Maschine mit einem begrenzten
Geschwindigkeitsbereich ist. Sogar wenn die Geschwindigkeit verändert
werden könnte, ist die erreichbare Steuerung sehr langsam.
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Dieses Problem ist in bekannter Weise durch verschiedene
Ausführungsformen von regelbaren Verdrängerpumpen gelöst
worden. Im allgemeinen handelt es sich hier um Kolbenpumpen,
bei denen der Kolbenhub variabel wählbar durch eine
Taumelscheibe oder einen Exzenter ist, so daß die Ölfördermenge
pro Hub variiert. Der Pumpenausstoß kann demzufolge
unabhängig von der Geschwindigkeit des Primär-Antriebes
verändert werden. Im Gegensatz zu den vorgenannten Systemen
treten keine Verluste durch einen Bypaß oder durch
Drosselventile auf.
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Die bekannten regelbaren Verdrängerpumpen sind
betriebssicher und effizient. Jedoch benötigen alle Verdrängerpumpen
hohe Kräfte, um die Taumelscheibe oder den Exzenter zu
verstellen, wobei regelmäßig ein hydraulischer Hilfsantrieb
zu diesem Zweck vorgesehen sein muß. Dies erhöht die
Komplexität
und die Kosten der Verdrängerpumpe. Weiter ist
das Ansprechverhalten der Verdrängerpumpe relativ langsam,
da es offensichtlich unerwünscht ist, einen großen Teil
der Energie zur Steuerung der Verdrängerpumpe selbst
einzusetzen. Eine Steuerung durch elektrische Signale erfordert
eine weitere Stufe, wie z. B. elektromagnetische Ventile.
Diese Mängel haben den Nutzbereich von regelbaren
Verdrängerpumpen stark beschränkt.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird eine regelbare
Verdrängerpumpe mit einem hin- und herbeweglichen Kolben in einem
Zylinder, mit einem verstellbaren Einlaßventil, welches
zur Kontrolle des Zuf lusses von Niederdruck-Hydraulikflüs
sigkeit in den Hubraumbereich von Kolben und Zylinder
eingerichtet ist, und mit einem verstellbaren Auslaßventil,
welches zur Kontrolle des Abflusses von
Hochdruck-Hydraulikflüssigkeit aus dem Hubraumbereich von Kolben und Zylinder
eingerichtet ist, geschaffen, welche dadurch
gekennzeichnet ist, daß eine
ER(Elektro-Rheologische)-Flüssigkeits-Vorrichtung die Position des Einlaßventils so steuert, daß
das Volumen der durch die Verdrängerpumpe geförderten
Hydraulikflüssigkeit in Übereinstimmung mit dem Bedarf
ist, daß die ER-Flüssigkeits-Vorrichtung entweder passiv
als Bremse eingesetzt wird, um die Bewegung des
Einlaßventils zu bremsen, wobei diese Bewegung durch bei normaler
Arbeitsweise der Pumpe erzeugte Kräfte hervorgerufen wird
oder daß die ER-Flüssigkeits-Vorrichtung aktiv als
angetriebene Verstellvorrichtung eingesetzt wird, um die Bewegung
des Einlaßventils direkt zu steuern. - Dadurch, daß das
Einlaßventil während des Abflusses oder des Auslaßhubes
des Kolbens geöffnet ist, erfolgt kein Abfluß; auf der
anderen Seite ist der Abfluß maximal, wenn das Einlaßventil
während des gesamten Abflus.es oder des Auslaßhubes des
Kolbens geschlossen ist. Bleibt das Einlaßventil nur während
eines Teils des Auslaßhubes geöffnet, findet nur der Auslaß
bzw. Abfluß eines Teils des Hubvolumens statt.
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Vorzugsweise weist die Verdrängerpumpe eine Vielzahl von
Zylindern, z. B. fünf, mit jeweils einem Einlaßventil und
einem Auslaßventil auf. Sämtliche Ventile sind vorzugsweise
Tellerventile, die jeweils federunterstützt ihre
Schließstellung einnehmen und in die Offen-Stellung durch einen
Abfall/Anstieg des Druckes verstellbar sind.
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Die Erfindung wird im folgenden weiter beschrieben und
besser verständlich mit Bezug auf die beigefügten Figuren,
in welchen
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Fig. 1 den Zylinderkopf einer konventionellen Kolbenpumpe
mit fester Verdrängung zeigt,
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Fig. 2A zeigt die Kolbenpositionen,
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Fig. 2B, 2C und 2D zeigen jeweils den
Hydraulikflüssigkeitsdruck am Hydraulikflüssigkeitsein- und -auslaß
bei der Kolbenposition nach Fig. 2A und
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Fig. 3 bis 6 zeigen jeweils vier Beispiele für den Einsatz
von ER-Flüssigkeits-Vorrichtungen, um eine
Einlaßventilsteuerung zu erreichen.
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In Fig. 1 ist ein Zylinderkopf 1 eines Zylinders 2 einer
Mehrzylinderpumpe 3 gezeigt, wobei sich in dem Zylinder
2 ein hin- und herbeweglicher Kolben 4 befindet, mit einem
Einlaßventil 5 mit einem Hydraulikflüssigkeitseinlaß 6
und einem Auslaßventil 7 mit einem Hydraulikflüssigkeits
auslaß 8.
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Sobald der Kolben 4 zurückgezogen wird, fällt der Druck
der Hydraulikflüssigkeit 9 in der Hubraumkammer 10, und
das Ein1aßventil 5 öffnet sich und wird gegen die Kraft
der Ventilfeder bzw. Rückstellfeder 11 in die
strichpunktiert angedeutete Position verschoben. Sobald sich der
Kolben 4 zurückbewegt, schließt sich das Einlaßventil 5,
und die Hydraulikflüssigkeit 9 in der Hubraumkammer 10
wird komprimiert. Wenn dieser Druck den Druck im
Hydraulikflüssigkeitsauslaß 8 überschreitet, wird das Auslaßventil
7 gegen die Kraft der Ventilfeder 12 geöffnet, und
Hydraulikflüssigkeit 9 wird aus der Hubraumkammer 10 in den
Hydraulikflüssigkeitsauslaß 8 und darüber hinaus
ausgestoßen. Sobald der Kolben 4 den Totpunkt erreicht, schließt
sich das Auslaßventil 7 durch den Einfluß der Ventilfeder
12 wiederum und der Zyklus wird wiederholt. Bei Hin- und
Herbewegen des Kolbens 4 fließt Hydraulikflüssigkeit 9
wechselweise durch den Hydraulikflüssigkeitseinlaß 6 und
-auslaß 8. Dies ist in Fig. 2B gezeigt. Der Abfluß ist
in diesem Fall der maximal mögliche für eine bestimmte
Verdrängerpumpe und -geschwindigkeit.
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Erfindungsgemäß wird jedoch die Stellung des Einlaßventilee
5 positiv gesteuert, im Gegensatz zur konventionellen
Vorgehensweise, wonach das Einlaßventil 5 entweder geöffnet
oder geschlossen ist, in Abhängigkeit von den
Hydraulikflüssigkeitsdrucken, welche auf das Einlaßventil 5 und/oder
seine Ventilfeder 11 einwirken. Verschiedene Mittel zum
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Erreichen einer Positionssteuerung des Einlaßventiles 5
werden später mit Bezug auf die Fig. 3 bis 6 beschrieben,
wobei im Prinzip, falls kein Abf luß gefordert wird (was
einer Null-Forderung gleichkommt), das Einlaßventil 5 die
gesamte Zeit geöffnet ist und der hin- und herbewegliche
Kolben 4 nur einen Hin- und Herfluß von Hydraulikflüssigkeit
9 in dem Niederdruck-Hydraulikflüssigkeitseinlaß 6 erzeugt.
Abgesehen von der Ventilfeder 11 würde die Kraft, das
Einlaßventil 5 zu schließen, in diesem Fall gering sein, da
der Druckabfall im Bereich des Einlaßventiles 5 klein sein
würde. Die einzigen Energieverluste würden sich nur durch
die Viskosität ergeben. Der Hydraulikflüssigkeitsdruck
innerhalb der Hubraumkammer 10 würde gering bleiben, zu
klein, um das Auslaßventil 7 zu öffnen, so daß der Abfluß
in den Hydraulikflüssigkeitsauslaß 8 und darüber hinaus
null sein würde.
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Falls dann ein Teil des maximalen Abflusses gefordert wäre,
würde das Einlaßventil 5 während eines ausgewählten Teiles
des Auslaßhubes des Kolbens 4 geöffnet bleiben und bei
entsprechendem Lösen geschlossen werden. Ein Teil der
Hydraulikflüssigkeit 9, welche sich anfangs in der
Hubraumkammer 10 befindet, würde durch den Hydraulikflüssigkeits
einlaß 6, wie zuvor beschrieben, ausgestoßen, wobei jedoch,
sobald das Einlaßventil 5 einmal geschlossen ist, der
zurückbleibende Teil der Hydraulikflüssigkeit 9 innerhalb
der Hubraumkammer 10 normal durch den
Hydraulikflüssigkeitsauslaß 8 fließen würde. Der Netto-Abfluß würde sich deshalb
zwischen dem maximalen und Null-Abfluß bewegen, wobei der
exakte Betrag davon abhängt, wie der verbleibende Auslaßhub
bemessen ist, wenn das Einlaßventil 5 geschlossen wird.
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Die Fig. 2C und 2D zeigen die beobachteten Hydraulikflüsse
am Hydraulikflüssigkeitseinlaß 6 (i/p) und
Hydraulikflüssigkeitsauslaß 8 (O/P) bei jeweils "High"- und "Low"-Abflüssen.
Es sollte betont werden, daß die Energieverluste klein
sind, da der "Überschuß"-Abfluß in den
Niederdruck-Hydraulikflüssigkeitseinlaß 6 ausgestoßen wird.
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Auf diese Weise kann der Abfluß einer Verdrängerpumpe
zwischen null und dem maximalen Hubraumvolumen variiert werden,
einfach durch Anwendung relativ kleiner Kräfte am
Einlaßventil 5 und durch die erfindungsgemäße Steuerung von dessen
Position, wobei die Phasenbeziehung zwischen diesen Kräften
und der Kolbenstellung variiert wird.
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Das Einlaßventil 5 wird durch den Einsatz von
Elektro-Rheologischen (ER) Flüssigkeiten gesteuert. Im Kern sind ER-
Flüssigkeiten konzentrierte, feinverteilte Lösungen von
geeigneten Festkörpern in einer ölhaltigen Flüssigkeit.
Normalerweise verhalten sich ER-Flüssigkeiten ähnlich wie
gewöhnliche Öle, wobei sich allerdings ihr Fließverhalten
in das eines Bingham'schen Körpers verändert, sobald sie
einem elektrischen Feld ausgesetzt sind, die Fließfestigkeit
hängt von der elektrischen Feld-Stärke ab. Sobald das
elektrische Feld entfernt ist, kehrt die ER-Flüssigkeit in
ihren ursprünglichen Flüssigkeitszustand zurück.
ER-Flüssigkeiten sind insbesondere für diese Anwendung geeignet,
da
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a) ER-Flüssigkeitsvorrichtungen einfach sind und
tatsächlich keine Präzisionsbearbeitung erfordern,
so daß sie billig zu fertigen sind.
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b) Obwohl hohe Spannungen erforderlich sind, sind
die Stromstärken moderat, so daß die
Steuerungssignale direkt von Festkörperelektroniken erzeugt
werden können.
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c) Das Ansprechverhalten von ER-Flüssigkeiten ist
in der Tat sehr schnell.
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In dem in der Fig. 3 gezeigten Beispiel ist tatsächlich
die komplette "konventionelle" Verdrängerpumpe unverändert,
wobei allerdings ein kleiner ER-Puffer 13 zu dem
Einlaßventil 5 hinzugefügt ist. Dieser ER-Puffer 13 besteht aus
zwei Hauptteilen, nämlich einem Kolben 14, der an dem
Ventilschaft 15 des Einlaßventils 5 angebracht ist, und einer
Buchse bzw. Hülse 16, die mittels isolierender End-Platten
18 mit Dichtungen 19 konzentrisch zum zylindrischen Gehäuse
17 des Einlaßventils 5 und zum Kolben 14 gehalten ist.
Der Ringspalt 20 zwischen dem Kolben 14 und der Buchse
16 sowie der Ringspalt 21 zwischen der Buchse 16 und dem
Gehäuse 17 sind jeweils einen Millimeter breit. Der gesamte
ER-Puffer 13 ist mit ER-Flüssigkeit 22 gefüllt. Eine externe
Ausgleichsleitung 23 ist zum Druckausgleich zwischen den
jeweiligen Enden des Ventilschaftes 15 vorgesehen.
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Wenn sich der Ventilschaft 15 hin- und herbewegt, wird
ER-Flüssigkeit 22 von einem Ende des ER-Puffers 13 zum
anderen Ende bewegt und passiert die Ringspalte 20 und
21, welche sich jeweils zwischen dem Kolben 14 und der
Buchse 16 und zwischen der Buchse 16 und dem Gehäuse 17
befinden. Der Kolben 14 ist mit dem Gehäuse 17 über die
Ventilfeder 11 verbunden, wobei sich beide auf Erdpotential
befinden. Demzufolge wird die ER-Flüssigkeit 22 in den
Ringspalten 20, 21 verfestigt, wenn eine Hochspannung an
die Buchse 16 über das Hochspannungskabel angelegt wird.
Dies verhindert einen weiteren Fluß der ER-Flüssigkeit
22 und eine weitere Bewegung des Ventilschaftes 15 so lange,
bis das elektrische Feld entfernt wird.
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Diese Anordnung erzeugt große Kräfte, um die Bewegung zu
verhindern, im Vergleich zu der benötigten elektrischen
Steuerenergie. Bei nicht anliegendem elektrischen Feld
verhält sie sich wie ein gewöhnliches viskoses
Dämpfungsglied. Dies mag ein Vorteil sein oder auch nicht, abhängig
von den Umständen.
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Die in Fig. 4 exemplarisch gezeigte grundsätzliche Anordnung
ist ähnlich der in der Fig. 3 gezeigten, wobei jedoch der
ER-Puffer 13a aus rohrförmigen Platten 24 zusammengesetzt
ist, die an dem Ventilschaft 15 angebracht, in festgelegter
Stellung zueinander geschichtet bzw. distanziert und
folglich gleichermaßen beweglich sind. Zusätzlich sind
rohrförmige Platten 25 vorgesehen, die an einer unteren
isolierenden End-Platte 18 durch Einsetzen in diese End-
Platte 18 fest angebracht sind. Die Platten 24 sind durch
die Ventilfeder 11 des Einlaßventils 5 auf Erdpotential
gehalten, während die festen rohrförmigen Platten 25 an
eine Hochspannung angeschlossen sind. Eine an die festen
Platten 25 angelegte Hochspannung verfestigt die
ER-Flüssigkeit 22 zwischen diesen Platten 25 und den beweglichen
geendeten rohrförmigen Platten 24, so daß die gesamte
Anordnung sich in der gleichen Weise wie eine
Linearreibungsbremse verhält, bis die Hochspannung abgeschaltet wird.
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Diese Anordnung erfordert eine größere elektrische
Eingangsenergie als die in der Fig. 3 gezeigte Anordnung, um eine
gegebene Reibungskraft zu erzeugen. Auf der anderen Seite
ist die Dämpfung geringer, wenn kein elektrisches Feld
angelegt ist. Es ist offensichtlich, daß, sobald das
Einlaßventil 5 schließt, sich die beiden Sätze von Platten 24,
25 stärker überlappen und der Bremseffekt verstärkt wird.
Dieses kann in manchen Situationen vorteilhaft eingesetzt
werden.
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In dem
in der Fig. 5 gezeigten Beispiel wird die
ER-Flüssigkeit 22 in einer ganz anderen Art benutzt, als dies in
den Fig, 3 und 4 der Fall ist, und zwar derart, daß die
Kraft, welche den Ventilschaft 15 bewegt, senkrecht zum
elektrischen Feld angreift, so daß die ER-Flüssigkeit 22
in Scherung arbeitet. Jedoch widersetzt sich die
ER-Flüssigkeit 22 ebenso Kräften, welche parallel zum elektrischen
Feld wirken. Die Hauptbeschränkung besteht hier darin,
daß die nutzbare Bewegung durch den maximalen Abstand
zwischen den Elektroden begrenzt ist, welcher seinerseits
durch die maximale Arbeitsspannung limitiert ist. Das
Verhalten von ER-Flüssigkeiten 22, welche "in
Druckbeaufschlagung" benutzt werden, unterscheidet sich von dem Verhalten
derselben ER-Flüssigkeiten 22, welche "in
Scher"-Beanspruchung eingesetzt werden, und zwar unter mehreren Aspekten,
wobei im allgemeinen viel größere Kräfte bei gegebener
elektrischer Eingangsenergie erzeugt werden können, wenn
mit Druckbeaufschlagung gearbeitet wird, im Gegensatz zu
einer "Scher"-Beaufschlagung.
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Die Bewegungsfreiheit ist bei dieser speziellen Anordnung
begrenzt, so daß es vernünftig ist, ER-Flüssigkeiten 22
in Druckbeaufschlagung einzusetzen. Diese Anwendung erlaubt
es, kleinere Elektroden vorzusehen. Die geringe
Bewegungsfreiheit und einfache Konstruktion führt zu weiteren
Vereinfachungen dergestalt, daß die gesamte
ER-Flüssigkeits-Vorrichtung auf eine abgedichtete flexible Gummikapsel 26
mit oberseitiger Metallplatte 27 und unterseitiger
Vielfachplatte 28 reduziert werden kann. Sobald eine Spannung über
den Hcchspannungsanschluß an die Vielfachplatte bzw.
Metallplatte 28 angelegt wird, verhindert die Gummikapsel 26
eine Kompression; ohne Spannung können die beiden
Metallplatten 27, 28 leicht zusammengepreßt werden. Da die ER-
Flüssigkeit 22 vollkommen innerhalb der Gummikapsel 26
eingeschlossen ist, sind Gleitdichtungen nicht erforderlich,
und eine Ausgleichsleitung zur Druckentlastung wie in den
Fig. 3 und 4 kann entfallen. In Fig. 5 ist das durch eine
einzige Gummikapsel 26 erlaubte Bewegungsspiel übertrieben
dargestellt; in der Praxis ist das Bewegungsspiel kleiner.
Als Alternative können deshalb zwei oder mehrere
Gummikapseln 26 in Reihe eingesetzt werden.
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Während die Ausführungsformen in den Fig. 3 bis 5 eine
ER-Flüssigkeit 22 zeigen, welche das Einlaßventil 5 bremst
und damit den normalen Fließkräften widersteht, wie sie
mit der Verdrängerpumpe 3 erzeugt werden, ist die Erfindung
hierauf nicht beschränkt, und Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung,
bei der die ER-Flüssigkeit 22 aktiv eingesetzt wird, um
das Einlaßventil 5 einzustellen.
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In Fig. 6 ist eine Hilfsstange 29 an den Kolben 4
angeschlossen und durch eine abgedichtete Führung 30 zur
Betätigung eines zweiten Kolbens 31 in einem zweiten, mit
ER-Flüssigkeit 22 gefüllten Zylinder 32 hindurchgeführt. Um das
ER-Flüssigkeits-Volumen konstant zu halten, tritt die
Hilfsstange 29 durch eine zweite Dichtung 33 hervor. Sobald
sich der Kolben 4 abwärtsbewegt, tritt die ER-Flüssigkeit
22 durch einen Kanal 34 und durch einen Ringspalt 35
zwischen
einem Metallzylinder 36 und dem Gehäuse 17 des
Einlaßventils 5 hindurch. Der Metallzylinder 36 ist an einem
Rohr 37 befestigt, welches einen Teil des Ventilschaftes
15 des Einlaßventiles 5 bildet und sich in isolierenden,
abgedichteten Führungen 38 und 39 bewegt. Da das Gehäuse
17 des Einlaßventils 5 auf Erdpotential liegt und eine
Hochspannung von der Hochspannungszufuhr an das Rohr 37
über die Ventilfeder bzw. Rückhaltefeder 11 des
Einlaßventils 5 angelegt ist, wird die ER-Flüssigkeit 22 in dem
Ringspalt 35 verfestigt und auf diese Weise der Druck
oberhalb des Metallzylinders 36 erhöht. Dadurch wird das
Einlaßventil 5 geschlossen. Die durch den Metallzylinder 36
geführte ER-Flüssigkeit 22 tritt in das Rohr 37 über radiale
Öffnungen 40 ein und fließt in dem Rohr 37 aufwärts, bis
sie durch einen zweiten Satz von radialen Öffnungen 41
austritt. Dann tritt sie durch einen zweiten Ringspalt
42 zwischen einem Plastikzylinder 43 und dem Gehäuse 17
des Einlaßventils 5 hindurch, bevor die ER-Flüssigkeit
22 in den zweiten Zylinder 32 durch einen weiteren Kanal
44 eintritt. Eine abgedichtete Führung 45 trennt die ER-
Flüssigkeit 22 von der Hydraulikflüssigkeit 9, z. B. Öl,
in der Verdrängerpumpe 3 ab.
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Der Plastikzylinder 43 gleicht den Druckabfall bei nicht
vorhandenem elektrischen Feld in dem "Arbeitsspalt" bzw.
Ringspalt 35 zwischen dem Metallzylinder 36 und dem Gehäuse
17 des Einlaßventils 5 aus. Da der Fluß an ER-Flüssigkeit
22 sich umkehrt, sobald der Kolben 4 seine Richtung ändert,
wird sich das Einlaßventil 5 schließen, wenn sich der Kolben
4 abwärtsbewegt und öffnen, wenn sich der Kolben 4 aufwärts
zurückzieht, und zwar so lange, wie die Spannung mit der
Hochspannung verbunden ist. Wenn die Spannung abgeschaltet
wird, bleibt das Einlaßventil 5 jedoch für die ganze Zeit
geöffnet.
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Diese grundsätzliche Vorrichtung kann in vielfacher Weise
modifiziert werden. Dadurch, daß der zweite Zylinder 43
aus Metall gefertigt und mit einer zweiten
Hochspannungs-Verbindung versehen wird, kann das Einlaßventil 5 in jede
Richtung bewegt werden. Obwohl es unter Umständen sehr
vorteilhaft ist, den Fluß von ER-Flüssigkeit 22 durch die
Bewegung des Kolbens 4 zu erzeugen, ist es unter anderen
Umständen möglicherweise effizienter, eine separate Pumpe
zu verwenden. Gleichermaßen werden Tellerventile vielfach
bei Hochdruckanwendungen eingesetzt, da sie ausgezeichnet
abdichten. Jedoch sind sie für unakzeptable
Geräuschentwicklung bei manchen Anwendungen verantwortlich, obgleich der
Einsatz von ER-Flüssigkeiten 22 einen programmierbaren
Schließvorgang ermöglicht, und zwar durch langsames
Reduzieren der Spannung, anstelle von starkem Reduzieren der
Spannung. Bei derartigen Anwendungen mag es wünschenswert sein,
die Tellerventile durch einen anderen Typ zu ersetzen,
welcher nicht von Fließkräften abhängt, die unvermeidlich
während der Anwendung ansteigen, sobald das Ventil
geschlossen wird. Eine "aktive" ER-Ventilsteuerung, wie zuvor
beschrieben, würde den Einsatz solcher Ventile erlauben.
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Auf diese Weise erlaubt die Erfindung generell die
Verwirklichung einer variablen Verdrängung bei einer einfachen
Verdrängerpumpe mit fester Verdrängung, und zwar durch
die Schaffung der Möglichkeit, den Schließvorgang des
Einlaßventils zu verzögern und dadurch einen vorgegebenen
Teil des Hubraumvolumens der Verdrängerpumpe in den
Niederdruckbereich "auszustoßen" und mit einem Blick für das
Mögliche den Pumpenausstoß an die Verbraucheranforderungen
anzugleichen und auf diese Weise eine energetisch effiziente
Verdrängerpumpe zu schaffen.
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Die ER-Flüssigkeiten können eingesetzt werden, um entweder
passiv zu wirken,
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a) durch die Benutzung der ER-Flüssigkeit als Bremse, um
die Bewegung des Einlaßventils zu behindern, wobei die
Bewegung von Kräften herrührt, die durch die normale
Arbeitsweise der Verdrängerpumpe erzeugt werden. Diese
Bremse kann die ER-Flüssigkeit in einer "Ventil"-,
"Kupplungs"- oder "Druck"-Geometrie einsetzen. Die Anwendung
ist einfach, begrenzt jedoch die Art der Ventile, welche
innerhalb der Verdrängerpumpe eingesetzt werden können.
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Oder ER-Flüssigkeiten werden aktiv eingesetzt,
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b) durch Einsatz der ER-Flüssigkeit als angetriebene
Verschiebevorrichtung, um die Bewegung des Einlaßventiles
direkt zu steuern. Die Energie für diese Vorrichtung
oder den Antrieb kann direkt oder auch nicht von der
Verdrängerpumpe zur Verfügung gestellt werden. Diese
Anwendung erlaubt eine größere Auswahl von in der
Verdrängerpumpe eingesetzten Ventilen.