DE10043624A1 - Vorrichtung zur Förderung von Hydrauliköl, Schmieröl oder dergleichen - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Förderung von Hydrauliköl, Schmieröl oder dergleichen, umfassend zumindest einen Vorratsbehälter (1), eine Pumpe (2) mit einem in den Vorratsbehälter (1) ragenden Saugstutzen (21) und einen Niveauschalter mit einem Schwimmer (4), wobei zur zuverlässigen Messung des Fluidfüllstandes in dem Vorratsbehälter (1) der Saugstutzen (21) und der Schwimmer (4) eine Baueinheit bilden (Figur).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Förderung von Hydrauliköl, Schmieröl oder dergleichen gemäß der im Pa­ tentanspruch 1 näher definierten Art aus.

Eine solche Vorrichtung ist aus der Praxis bekannt. Sie wird beispielsweise zur Versorgung eines hydraulischen Ver­ brauchers mit einem Hydraulikdruckmittel eingesetzt. Die Pumpe der Vorrichtung, welche beispielsweise von einem Elektromotor angetrieben sein kann, saugt in diesem Fall über den Saugstutzen in dem Vorratsbehälter gespeichertes Hydraulikdruckmittel an, um es dann über die Pumpendruck­ seite und mit dieser verbundene Leitungen zu dem hydrauli­ schen Verbraucher zu fördern.

Der Niveauschalter der Vorrichtung, der neben dem Schwimmer auch stets einen mit dem Schwimmer zusammenwirkenden Sensor aufweist, dient zur Erfassung eines kritischen Füllstandes des Vorratsbehälters und ist beispielsweise mit einer Steu­ ereinrichtung der Pumpe verbunden, welche die Speisespan­ nung des beispielsweise elektrischen Pumpenantriebs unter­ bricht, sobald der kritische Füllstand des Vorratsbehälters unterschritten wird. So wird verhindert, daß die Pumpe im unbelasteten Zustand arbeitet. Der Schwimmer folgt hierzu aufgrund seines Auftriebs dem Füllstand in dem Speichervo­ lumen des Vorratsbehälters.

Der Sensor und der Schwimmer sind bei dem bekannten Behäl­ ter als Komplettlösung, d. h. als eine Baueinheit ausge­ führt. Diese Baueinheit ist in dem Speichervolumen angeord­ net. Sie baut relativ groß und weist einen Mindestabstand zu dem das Hydraulikdruckmittel ansaugenden Saugstutzen auf, damit die Funktionfähigkeit des Schwimmers und damit des Niveauschalters nicht beeinträchtigt ist.

Bei der bekannten Vorrichtung der einleitend genannten Art besteht mithin das Problem, daß bei einer Schräglage des Vorratsbehälters am Ort des Schwimmers nicht der am Ort der Öffnung des Saugstutzens vorliegende Fluidfüllstand vor­ liegt. Dies kann wiederum nachteilhafterweise dazu führen, daß über den Ansaugstutzen der Pumpe Luft angesaugt wird, die Pumpe also unbelastet arbeitet, und der hydraulische Verbraucher nicht mit dem erforderlichen Druckmittel ver­ sorgt wird, da im Bereich des Schwimmers der Fluidpegel den kritischen Wert noch nicht unterschritten hat.

Des weiteren erfordert die bei der bekannten Vorrichtung nebeneinander oder übereinander erfolgende Anordnung von Schwimmer und Ansaugstutzen einen großen Bauraum.

Vorteil der Erfindung

Die vorgeschlagene Vorrichtung zur Förderung von Hydrauli­ köl, Schmieröl oder dergleichen mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, bei welcher der Saug­ stutzen und der Schwimmer eine Baueinheit bilden, hat dem­ gegenüber den Vorteil, daß eine mittels des Niveauschalters angesteuerte Steuereinrichtung der Pumpe den Pumpenbetrieb stets unterbricht, wenn die Gefahr besteht, daß die Pumpe unbelastet arbeitet, d. h. Luft ansaugt.

Dies wird dadurch gewährleistet, daß der Schwimmer und der Saugstutzen nicht mehr wie nach dem oben beschriebenen Stand der Technik aus besagten Gründen einen bestimmten Mindestabstand einhalten müssen. Vielmehr sind diese beiden Bauteile in einer Baueinheit zusammengefaßt, so daß eine mechanische und/oder funktionale Kopplung der beiden Bau­ teile möglich ist. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung kann also der Füllstand des Vorratsbehälters am Ort des Saugstutzens bzw. in unmittelbarer Umgebung desselben er­ faßt werden.

Der Begriff Baueinheit im Sinne der Erfindung bedeutet nicht, daß der Saugstutzen und der Schwimmer stets mecha­ nisch miteinander in Kontakt stehen müssen. Vielmehr ist der Begriff funktional aufzufassen. Es muß nur gewährleistet sein, daß der Schwimmer den Füllstand in zumindest un­ mittelbarer Umgebung des Saugstutzens erfaßt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch­ greift der Saugstutzen den Schwimmer. Damit kann der Füll­ stand des Vorratsbehälters ringsum den Saugstutzen mittels des Schwimmers erfaßt werden.

Der Schwimmer ist dann zweckmäßigerweise im wesentlichen ringförmig ausgebildet, hat also im Zentrum eine im wesent­ lichen kreisrunde oder auch ovale Öffnung, die zumindest teilweise von dem Saugstutzen ausgefüllt ist. Es ist aber auch denkbar, daß der Schwimmer einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einer im wesentlichen rechtec­ kigen Durchtrittsöffnung für den Saugstutzen hat, welcher dann ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt haben kann.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Schwimmer auch klotzförmig ausgebildet sein und über geeignete Mittel an dem Saugstutzen und/oder dem Vorratsbehälter befestigt sein.

Bevorzugt bildet der Saugstutzen die Führung für den Schwimmer. Letzterer sitzt in diesem Fall also in Erstrec­ kungsrichtung des Saugstutzens beweglich auf demselben. Zur Führung und Befestigung des Schwimmers sind dann keine wei­ teren Bauteile zwingend erforderlich.

Alternativ oder zusätzlich kann ein Bereich der Wandung des Vorratsbehälters als Führung für den Schwimmer ausgebildet sein. Im Fall dieser Ausführungsform stützt sich beispielsweise der Schwimmer an der Wandung des Vorratsbehälters ab. Es ist aber auch denkbar, daß in der Wandung des Fluidvor­ ratsbehälters eine Führungsschiene ausgebildet ist, in wel­ che entsprechend ausgebildete Mittel des Schwimmers ein­ greifen.

Um zu gewährleisten, daß mittels des Saugstutzens das ge­ samte in dem Vorratsbehälter angesammelte Fluid angesaugt werden kann, kann sich der Vorratsbehälter in seinem Boden­ bereich konisch verjüngen. Die Achse des Saugstutzens schneidet dann bevorzugt das Zentrum der Verjüngung.

Bevorzugt hat der Vorratsbehälter im Bodenbereich einen mit der Umfangsfläche des Schwimmers korrespondierenden Ansatz. Dieser ist bevorzugt zylindrisch ausgebildet, so daß der bevorzugt ringförmig ausgebildete Schwimmer in dem Ansatz geführt sein kann.

In diesen unten geschlossenen, an den Behälter angeformten Ansatz ragt dann zweckmäßig auch das offene Ende des Saug­ stutzens.

Um das Bewegungsspiel des Schwimmers einzuschränken und so zu verhindern, daß sich der Schwimmer an dem Saugstutzen bzw. an seiner Führung verklemmt, kann am Saugstutzen ein Anschlag für den Schwimmer vorgesehen sein. Ein entspre­ chender Anschlag kann zusätzlich oder alternativ natürlich gegebenenfalls auch an der Wandung des Behälters angeordnet sein.

Der Vorratsbehälter besteht in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung beispielsweise aus Kunststoff. Es ist aber auch denkbar, den Vorratsbehälter aus einem Metall bzw. ei­ ner Metallegierung zu fertigen.

Um die in dem Vorratsbehälter liegende, aus dem Schwimmer und dem Saugstutzen bestehende Baueinheit möglichst einfach und klein konstruieren zu können, liegt der mit dem Schwim­ mer zusammenwirkende Sensor des Niveauschalters vorzugswei­ se außerhalb des Vorratsbehälters. Dies bietet auch den Vorteil, daß innerhalb des Vorratsbehälters keine elektri­ schen Bauteile angeordnet und mithin auch keine elektri­ schen Leitungen flüssigkeitsdicht im Speichervolumen ge­ führt sein müssen. Vielmehr liegt nur der Schwimmer, der einen beispielsweise als Metallfolie ausgebildeten Geber umfaßt, innerhalb des Vorratsbehälters. Der Sensor, der über elektrische Leitungen beispielsweise mit der Steuer­ einheit der Pumpe verbunden ist, ist in entsprechender Höhe dem Schwimmer gegenüberliegend an der Außenseite des Behäl­ ters angeordnet.

Da nur der Sensor mit elektrischen Leitungen verbunden sein muß, dieser aber aufgrund seiner Anordnung außerhalb des Vorratsbehälters in der Regel ohnehin nicht mit dem von dem Behälter aufgenommenen Fluid in Kontakt kommt, ist eine Kapselung der zur Ansteuerung des beispielsweise aus einer Magnetpille bestehenden Sensors erforderlichen elektrischen Bauteile, z. B. der elektrischen Leitungen des Niveauschal­ ters, nicht erforderlich.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Ge­ genstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeich­ nung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen stark verein­ fachten Querschnitt durch ein Hydraulikaggregat mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Förderung von Öl.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der einzigen Figur ist ein Hydraulikkleinaggregat darge­ stellt, das im wesentlichen einen Druckmittelvorratsbehäl­ ter 1, eine über einen Flansch 13 an dem Druckmittelvor­ ratsbehälter 1 befestigte und in denselben hineinragende Hydraulikpumpe 2 sowie einen Elektromotor 3 zum Antrieb der Hydraulikpumpe 2 aufweist. Die Hydraulikpumpe 2 verfügt über einen Ansaugstutzen 21, der im vorliegenden Fall von der Pumpe 2 in horizontaler Richtung abzweigt und dann über einen 90°-Winkelabschnitt in einen vertikal verlaufenden Rohrabschnitt mündet.

Der Druckmittelvorratsbehälter weist in seinem unteren Be­ reich eine konische Verjüngung 11 auf, an die sich ein zy­ lindrisch ausgebildeter Ansatz 12 anschließt, welcher unten geschlossen ist. In diesen Ansatz 12 ragt in der Achse desselben liegend der vertikal verlaufende Rohrabschnitt des Ansaugstutzens 21 der Pumpe 2, und zwar bis nahe an den Bo­ den des Ansatzes 12, so daß eine Saugöffnung 23 des Ansaug­ stutzens 21 innerhalb des Ansatzes 12 liegt.

Auf den Ansaugstutzen 21 ist ein Schwimmer 4 geschoben, der in vertikaler Richtung beweglich gelagert und ringförmig ausgebildet ist. Der Ansaugstutzen 21 bildet so die Führung für den Schwimmer 4. Der Schwimmer 4 und der Ansaugstutzen 21 sind also als eine Baueinheit ausgebildet.

Die äußere axiale Ringfläche des Schwimmers 4 korrespon­ diert mit der inneren Zylinderfläche des zylindrisch ausge­ bildeten Ansatzes 12 des Druckmittelvorratsbehälters 1. So kann der Ansatz 12 als zusätzliche Führung für den Schwim­ mer 4 dienen.

Die Bewegungsfreiheit des in vertikaler Richtung auf dem Ansaugstutzen 21 beweglichen Schwimmers 4 ist durch einen an dem vertikal ausgerichteten Rohrabschnitt des Ansaug­ stutzens angeordneten, ringförmigen Anschlag 22 begrenzt. Dadurch wird das Risiko minimiert, daß sich der Schwimmer verklemmt.

An der zylindrischen Umfangsfläche des Schwimmers 4 liegt eine ringförmige magnetische Metallfolie 41. Diese wirkt mit einem magnetfeldempfindlichen Sensor 5 zusammen, der an der Außenseite des Ansatzes 12 und mithin außerhalb des Be­ hälters 1 liegt. Der Schwimmer 4 mit seiner magnetischen Metallfolie 41 und der magnetfeldempfindliche Sensor 5 bilden im wesentlichen den Niveauschalter zur Erfassung des kritischen Füllstandes des Druckmittelvorratsbehälters 1.

Der Sensor 5 ist in üblicher Weise über Leitungen 51 mit einer im vorliegenden Falls nicht dargestellten Steuerein­ richtung der Hydraulikpumpe 2 verbunden. Diese Steuerein­ richtung unterbricht die Versorgungsspannung des elektri­ schen Antriebsmotors 3 der Hydraulikpumpe 2, sobald der Druckmittelfüllstand des Vorratsbehälter einen bestimmten Wert unterschreitet und die magnetische Metallfolie 41 dann gegenüber dem magnetfeldempfindlichen Sensor 5 liegt. Diese Relativstellung der Metallfolie 41 und des Sensors 5 ent­ spricht dem Schaltpunkt des Niveauschalters. Der Niveau­ schalter gewährleistet mithin, daß die Hydraulikpumpe nicht unbelastet arbeitet.

Die von dem magnetfeldempfindlichen Sensor 5 zu der Steuer­ einheit der Hydraulikpumpe 2 führenden elektrischen Leitun­ gen 51 sind an der Außenseite des Vorratsbehälters 1 in ei­ nem mit dem Behälter einstückig ausgebildeten Kabelkanal 6 geführt, so daß die Leitungen 42 geschützt sind.

Es versteht sich, daß die Vorrichtung nach der Erfindung einen breiten Anwendungsbereich hat. Neben dem Einsatz als Hydraulikaggregat kann sie beispielsweise auch als Vorrich­ tung, die eine Schmierölpumpe sowie eine Ölwanne eines Mo­ tors oder eines Getriebes z. B. eines Kraftfahrzeuges um­ faßt, eingesetzt werden. Es ist ebenfalls eine Anwendung der Erfindung bei Tanks für Treibstoffe denkbar.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Förderung von Hydrauliköl, Schmieröl oder dergleichen, umfassend zumindest einen Vorratsbe­ hälter (1), eine Pumpe (2) mit einem in den Vorratsbe­ hälter (1) ragenden Saugstutzen (21) und einen Niveau­ schalter mit einem Schwimmer (4), dadurch gekennzeich­ net, daß der Saugstutzen (21) und der Schwimmer (4) eine Baueinheit bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugstutzen (21) den Schwimmer (4) durchgreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schwimmer (4) im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugstutzen (21) als Führung für den Schwimmer (4) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich der Wandung des Vorrats­ behälters (1) als Führung für den Schwimmer (4) ausge­ bildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorratsbehälter (1) in sei­ nem Bodenbereich konisch verjüngt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) im Bodenbe­ reich einen mit der Umfangsfläche des Schwimmers (4) korrespondierenden Ansatz (12) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende des Saugstutzens (21) in den Ansatz (12) ragt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn­ zeichnet durch einen am Saugstutzen (21) angeordneten Anschlag (22) für den Schwimmer (4).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) aus Kunst­ stoff gefertigt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn­ zeichnet durch einen außerhalb des Vorratsbehälters (1) angeordneten, mit dem Schwimmer (4) zusammenwirkenden Sensor (5).