DE4115342A1 - Hydropneumatischer speicher mit einer fuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Speicher mit einem in einem Speichergehäuse bewegbaren Trennglied, mit einem zumindest teilweise den Bewegungen des Trennglie­ des folgenden, von einem Träger getragenen Schaltglied, mit einem vom Schaltglied beeinflußbaren Fühler, mit einem den Fühler tragenden und am Speichergehäuse befestigbaren Fühlergehäuse, das zumindest beim Verfahren des Schaltglie­ des in einem Abstand zu diesem angeordnet ist.

Ein gattungsgleicher hydropneumatischer Speicher ist durch die DE-OS 34 11 592 bekannt. Bei diesem bekannten Speicher ist das Schaltglied aus einem ringförmigen Magneten gebildet, der auf dem Außenumfang des Trägers angeordnet mit Bewe­ gungsspiel entlang des Fühlergehäuses verfahrbar ist.

Beim Betrieb dahingehender Speicher treten, insbesondere, wenn sie im Kraftfahrzeugbereich Anwendung finden, hohe Querbeschleunigungen auf, die aufgrund des vorhandenen Bewegungsspieles zu Fehlschaltungen führen, so daß mit den bekannten Speichern eine vollständige Betriebssicherheit nicht erreichbar ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hydropneumatischen Speicher zu schaffen, mit dem eine vollständige Betriebssicherheit gewährleistet ist, auch wenn der Speicher im Kraftfahrzeug­ bereich Anwendung findet.

Diese Aufgabe löst ein hydropneumatischer Speicher mit den Merkmalen des Anspruches 1. Dadurch, daß bei dem erfindungs­ gemäßen hydropneumatischen Speicher der Träger in Anlage mit einer Führung des Fühlergehäuses bringbar ist, ist ein exakt einhaltbarer Verfahrweg von Träger und/oder Fühler­ gehäuse gegeben, so daß auch bei hohen Querbeschleunigungen, wie sie im Kraftfahrzeugbereich auftreten, ein sicheres Schalten erfolgt und der Betrieb des hydropneumatischen Speichers störungsfrei ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des hydropneumati­ schen Speichers weist für die Anlage des Fühlergehäuses mit dem Träger diese flächen-, und/oder linien-, und/oder punktförmige Führungen auf. Durch geeignete Auswahl der Art der Führungen lassen sich die beim Verfahren auftretende Reibung und die damit einhergehenden Abnutzungserscheinun­ gen verringern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des hydropneumati­ schen Speichers sind das Fühler- und das Speichergehäuse zumindest im Bereich ihrer Berührung aus einem schweiß­ baren Material gebildet.

Hierbei kann auf eine Dichtung in diesem Bereich ganz ver­ zichtet werden und im übrigen ist durch das Schweißen eine kostengünstige Möglichkeit der Verbindung des Fühlergehäuses mit dem Speichergehäuse gegeben.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des hydro­ pneumatischen Speichers ist zwischen dem Fühler- und dem Speichergehäuse innerhalb desselben eine Dichtung anorden­ bar. Hierdurch kann der im Inneren des Speichergehäuses herrschende Gasinnendruck das Fühlergehäuse gegen das Spei­ chergehäuse auf die Dichtung drücken, so daß ein Gasaustritt wirksam verhindert ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des hydropneu­ matischen Speichers weist das Trennglied eine Ausnehmung auf, in die entgegen der Kraftrichtung eines Kraftspeichers der Träger einfahrbar ist. Hierdurch ist eine Art Tothub für die Verbindung Träger mit Trennglied gegeben, was zu einer kompakten Baugröße des Speichers führt.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des hydropneu­ matischen Speichers weist der Träger die Ausnehmung auf, in die das Fühlergehäuse einfahrbar ist, was ebenfalls zu einem kompakt aufbauenden Speicher führt.

Vorzugsweise besteht das Schaltglied aus einem Permanent­ magneten und der Fühler ist ein sogenannter Hall- oder ein Reedschalter. Diese Kombination eines Schalters mit einem Magneten ist auch bei sehr hohen Betriebstemperaturen, wie sie im Kraftfahrzeugbereich auftreten können, noch funktionssicher.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des hydro­ pneumatischen Speichers besteht zwischen Schaltglied und Fühler zumindest das Fühlergehäuse aus einem nicht-magne­ tischen Werkstoff. Somit ist nur das dem Fühler jeweils benachbarte Teil unmagnetisch und die anderen Teile des Speichers können, ohne die Funktionssicherheit desselben zu beeinträchtigen, aus einem magnetisierbaren Werkstoff gebildet sein, was dessen Herstellkosten reduziert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungs­ beispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungs­ beispiel des hydropneumatischen Speichers;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungs­ beispiel des hydropneumatischen Speichers.

Der in Fig. 1 dargestellte hydropneumatische Speicher weist ein glockenförmiges Speichergehäuse 10 auf. Das Speicher­ gehäuse 10 hat einen Boden 12 und mittig angeordnet einen Anschluß 14, an den ein Hydrauliksystem (nicht dargestellt) mit seinen Komponenten anschließbar ist. Als Teil des Bo­ dens 12 erstreckt sich im Querschnitt rechteckförmig ausge­ bildet innerhalb des Speichergehäuses 10 ein im Volumen vorgebbares kleineres Speichergehäuse 16, das auf seiner dem Anschluß 14 zugekehrten Seite mit diesem in Verbindung ist. An seiner dem Anschluß 14 abgekehrten Seite weist das kleinere Speichergehäuse 16 einen Durchgang 18 in Form einer Innenbohrung auf und steht über diesen Durchgang 18 mit dem Inneren des Speichergehäuses 10 in Verbindung. Innerhalb des kleineren Speichergehäuses 16 ist ein Trenn­ glied 20 in Form eines Kolbens geführt, der in einer Ringnut entlang seines Außenumfanges eine Dichtung 22 aufweist, die zusammen mit dem Trennglied 20 die sogenannte Gasseite des Speichers von der Hydraulikseite trennt.

Das kolbenförmige Trennglied 20 weist eine hinterschnittene zum Durchgang 18 hin offene Ausnehmung 24 auf, in die entge­ gen der Kraftrichtung eines Kraftspeichers 26 in Form einer Druckfeder ein kolbenartiger Träger 28 einfahrbar gelagert ist. Der Träger 28 weist an seiner dem Kraftspeicher 26 zugekehrten Seite eine ringförmige Erweiterung 30 auf, die in Anlage mit einer als Anschlag dienenden ringförmigen Verengung 32 des Trenngliedes 20 bringbar ist. Der zylin­ drische Träger 28 weist zur Verringerung seiner bewegbaren Masse eine Innenbohrung 33 auf. Das in Fig. 1 gesehen obere Ende des Trägers 28 ist entlang seines zylindrischen Außen­ umfanges in einer zylindrischen Führung 34 eines Fühlerge­ häuses 36 geführt, die auf ihrer dem kleineren Speicherge­ häuse 16 zugewandten Seite hin offen ist und die einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der kreis­ förmige Innendurchmesser des Durchganges 18.

Das Fühlergehäuse 36 ist an seiner dem Träger 28 abgekehrten Seite aus dem Speichergehäuse 10 herausgeführt. Das Fühler­ gehäuse 36 ist innen durchgehend hohl ausgebildet und dient der Aufnahme eines Kunststoffblockes 38, der das Fühler­ gehäuse 36 außerhalb der Führung 34 vollständig durchgreift und der an seinem der Umgebung zugewandten Ende wulstar­ tig ausgebildet und in Anlage mit einem ebenfalls der Um­ gebung zugewandten ringartigen Vorsprung 40 des Fühlerge­ häuses 36 ist. Der ringartige Wulst bildet endseitig einen Trichter für die Aufnahme eines Kabelanschlusses 42 aus, dessen Einzelkabel 44 zug- und damit belastungsfrei in der Vergußmasse des Kunststoffblockes 38 aufgenommen sind und die zur Signalbildung in Verbindung mit einem sogenannten Hallschalter 46 stehen, der in Anlage ist mit einer deckel­ förmigen Querwand 48, der das Fühlergehäuse 36 in Fig. 1 gesehen nach unten und die Führung 34 nach oben hin ab­ schließt. An seiner dem Hallschalter 46 zugekehrten Seite weist der Träger 28 ein Schaltglied 50 in Form eines Perma­ nentmagneten, beispielsweise aus weichmagnetischem Material, auf, der mittig in den Träger 28 eingelassen ist, der das Schaltglied 50 zumindest entlang seines zylindrischen Außen­ umfanges randseitig umschließt. Im vorliegenden Ausführungs­ beispiel ist das Schaltglied 50 gegenüber dem Hallschalter 46 nur durch die Querwand 48 des Fühlergehäuses 36 getrennt. Das Schaltglied 50 kann aber auch durch eine Platte (nicht dargestellt) als Teil des Trägers 28 von dem Hallschalter 46 getrennt sein.

Der Außendurchmesser des stufenweise nach außen zur Umgebung hin abgesetzten und sich im Durchmesser vergrößernden Füh­ lergehäuses 36 mit seiner Führung 34 ist in dem Bereich innerhalb des Speichergehäuses 10 jedenfalls kleiner als der Durchmesser der Mittenbohrung 52 des Speichergehäuses 10 an der kleinsten Stelle, um so das mühelose Einsetzen des Fühlergehäuses 36 mit seiner Führung 34 in das Speicherge­ häuse 10 zu erreichen. Für eine druckdichte Verbindung ist sowohl das Speichergehäuse 10 als auch das Fühlerge­ häuse 36 aus einem widerstandsschweißbaren Material gebildet, so daß eine besonders kostengünstige Verbindung zwischen Fühlergehäuse 36 und Speichergehäuse 10 herstellbar ist.

Wie sich insbesondere aus der Fig. 1 ersehen läßt, ist zu­ mindest beim Verfahren des Schaltgliedes 50 dieses in einem Abstand zu dem Fühlergehäuse 36 mit seiner Führung 34 an­ geordnet. Das Fühlergehäuse 36 mit seiner Führung 34 und insbesondere seine Querwand 48 sind aus einem nicht-mag­ netischen Material gebildet.

Um eine exakte Führung und Verfahrbarkeit des Trägers 28 mit seinem Schaltglied 50 innerhalb des Fühlergehäuses 36 zu erreichen, sind Fühlergehäuse 36 und Träger 28 über zylindrische Führungsflächen miteinander in Anlage, wobei das Schaltglied 50 an der Stelle des Durchganges 18 aus dem Fühlergehäuse 36 mit seiner Führung 34 auch ausfahren kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verbleibt aller­ dings der Träger 28 in ständiger Führung mit dem Fühler­ gehäuse 36, auch wenn das Trennglied 20 seine in Fig. 1 gesehen unterste Stellung erreicht, bei der das Trennglied 20 in Anlage mit dem Boden 12 des Speichergehäuses 10 ist. Fährt das Trennglied 20 an seine andere durch das kleinere Speichergehäuse 16 vorgegebene Endstellung im Bereich des Durchganges 18, stößt noch vor Erreichen dieser Endstel­ lung der Träger 28 mit seinem das Schaltglied 50 beinhal­ tenden Kopf an die Querwand 48 an. Durch das derart gebil­ dete Widerlager wird dann bei der weiteren Bewegung des Trenngliedes 20 in Fig. 1 gesehen nach oben hin, der Kraft­ speicher in der Ausnehmung 24 zusammengedrückt, so daß eine Art Tothub gebildet ist, dessen Hublänge durch die Länge der Ausnehmung 24 und die Art des Kraftspeichers 26 bestimmt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel folgt also der Träger 28 nur teilweise den Bewegungen des Trenn­ gliedes 20 und steht ansonsten über den Tothub hinweg still.

Der auch als Kolbenspeicher mit Positionsüberwachung und nachgeschaltetem, vergrößertem Gasvolumen bezeichenbare hydropneumatische Speicher dient zur Speicherung von hydrau­ lischer Energie, wobei das vergrößerte Gasvolumen im Spei­ chergehäuse 10 bewirkt, daß der Speicherdruck abhängig vom Ladezustand des Speichers schwach zunimmt. Die angespro­ chene Positionsüberwachung des Speicherkolbens ermöglicht eine sogenannte hydraulische Speicherladeschaltung.

Im geladenen Zustand des Speichers befindet sich der Trenn­ kolben 20 in seiner in Fig. 1 gesehen obersten Endstellung, also in Anlage mit dem kleineren Speichergehäuse 16. Im Laufe des Betriebes gibt der Speicher dann hydraulische Leistung an angeschlossene Verbraucher (nicht dargestellt) des Hydrauliksystems (nicht dargestellt) ab. Demgemäß verläßt der Kolben seine eine Endstellung und bewegt sich in Richtung auf den Anschluß 14 zu in seine andere Endstellung, bei der er in Anlage mit dem Boden 12 kommt. Bei einer bestimmten vorgebbaren Position, bei der der Tothub des Trägers 28 überwunden ist, löst sich der Permanentmagnet 50 von seinem Anschlag in Form der Querwand 48, worauf der Fühler in Form des Hallschalters 46 ein Signal erzeugt, das den Spei­ cherladevorgang auslöst, bei dem hydraulikseitig der Druck am Anschluß 14, beispielsweise mittels einer Pumpe hervor­ gerufen, so lange ansteigt, bis das Trennglied 20 wieder seine in Fig. 1 gesehen obere Endstellung eingenommen hat und der Speicher "geladen" ist. Das Ende des Speicherla­ devorganges kann beispielsweise durch den meßbaren Druck­ anstieg innerhalb des Hydrauliksystems erkannt werden, der anliegt, wenn das Trennglied 20 endseitig in Anlage mit dem kleineren Speichergehäuse 16 ist. Die Stellung des Trägers 28 mit seinem Schaltglied 50, bei der geschaltet wird, ist vorgeb- bzw. einstellbar und abhängig vom jewei­ ligen Anwendungsfall, bei dem der Speicher eingesetzt werden soll.

Das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen hydro­ pneumatischen Speichers wird nur noch insofern erläutert, als es sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 unterscheidet. Dabei werden Teile, die gleich den Teilen des ersten Ausführungsbeispieles sind, mit denselben, aber jeweils um 100 erhöhten Bezugsziffern wiedergegeben.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Träger 128, der eine zylindrische Ausnehmung 156 aufweist, fest mit dem Trennglied 120 verbunden, so daß bei jeder Verfahrbewegung des Trenngliedes 120 der Träger 128 nachfolgt. Das Schalt­ glied 150 in Form des Permanentmagneten ist an dem dem Anschluß 114 abgekehrten Ende des Trägers 128 radial ver­ setzt in dessen Mantelfläche aufgenommen. In die zylindri­ sche Ausnehmung 156 greift das Fühlergehäuse 136 mit seiner entlang seines Außenumfanges angeordneten zylindrischen flächenförmigen Führung 134 ein. Für die Anlage des Füh­ lergehäuses 136 mit dem Träger 128 weist dieser eine nach innen vorstehende Führung 158 entlang seines Innenumfanges im Bereich des Schaltgliedes 150 auf, die in linienförmiger Berührung mit der flächenförmigen Führung 134 ist. Diese linienförmige Führung 158 kann auch unterbrochen sein, so daß sich auf dem Innenumfang des Trägers 128 einzelne Nocken befinden, die eine punktförmige Führung zwischen der flächenförmigen Führung 134 des Fühlergehäuses 136 und dem Träger 128 bilden.

Innerhalb des hülsenartigen Fühlergehäuses 136 ist ein sogenannter Reedschalter 160 angeordnet, der in bekannter und daher nicht näher beschriebener Weise mit dem Schalt­ glied 150 zusammenwirkt. Innerhalb des Speichergehäuses 110 weist das Fühlergehäuse 136 eine tellerförmige Verbreite­ rung 162 auf, zwischen der und der Innenfläche des Speicher­ gehäuses 110 eine Dichtung 164 angeordnet ist, die das Innere des Speichers gegenüber der Umgebung abdichtet. Das Fühlergehäuse 136 ist aus dem Speichergehäuse 110 her­ ausgeführt und weist an seinem der Umgebung zugewandten Ende ein Außengewinde 166 auf, auf das eine Überwurfmut­ ter 168 aufschraubbar ist, die über eine Innendichtung 170, die in Anlage mit der Außenseite des Speichergehäuses 110 ist, zur Umgebung hin abgedichtet ist.

Das Tothubverhalten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel durch das seitliche Überfahren des Schaltpunktes bei dem Reedschalter 160 er­ reicht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zumindest die Führung 134 des Fühlergehäuses 136 aus einem nicht­ magnetischen Werkstoff gebildet.

Das in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel kann ent­ sprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel anstelle der Schweißnaht eine Überwurfmutter (nicht dargestellt) für die Verbindung des Fühlergehäuses mit dem Speichergehäuse aufweisen. Das Speichergehäuse 10, 110 kann über eine Gas­ befülleinrichtung (nicht dargestellt) mit Gas befüllt werden. Diese Gasbefülleinrichtung kann auch Teil des jeweiligen in das Speichergehäuse einsetzbaren Fühlergehäuses sein, was eine besonders einfache Montage ergibt. Die Führung des Fühlergehäuses kann auch aus einem Bolzen oder Steg (beides nicht dargestellt) gebildet sein, der zur Führung des Trägers in Ausnehmungen (nicht dargestellt) desselben, beispielsweise in Form einer Bohrung eingreift. Ebenso kann der Träger über eine vergleichbare Führung verfügen, die dann in eine entsprechende Ausnehmung des Fühlergehäu­ ses eingreift.

Das in Fig. 2 dargestellte kleinere Speichergehäuse 116 braucht an seinem dem Fühlergehäuse 136 zugekehrten Ende nicht den Anschlag für das verfahrbare Trennglied 120 aufzu­ weisen. Vielmehr kann die Unterseite der tellerförmigen Verbreiterung 162 des Fühlergehäuses 136 den Anschlag für das in Fig. 2 gesehen obere Ende des Schaltgliedträgers 128 und damit für das Trennglied 120 bilden. In diesem Fall (nicht dargestellt) kann das abgekröpfte Teil mit dem Durch­ gang 118 des kleineren Speichergehäuses 116 völlig entfal­ len und dieses im wesentlichen einen Hohlzylinder ausbilden.

Die vorstehende Beschreibung und die Zeichnung beschränken sich nur auf die Angabe von Merkmalen, die für die beispiels­ weise Verkörperung der Erfindung wesentlich sind.

Soweit daher Merkmale in der Beschreibung und in der Zeich­ nung offenbart und in den Ansprüchen nicht genannt sind, dienen sie erforderlichenfalls auch zur Bestimmung des Gegenstandes der Erfindung.

Claims (9)

1. Hydropneumatischer Speicher mit einem in einem Speicher­ gehäuse (10; 110) bewegbaren Trennglied (20; 120), mit einem zumindest teilweise den Bewegungen des Trenngliedes (20; 120) folgenden, von einem Träger (28; 128) getragenen Schalt­ glied (50; 150), mit einem vom Schaltglied (50; 150) beein­ flußbaren Fühler (46; 160), mit einem den Fühler (46; 160) tragenden und am Speichergehäuse (10; 110) befestigbaren Fühlergehäuse (36; 136), das zumindest beim Verfahren des Schaltgliedes (50; 150) in einem Abstand zu diesem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (28; 128) in Anlage mit einer Führung (34; 134) des Fühlergehäuses (36; 136) bringbar ist.

2. Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Anlage des Fühlergehäuses (36; 136) mit dem Träger (28; 128) diese flächen-, und/oder linien-, und/oder punktförmige Führungen (34; 134, 158) aufweisen.

3. Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühler(36)- und das Speicher(10)-Ge­ häuse zumindest im Bereich ihrer Berührung aus einem schweißbaren Material gebildet sind.

4. Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fühler(136)- und dem Spei­ cher(110)-Gehäuse innerhalb desselben eine Dichtung (164) anordenbar ist.

5. Hydropneumatischer Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennglied (20) eine Ausnehmung (24) aufweist, in die entgegen der Kraftrichtung eines Kraftspeichers (26) der Träger (28) einfahrbar ist.

6. Hydropneumatischer Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (128) eine Ausnehmung (156) aufweist, in die das Fühlergehäuse (136) einfahrbar ist.

7. Hydropneumatischer Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (50; 150) aus einem Permanentmagneten besteht und der Fühler ein Hall(46)- oder ein Reed(160)-Schalter ist.

8. Hydropneumatischer Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schalt­ glied (50; 150) und dem Fühler (46; 160) zumindest das Füh­ lergehäuse (36; 136) aus einem nicht-magnetischen Werkstoff besteht.

9. Hydropneumatischer Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag für das verfahrbare Trennglied (20; 120) aus dem Fühlergehäuse (36; 136) oder aus dem Speichergehäuse (116) gebildet ist.