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Title:
DEVICE FOR SUPPLYING A HYDRAULIC CONSUMER WITH PRESSURE MEANS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/071748
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (10) for supplying a hydraulic consumer with pressure means, comprising a pressure generator (14), an electromotor (16) and a reservoir (18). A level switch (40) is located on the reservoir (18) for supplying the electromotor (16) with voltage according to the level and hereby preventing the intake of air. The invention provides that the level switch (40) is anchored on the reservoir (18) in such a way that the two components can move in relation to each other, in order to avoid any dependency of the switching threshold of the level switch (40) on the tolerances and expansion of the parts. The level switch (40) also interacts with a prestressed component (56) that ensures that the level switch remains resting on the bottom surface of the reservoir (18).

Inventors:
AICHELE HANS (DE)
STEUDEL WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/000535
Publication Date:
September 27, 2001
Filing Date:
February 13, 2001
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
AICHELE HANS (DE)
STEUDEL WOLFGANG (DE)
International Classes:
H01H36/02; H01H35/18; (IPC1-7): H01H36/02
Domestic Patent References:
WO1998028598A11998-07-02
Foreign References:
DE8901091U11989-03-23
DE3643949A11988-06-23
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Claims:
Ansprüche
1. Einrichtung (10) zur Versorgung eines hydraulischen Verbrauchers mit Druckmittel mit einem von einem Elektromotor (16) angetriebenen Druckerzeuger (14) und einem Druckmittel speichernden Vorratsbehälter (18), dadurch gekennzeichnet, daB zur füllstandsabhangigen Spannungsregelung des Elektromotors (16) ein elektromechanischer Niveauschalter (40) relativbeweglich am Vorratsbehälter (18) verankert ist und daß der Niveauschalter (40) mit Hilfe eines unter Vorspannung stehenden Bauteils (56) an die Bodenfläche des Vorratsbehälters (18) anliegt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niveauschalter (40) ein Schaltrohr (42) mit einem Schaltglied und einen Schwimmer (50) mit einem das Schaltglied beaufschlagenden Element aufweist und daß das unter Vorspannung stehende Bauteil (56) eine am Schaltrohr (42) zentrierte Feder ist, die sich am Vorratsbehalter (18) und einer dafür vorgesehenen Vorrichtung (58) des Schaltrohrs (42) abstutzt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Niveauschalter (40) in einer Durchgangsbohrung (44) des Vorratsbehälters (18) geführt ist und daß die Durchgangsbohrung (44) mittels am Niveauschalter (40) festgelegten Dichtkörpern (48) zur Umgebung hin abgedichtet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung (44) an einem Deckel (30) ausgebildet ist, der eine Offnung (28) des Vorratsbehälters (18) verschließt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Deckel (30) Anschlußstutzen (32) ausgebildet sind, die in das Innere eines an den Innenseite des Deckels (30) angeordneten Filters (38) einmunden, daß die dem Deckel (30) gegenuberliegende Bodenseite des Filters (38) eine Ausnehmung (46) aufweist, die eine zweite Führung für das Schaltrohr (42) bildet und daß diese Bodenseite gleichzeitig als Anschlag wirkt, der die Relativbeweglichkeit zwischen dem Schaltrohr (42) und dem Deckel (30) im nicht montierten Zustand des Niveauschalters (40) begrenzt.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (50) ringförmig ausgeführt ist und das Schaltrohr (42) umschließt und daß am in den Vorratsbehälter (18) hineinragenden Ende des Schaltrohrs (42) wenigstens ein axial begrenztes und radial vorspringendes Element (60) zur Halterung des Schwimmers (50) am Schaltrohr (42) im nicht eingebauten Zustand des Niveauschalters (40) vorgesehen ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Schwimmer (50) eine durchgehende nutförmigen Ausnehmung (64) ausgebildet ist, in der bei entsprechender Ausrichtung des Schwimmers (50) zum Schaltrohr (42) während der Montage, das Element (60) geführt ist und daß der Schwimmer (50) unter Betriebsbedingungen verdrehbar am Schaltrohr (42) gelagert ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (16), der Druckerzeuger (14) und der Vorratsbehälter (18) mit dem eingebauten Niveauschalter (40) ein Druckversorgungsaggregat bilden.
Description:
Einrichtung zur Versorgung eines hydraulischen Verbrauchers mit Druckmittel Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Versorgung eines hydraulischen Verbrauchers mit Druckmittel entsprechend der Gattung des Anspruchs 1.

Ein derartige Einrichtung ist beispielsweise aus den Schulungsunterlagen Hydraulik in Theorie und Praxis"der Robert Bosch GmbH, Geschäftsbereich Automatisierungstechnik, Erbach, Nr. 198 776 2601, Ausgabe 8/96, Seite 163 bereits bekannt. Diese Einrichtung bildet ein kompaktes Druckversorgungsaggregat, das aus einem hydraulischen Druckerzeuger, einer Antriebseinheit und einem Vorratsbehälter besteht. An das Druckversorgungsaggregat ist ein nicht dargestellter, externer hydraulischer Verbraucher anschließbar.

Aus Verschleißgründen ist ein Ansaugen von Luft durch den Druckerzeuger zu vermeiden. Dazu ist es bekannt eine Steuereinheit vorzusehen, die in Abhängigkeit vom Füllstand des Vorratsbehälters die Spannungsversorgung der Antriebseinheit regelt. Der Füllstand wird von einem Niveauschalter erfaßt.

Dieser besteht aus einem Schaltrohr mit einem ortsfest fixierbaren Schaltglied, sowie einem beweglich geführten

Schwimmer mit einem das Schaltglied beaufschlagenden Element.

Das Schaltrohr ragt in das Innere des Vorratsbehälters hinein, wobei sein Ende mit Abstand zu der dem Deckel gegenuberliegenden Bodenseite des Vorratsbehalters liegt.

Dies hat den Nachteil, daß aufgrund temperatur-oder druckbedingter Teiledehnungen oder aufgrund von Teiletoleranzen der Abstand zwischen dem Ende des Schaltrohrs und der Bodenseite variiert. Der Füllstand, bei dem im Niveauschalter ein Schaltvorgang erfolgt, ist somit veränderlich.

Vorteile der Erfindung Demgegenüber weist eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil auf, daß der Schaltpunkt des Niveauschalters ausschließlich vom Füllstand abhangig ist und sich damit unabhangig gegenüber Teiletoleranzen,- dehnungen oder den momentanen Betriebsbedingungen der Einrichtung verhalt. Erreicht wird dies durch eine Anordnung des Niveauschalters am Vorratsbehälter, die eine Relativbeweglichkeit zwischen beiden Bauteilen gewährleistet in Verbindung mit einem unter Vorspannung stehenden Element, das das freie Ende des Niveauschalters unter allen Betriebsbedingungen der Einrichtung gegen die Bodenflache des Vorratsbehälters drückt.

Als unter Vorspannung stehendes Element eignet sich besonders eine Schraubenfeder. Zur Führung des Niveauschalters reichen einfach herstellbare, nach außen abgedichtete Durchgangsbohrungen am Vorratsbehalter aus.

Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung des Niveauschalters an einem Deckel, der eine Offnung des Vorratsbehälters verschließt, anzuordnen. An diesem Deckel sind in einer Weiterbildung der Erfindung Anschlußstutzen und Kanale

ausgebildet, die eine Kontaktierung des Vorratsbehalters mit Druckmittel rückführenden Leitungen ermoglichen. Auf der Innenseite des Deckels ist ein Filter anordenbar, um das zurückströmende Druckmittel von Verunreinigungen zu saubern.

Gleichzeitig wirkt das Filter als mechanischer Anschlag fur den Niveauschalter im nichteingebauten Zustand und bildet eine zweite Führung für den Niveauschalter.

Der Niveauschalter besteht aus einem Schaltrohr mit einem darin angeordneten Schaltglied und einem beweglich geführten Schwimmer mit einem das Schaltglied beaufschlagenden Element. Der Schwimmer ist ringförmig ausgefuhrt und umschließt das Schaltrohr. Eine einfach durchfuhrbare Halterung des Schwimmers am Schaltrohr wird durch radial abstehende Elemente erreicht, die am freien Ende des Schaltrohrs ausgebildet sind. Diese Elemente greifen in entsprechende Ausnehmungen des Schwimmers ein. Nach erfolgter Montage läßt sich der Schwimmer gegenuber dem Schaltrohr verdrehen, so daß die Ausnehmungen und die Elemente nicht mehr miteinander fluchten.

Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher erlautert. Die Figur 1 zeigt dazu eine Einrichtung zur Versorgung eines hydraulischen Verbrauchers mit Druckmittel in Form eines Druckversorgungsaggregats im Langsschnitt ; in Figur 2 ist ein Detail X nach Figur 1 vergrößert dargestellt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die in Figur 1 dargestellte Einheit 10 zur Versorgung eines hydraulischen Verbrauchers mit Druckmittel besteht aus einem Anbauflansch 12, einem daran verankerten Druckerzeuger 14, einem Elektromotor 16, der mit dem Druckerzeuger 14 gekoppelt ist und einem Vorratsbehalter 18. Als Druckerzeuger 14 kommen herkömmlich bekannte Zahnrad-oder Kolbenpumpen in Betracht, die über einen Saugstutzen 22 Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 18 ansaugen und zu einem Druckanschluß fördern. Dieser Druckanschluß ist üblicherweise am Anbauflansch 12 vorgesehen, liegt beim Ausfuhrungsbeispiel aber auf der vom Betrachter abgewandten Seite und ist deshalb in Figur 1 nicht zu erkennen.

Beim Vorratsbehälter 18 handelt es sich um einen vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Hohlkörper, dessen dem Druckerzeuger 14 zugewandte Außenseite einen Durchbruch 24 mit angeformten Hals aufweist. Mit diesem Hals ist der Vorratsbehälter 18 auf einen maßlich abgestimmten Bund am Anbauflansch 12 aufgeschoben und mittels eines Spannbandes 26 druckmitteldicht verankert. Durch die Offnung 24 des Vorratsbehälters 18 hindurch ragt der Druckerzeuger 14 in das Innere des Vorratsbehälter 18 hinein.

Auf der Oberseite des Vorratsbehälters 18 ist eine Offnung 28 zur Befüllung mit Druckmittel vorgesehen. Diese Offnung 28 ist von einem Deckel 30 mit angeformten Anschlußstutzen 32 zur Kontaktierung etwaiger Druckmittel ruckfuhrender Leitungen verschlossen. Der Deckel 30 erstreckt sich abschnittsweise in die Offnung 28 hinein und ist am Vorratsbehälter 18 mit Hilfe eines zweiten Spannbandes 34 fixiert. Neben einem Filter 38, das an der Innenseite des Deckels 30 zur Sauberung des rückstromenden Druckmittels von Verschmutzungen angebracht ist, ist ferner ein

Niveauschalter 40 am Deckel 30 angeordnet. Dieser Niveauschalter 40 umfaßt ein stabförmiges Schaltrohr 42, welches in das Innere des Vorratsbehälters 18 hineinragt.

Das zentrisch am Deckel 30 angeordnete Schaltrohr 42 ist in einer Durchgangsbohrung 44 des Deckels 30 und in einer Ausnehmung 46 im Boden des Filters 38 axial beweglich gefuhrt. Zur Abdichtung des Filters 38 gegenuber der Umgebung sind am Schaltrohr 44 zwei konventionelle Dichtkörper 48 angeordnet. Das Schaltrohr 42 ist durch das Filter 38 hindurchgeführt und weist im Bereich seines freien, das heißt vom Deckel 28 abgewandt liegenden Endes einen verschiebbar gelagert Schwimmer 50 auf. Dieser Schwimmer 50 ist ringförmig ausgebildet und umschließt zu seiner Führung das Schaltrohr 42. Es ist davon auszugehen, daß im Schaltrohr 42 auf nicht erkennbare Weise ein Schaltglied, beispielsweise ein nicht dargestellter Reedkontakt, angeordnet ist, wahrend im Schwimmer 50 ein ebenfalls nicht dargestelltes Element untergebracht ist, welches dieses Schaltglied bei entsprechendem Füllstand an Druckmittel beruhrungslos betätigt. Neben den beschriebenen Reedkontakten können auch andere magnetfeldempfinliche, induktive oder kapazitive Sensoren verwendet werden.

Am öffnungsseitigen Ende des Schaltrohrs 42 treten Signalkabel 52 aus. Diese sind einerseits mit dem Schaltglied kontaktiert und führen andererseits zu einer elektronischen Steuereinheit 54. An diese Steuereinheit 54 ist auch der Elektromotor 16 des Kompaktaggregats 10 angeschlossen. Dessen Spannungsversorgung wird unterbrochen, sobald ein gewunschtes Druckniveau am angeschlossenen hydraulischen Verbraucher erreicht ist oder sobald der Füllstand im Vorratsbehalter 18 unter einen vorgegebenen Sollwert sinkt. Dieser Sollwert ist durch Axialverschiebung des Schaltglieds innerhalb des Schaltrohrs 42 an die jeweiligen Einsatzbedingungen der Einrichtung 10 anpaßbar.

Das dem Deckel 30 gegenuberliegende, zweite Ende des Schaltrohrs 42 liegt an der Innenwandung des Vorratsbehalters 18 an. Um diese Anlage unter allen Betriebsbedingungen der Einrichtung 10 sicherzustellen, ist der Niveauschalter 40 mit einer vorgespannten Schraubenfeder 56 ausgestattet. Deren Vorspannung vermag die auf das Schaltrohr 42 einwirkende und dessen Bewegung hemmende Wandreibung der Dichtkörper 48 zu überwinden. Die Schraubenfeder 56 ist dazu zwischen einem Bund 58 des Schaltrohrs 42 und dem Deckel 30 eingespannt und am Schaltrohr 42 zentriert.

Der überstehende Bund 58 am Schaltrohr 42 liegt innerhalb des Filters 38, so daß dessen Boden im vormontierten Zustand der Einbaueinheit aus Deckel 30, Niveauschalter 40 und Filter 38 als Anschlag wirkt, der die Endlage des Schaltrohrs 42 relativ zum Deckel 30 definiert. Im eingebauten Zustand nach Figur 1 besteht ein Abstand zwischen diesem Bund 58 und dem Boden des Filters 38, so daß Teiletoleranzen oder Betriebsdruck oder temperaturbedingte Dehnungen der Bauteile, insbesondere des Vorratsbehälters 18 ausgeglichen werden können. Der Schaltpunkt des im Schaltrohr 42 befindlichen Schaltglieds ist demnach nur vom Füllstand des Vorratsbehälters 18 abhangig.

Figur 2 zeigt das Detail X nach Figur 1 in vergrößerter Darstellung. Darin ist in Ausschnitten des vom Deckel 28 abgewandt liegende Ende des Schaltrohrs 42 mit dem axial verschiebbar daran gelagerten Schwimmer 50 gezeigt. Am Ende des Schaltrohrs 42 ist ein radial abstehendes und axial begrenztes Element 60 zu erkennen ; eine im Schwimmer 50 vorgesehene Führung 62 ist um eine durchgehende nutförmige Aussparung 64 erweitert. Maßlich ist der Vorsprung 60 auf die Aussparung 64 derart abgestimmt, daß bei entsprechender

Ausrichtung der beiden Teile zueinander, ein problemloses Aufschieben des Schwimmers 50 auf das Schaltrohr 42 möglich ist. Nach erfolgter Montage des Schimmers 50 ist dieser gegenuber dem Schaltrohr 42 verdrehbar, so daß die Aussparung 64 nicht mehr mit dem Vorsprung 60 fluchtet. Der Schwimmer 50 ist damit bis zum Einbau des Niveauschalters 40 in den Vorratsbehälter 18 verliersicher am Schaltrohr 42 gehalten, ohne daß dazu separat zu montierende Bauteile anfallen. Exemplarisch ist im Ausführungsbeispiel nur jeweils ein Vorsprung 60 und eine Aussparung 64 gezeigt, eine mehrfache Ausbildung dieser Bauelemente wäre jedoch denkbar. Darüber hinaus ware es vorstellbar das Element 60 auch nur als Fahne darzustellen. Diese Fahne ließe sich aufgrund ihrer Beweglichkeit bei der Montage des Schwimmers 50 auf das Schaltrohr 42 an dessen Umfang anlegen, so daß auf Ausnehmungen 64 im Schwimmer 50 verzichtet werden könnte. Nach der Montage stellt sich die Fahne elastizitatsbedingt wieder auf und kann damit als Verlierschutz wirken. Im in den Vorratsbehälter 18 eingebauten Zustand des Niveauschalters 40 ist dieser Verlierschutz funktionslos.

Selbstverstandlich sind Weiterbildungen oder Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.