DE10158181C1 - Hydraulischer Druckverstärker - Google Patents
Hydraulischer DruckverstärkerInfo
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Abstract
Es wird ein hydraulischer Druckverstärker (1) angegeben mit einem Versorgungsanschluß (IN), einem Rücklaufanschluß (R), einem Hochdruckanschluß (H), einer Verstärkerkolbenanordnung, die einen Hochdruckzylinder (4a, 4b) mit einem darin verschiebbaren Hochdruckkolben (3a, 3b) und einen Niederdruckzylinder (6) mit einem darin verschiebbaren Niederdruckkolben (5), der mit dem Hochdruckkolben (3a, 3b) verbunden ist und den Niederdruckzylinder (6) in eine erste Niederdruckkammer (6a) und eine zweite Niederdruckkammer (6b) unterteilt, aufweist, und mit einer Umschaltventilanordnung (10'), die einen Druck in den Niederdruckkammern (6a, 6b) steuert und ein Ventilelement (11') aufweist, das in eine Bewegungsrichtung von einem Druck in einer ersten Steuerdruckkammer (12) mit einer kleineren Druckangriffsfläche und in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung von einem Druck in einer zweiten Steuerdruckkammer (14) mit einer größeren Druckangriffsfläche beaufschlagt ist, wobei Mittel zum Ändern des Drucks zumindest in der zweiten Steuerdruckkammer (14) vorhanden sind. DOLLAR A Man möchte ein sicheres Anfahren gewährleisten können. DOLLAR A Hierzu ist eine Leerlaufblende (27) vorgesehen, die zumindest in einer Zwischenstellung des Ventilelements (11') den Versorgungsanschluß (IN) mit der zweiten Steuerdruckkammer (14) verbindet.
Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckver
stärker mit einem Versorgungsanschluß, einem Rück
laufanschluß, einem Hochdruckanschluß, einer Verstär
kerkolbenanordnung, die einen Hochdruckzylinder mit ei
nem darin verschiebbaren Hochdruckkolben und einen Nie
derdruckzylinder mit einem darin verschiebbaren Nieder
druckkolben, der mit dem Hochdruckkolben verbunden ist
und den Niederdruckzylinder in eine erste Niederdruck
kammer und eine zweite Niederdruckkammer unterteilt,
aufweist, und mit einer Umschaltventilanordnung, die
einen Druck in den Niederdruckkammern steuert und ein
Ventilelement aufweist, das in eine Bewegungsrichtung
von einem Druck in einer ersten Steuerdruckkammer mit
einer kleineren Druckangriffsfläche und in die entge
gengesetzte Bewegungsrichtung von einem Druck in einer
zweiten Steuerdruckkammer mit einer größeren Druckan
griffsfläche beaufschlagt ist, wobei Mittel zum Ändern
des Drucks zumindest in der zweiten Steuerdruckkammer
vorhanden sind.
Ein derartiger hydraulischer Druckverstärker ist aus
DE 196 33 258 C1 bekannt. Er dient dazu, Flüssigkeit
von einem ersten auf einen zweiten, höheren Druck zu
bringen. Hierzu dient die Verstärkerkolbenanordnung.
Der höhere Druck entspricht dem Antriebsdruck multipli
ziert mit dem Verhältnis der Querschnittsflächen des
Niederdruckzylinders und des Hochdruckzylinders.
Der Niederdruckkolben wird durch das Umschaltventil ge
steuert, dessen Ventilelement ebenfalls druckgesteuert
ist, wobei auf beide Seiten des Ventilelements im Grun
de die gleichen Drücke wirken. Allerdings wirkt der
Druck in der ersten Steuerdruckkammer auf eine kleinere
Druckangriffsfläche und der Druck in der zweiten Steu
erdruckkammer, der auf eine größere Druckangriffsfläche
wirkt, variiert. Im bekannten Fall ändert er sich von
Versorgungsdruck zu Rücklaufdruck. Wenn der Druck in
der zweiten Steuerdruckkammer auf dem höheren Wert ist,
wird das Ventilelement in eine Position verschoben.
Wenn der Druck in der zweiten Steuerdruckkammer ab
sinkt, wird das Ventilelement in die andere Position
verschoben.
Ein derartiger Druckverstärker kann auch doppeltwirkend
ausgebildet sein. In diesem Fall gibt es zwei Hoch
druckzylinder auf gegenüberliegenden Seiten des Nieder
druckzylinders und zwei Hochdruckkolben, die mit dem
Niederdruckkolben verbunden sind und in den Hochdruck
zylindern beweglich sind. Die prinzipielle Funktions
weise ist aber die gleiche. Auch hier wird der höhere
Druck dadurch erzeugt, daß der Niederdruckzylinder mit
einem Druck beaufschlagt wird, der dann mit dem Ver
hältnis der Querschnitte von Niederdruckzylinder und
Hochdruckzylinder multipliziert wird, um den Druck am
Hochdruckanschluß zu ergeben.
In manchen Fällen funktioniert ein derartiger Druckver
stärker nicht richtig. Hierbei tritt der Fall seltener
Situationen auf, in denen der Druckverstärker Flüssig
keit unter einem höheren Druck fördert, also sozusagen
in einem dynamischen Zustand. Häufiger ist ein Versagen
zu beobachten, wenn der Druckverstärker in einem stati
schen Zustand ist, also die Flüssigkeit am Hochdruckan
schluß bereits auf den höheren Druck gebracht hat und
diese dort auf dem höheren Druck halten muß. Wenn dann
Flüssigkeit vom Hochdruckanschluß abgenommen wird, muß
der Druckverstärker sozusagen wieder anfahren oder an
springen, d. h. die Verstärkerkolbenanordnung muß Flüs
sigkeit mit höherem Druck nachfördern. Dies klappt ver
einzelt nicht. Insbesondere treten diese Schwierigkei
ten bei doppeltwirkenden Druckverstärkern auf. Sie sind
aber auch bei einfachwirkenden Druckverstärkern beob
achtet worden.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun
de, ein sicheres Anfahren gewährleisten zu können.
Diese Aufgabe wird bei einem hydraulischen Druckver
stärker der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß
eine Leerlaufblende vorgesehen ist, die zumindest in
einer Zwischenstellung des Ventilelements den Versor
gungsanschluß mit der zweiten Steuerdruckkammer verbin
det.
Man vermutet, daß ein Wiederanfahren nach einem Still
stand des Druckverstärkers dann nicht möglich ist, wenn
das Ventilelement des Umschaltventils aus einer seiner
beiden Endstellungen herausgewandert ist und dement
sprechend eine Druckbeaufschlagung der Niederdruckkam
mern auf eine Art, die den Niederdruckkolben in Bewe
gung setzt, nicht möglich ist. Eine derartige Situation
tritt beispielsweise dann auf, wenn das Ventilelement
so weit verschoben worden ist, daß es mit einer Trenn
wand den Anschluß im Ventilgehäuse verschließt, der mit
dem Versorgungsanschluß verbunden ist. In diesem Fall
kann nämlich keine als Antriebsflüssigkeit dienende
Flüssigkeit mehr vom Versorgungsanschluß in eine der
beiden Niederdruckkammern gelangen. Der Versorgungsan
schluß ist sozusagen vollständig abgeschnitten. Wenn
man nun in dieser Situation dafür sorgt, daß aus dem
Versorgungsanschluß eine kleine Menge Flüssigkeit in
die zweite Steuerdruckkammer vordringen kann, dann wird
das Ventilelement des Umschaltventils immer sicher in
eine Position verschoben, in der auf jeden Fall eine
Niederdruckkammer mit Druck beaufschlagt werden kann.
Wenn diese Niederdruckkammer mit Druck beaufschlagt
worden ist, dann hat die Verstärkerkolbenanordnung eine
definierte Position, die bei einer Flüssigkeitsentnahme
am Hochdruckanschluß eine Bewegung des Niederdruckkol
bens und des damit verbundenen Hochdruckkolbens zuläßt
und zwar genau auf die Weise, die für den Betrieb des
Druckverstärkers erforderlich ist. Die Blende, die man
auch als Drossel bezeichnen kann, ist dabei so ausge
legt, daß sie lediglich eine Flüssigkeitsmenge durch
läßt, die ausreichend ist, um bei Stillstandszeiten das
Ventilelement in die gewünschte Position zu verschie
ben. Im Betrieb, also wenn sich das Ventilelement hin
und her bewegt, spielt die Flüssigkeitszufuhr durch
diese Blende praktisch keine Rolle. Die Blende ist da
mit praktisch nur für den statischen Zustand von Bedeu
tung.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Leerlaufblende nur in
der Zwischenstellung den Versorgungsanschluß mit der
zweiten Steuerdruckkammer verbindet. Bei dieser Ausge
staltung vermeidet man, daß auch in anderen Positionen
des Ventilelements ein Druckausgleich zwischen dem Ver
sorgungsanschluß und der zweiten Steuerdruckkammer
stattfinden kann. Dies könnte möglicherweise bei einem
langsamen Betrieb des Druckverstärkers, bei dem nur we
nig Flüssigkeit auf der Hochdruckseite abgenommen wird,
zu Problemen führen.
Bevorzugterweise ist die Leerlaufblende in einer Lei
tung angeordnet, die durch eine Verlagerung des Ventil
elements unterbrechbar ist. Mit dieser Ausgestaltung
ist es sozusagen automatisch möglich, die Blende nur
dann mit dem Versorgungsanschluß zu verbinden, wenn
sich das Ventilelement in der Zwischenstellung befin
det. Die Unterbrechung der Leitung erfolgt automatisch
durch die Bewegung des Ventilelements. Zusätzliche Maß
nahmen sind daher nicht erforderlich.
Vorzugsweise ist die Leerlaufblende im Ventilelement
angeordnet. Dies vereinfacht die Herstellung des Um
schaltventils. Eingriffe in das Gehäuse des Umschalt
ventils sind praktisch nicht erforderlich. Bereits
kleinere Modifikationen des Ventilelements reichen aus,
um die Blende vorzusehen.
Bevorzugterweise ist das Ventilelement als Schieber
ausgebildet, der mit einem umlaufenden Flansch an einer
Innenwand eines Ventilgehäuses anliegt und einen ersten
Verbindungsraum von einem zweiten Verbindungsraum
trennt, wobei die Leitung am Umfang des Flansches mün
det. Der eine Verbindungsraum verbindet in einer Stel
lung des Ventilelements den Versorgungsanschluß mit ei
ner Druckkammer, während der andere Verbindungsraum in
dieser Stellung die andere Niederdruckkammer mit dem
Rücklaufanschluß verbindet. Wenn das Ventilelement sei
ne Stellung gewechselt hat, sind die Verhältnisse genau
umgekehrt. Der Flansch trennt dabei die beiden Verbin
dungsräume, so daß die beiden Niederdruckkammern flüs
sigkeitsmäßig voneinander entkoppelt sind. Hierzu ist
allerdings eine gewisse Breite des Flansches, d. h. eine
gewisse Erstreckung in Axialrichtung erforderlich, die
dann, wenn sich das Ventilelement in der Zwischenstel
lung befindet, dazu führt, daß der Eingangsanschluß,
d. h. der Anschluß, der mit dem Versorgungsanschluß ver
bunden ist, blockiert werden kann. Wenn man nun die
Leitung am Umfang dieses Flansches münden läßt, schafft
man die Möglichkeit, daß die Flüssigkeit von dem Ver
sorgungsanschluß durch die Leitung und die Blende zur
zweiten Steuerdruckkammer fließt, wo sie einen Druck
aufbaut, der ausreicht, um das Ventilelement in eine
Endposition zu verschieben.
Vorzugsweise weist die Nut einen V-förmigen Querschnitt
auf. Man kann die Nut bereits dazu verwenden, einen
Teil der Drosselwirkung zu übernehmen. Eine V-förmige
Nut läßt sich relativ einfach fertigen, indem man das
Ventilelement auf einer Drehbank bearbeitet.
Bevorzugterweise weist die Leitung einen Abschnitt auf,
der parallel zur Bewegungsrichtung des Ventilelements
verläuft. Ein derartiger Abschnitt kann leicht herge
stellt werden, beispielsweise durch Bohren. Es ist aber
auch möglich, einen derartigen Abschnitt bereits beim
Gießen des Ventilelements vorzusehen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zusätzlich vor
gesehen, da das Ventilelement eine Halteblende auf
weist, die den Versorgungsanschluß mit der zweiten
Steuerdruckkammer verbindet, wenn das Ventilelement
durch den in der zweiten Steuerdruckkammer herrschenden
Druck verschoben worden ist. Die Halteblende koppelt
dann den Druck am Versorgungsanschluß in die zweite
Steuerdruckkammer ein. Damit ist man in der Lage, klei
nere Flüssigkeitsverluste in der zweiten Steuerdruck
kammer auszugleichen, wie sie beispielsweise durch
Leckagen auftreten könnten. Wenn man kleinere Leckagen
zuläßt, kann das Ventilelement mit einer etwas weiteren
Passung in dem Ventilgehäuse geführt werden. Dies führt
wiederum zu einer geringeren Reibung und damit zu einer
schnelleren Umschaltbarkeit des Ventilelements. Die
Halteblende ermöglicht es, daß der Druck am Versor
gungsanschluß in der zweiten Steuerdruckkammer "einge
froren" wird und zwar so lange, bis die zweite Steuer
druckkammer entlastet wird. In diesem Fall reicht die
durch die Halteblende nachströmende Flüssigkeit natür
lich nicht aus, um den Druck in der zweiten Steuer
druckkammer aufrechtzuerhalten. Das Ventilelement kann
sich dann unter dem Druck in der ersten Steuerdruckkam
mer verlagern und seine andere Endposition einnehmen.
In dieser anderen Position ist die Halteblende nicht
mehr mit dem Versorgungsanschluß verbunden, so daß zu
mindest durch die Halteblende kein Druckaufbau mehr in
der zweiten Steuerdruckkammer erfolgt. Auch ein Druck
aufbau durch die Leerlaufblende erfolgt nicht, wenn die
Leerlaufblende nur in der Zwischenstellung mit dem Ver
sorgungsanschluß verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Halteblende in einer Wand des Ven
tilelements angeordnet, die einen Verbindungsraum be
grenzt. Dies ist eine besonders einfache Möglichkeit,
einen Flüssigkeitstransport von dem Versorgungsanschluß
zur zweiten Druckkammer lagerichtig zu steuern. Flüs
sigkeit kann nur dann durch die Halteblende fließen,
wenn der entsprechende Verbindungsraum unmittelbar
durch den Versorgungsanschluß unter Druck gesetzt wird.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Halteblende in den Ab
schnitt der Leitung mündet. Man kann die Halteblende
also einfach durch eine Bohrung in der Wand des Venti
lelements erzeugen, die die Leitung umgibt. Gegebenen
falls kann man natürlich auch einen Blendeneinsatz in
eine derartige Bohrung einsetzen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung
näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 einen einfachwirkenden Druckverstärker,
Fig. 2 einen doppeltwirkenden Druckverstärker,
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch ein Um
schaltventil mit dem Ventilelement in einer
ersten Stellung,
Fig. 4 die Ansicht nach Fig. 3 mit dem Ventilelement
in einer Zwischenstellung und
Fig. 5 die Ansicht nach Fig. 3 mit dem Ventilelement
in einer anderen Stellung.
Ein in Fig. 1 dargestellter einfachwirkender Druckver
stärker 1 weist eine Verstärkerkolbenanordnung 2 auf
mit einem Hochdruckkolben 3 in einem Hochdruckzylinder
4 und einem Niederdruckkolben 5 in einem Niederdruckzy
linder 6, wobei der Hochdruckkolben 3 und der Nieder
druckkolben 5 über eine Verbindung 7 so miteinander
verbunden sind, daß die Verbindung auf Druck belastbar
ist. Der Niederdruckkolben 5 unterteilt den Nieder
druckzylinder 6 in eine erste Niederdruckkammer 6a und
eine zweite Niederdruckkammer 6b.
Der Druckverstärker weist einen Versorgungsanschluß IN,
einen Rücklaufanschluß R und einen Hochdruckanschluß H
auf. Der Versorgungsanschluß IN ist über ein erstes
Rückschlagventil 8 mit dem Hochdruckzylinder 4 verbun
den. Der Hochdruckzylinder 4 ist über ein zweites Rück
schlagventil 9 mit dem Hochdruckanschluß H verbunden.
Die Bewegung des Niederdruckkolbens 5 wird durch ein
Umschaltventil 10 gesteuert, das ein Ventilelement 11
aufweist, das im vorliegenden Fall als Schieber ausge
bildet ist. Das Ventilelement 11 ist von seiner einen
Stirnseite her mit dem Druck in einer ersten Steuer
druckkammer 12 beaufschlagt, die über eine erste Pilot
leitung 13 mit dem Versorgungsanschluß IN in Verbindung
steht. Die gegenüberliegende Seite des Ventilelements
11 ist vom Druck in einer zweiten Steuerdruckkammer 14
beaufschlagt. Die Druckangriffsfläche auf das Ventile
lement 11 ist in der zweiten Steuerdruckkammer 14 grö
ßer als in der ersten Steuerdruckkammer 12, beispiels
weise doppelt so groß.
Das Umschaltventil 10 weist einen Eingang 15 auf, der
mit dem Versorgungsanschluß IN verbunden ist. Ferner
weist das Umschaltventil 10 einen ersten Ausgang 16
auf, der mit der ersten Niederdruckkammer 6a verbunden
ist, und einen zweiten Ausgang 17, der mit der zweiten
Niederdruckkammer 6b verbunden ist. In der in Fig. 1
dargestellten Position stellt das Ventilelement 11 un
mittelbar eine Verbindung zwischen den beiden Ausgängen
16, 17 her und schließt damit die beiden Niederdruck
kammern 6a, 6b kurz. Die erste Niederdruckkammer 6a
steht in unmittelbarer Verbindung mit dem Rücklaufan
schluß R.
Die zweite Steuerdruckkammer 14 steht mit einer zweiten
Pilotleitung 18 in Verbindung, die mit einem ersten Ast
19 und einem zweiten Ast 20 in die Wand des Nieder
druckzylinders 6 mündet. Auf gleicher axialer Höhe wie
der erste Ast 19 mündet auch ein Versorgungskanal 21,
der mit dem Versorgungsanschluß IN verbunden ist. Auf
der gleichen Höhe wie der zweite Ast 20 mündet ein
Rücklaufkanal 22, der mit dem Rücklaufanschluß R ver
bunden ist. Der Niederdruckkolben 5 weist eine Umfangs
nut 23 auf, die in einer Endposition des Niederdruck
kolbens 5 die Mündung des ersten Astes 19 mit der Mün
dung des Versorgungskanals 21 und in der anderen Posi
tion des Niederdruckkolbens 5 die Mündung des zweiten
Astes 20 mit der Mündung des Rücklaufkanals 22 verbin
det.
Das Ventilelement 11 weist einen Kanal 24 auf, der in
der in Fig. 1 nicht dargestellten Position des Ventil
elements 11 den Eingang 15 mit dem zweiten Ausgang 17
und damit mit der zweiten Niederdruckkammer 6b verbin
det. Aus diesem Kanal 24 zweigt eine Leitung 25 ab, in
der eine Halteblende 26 angeordnet ist. Wenn sich das
Ventilelement 11 in seiner in Fig. 1 dargestellten Po
sition befindet, ist der Eingang 15 und damit der Ver
sorgungsanschluß IN über die Halteblende 26 mit der
zweiten Steuerdruckkammer 14 verbunden.
Ferner ist eine Leerlaufblende 27 mit der zweiten Steu
erdruckkammer 14 verbunden, die dann mit dem Eingang 15
und damit mit dem Versorgungsanschluß IN verbunden ist,
wenn sich das Ventilelement 11 in einer Zwischenstel
lung befindet. Dies wird weiter unten im Zusammenhang
mit den Fig. 3 bis 5 näher erläutert.
Der Druckverstärker arbeitet wie folgt:
In der in Fig. 1 dargestellten Schaltstellung des Umschaltventils 10 strömt Flüssigkeit über das erste Rückschlagventil 8 in den Hochdruckzylinder 4 und schiebt dadurch den Hochdruckkolben 3 und den Niederdruckkolben 5 unter Vergrößerung des Volumens des Hochdruckzylinders 4 nach unten. Die Richtungsangaben beziehen sich hierbei auf die Orientierung in der Zeichnung nach Fig. 1. In der Realität spielt die räumliche Lage des Druckverstärkers 1 im Raum praktisch keine Rolle.
In der in Fig. 1 dargestellten Schaltstellung des Umschaltventils 10 strömt Flüssigkeit über das erste Rückschlagventil 8 in den Hochdruckzylinder 4 und schiebt dadurch den Hochdruckkolben 3 und den Niederdruckkolben 5 unter Vergrößerung des Volumens des Hochdruckzylinders 4 nach unten. Die Richtungsangaben beziehen sich hierbei auf die Orientierung in der Zeichnung nach Fig. 1. In der Realität spielt die räumliche Lage des Druckverstärkers 1 im Raum praktisch keine Rolle.
Sobald die Umfangsnut 23 den Versorgungskanal 21 mit
dem ersten Ast 19 der zweiten Pilotleitung 18 verbin
det, gelangt der Druck vom Versorgungsanschluß IN in
die zweite Steuerdruckkammer 14. Da er dort auf eine
größere Fläche als in der ersten Steuerdruckkammer 12
wirkt, wird das Ventilelement 11 verschoben, so daß der
Eingang 15 mit der zweiten Niederdruckkammer 6b verbun
den wird. Damit herrscht in der zweiten Niederdruckkam
mer 6b der Druck am Versorgungsanschluß IN. Dieser
Druck schiebt nun den Niederdruckkolben 5 und damit
auch den Hochdruckkolben 3 unter Verringerung des Volu
mens des Hochdruckzylinders 4 nach oben. Dort befindli
che Flüssigkeit wird über das zweite Rückschlagventil 9
zum Hochdruckanschluß H verdrängt. Auch bei Flüssig
keitsverlusten aus der zweiten Steuerdruckkammer 14,
die beispielsweise aufgrund einer Leckage auftreten
können, ändert das Ventilelement 11 seine Position
nicht. Der Druck in der zweiten Steuerdruckkammer 14
wird vielmehr über die Halteblende 26 aufrechterhalten,
durch die Flüssigkeit vom Eingang 15 in die zweite
Steuerdruckkammer 14 nachströmen kann.
Wenn der Niederdruckkolben 5 so weit verschoben worden
ist, daß die Umfangsnut 23 die Mündungen des Rücklauf
kanals 22 und des zweiten Astes 20 der zweiten Pilot
leitung 18 miteinander verbindet, dann erfolgt eine
Druckentlastung der zweiten Steuerdruckkammer 14 und
das Ventilelement 11 wechselt wieder in die in der
Fig. 1 dargestellte Position.
Fig. 2 zeigt einen doppeltwirkenden Druckverstärker 1',
bei dem gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen
versehen sind. Anstelle eines einzelnen Hochdruckzylin
ders 4 sind zwei Hochdruckzylinder 4a, 4b vorgesehen,
in denen entsprechende Hochdruckkolben 3a, 3b ver
schiebbar sind. Dementsprechend sind auch zwei erste
Rückschlagventile 8a, 8b und zwei zweite Rückschlagven
tile 9a, 9b vorgesehen, über die die Flüssigkeitszu-
und -abfuhr zu den Hochdruckzylindern 4a, 4b erfolgt.
Der Antrieb des Niederdruckkolbens 5 erfolgt hierbei
durch Drücke in den beiden Niederdruckkammern 6a, 6b,
so daß das Umschaltventil 10' auch die Verbindung von
der zweiten Niederdruckkammer 6b zum Rücklaufanschluß R
schaltet. Je nach Stellung des Ventilelements 11' wird
also der Eingang 15 entweder mit dem ersten Ausgang 16
verbunden, der mit der ersten Niederdruckkammer 6a ver
bunden ist, oder mit dem zweiten Ausgang 17, der mit
der zweiten Niederdruckkammer 6b verbunden ist. Die je
weils nicht mit dem Eingang 15 verbundene Niederdruck
kammer 6b, 6a ist dann mit einem Anschluß 28a, 28b ver
bunden, die wiederum mit dem Rücklaufanschluß R verbun
den sind.
Auch hier weist das Ventilelement 11' eine Halteblende
26 und eine Leerlaufblende 27 auf, die mit der zweiten
Steuerdruckkammer 14 in Verbindung stehen.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen nun das Umschaltventil 10' der
in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform schematisch mit
einem Ventilgehäuse 29, in dem das Ventilelement 11'
angeordnet ist. Aus dieser Darstellung läßt sich auch
die Funktionsweise des Umschaltventils 10 der in Fig. 1
dargestellten Ausführungsform erkennen.
Nicht näher dargestellt sind die beiden Steuerdruckkam
mern 12, 14 mit ihren unterschiedlichen Druckangriffs
flächen. Die Steuerdruckkammer 12 soll sich am linken
Ende und die Steuerdruckkammer 14 soll sich am rechten
Ende befinden, bezogen auf die Darstellung der Fig. 3
bis 5.
Das Ventilelement 11' weist in seiner axialen Mitte ei
nen umlaufenden Flansch 30 auf, der von innen am Gehäu
se 29 anliegt und einen ersten Verbindungsraum 31 von
einem zweiten Verbindungsraum 32 trennt. Die beiden
Verbindungsräume 31, 32 sind an ihren jeweils äußeren
axialen Enden wiederum durch Verdickungen 33, 34 abge
schlossen, die eine ausreichende axiale Länge aufwei
sen, um Mündungen der Anschlüsse 28a, 28b dichtend ab
zudecken, wenn sich das Ventilelement 11' in der ent
sprechenden Position befindet.
Gestrichelt eingezeichnet sind die Mündungen der beiden
Ausgänge 16, 17. In der dargestellten Position des Ven
tilelements 11' verbindet der eine Verbindungsraum 31
den Eingang 15 mit dem ersten Ausgang 16 und den zwei
ten Ausgang 17 mit dem einen Anschluß 28b, der zum
Rücklaufanschluß R führt.
Wenn der Druckverstärker eine Zeit lang nicht gearbei
tet hat und das Umschaltventil 10' dementsprechend
nicht umgeschaltet hat, kann es vorkommen, daß sich das
Ventilelement 11' in die in Fig. 4 dargestellte Position
bewegt, wo der Flansch 30 die Mündung des Eingangs 15
verschließt. In dieser Position deckt die Verdickung 34
die Mündung des Anschlusses 28b ab. In dieser Situation
kann der Druckverstärker nicht mehr anfahren. Eine der
artige Verschiebung kann sich beispielsweise ergeben,
wenn aufgrund von Leckagen der Druck in der zweiten
Steuerdruckkammer 14 so weit angestiegen ist, daß mit
der ersten Steuerdruckkammer 12 ein Kräftegleichgewicht
herrscht.
Um eine derartige Situation zu verhindern, ist am Um
fang des Flansches 30 eine umlaufende Nut 35 angeord
net, die in der vorliegenden Ausführungsform V-förmig
ausgebildet ist. Diese Nut ist über die Leerlaufblende
27 mit einer Axialbohrung 36 verbunden, die in dem Ven
tilelement 11' ausgebildet ist und in der zweiten Steu
erdruckkammer 14 mündet. Die Axialbohrung 36 erstreckt
sich bis unter den Flansch 30.
Im Bereich des Verbindungsraum 32 ist in der Wand des
Ventilelements 11', d. h. zwischen der Axialbohrung 36
und dem Verbindungsraum 32 die Halteblende 26 angeord
net, die durch eine Bohrung gebildet sein kann, die
diese Wand durchsetzt.
Die Leerlaufblende 27 hat die Wirkung, daß Flüssigkeit
vom Eingang 15 in die zweite Steuerdruckkammer 14 ge
langen kann und dort einen Druck aufbaut, der aus
reicht, um das Ventilelement 11' in die in Fig. 5 dar
gestellte andere Endlage zu bringen. In dieser Endlage
wird die zweite Niederdruckkammer 6b des Niederdruckzy
linders 6 mit Druck beaufschlagt. Solange aber auch der
Hochdruckseite keine Flüssigkeit entnommen wird, bleibt
der Niederdruckkolben 5 ohne Bewegung. Sobald aber
Flüssigkeit auf der Hochdruckseite entnommen wird, kann
der Druckverstärker anfangen zu arbeiten. Es existiert
also zu jeder Zeit ein stabiler Zustand. Der Druck in
der zweiten Steuerdruckkammer 14 wird auch in der in
Fig. 5 dargestellten Position des Ventilelements 11'
laufend aufrechterhalten, weil Flüssigkeit durch die
Halteblende 26 aus dem zweiten Verbindungsraum 32 nach
strömen kann.
Claims (11)
1. Hydraulischer Druckverstärker (1) mit einem Versor
gungsanschluß (IN), einem Rücklaufanschluß (R), ei
nem Hochdruckanschluß (H), einer Verstärkerkolben
anordnung, die einen Hochdruckzylinder (4; 4a, 4b)
mit einem darin verschiebbaren Hochdruckkolben (3;
3a, 3b) und einen Niederdruckzylinder (6) mit einem
darin verschiebbaren Niederdruckkolben (5), der mit
dem Hochdruckkolben (3; 3a, 3b) verbunden ist und
den Niederdruckzylinder (6) in eine erste Niederdruck
kammer (6a) und eine zweite Niederdruckkammer (6b)
unterteilt, aufweist, und mit einer Umschaltventi
lanordnung (10, 10'), die einen Druck in den Nie
derdruckkammern (6a, 6b) steuert und ein Ventilele
ment (11, 11') aufweist, das in eine Bewegungsrich
tung von einem Druck in einer ersten Steuerdruck
kammer (12) mit einer kleineren Druckangriffsfläche
und in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung von
einem Druck in einer zweiten Steuerdruckkammer (14)
mit einer größeren Druckangriffsfläche beaufschlagt
ist, wobei Mittel zum Ändern des Drucks zumindest
in der zweiten Steuerdruckkammer (14) vorhanden
sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leerlauf
blende (27) vorgesehen ist, die zumindest in einer
Zwischenstellung des Ventilelements (11, 11') den
Versorgungsanschluß (IN) mit der zweiten Steuer
druckkammer (14) verbindet.
2. Druckverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Leerlaufblende (27) nur in der
Zwischenstellung den Versorgungsanschluß (IN) mit
der zweiten Steuerdruckkammer (14) verbindet.
3. Druckverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Leerlaufblende (27) in einer Lei
tung (25) angeordnet ist, die durch eine Verlage
rung des Ventilelements (11, 11') unterbrechbar
ist.
4. Druckverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Leerlaufblende (27) im Ven
tilelement (11, 11') angeordnet ist.
5. Druckverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (11,
11') als Schieber ausgebildet ist, der mit einem
umlaufenden Flansch (30) an einer Innenwand eines
Ventilgehäuses (29) anliegt und einen ersten Ver
bindungsraum (31) von einem zweiten Verbindungsraum
(32) trennt, wobei die Leitung (25) am Umfang des
Flansches (30) mündet.
6. Druckverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Leitung (25) in eine Nut (35)
mündet, die im Flansch (30) angeordnet ist.
7. Druckverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Nut (35) einen V-förmigen Quer
schnitt aufweist.
8. Druckverstärker nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (25) einen
Abschnitt aufweist, der parallel zur Bewegungsrich
tung des Ventilelements (11, 11') verläuft.
9. Druckverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (11,
11') eine Halteblende (26) aufweist, die den Ver
sorgungsanschluß (IN) mit der zweiten Steuerdruck
kammer (14) verbindet, wenn das Ventilelement (11,
11') durch den in der zweiten Steuerdruckkammer
(14) herrschenden Druck verschoben worden ist.
10. Druckverstärker nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halteblende (26) in einer Wand
des Ventilelements (11, 11') angeordnet ist, die
einen Verbindungsraum (32) begrenzt.
11. Druckverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halteblende (26) in den Abschnitt
der Leitung (25) mündet.
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