DE102006050507A1

DE102006050507A1 - Abschneidventil

Info

Publication number: DE102006050507A1
Application number: DE200610050507
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Urban; Andreas Hoffer; Martin Heilig
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2008-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abschneidventil (1) für eine hydraulische Anlage (2) in Fahrzeugen zur Begrenzung eines Druckmitteldruckes in einem Druckraum (3) der hydraulischen Anlage (2), wobei ein Schließkörper (4) von einem Federelement (5) gegen eine Steuerkante (6) gehalten ist und mit einer Drosselstelle (7) in einer Verbindungsleitung (8) zwischen einem mit einem ersten Druck an dem Schließkörper (4) beaufschlagten ersten Druckraum (9) und e(4) beaufschlagten zweiten Druckraum (10) angeordnet ist. Um ein Abschneidventil für eine hydraulische Anlage zu schaffen, das eine sichere Funktion der hydraulischen Anlage gewährleistet, ist ein Rückschlagventil (11) vorgesehen, das bei einem Druckmittelstrom $I1 durch die Drosselstelle (7) von dem zweiten Druckraum (10) zu dem ersten Druckraum (9) geöffnet ist und von dem Druckmittelstrom $I2 durchströmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abschneidventil für eine hydraulische Anlage in Fahrzeugen, zur Begrenzung eines Druckmitteldruckes in einem Druckraum, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Abschneidventile dienen zur Druckbegrenzung eines Druckmitteldrucks in einem Druckraum von u. a. hydraulischen Anlagen, wie Hilfskraftlenkungen in Fahrzeugen und sind beispielsweise durch die DE 199 56 858 A1 bekannt.
In einem Ventilkörper ist dabei ein Schließkörper gegen die Kraft eines Federelements gegen eine oder mehrere Steuerkanten gehalten, wobei der Schließkörper einen ersten Druckraum mit einem ersten Druck und einen zweiten Druckraum mit einem zweiten Druck trennt. In dem Ventilkörper ist ferner eine Drosselstelle in einer Verbindungsleitung angeordnet, die eine fluidischen Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Druckraum unabhängig von dem Schließkörper ermöglicht. Der Schließkörper mit Federelement definiert einen Höchstwert des Druckmitteldrucks in dem ersten Druckraum.
Die DE OS 24 34 604 beschreibt eine als Hilfskraftlenkung in einem Kraftfahrzeug ausgebildete hydraulische Anlage in welcher zwei Lenkspindelteile über einen Drehstab miteinander verbunden sind. Der, eine Lenkhandhabe tragende, erste Lenkspindelteil ist an seinem Ende als Drehschieberteil ausgeführt, während der, ein mit einer Zahnstange kämmende und ein Antriebsritzel tragende, zweite Lenkspindelteil mit einer Steuerbüchse drehfest verbunden ist. Der Drehschieber ist in der Steuerbüchse relativ verdrehbar angeordnet, sodass über ein zugehöriges Längsnutensystem ein Servozylinder ansteuerbar ist.
Als Rückwirkungseinrichtung sind zwischen dem Drehschieber und der Steuerbüchse in Bohrungen bewegliche Kugeln eingesetzt, die mit Schrägflächen von Einkerbungen des mit der Lenkhandhabe verbundenen Lenkspindelteils zusammenwirken. Die Kugeln werden in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck mehr oder weniger gegen die Schrägflächen gedrückt, sodass dem Fahrer des Kraftfahrzeugs an der Lenkhandhabe die jeweils benötigte Lenkhilfskraft als sogenanntes Fahrgefühl mitgeteilt wird.
Ist der Arbeitsdruck einer solchen Rückwirkungseinrichtung beispielsweise von einem Abschneidventil begrenzt, so kann es insbesondere bei Rückstellvorgängen in denen Druckmittel von dem zweiten Druckraum des Abschneidventils über die Drosselstelle strömt zum Hängenbleiben der die Schrägflächen tragenden Kolben der Rückwirkungseinrichtung kommen, da die Strömungsrate des Druckmittels von der Drosselstelle zu gering definiert ist. Ein schlagartiges, verzögertes Rückstellen der Kolben und eine Geräuschentwicklung der hydraulischen Anlage ist dadurch möglich. Abgesehen davon resultiert durch dieses Nachsaugproblem des Druckmittels kein in beiden Lenkrichtungen ausgeglichenes Rückstellmoment der Rückwirkungseinrichtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abschneidventil für eine hydraulische Anlage zu schaffen, das eine sichere Funktion der hydraulischen Anlage gewährleistet.
Die Aufgabe wird von einem Abschneidventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch dass ein Rückschlagventil in der hydraulischen Anlage vorgesehen ist, das bei einem Druckmittelstrom durch die Drosselstelle von dem zweiten Druckraum an dem Abschneidventil zu dem ersten Druckraum geöffnet ist, und von dem Druckmittelstrom durchströmt ist, ist eine konstruktive Maßnahme getroffen, die Nachsaugproblematik, die durch das Abschneidventil verbunden mit einer zu geringen Druckmittelversorgung des von dem Abschneidventil geregelten Druckraums der hydraulischen Anlage hervorgerufen werden kann, zu beseitigen.
Durch das Öffnen des Rückschlagventils, das bei inversen Druckverhältnissen in dem ersten und zweiten Druckraum öffnet, wie dies verglichen mit dem Schließkörper des Abschneidventils der Fall ist, ist ein ungehindertes, rasches Durchströmen des Abschneidventils mit Druckmittel ermöglicht und eine sichere Funktion der hydraulischen Anlage, insbesondere des von dem Abschneidventil geregelten Druckraums ermöglicht.
Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Rückschlagventil ist in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des Abschneidventils in dem Schließkörper angeordnet und durchragt diesen, wobei es eine fluidische Verbindung der beiden, an dem Schließkörper sich gegenüberliegenden ersten und zweiten Druckräume ermöglicht. Durch diese Ausführungsform des Abschneidventils ist eine Möglichkeit geschaffen, nicht mit einem Rückschlagventil ausgestattete Abschneidventile nachzurüsten, ohne dass das gesamte Abschneidventil ausgetauscht werden muss. Es bedarf dabei keiner Formänderung oder Bearbeitungsänderung des Abschneidventils, insbesondere dessen Ventilkörpers.
Das Rückschlagventil kann anstelle in dem Schließkörper auch in der Verbindungsleitung zwischen dem ersten und zweiten Druckraum angeordnet werden. Das Rückschlagventil ist vorzugsweise als einfaches, federbelastetes Rückschlagventil mit einem kugelförmigen Schließkörper gebildet.
Es kann zweckmäßig sein, in dem Rückschlagventil die Drosselstelle des Abschneidventils zu integrieren und das Rückschlagventil als Drosselrückschlagventil auszubilden.
Das Abschneidventil lässt sich zur Druckbegrenzung in einem Rückwirkraum einer Rückwirkungseinrichtung einer Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs einsetzen, wobei zu diesem Zweck der erste Druckraum an dem Abschneidventil mit dem Rückwirkraum in Verbindung ist und den von dem Abschneidventil geregelten Druckraum der hydraulischen Anlage darstellt. Der mit dem zweiten, bevorzugt geringerem Druck beaufschlagte Druckraum ist mit einem Druckmittelbehälter der Hilfskraftlenkung in Verbindung und weist lediglich einen Rücklaufdruck auf, während in dem ersten Druckraum bevorzugt ein durch eine Druckmittelquelle erzeugter, erster Druck, der höher als der Druck in dem zweiten Druckraum ist, herrscht.
Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben.
In der Zeichnung zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer als hydraulische Hilfskraftlenkung gebildeten hydraulischen Anlage mit einem Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Abschneidventil.
In 1 ist schematisch eine als hydraulische Hilfskraftlenkung 12 für ein Kraftfahrzeug gebildete hydraulische Anlage 2 mit einem Abschneidventil 1 im Längsschnitt gezeigt. Einzelheiten sind aus der DE 42 16 053 A1 zu entnehmen, da von der Hilfskraftlenkung lediglich eine Druckmittelquelle 15, ein von dem Abscheidventil 1 druckbegrenzter Rückwirkungsraum 13 oder Druckraum 3 einer Rückwirkungseinrichtung der Hilfskraftlenkung 12 und ein Druckmittelbehälter 14 gezeigt sind.
Das Abschneidventil 1 enthält in einem Ventilgehäuse 16 einen Schließkörper 4, der durch die Kraft eines Federelements 5 gegen zwei Steuerkanten 6, 6' in seiner Schließstellung gehalten wird. Der Schließkörper 4 sperrt eine direkte, fluidische Verbindung von einem ersten Druckraum 9 zu einem zweiten Druckraum 10 in dem Ventilgehäuse 16. Der erste Druckraum 9 ist über eine Verbindungsleitung 8 mit dem Rückwirkungsraum 13 in Verbindung. Der zweite Druckraum 10 ist mit dem Druckmittelbehälter 14 in Verbindung.
Das Abschneidventil 1 ist nach dem Prinzip einer Druckwaage aufgebaut. Dazu wird der Schließkörper 4 auf seinen beiden Stirnseiten durch unterschiedliche Drücke beaufschlagt. Die in dem zweiten Druckraum 10, der ein Federraum für das Federelement 5 bildet, liegende Stirnfläche des Schließkörpers 4 ist mit einem zweiten Druck, dem Rücklaufdruck aus dem Druckmittelbehälter 14 beaufschlagt. Die in dem ersten Druckraum 9 in dem Ventilgehäuse 16 liegende Stirnfläche des Schließkörpers 4 ist mit einem ersten Druck beaufschlagt, der zwischen den Drücken des Rückwirkungsraumes 13 und des Druckmittelbehälters 14 liegt. Der erste Druck in dem ersten Druckraum 9 wird durch eine Drosselstelle 7, die in dem Ausführungsbeispiel fest ist, bestimmt, wobei die Drosselstelle 7 mit dem Druckmittelbehälter 14 über eine Leitung 17 verbunden ist.
Um die Druckmittelversorgung des Rückwirkungsraumes 13 bei einem Druckmittelstrom V von dem zweiten Druckraum 10 oder Druckmittelbehälter 14 zu dem ersten Druckraum 9 oder Rückwirkungsraum 13 zu gewährleisten, der eine einwandfreie Funktion der Rückwirkungseinrichtung der Hilfskraftlenkung 12 ermöglicht, ist zusätzlich zu der Drosselstelle 7 ein Rückschlagventil 11 in dem Schließkörper 4 ange ordnet. Das Rückschlagventil 11 ist als federbelastetes Kugelventil gebildet, dessen Kugel-Schließkörper in umgekehrter Richtung wie der Schließkörper 4 des Abschneidventils 1 federbelastet ist und bei dem in 1 gezeigten Druckmittelstrom-Richtung öffnet und ein rasches Rückfließen von Druckmittel in den Rückwirkungsraum 13 ermöglicht.
Eine Hysterese in der Funktion der Rückwirkungseinrichtung, oder gar eine Geräuschentwicklung der Rückwirkungseinrichtung durch einen hängenbleibenden Kolben ist dadurch vermieden.
Das Rückschlagventil 11 hat im wesentlichen zylinderförmige Gestalt mit einer geringeren radialen Abmessung wie der Schließkörper 4 und lässt sich im bereits vorhandene Abschneidventile 1 nachträglich einbauen, ohne deren Gestalt verändern zu müssen.

1: Abschneidventil
2: Anlage, hydraulisch
3: Druckraum
4: Schließkörper
5: Federelement
6, 6': Steuerkante
7: Drosselstelle
8: Verbindungsleitung
9: Druckraum, erster
10: Druckraum, zweiter
11: Rückschlagventil
12: Hilfskraftlenkung
13: Rückwirkungsraum
14: Druckmittelbehälter
15: Druckmittelquelle
16: Ventilgehäuse
17: Leitung
V .: Druckmittelstrom

Claims

Abschneidventil für eine hydraulische Anlage (2) in Fahrzeugen, zur Begrenzung eines Druckmitteldruckes in einem Druckraum (3) der hydraulischen Anlage (2), wobei ein Schließkörper (4) von einem Federelement (5) gegen eine Steuerkante (6) gehalten ist, und mit einer Drosselstelle (7) in einer Verbindungsleitung (8) zwischen einem, mit einem ersten Druck an dem Schließkörper (4) beaufschlagten ersten Druckraum (9) und einem, mit einem zweiten Druck an dem Schließkörper (4) beaufschlagten zweiten Druckraum (10), dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (11) vorgesehen ist, das bei einem Druckmittelstrom (V .) durch die Drosselstelle (7) von dem zweiten Druckraum (10) zu dem ersten Druckraum (9) geöffnet ist und von dem Druckmittelstrom (V .) durchströmt ist.
Abschneidventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (11) in dem Schließkörper (4) angeordnet ist und den ersten Druckraum (9) mit dem zweiten Druckraum (10) fluidisch verbindet.
Abschneidventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (11) in der Verbindungsleitung (8) angeordnet ist.
Abschneidventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (11) ein einfaches Rückschlagventil ist.
Abscheidventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Anlage (1) eine Hilfskraftlenkung (12) eines Kraftfahrzeugs ist.
Abschneidventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem ersten Druck beaufschlagt erste Druckraum (9) mit einem Rückwirkungsraum (13) an einem Lenkventil der Hilfskraftlenkung (12) in Verbindung ist und den von dem Abschneidventil (1) geregelten Druckraum (3) bildet.
Abschneidventil nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem zweiten Druck beaufschlagt zweite Druckraum (10) mit einem Druckmittelbehälter (14) der Hilfskraftlenkung (12) in Verbindung steht.
Abschneidventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem ersten Druck beaufschlagte erste Druckraum (9) durch eine Druckmittelquelle (15) der hydraulischen Anlage (2) beaufschlagt ist.