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Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus dem Datenblatt „Axialkolben-Verstellmotor A6VM Baureihe 71“ (Bestellnummer RD91610; Ausgabe 11.2018) der Bosch Rexroth AG ist eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise mit stetig verstellbarem Verdrängungsvolumen bekannt. Diese wird beispielsweise zum Antrieb wenigstens eines Rades eines Fahrzeugs verwendet, wobei sie typischerweise in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf betrieben wird. Diese Axialkolbenmaschine kann mit einem gesonderten Spülventil ausgestattet werden, welches die Bohrung des Stellkolbens zur Verstellung des Verdrängungsvolumens stirnseitig verschließt.
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Im Rahmen der Erfindung soll dem genannten geschlossenen hydraulischen Kreislauf im Notbetrieb Druckfluid entnommen werden, über welches die Lenkung des entsprechenden Fahrzeugs versorgt wird, so dass das Fahrzeug auch dann lenkbar bleibt, wenn die Lenkpumpe ausfällt. Das aus dem geschlossenen hydraulischen Kreislauf entnommene Druckfluid soll durch druckloses Druckfluid ersetzt werden, so dass im geschlossenen hydraulischen Kreislauf kein bzw. nur ein geringes Vakuum entsteht. Diese Notfunktion soll so in die obige Axialkolbenmaschine integriert werden, dass deren Hauptabmessungen im Wesentlichen nicht zunehmen. Die bestehende Axialkolbenmaschine soll so wenig wie möglich verändert werden.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, allein die Baugruppe zu modifizieren, welche das bekannte Spülventil bildet. Insbesondere die Schnittstelle zur verbleibenden Axialkolbenmaschine soll dabei nicht verändert werden.
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Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass sich der Hauptkörper ausschließlich abseits des vierten Quadranten im ersten, im zweiten und im dritten Quadranten erstreckt, wobei im zweiten Quadranten ein Wechselventil angeordnet ist, dessen Ventilkörper senkrecht zur ersten Bezugsebene linearbeweglich ist, wobei der erste und der zweite Arbeitsanschluss eingangsseitig an das Wechselventil angeschlossen sind, wobei das Wechselventil ausgangsseitig mit einem ersten Ausgangsanschluss fluidisch verbunden ist, wobei der erste Ausgangsanschluss an ein Druckventil angeschlossen ist, mit welchem der Druck am ersten Ausgangsanschluss auf einen vorgegeben Drucksollwert einstellbar ist, wobei das Druckventil einen zweiten Steuerschieber umfasst, welcher bezüglich einer ersten Mittelachse linearbeweglich ist, wobei die erste Mittelachse senkrecht zur ersten Bezugsebene ausgerichtet ist, wobei sie im dritten Quadranten angeordnet ist, wobei der zweite Steuerschieber vollständig innerhalb des Hauptkörpers angeordnet ist, wobei eine Regelfeder des Druckventils in Richtung der ersten Mittelachse zumindest abschnittsweise außerhalb des Hauptkörpers angeordnet ist, wobei der Hauptkörper eine Anschlussfläche hat, die parallel zur ersten Bezugsebene angeordnet ist, wobei der erste Ausgangsanschluss im Bereich des dritten Quadranten an der Anschlussfläche angeordnet ist. Wegen der Definition des ersten bis vierten Quadranten und der ersten und der zweiten Bezugsebene wird auf den Oberbegriff des Anspruchs 1 verwiesen.
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Das Druckventil kann als Druckreduzierventil ausgeführt sein, welches zwischen den Ausgang des Wechselventils und den ersten Ausgangsanschluss geschaltet ist. Das Druckventil kann als Druckbegrenzungsventil ausgebildet sein, welches den ersten Ausgangsanschluss mit dem Rücklaufanschluss verbindet.
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Die Axialkolbenmaschine ist vorzugsweise in Schrägachsenbauweise ausgeführt. Sie ist vorzugsweise im Bereich des vierten Quadranten angeordnet, in dem der Hauptkörper gerade nicht angeordnet ist. Vorzugsweise ist die gesamte Ventilbaugruppe abseits des vierten Quadranten angeordnet. Der Stellanschluss ist vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei die erste Bezugsebene den Stellanschluss im entsprechenden Symmetriezentrum schneidet.
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Die Anschlussfläche ist vorzugsweise im Wesentlichen eben ausgebildet. Die entsprechenden kleinen Unebenheiten resultieren aus der Herstellung im Gussverfahren und der vorzugsweise nur abschnittsweise erfolgenden Span abhebenden Nachbearbeitung. Der erste Steuerschieber hat vorzugsweise eine Mittelstellung, in welcher sowohl der erste als auch der zweite Arbeitsanschluss gesperrt sind.
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Der Ventilkörper des Wechselventils ist vorzugsweise als Kugel ausgebildet. Die erste Bezugsebene schneidet vorzugsweise den Rücklaufanschluss. Der erste und der zweite Arbeitsanschluss sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Bezugsebene angeordnet, wobei sie höchst vorzugsweise spiegelsymmetrisch bezüglich der ersten Bezugsebene angeordnet sind. Der Hauptkörper wird vorzugsweise von wenigstens einer Befestigungsbohrung durchsetzet, die senkrecht zur Anbaufläche angeordnet sind, wobei sie an dieser ausmündet. Vorzugsweise sind vier Befestigungsbohrungen vorgesehen, welche in den vier Ecken eines gedachten Rechtecks angeordnet sind. Die Befestigungsbohrungen werden vorzugsweise jeweils von einem Schraubbolzen durchsetzt, welcher in die Axialkolbenmaschine eingeschraubt wird.
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Die Ventilbaugruppe wird vorzugsweise mit einem Druckfluid verwendet, bei dem es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit und höchst vorzugsweise um Hydrauliköl handelt.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Es kann vorgesehen sein, dass im ersten Quadrant ein erster Steuerschieber angeordnet ist, welcher senkrecht zur ersten Bezugsebene linearbeweglich ist, wobei der Rücklaufanschluss über den ersten Steuerschieber wahlweise entweder mit dem ersten oder mit dem zweiten Arbeitsanschluss verbindbar ist, wobei der Druck am ersten Arbeitsanschluss den ersten Steuerschieber stirnseitig so beaufschlagt, dass die Verbindung vom zweiten Arbeitsanschluss zum Rücklaufanschluss öffnet, wobei der Druck am zweiten Arbeitsanschluss den ersten Steuerschieber stirnseitig so beaufschlagt, dass die Verbindung vom ersten Arbeitsanschluss zum Rücklaufanschluss öffnet. Hierbei handelt es sich um die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Die erfindungsgemäße Ventilbaugruppe soll aber auch mit einer Axialkolbenmaschine entsprechen der
DE 10 2019 205 140 A1 , bei der das Spüleinheit in die Anschlussplatte integriert ist, verwendbar sein. In diesem Fall wird vorzugsweise der gleiche Hauptkörper verwendet, wobei die nicht benötigten Bohrungen für die Spüleinheit entweder nicht gebohrt oder mit Blindstopfen funktionslos gemacht werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Regelfeder des Druckventils und die Anschlussfläche auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Bezugsebene angeordnet sind. Die so angeordnete Anschlussfläche bietet trotz des kompakten Hauptkörpers genügend Raum, um dort den ersten und den zweiten Ausgangsanschluss und den Stellanschluss anzuordnen. Die genannten Anschlüsse sind gut zugänglich, um dort hydraulische Leitungen anzuschließen.
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Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Steuerschieber zusammen mit dem Hauptkörper eine stetig verstellbare Regelblende definiert, wobei das Wechselventil über die Regelblende mit dem ersten Ausgangsanschluss fluidisch verbindbar ist, wobei die Regelfeder den zweiten Steuerschieber in Öffnungsrichtung der Regelblende beaufschlagt, wobei der Druck am ersten Ausgangsanschluss den zweiten Steuerschieber in Schließrichtung der Regelblende beaufschlagt. Im oben erläuterten Notbetrieb herrscht am druckhöheren ersten bzw. zweiten Arbeitsanschluss zwar ein genügend hoher Druck, um die Lenkung zu versorgen, dieser Druck ist aber nicht definiert. Mit der vorgeschlagenen Druckregelung wird erreicht, dass am ersten Arbeitsanschluss in jedem Fall ein Druck anliegt, der im Wesentlichen dem Druckäquivalent der vorgespannten Regelfeder entspricht. Damit ist eine zuverlässige Funktion der hydraulischen Lenkung auch im Notbetrieb sichergestellt.
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Es kann ein Schaltventil mit einer zweiten Mittelachse vorgesehen sein, wobei das Schaltventil als Einbauventil ausgebildet ist, wobei es im dritten Quadranten unmittelbar in den Hauptkörper eingebaut ist, so dass die zweite Mittelachse senkrecht zur Anbauebene ausgerichtet ist, wobei das Schaltventil auf der vom zweiten Quadranten abgewandten Seite über den Hauptkörper übersteht, wobei der erste Arbeitsanschluss über das Schaltventil mit einem zweiten Arbeitsanschluss verbindbar ist, wobei der zweite Arbeitsanschluss im Bereich des dritten Quadranten an der Anschlussfläche angeordnet ist. Je nach Ausführung der hydraulischen Lenkung kann es störend sein, wenn der Lenkung auch im Normalbetrieb permanent der Druck am ersten Ausgangsanschluss zugeführt wird. Dann kann der zweite Arbeitsanschluss verwendet werden. Mit dem Steueranschluss wird der zweite Arbeitsanschluss im Normalbetrieb abgesperrt, wobei er im Notbetrieb mit dem ersten Arbeitsanschluss fluidisch verbunden wird. Es ist denkbar, dass beide Arbeitsanschlüsse genutzt werden. In der Regel wird einer der beiden Arbeitsanschlüsse mit einem Blindstopfen fluiddicht abgesperrt.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Schaltventil in eine geschlossene Stellung vorgespannt ist, wobei es mit dem Druck an einem Steueranschluss in eine geöffnete Stellung schaltbar ist, wobei der Steueranschluss an der Anschlussfläche angeordnet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass im Normalbetrieb kein Druckfluid über den zweiten Arbeitsanschluss aus dem geschlossenen hydraulischen Kreislauf entweichen kann. Erst, wenn der Notbetrieb mittels des Steueranschlusses aktiviert wird, kann dies geschehen. Das Schaltventil ist vorzugsweise gemäß dem Datenblatt „VDSA.10A-6“ (Bestellnummer RE 18320-73; Ausgabe 02.2016) der Bosch Rexroth AG ausgeführt.
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Es kann vorgesehen sein, dass ein Mittelpunkt des Steueranschlusses im zweiten Quadranten angeordnet ist. Der so an der Anschlussfläche angeordnete Steueranschluss kann über einen einfach herzustellenden Kanal zum Schaltventil geführt werden. Am genannten Ort ist genügend Raum für den Steueranschluss vorhanden. Die Anschlussebene schneidet vorzugsweise den Steueranschluss, wobei sie auch mit geringem Abstand zum Steueranschluss angeordnet sein kann.
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Es kann vorgesehen sein, dass ein Oberflächenabschnitt des Hauptkörpers, welcher im Bereich des dritten Quadranten und benachbart zur Anschlussebene angeordnet ist, mit der zweiten Bezugsebene zusammenfällt, wobei der Hauptkörper im verbleibenden Bereich des dritten Quadranten mit Abstand zur zweiten Bezugsebene ausgeführt ist.
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Hiermit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass die Axialkolbenmaschine gemäß dem eingangs genannten Datenblatt ein wenig in den dritten Quadranten hineinragt.
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Es kann ein Druckhalteventil vorgesehen sein, welches zwischen den ersten Steuerschieber und den Rücklaufanschluss geschaltet ist, wobei das Druckhalteventil und das Wechselventil bezüglich einer Richtung senkrecht zur zweiten Bezugsebene auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Steuerschiebers angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Ventilbaugruppe. Die im Hauptkörper erforderlichen Kanäle können einfach hergestellt werden, da die beiden Funktionen Spülung und Notbetrieb in unterschiedlichen Abschnitten des Hauptkörpers angeordnet sind.
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Es können ein erstes und ein zweites Rückschlagventil vorgesehen sein, deren Ventilkörper jeweils bezüglich einer gemeinsamen dritten Mittelachse linearbeweglich sind, wobei die dritte Mittelachse senkrecht zur ersten Bezugsebene ausgerichtet ist, wobei sie im zweiten Quadranten angeordnet ist, wobei das erste Rückschlagventil ausschließlich einen Fluidstrom vom Rücklaufanschluss zum ersten Arbeitsanschluss hin zulässt, wobei das zweite Rückschlagventil ausschließlich einen Fluidstrom vom Rücklaufanschluss zum zweiten Arbeitsanschluss hin zulässt. Über die genannten Rückschlagventile wird das Druckfluid ersetzt, welches über den ersten bzw. den zweiten Ausgangsanschluss aus dem geschlossenen hydraulischen Kreislauf entnommen wird. Der maximale freie Querschnitt der Rückschlagventile ist vorzugsweise groß ausgebildet, damit sich dort nur geringe Druckverluste ergeben, wenn Druckfluid vom Rücklaufanschluss in den geschlossenen hydraulischen Kreislauf fließt. In der Folge entsteht im geschlossenen hydraulischen Kreislauf allenfalls ein geringer Unterdruck. Am vorgeschlagenen Ort im Hauptkörper können auch große Rückschlagschlagventile angeordnet werden, ohne dass der für die Ventilbaugruppe erforderliche Bauraum übermäßig zunimmt.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe;
- 2 eine perspektivische Ansicht der Ventilbaugruppe nach 1, wobei die Anbaufläche sichtbar ist;
- 3 eine weitere perspektivische Ansicht der Ventilbaugruppe nach 2, wobei die Anschlussfläche sichtbar ist;
- 4 eine Schnittansicht der Ventilbaugruppe nach 2, wobei diese an die Anschlussplatte einer Axialkolbenmaschine angebaut ist;
- 5 eine weitere Schnittansicht der Ventilbaugruppe nach 2, wobei die Schnittlage in 4 entsprechend gekennzeichnet ist;
- 6 eine weitere Schnittansicht der Ventilbaugruppe nach 2, wobei die Schnittlage in 4 entsprechend gekennzeichnet ist; und
- 7 eine weitere Schnittansicht der Ventilbaugruppe nach 2, wobei die Schnittlage in 4 entsprechend gekennzeichnet ist.
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1 zeigt einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe 20. Die Ventilbaugruppe 20 umfasst eine Spüleinheit 60, welche einen ersten Steuerschieber 61; ein Druckhaltventil 62, eine erste Blende 63 und eine optionale zweite Blende 64 umfasst. Der erste Steuerschieber 61 hat eine Mittelstellung 65, welche mittels der beiden Federn 69 vorgespannt ist. In der Mittelstellung 65 sind sowohl der erste als auch der zweite Arbeitsanschluss 21; 22 gesperrt, so dass von dort über den ersten Steuerschieber 61 kein Druckfluid zum Rücklaufanschluss 23 fließen kann. Die erste Stellung 66 wird eingestellt, wenn der Druck am ersten Arbeitsanschluss 21 höher als der Druck am zweiten Arbeitsanschluss 22 ist, wobei die beiden Drücke den ersten Steuerschieber 61 jeweils stirnseitig, aber in entgegengesetzter Richtung beaufschlagen. In der ersten Stellung 66 kann Druckfluid vom druckniederen zweiten Arbeitsanschluss 22 über die erste Blende 63, weiter über das Druckhalteventil 62 zum Rücklaufanschluss 23 fließen. Die zweite Stellung 67 wird eingestellt, wenn der Druck am zweiten Arbeitsanschluss 22 höher als der Druck am ersten Arbeitsanschluss 21 ist. In der zweiten Stellung 67 kann Druckfluid vom druckniederen ersten Arbeitsanschluss 21 über die erste Blende 63, weiter über das Druckhalteventil 62 zum Rücklaufanschluss 23 fließen. Der erste und der zweite Arbeitsanschluss 21; 22 sind vorzugsweise jeweils permanent einem zugeordneten, größeren Arbeitsanschluss der Axialkolbenmaschine verbunden, an welchen der geschlossene hydraulische Kreislauf angeschlossen ist.
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Mittels des Druckhalteventils 62 wird der Druck stromaufwärts der ersten Blende 63 auf das durch die Vorspannung der Feder 68 entsprechende Druckäquivalent eingestellt. In der Folge fließt ein definierter Spülvolumenstrom über die erste Blende 63 zum Rücklaufanschluss 23. Dieser Spülvolumenstrom wird von einer Speisepumpe des geschlossenen hydraulischen Kreislaufs ersetzt, so dass das Druckfluid im geschlossenen hydraulischen Kreislauf nicht überhitzt. Mit der dem Druckhalteventil 62 parallel geschalteten zweiten Blende 64 fließt auch dann eine kleiner Spülvolumenstrom, wenn der Druck am ersten bzw. am zweiten Arbeitsanschluss 21; 22 nicht ausreicht, um das Druckhalteventil 62 zu öffnen. Der Strömungswiderstand der zweiten Blende 64 ist vorzugsweise deutlich höher als der Strömungswiderstand der ersten Blende 63.
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Die Notversorgung der Lenkung eines Fahrzeugs geschieht wahlweise über den ersten oder den zweiten Ausgangsanschluss 26; 27. Am ersten Ausgangsanschluss 26 liegt permanent der Druck an, der vom Druckventil 80 eingeregelt wird, jedenfalls dann, wenn der Druck am ersten bzw. am zweiten Arbeitsanschluss 21; 22 hierfür ausreicht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Druckversorgung des fahrenden Fahrzeugs ausfällt, wobei dieses allein durch die hydraulischen Kräfte im geschlossenen hydraulischen Kreis bis zum Stillstand abgebremst wird. Während diesem Bremsvorgang steht am ersten bzw. am zweiten Arbeitsanschluss genügend Druck an, um die Lenkbarkeit des Fahrzeugs sicherzustellen. Das vorliegende Druckventil 80 ist in Form eines Druckreduzierventils ausgebildet.
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Zunächst ist ein Wechselventil 70 vorgesehen, an welches eingangsseitig der erste und der zweite Arbeitsanschluss 21; 22 angeschlossen sind. Am Ausgang des Wechselventils 70 steht damit der höhere Druck aus den Drücken am ersten und am zweiten Arbeitsanschluss 21; 22 an. Dieser Druck wird dem Druckventil 80 zugeführt. Ausgangsseitig am Druckventil 80 steht ein Druck an, welcher im Wesentlichen dem Druckäquivalent der vorgespannten Regelfeder 83 entspricht. Dieser Druck liegt permanent am ersten Ausgangsanschluss 26 an.
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Der zweite Ausgangsanschluss 27 ist über das Schaltventil 90 mit dem ersten Ausgangsanschluss 26 verbindbar. Das Schaltventil 90 ist mittels einer Feder in eine geschlossene Stellung vorgespannt, wobei es mittels des Drucks an einem Steueranschluss 28 in die geöffnete Stellung geschaltet werden kann. Das Schaltventil ist vorzugsweise gemäß dem Datenblatt „VDSA.10A-6“ (Bestellnummer RE 18320-73; Ausgabe 02.2016) der Bosch Rexroth AG ausgeführt. Wenn allein der erste Arbeitsanschluss 26 genutzt werden soll, kann die Aufnahmebohrung des Schaltventils 90 mit einem Blindstopfen verschlossen sein, so dass der zweite Arbeitsanschluss 27 gesperrt ist.
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Weiter ist auf das erste und das zweite Rückschlagventil 101; 102 hinzuweisen, die in der Art einer Nachsaugung eingebaut sind. Das erste Rückschlagventil 101 lässt ausschließlich einen Fluidstrom vom Rücklaufanschluss 23 zum ersten Arbeitsanschluss 21 hin zu. Das zweite Rückschlagventil 102 lässt ausschließlich einen Fluidstrom vom Rücklaufanschluss 23 zum zweiten Arbeitsanschluss 22 hin zu. Im Normalbetrieb des Fahrzeugs ist der Druck am Rücklaufanschluss 23 geringer als der Druck am ersten und am zweiten Arbeitsanschluss 21; 22, so dass das erste und das zweite Rückschlagventil 101; 102 fluiddicht verschlossen sind. Dies ist auf die oben angesprochene Speisepumpe zurückzuführen, welche das über die Spüleinheit 60 abfließende Druckfluid ersetzt. Erst, wenn im Notbetrieb die Lenkpumpe ausfällt, wird die Nachsaugung über das erste und das zweite Rückschlagventil 101; 102 wirksam, so dass im geschlossenen hydraulischen Kreislauf kein bzw. kein übermäßiges Vakuum entsteht.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ventilbaugruppe 20 nach 1, wobei die Anbaufläche 51 sichtbar ist. Die Ventilbaugruppe 20 umfasst einen einstückigen Hauptkörper 50, der im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, so dass sich die gesamte Ventilbaugruppe 20 sehr eng an die zugeordnete Axialkolbenmaschine anschmiegt. Die Kombination aus Ventilbaugruppe 20 und Axialkolbenmaschine benötigt im Wesentlichen den gleichen Bauraum wie die aus dem Datenblatt „Axialkolben-Verstellmotor A6VM Baureihe 71“ (Bestellnummer RD 81610, Ausgabe 22.2018) der Bosch Rexroth AG bekannte Axialkolbenmaschine mit Spülventil.
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Die ebene Anbaufläche 51 am Hauptkörper 50 ist identisch zur analogen Anbaufläche des bekannten Spülventils ausgebildet. Namentlich sind Abmessungen und Lage des Stellanschlusses 24, des ersten und des zweiten Arbeitsanschlusses 21; 22, des Rücklaufanschluss 23 und des Nebenstellanschlusses 25 identisch ausgeführt. Weiter sind Ausführung und Lage der vier Schraubbolzen 53, mit denen die Ventilbaugruppe 20 an der verbleibenden Axialkolbenmaschine befestigt wird, identisch zum bekannten Spülventil ausgeführt.
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Ein Verdienst des Erfinders besteht darin, dass er erkannt hat, dass die vergleichsweise kleinen Arbeitsanschlüsse 21; 22 am bekannten Spülventil ausreichen, um im Notfall die Fahrzeuglenkung zu versorgen. Es ist nicht erforderlich, das entsprechende Druckfluid an den viel größeren Arbeitsanschlüssen der Axialkolbenmaschine abzugreifen, die unmittelbar Bestandteil des geschlossenen hydraulischen Kreislaufs sind.
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Der Stellanschluss 24 überdeckt die Bohrung, in welcher der Stellkolben (Nr. 12 in 4) aufgenommen ist, mit welchem das Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine eingestellt wird, wobei die Axialkolbenmaschine vorzugsweise in Schrägachsenbauweise ausgeführt ist. Der Stellanschluss 24 wird von einer kreisrunden Dichtungsnut 52 umgrenzt, in welcher vorzugsweise ein (nicht dargestellter) Dichtring aufgenommen ist. Der Stellanschluss 24 ist über den Hauptkörper 50 permanent mit dem Nebenstellanschluss 25 verbunden, über welchen der Stelldruck zur Verstellung der Axialkolbenmaschine zugeführt wird. Der Stellanschluss 24 ist für die Notversorgung der Lenkung hydraulisch gesehen ohne Belang. Er bildet aber das Zentrum der bekannten Schnittstelle zwischen Spülventil und verbleibender Axialkolbenmaschine, die vorzugsweise unverändert bleiben soll.
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Die ebene Anbaufläche 51 definiert eine Anbauebene 30. Eine erste Bezugsebene 31 ist senkrecht zur Anbauebene 30 ausgerichtet. In 2 ist die Schnittlinie 33 zwischen Anbauebene 30 und erster Bezugsebene 31 als Strichpunktlinie eingezeichnet. Die erste Bezugsebene 31 bildet eine Symmetrieebene. Namentlich sind die Schraubbolzen 53, der erste und der zweite Arbeitsanschluss 21; 22, der Rücklaufanschluss 23, der erste Steuerschieber (Nr. 61 in 5) und das erste und das zweite Rückschlagventil (Nr. 101; 102 in 6) spiegelsymmetrische bezüglich der ersten Bezugsebene 31 ausgebildet. Der Rücklaufanschluss 23 wird vorzugsweise mittig von der ersten Bezugsebene 31 geschnitten. Die vier Schraubbolzen 53 sind in den Ecken eines gedachten Rechtecks angeordnet, welches spiegelsymmetrisch bezüglich der ersten Bezugsebene 31 angeordnet ist.
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In 2 sind die Verschlussschrauben 110; 111; 112; 113 eingezeichnet, denen der erste Steuerschieber bzw. die Rückschlagventile bzw. das Druckhalteventil bzw. das Wechselventil zugeordnet sind. Diese Verschlussschrauben 110; 111; 112; 113 sind auch in den übrigen Figuren entsprechend gekennzeichnet, so dass sie als Orientierungshilfe hinsichtlich der Anordnung der verschiedenen Ventile innerhalb des Hauptkörpers 50 dienen können.
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3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Ventilbaugruppe 20 nach 2, wobei die Anschlussfläche 54 sichtbar ist. Die Anschlussfläche 54 ist im Wesentlichen eben ausgebildet, wobei sie parallel zur ersten Bezugsebene (Nr. 31 in 2) ausgerichtet ist. An der Anschlussfläche 54 sind der erste und der zweite Ausgangsanschluss 26; 27 und der Steueranschluss 28 angeordnet. Die Anschlussfläche 54 befindet sind größtenteils im dritten Quadranten (Nr. 43 in 4) und zu einem kleineren Teil im zweiten Quadranten (Nr. 42 in 4). Der erste und der zweite Ausgangsanschluss 26; 27 sind bezüglich einer Richtung senkrecht zur Anbauebene 30 an einem äußersten Ende des Hauptkörpers 50 angeordnet. Die Mitte des Steueranschlusses 28 ist im zweiten Quadranten angeordnet, wobei der Steueranschluss 28 von der Anbauebene 30 geschnitten wird.
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Die Anordnung der Anschlüsse 26; 27; 28 ist so gewählt, dass sich insgesamt eine besonders kompakte Ventilbaugruppe 20 ergibt, wobei die Anschlüsse 26; 27; 28 dennoch gut zugänglich sind, um hydraulische Leitungen dort anzuschließen.
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Die Anschlussfläche 54 ist nur im Bereich der Anschlüsse 26; 27; 28 nach dem Gießen des Hauptkörpers 50 Span abhebend bearbeitet. Daher ist sie nur näherungsweise eben.
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Die neben der Anbaufläche 51 und der Anschlussfläche 54 verbleibende Oberfläche des Hauptkörpers 50 ist so ausgeführt, dass der Hauptkörper 50 mit möglichst geringem Materialeinsatz herstellbar ist, wobei er dennoch den im Inneren auftretenden hydraulischen Drücken stand hält. Hierzu trägt die anspruchsgemäße Anordnung der verschiedenen Ventile innerhalb des Hauptkörpers maßgeblich bei.
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4 zeigt eine Schnittansicht der Ventilbaugruppe 20 nach
2, wobei diese an die Anschlussplatte 11 einer Axialkolbenmaschine 10 angebaut ist. Die neben der Anschlussplatte 11 verbleibenden Axialkolbenmaschine kann beispielsweise gemäß der
DE 10 2019 205 140 A1 ausgebildet sein.
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Die Schnittebene der 4 verläuft durch die Mittelachse des Druckhalteventils 62, wobei sie vorliegend auch die Mittelachse des Stellkolbens 12 enthält. Sie fällt mit der ersten Bezugsebene zusammen.
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In der Anschlussplatte 11 ist der Stellkolben 12 zur Verstellung des Verdrängungsvolumens der Axialkolbenmaschine 10 linearbeweglich aufgenommen. Die entsprechende Zylinderbohrung wird von der Anbaufläche 51 überdeckt und fluiddicht verschlossen. Der Stellanschluss (Nr. 24 in 2) ist der Bereich, an welcher die Zylinderbohrung aus der Anschlussplatte 11 ausmündet.
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Die Anschlussfläche 51 definiert die Anbauebene 30. Die zweite Bezugsebene 32 schneidet die Anbauebene 30 und die erste Bezugsebene (Nr. 31 in 2) jeweils im rechten Winkel. Die zweite Bezugsebene 32 verläuft dabei tangential zur Umrandung der Anbaufläche 51, wobei die Umrandung vorliegend einen geraden Abschnitt (Nr. 34 in 2) hat, welcher mit der zweiten Bezugsebene 32 zusammenfällt.
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Die Anbauebene 30 und die zweite Bezugsebene 32 grenzen vier Quadranten 41; 42; 43; 44 voneinander ab. Der erste und der vierte Quadrant 41; 44 grenzen im Bereich der Anbaufläche 51 unmittelbar aneinander an, wobei sie auf der gleichen Seite der zweiten Bezugsebene 32 angeordnet sind. Der zweite und der dritte Quadrant 42; 43 sind auf der gegenüberliegenden Seite der zweiten Bezugsebene 32 angeordnet, wobei sie an der Anbauebene 30 unmittelbar aneinander angrenzen. Der erste und der zweite Quadrant 41; 42 grenzen auf der gleichen Seite der Anbauebene 30, im Bereich der zweiten Bezugsebene 32, unmittelbar aneinander an. Dier dritte und der vierte Quadrant 43; 44 grenzen auf der gleichen Seite der Anbauebene 30 im Bereich der zweiten Bezugsebene 32 unmittelbar aneinander an.
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Die Anschlussplatte 11 ist nahezu vollständig im vierten Quadranten 44 angeordnet, wobei sie abseits der Ventilbaugruppe 20 ein wenig in den dritten Quadranten 43 hineinragt.
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Der Hauptkörper 50 der Ventilbaugruppe 20 erstreckt sich demgegenüber L-förmig vom ersten Quadranten 41 über den zweiten Quadranten 42 in den dritten Quadranten 43, so dass er sich eng an die Anschlussplatte 11 anschmiegt.
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Das Druckhalteventil 62 hat einen linearbeweglichen Ventilkörper, welcher von der Feder 68 in die geschlossene Stellung seiner stetig verstellbaren Blende vorgespannt ist. Der Ventilkörper umfasst außerdem die konstante zweite Blende 64, die oben bereits erläutert wurde. Im Federraum liegt der Druck des Rücklaufanschlusses 23 permanent an. Auf der gegenüberliegenden Seite der stetig verstellbaren Blende ist der erste Steuerschieber 61 angeordnet.
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5 zeigt eine weitere Schnittansicht der Ventilbaugruppe 20 nach
2, wobei die Schnittlage in
4 entsprechend gekennzeichnet ist. Die Schnittebene verläuft parallel zur zweiten Bezugsebene (Nr. 32 in
4) durch die Mittelachse des ersten Steuerschiebers 61. Ein vergleichbarer erster Steuerschieber ist aus der
DE 10 2019 205 140 A1 bekannt, wobei er dort in der Anschlussplatte angeordnet ist.
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In 5 ist der erste Steuerschieber 61 in seiner Mittelstellung (Nr. 65 in 1) gezeigt, in welcher der erste und der zweite Arbeitsanschluss 21; 22 durch jeweils einen zugeordneten Bund 121 am ersten Steuerschieber 61 gesperrt sind. Die Mittelstellung wird durch die beiden Federn 69 vorgespannt. Eine Abflachung an der Außenumfangsfläche der beiden Bünde 121 leitet den Druck vom ersten bzw. zweiten Arbeitsanschluss 21; 22 zur zugeordneten Stirnfläche des ersten Steuerschiebers 61. Wenn der erste Steuerschieber 61 hierdurch von seiner Mittelstellung weg bewegt wird, gibt einer der beiden Bünde 121 den zugeordneten Arbeitsanschluss 21; 22 frei.
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6 zeigt eine weitere Schnittansicht der Ventilbaugruppe 20 nach 2, wobei die Schnittlage in 4 entsprechend gekennzeichnet ist. Die Schnittebene verläuft parallel zur zweiten Bezugsebene durch die gemeinsame dritte Mittelachse 103 der beiden Rückschlagventile 101; 102. Aus der Kennzeichnung der Schnittlage in 4 ergibt sich, dass die dritte Mittelachse 103 im zweiten Quadranten angeordnet ist.
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Die beiden Rückschlageventile 101; 102 sind identisch ausgeführt, wobei sie bezüglich der ersten Bezugsebene 31 spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Die Rückschlagventile 101; 102 umfassen jeweils einen linearbeweglichen Ventilkörper 100, der einen zugeordneten Ventilsitz 104 am Hauptkörper 50 fluiddicht verschließen kann. Der Ventilkörper 100 wird von einer vorgespannten Feder 105 gegen den betreffenden Ventilsitz 104 gedrückt, wobei die Feder 105 an einer gesonderten Verschlussschraube 111 abgestützt ist. Auf der Seite des Ventilsitzes 104, auf welcher die Feder 105 angeordnet ist, herrscht wegen der Kanäle 106 im Ventilkörper 100 überall der gleiche Druck, wobei dieser Druck den Ventilkörper 100 gegen den Ventilsitz 104 drückt. Dieser Druck ist permanent an einen zugeordneten ersten bzw. zweiten Arbeitsanschluss (Nr. 21; 22 in 2) angeschlossen. Die gegenüberliegende Seite des Ventilsitzes 104 ist über den Kanal 107 mit dem Rücklaufanschluss (Nr. 23 in 2) verbunden.
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An dieser Stelle ist auf die grobschematisch als schwarzes Rechteckt dargestellten Bohrungsverschlüsse 120 hinzuweisen. In den übrigen Figuren sind weitere vergleichbare Bohrungsverschlüsse 120 eingezeichnet. In allen Fällen wird die entsprechende Bohrung permanent fluiddicht verschlossen.
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7 zeigt eine weitere Schnittansicht der Ventilbaugruppe 20 nach 2, wobei die Schnittlage in 4 entsprechend gekennzeichnet ist. Die Schnittebene verläuft parallel zur zweiten Bezugsebene, wobei sie die Mittelachse des Wechselventils 70 und die erste Mittelachse 82 des Druckventils 80 enthält.
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Die Regelfeder 83 des Druckventils 80 und die Anbaufläche 51 sind auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Bezugsebene 31 angeordnet. Die Regelfeder 83 ragt dabei aus dem Hauptkörper 50 heraus, wobei sie mit einem gesonderten, topfartigen Federgehäuse 86 umgeben ist, welches in den Hauptkörper 50 eingeschraubt ist. Am Federgehäuse 86 ist eine Einstellschraube 87 angeordnet, mit welcher die Vorspannung der Regelfeder 83 einstellbar ist. Entgegen der Ausführung der entsprechenden Schraffur sind das Federgehäuse 86 und die Einstellschraube 87 als voneinander gesonderte Bauteile ausgeführt.
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Der zweite Steuerschieber 81 ist bezüglich der ersten Mittelachse 82 linearbeweglich im Hauptkörper 50 aufgenommen. Er bildet zusammen mit dem Hauptkörper 50 eine stetig verstellbare Regelblende 84. Der zweite Steuerschieber 81 hat einen Federteller 85, auf den die Vorspannkraft der Regelfeder 83 einwirkt. Der entsprechende Federraum ist an den Rücklaufanschluss (Nr. 23 in 2) angeschlossen, so dass von dieser Seite im Wesentlichen keine hydraulische Kraft wirkt. Die Kraft der Regelfeder 83 verstellt die Regelblende 84 zur maximal weit geöffneten Stellung hin.
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Auf der Gegenseite des zweiten Steuerschiebers 81 wirkt der Druck am ersten Ausgangsanschluss (Nr. 26 in 3). Dieser bewirkt eine Verkleinerung des Öffnungsquerschnitts der Regelblende 84.
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Das Wechselventil 70 mit dem kugelförmigen Ventilkörper 71 wird von einem gesonderten Einsatz gebildet, welcher in eine angepasste Bohrung des Hauptkörpers 50 eingeschraubt ist. Diese Bohrung ist mit der Verschlussschraube 113 fluiddicht verschlossen. In 7 zur linken und zur rechten Seite des Wechselventils 70 sind der erste und der zweite Arbeitsanschluss (Nr. 21; 22 in 2) angeschlossen. Die Bezugsziffern 21a; 22a zeigen das Ende des jeweils dorthin führenden Kanals. Der Kanal 72 im Hauptkörper 50 bildet den Ausgang des Wechselventils 70, wobei er zum zweiten Steuerschieber 81 führt. Der Kanal 72 ist endseitig fluiddicht verschlossen 120.
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Bezugszeichen
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- 10
- Axialkolbenmaschine
- 11
- Anschlussplatte
- 12
- Stellkolben
- 20
- Ventilbaugruppe
- 21
- erster Arbeitsanschluss
- 21a
- Ende des Kanals zum ersten Arbeitsanschluss
- 22
- zweiter Arbeitsanschluss
- 22a
- Ende des Kanals zum zweiten Arbeitsanschluss
- 23
- Rücklaufanschluss
- 24
- Stellanschluss
- 25
- Nebenstellanschluss
- 26
- erster Ausgangsanschluss
- 27
- zweiter Ausgangsanschluss
- 28
- Steueranschluss
- 30
- Anbauebene
- 31
- erste Bezugsebene
- 32
- zweite Bezugsebene
- 33
- Schnittlinie zwischen erster Bezugsebene und Anbauebene
- 34
- für die Lager der zweiten Bezugsebene maßgeblicher Abschnitt der Umrandung der Anbaufläche
- 41
- erster Quadrant
- 42
- zweiter Quadrant
- 43
- dritter Quadrant
- 44
- vierter Quadrant
- 50
- Hauptkörper
- 51
- Anbaufläche
- 52
- Dichtungsnut
- 53
- Schraubbolzen
- 54
- Anschlussfläche
- 60
- Spüleinheit
- 61
- erster Steuerschieber
- 62
- Druckhalteventil
- 63
- erste Blende
- 64
- zweite Blende
- 65
- Mittelstellung
- 66
- erste Stellung
- 67
- zweite Stellung
- 68
- Feder des Druckhalteventils
- 69
- Feder am ersten Steuerschieber
- 70
- Wechselventil
- 71
- Ventilkörper des Wechselventils
- 72
- Kanal am Ausgang des Wechselventils
- 80
- Druckventil
- 81
- zweiter Steuerschieber
- 82
- erste Mittelachse
- 83
- Regelfeder
- 84
- Regelblende
- 85
- Federteller
- 86
- Federgehäuse
- 87
- Einstellschraube
- 90
- Schaltventil
- 92
- zweite Mittelachse
- 100
- Ventilkörper des ersten bzw. des zweiten Rückschlagventils
- 101
- erstes Rückschlagventil
- 102
- zweites Rückschlagventil
- 103
- dritte Mittelachse
- 104
- Ventilsitz des ersten bzw. des zweiten Rückschlagventils
- 105
- Feder des ersten bzw. des zweiten Rückschlagventils
- 106
- Kanal im Ventilkörper
- 107
- Kanal im Hauptkörper
- 110
- Verschlussschraube am ersten Steuerschieber
- 111
- Verschlussschraube am ersten bzw. am zweiten Rückschlagventil
- 112
- Verschlussschraube am Druckhalteventil
- 113
- Verschlussschraube am Wechselventil
- 120
- Bohrungsverschluss
- 121
- Bund am ersten Steuerschieber
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019205140 A1 [0012, 0040, 0048]
