DE1060681B

DE1060681B - Selbsttaetiges Steuerventil

Info

Publication number: DE1060681B
Application number: DEH26184A
Authority: DE
Inventors: Walter Ross Eames
Original assignee: Hobourn Eaton Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Hobourn Eaton Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1956-02-02
Filing date: 1956-02-04
Publication date: 1959-07-02

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätiges Steuerventil, das das zugeführte Druckmittel zu einem ersten Verbraucher führt, nach Erreichen eines vorbestimmten Druckes diesen Verbraucher abschaltet bzw. drosselt und das Druckmittel einem zweiten Verbraucher zuführt, während bei Erreichen eines zweiten vorbestimmten Druckes ein federbelastetes Überströmventil geöffnet wird, das das überschüssige Druckmittel zur Druckmittelquelle zurückführt, mit einem hohlen, federbelasteten Kolben mit einer gedrosselten öffnung für den Durchfluß des Druckmittels zum ersten Verbraucher.

Derartige selbsttätige Steuerventile sind bekannt. Sie können in verschiedenartigen Druckmittelanlagen verwendet werden. Sie sind Vor allem geeignet für die hydraulischen Systeme von Kraftfahrzeugen, bei welchen sie zur Verteilung von Druckmittel zwischen zwei Zweigsystemen dienen, die bestimmte Hilfsoder Kraftverstärkereinrichtungen enthalten, z. B. zwischen einem einen Lenkmotor enthaltenden Zweigsystem und einem weiteren Zweigsystem, das- zur Steuerung einer oder mehrerer hydraulischer Einrichtungen, wie z. B. einer Hebevorrichtung, Fahfzeugbremsen od. dgl., dient. -

Die bekannten Steuerventile · dieser- Art besitzen meist sehr umständliche Bauart; bei' welchen das Überströmventil neben dem eigentlichen Steuerventil in einem besonderen Raum angeordnet ist. Das Ziel der Erfindung besteht daher in der Verbesserung und Weiterbildung der bekannten selbsttätigen - Steuerventile der eingangs geschilderten Art, welche einen einfachen, raumsparenden und zuverlässig wirkenden Aufbau besitzt Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Überströmventil innerhalb des hohlen Kolbens angeordnet ist und daß seine Öffnungsbewegung der Verschiebung des Kolbens unter dem Druck des Druckmittels entgegengesetzt gerichtet ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckmittelanlage mit dem erfindungsgemäßen Ventil;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch dieses Ventil in größerem Maßstab.

Nach Fig. 1 wird das Steuerventil 10 gemäß der Erfindung in einer hydraulischen Anlage 11 für Kraftfahrzeuge benutzt, das zwei Zweigsysteme 19 und 23 umfaßt. Darin befindet sich eine Pumpe 14, deren Saugseite 14^a über eine Leitung 16 mit einem Behälter 15 und deren Druckseite 14⁶ über eine Leitung 17 mit dem Steuerventil 10 verbunden ist. Eine Rücklaufleitung 18 dient zur Rückführung des Druckmittels aus den Zweigsystemen 19 und 23 zum Behälter 15.

Selbsttätiges Steuerventil

Anmelder:

Hobourn-Eaton Manufacturing Company Limited,

Coventry, Warwickshire (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. Ε. Hoffmann, Patentanwalt, München 22, Widenmayerstr. 34

Walter Ross Eames_r Hazel Park, Mich. (V. St. A.) ist als Erfinder genannt worden

- - " Das Zweigsystem 19 ist für die Betätigung einer hydraulischen Lenkeinrichtung bestimmt; die einen Servomotor 2Ö und ein diesem zugeordnetes Steuerventil 21 umfaßt und die als das bevorzugte der Zweigsysteme betrachtet werden kann. Diese Lfenfe-• - einrichtung ist von bekannter Art. Lenkeinrichtungen as dieser'Art arbeiten zufriedenstellend,, wenn innen das Druckmittel in einer im wesentlichen kontinuierlichen oder sich nur innerhalb enger" Grenzen ändernden Menge;zugeführt wird.

Das Zweigsystem 23 kann als das zweitrangige be' trachtet werden und dient zur Steuerung einer hydraulischen Hebevorrichtung, welche, einen doppeltwirkenden Servomotor 24· und :ein diesem zugeordnetes Steuerventil 25 umfaßt. ' - '· .·"

Das Steuerventil 10 besitzt ein Gehäuse 46 mit einer axialen Bohrung 47, die eine Ventilkamffler 48 enthält, in welcher ein Ventil 49 betätigbar ■ist;-''.das die Kammer 48 in eine Einlaßkammer 48° und in eine Auslaßkammer 48^& unterteilt. Das Gehäuse 46 ist an axial in Abstand voneinander befindlichen Stellen mit einem Einlaß 50 und einem Hauptauslaß 51 versehen, welche mit der Bohrung 47 in Verbindung stehen. Der Einlaß 50 ist mit der Druckseite der Pumpe durch eine Leitung 17 verbunden, während der Hauptauslaß 51 mit dem Zweigsystem 19 durch die Leitung 12 verbunden ist.

An Stellen zwischen dem Einlaß 50 und dem Auslaß 51 ist das Gehäuse 46 mit einem Nebenauslaß 52 und einer Entlastungsöffnung 53 versehen, die ebenfalls mit der Bohrung 47 in Verbindung stehen. Der Auslaß 52 ist mit dem Zweigsystem 23 durch die Leitung 13 verbunden. Die EntlastungsöfFnung 53 ist über eine Leitung 54 mit der Saugseite der Pumpe 14 verbunden.

Das Ventil 49 besteht aus einem hohlen Kolben 55 mit einer axialen Bohrung 56, die eine innere Ventil-

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Claims

kammer 57 enthält, in der ein Überströmventil 58 in Form eines Kolbens angeordnet ist. Das Ventil 49 ist ferner mit einem Anschlag in Form eines inneren Sprengrings 59 versehen, der yqh dem hohlen Kolben 55 getragen wird. In der Ventilkammer 57 ist eine Druckfeder 60 angeordnet, die auf das Überströmventil 58 wirkt und dieses in Richtung zum Anschlag 59 belastet. Das äußere Ende der Bohrung 47 des Ventilgehäuses 46 ist durch einen Verschlußstopfen 61 abgeschlossen. Dieser Verschlußstopfen dient auch als Abstützung für eine Druckfeder 62, welche zwischen dem Stopfen und dem gegenüberliegenden Ende des Kolbens 55 angeordnet ist. Die Feder 62 drückt diesen in seine in Fig. 2 dargestellte linke Endlage, in welcher er den Auslaß 52 verschließt. Das innere Ende des Kolbens 55 hat eine Nut 55°, die durch einen Steg 63 begrenzt wird, der in einem Dämpferzylinder 64 arbeitet, der einen Teil der Bohrung 47 bildet. Die Ventilkammer 57 des Kolbens 55 steht mit dem Einlaß 50 über radiale öffnungen 65 und über den Einlaßteil 48° der Ventilkammer 48 in offener Verbindung. Eine radiale Entlastungsöffnung 66 steht in Verbindung mit der Entlastungsöffnung 53, ist jedoch normalerweise durch das Überströmventil 58 abgeschlossen. Das Überströmventil 58 ist mit einer gedrosselten öffnung 67 versehen, welche den Auslaß 51 ständig mit dem Einlaß 50 verbindet. Die wirksamen Querschnitte der entgegengesetzten Enden des Kolbens 55 sind einander gleich. Der Querschnitt der öffnung 67 und die Kräfte der Federn 60 und 62 sind derart bemessen, daß die von der Pumpe 14 gelieferte Menge an Druckmittel in dem Zweigsystem 19 stets ausreichend ist und daß die normalerweise auf den Kolben 55 wirkenden Kräfte ausgeglichen sind, wenn der Druck der Feder 62 und der Druckunterschied beiderseits der gedrosselten öffnung 67 nicht berücksichtigt werden. Wenn der Druck des. durch die Pumpe gelieferten Druckmittels zunimmt, nimmt der Druckunterschied an der gedrosselten öffnung 67 ebenfalls zu und bewirkt eine Bewegung des Kolbens 55 entgegen der Kraft der Feder 62 nach rechts, so daß sich der Endteil 55ö der Nut 55" an dem Punkt 52a vorbeibewegt und den Auslaß 52 freigibt. Dies ermöglicht die Zufuhr von Druckflüssigkeit zum Zweigsystem 23, in welchem es für die Betätigung der Hebevorrichtung 24 zur Verfügung steht. Um die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Ventils besser schildern zu können, sei angenommen, daß ein Druckbedarf im Zweigsystem 23 für die Betätigung der Hebeeinrichtung 24 auftritt, während im Zweigsystem 19 der Druckmittelstrom noch ungedrosselt ist. In diesem Fall verursacht der Druckmittelstrom von der Pumpe 14 zu dem Einlaß 50, daß der Kolben 55 nach rechts verschoben wird, wobei sich das Ende 55c des Kolbens 55 dem Punkt 51a nähert, so daß der Querschnitt des Auslasses 51 zur Leitung 12 verengt wird. Diese Verengung setzt sich fort, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, bei welchem der pumpendruckseitig vorhandene Druck im Einlaßteil 48° der Ventilkammer 48 und der Druck im Auslaßteil 48& dieser Kammer etwa gleich groß sind. Während dieses Gleichgewichtszustandes wird der gewünschte Druckmittelstrom im Zweigsystem 17 aufrechterhalten, jedoch wird auf Grund der Querschnittsverringerung des Auslasses 51 der Druck im Einlaß 50 genügend erhöht, um dem Druckbedarf im Zweigsystem 23 gerecht zu werden. Tritt in beiden Zweigsystemen 19 und 23 zur Steuerung .der. in diesen liegenden Einrichtungen gleichzeitig ein Druckbedarf auf, so stellt sich der Kolben derart ein, daß seine Enden 55a und 55c entweder den Querschnitt des Auslasses 52 oder des Auslasses verengen, abhängig davon, in welchem Zweigsystem der geringere Druckbedarf erforderlich ist. Immer wenn der Druck im Auslaß 51 über einen für das Zweigsystem 19 gewünschten oder zulässigen Wert ansteigt, tritt Druckmittel aus der Auslaßkammer 48ö zur Entlastungsöffnung 53 aus, von der es durch die Rückleitung 54 zur Saugseite der Pumpe zurückgeleitet wird. Während dieser Rückleitung wirkt der Flüssigkeitsdruck in der Ausläßkammer 48& auf das rechte Ende des Überströmventils 58 entgegen der Wirkung der Druckfeder 60, bewegt es nach links, so daß dieses die Verbindungsöffnung 66 freigibt, was zur Folge hat, daß die Entlastungsöffnung unmittelbar mit der Auslaßkammer 48& verbunden wird. Patentansprüche:

1. Selbsttätiges Steuerventil, das das zugeführte Druckmittel zunächst zu einem ersten Verbraucher führt, nach Erreichen eines vorbestimmten Druckes diesen Verbraucher abschaltet bzw. drosselt und das Druckmittel einem zweiten Verbraucher zuführt, während bei Erreichen eines zweiten vorbestimmten Druckes ein federbelastetes Überströmventil geöffnet wird, das das überschüssige Druckmittel zur Druckmittelquelle zurückführt, mit einem hohlen, federbelasteten Kolben mit einer gedrosselten öffnung für den Durchfluß des Druckmittels zum ersten Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (58) innerhalb des hohlen Kolbens (55) angeordnet ist, und daß seine Öffnungsbewegung der Verschiebung des Kolbens (55) unter dem Druck des Druckmittels entgegengesetzt gerichtet ist.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gedrosselte öffnung (67) des Kolbens (55) in dem hohlen kolbenförmigen Verschlußstück des Überströmventils (58) angeordnet ist.

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gedrosselte öffnung (67) unveränderlichen Querschnitt besitzt und den gegen Überdruck gesicherten Verbraucheranschluß (12) stets mit dem Anschluß (17) zur Druckmittelquelle (14) verbindet.

4. Steuerventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (13) zum zweiten Verbraucher (24) und die Rückleitung (54) zur Druckmittelquelle (15,14) zwischen dem Anschluß (17) zur Druckmittelquelle (14) und dem Anschluß (12) zum ersten Verbraucher (20) angeordnet sind und daß der hohle Kolben (55) zum öffnen des Anschlusses (13) vom Anschluß (17) zum Anschluß (12) bewegbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Patentschriften Nr. 882 637, 911 686; deutsche Patentanmeldung V 3618 XII/47g (bekanntgemacht am 18. 12. 1952);

britische Patentschriften Nr. 586 727, 589 095; USA.-Patentschriften Nr. 2 312 686, 2 500 627.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen