DE112014005533T5 - Shut-off valve for a hydraulic accumulator, arrangement provided with such a valve, corresponding mounting method - Google Patents
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Abstract
Das Ventil (1) umfasst: – einen Hohlkörper (15) mit einer Durchgangsleitung (17) für ein Fluid, die einen Einlass (19) und einen Auslass (21) aufweist; – ein Ventilelement (25), das relativ zu dem Hohlkörper (15) beweglich ist zwischen einer Stellung zum Verschließen des Einlasses (19) und einer Stellung zum Freigeben des Einlasses (19); – ein Federelement (7), welches das Ventilelement (25) in seine Freigabestellung zurückstellt; Das Ventil (1) umfasst ein Steuerelement (29), das mit dem Ventilelement (25) verbunden ist und relativ zu dem Hohlkörper (15) selektiv beweglich ist zwischen einer ersten stabilen Stellung, in der das Steuerelement (29) das Ventilelement (25) in Verschlussstellung blockiert, und einer zweiten stabilen Stellung, in der das Ventilelement (25) sich zwischen seiner Verschlussstellung und seiner Freigabestellung frei bewegt.The valve (1) comprises: - a hollow body (15) having a fluid passageway (17) having an inlet (19) and an outlet (21); - A valve member (25) which is movable relative to the hollow body (15) between a position for closing the inlet (19) and a position for releasing the inlet (19); - A spring element (7), which resets the valve element (25) in its release position; The valve (1) comprises a control element (29) which is connected to the valve element (25) and is selectively movable relative to the hollow body (15) between a first stable position in which the control element (29) controls the valve element (25). blocked in the closed position, and a second stable position in which the valve element (25) moves freely between its closed position and its release position.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Hydraulikspeicher.The present invention relates generally to hydraulic accumulators.
Insbesondere betrifft die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Absperrventil für einen Hydraulikspeicher, des Typs umfassend:
- – einen Hohlkörper mit einer Durchgangsleitung für ein Fluid, die einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei der Einlass für die Verbindung mit einer Öffnung des Hydraulikspeichers vorgesehen ist;
- – ein Antiverdrängungsventil, das relativ zu dem Hohlkörper beweglich ist zwischen einer Stellung zum Verschließen des Einlasses und einer Stellung zum Freigeben des Einlasses;
- – ein Federelement, welches das Ventilelement in seine Freigabestellung zurückstellt.
- A hollow body having a passage line for a fluid having an inlet and an outlet, the inlet being provided for connection to an opening of the hydraulic accumulator;
- - An anti-displacement valve which is movable relative to the hollow body between a position for closing the inlet and a position for releasing the inlet;
- - A spring element which resets the valve element in its release position.
Es ist bekannt, einen Hydraulikspeicher mit einem derartigen Ventil zu versehen. Er ermöglicht, im Falle eines Überdrucks im Inneren des Speichers das Innere des Hydraulikspeichers von der Durchgangsleitung zu isolieren. Wenn der Speicher des Typs Membranspeicher ist, verhindert das Ventilelement die Verdrängung der Membran an den Rändern des Einlasses der Durchgangsleitung.It is known to provide a hydraulic accumulator with such a valve. It makes it possible to isolate the interior of the hydraulic accumulator from the through-line in the event of overpressure inside the accumulator. When the accumulator is of the membrane accumulator type, the valve element prevents the displacement of the membrane at the edges of the inlet of the passageway.
Im Übrigen ist es bekannt, nebst dem Antiverdrängungsventil ein Absperrelement, zum Beispiel einen Kugelhahn, am Auslass der Durchgangsleitung vorzusehen.Incidentally, it is known, in addition to the anti-displacement valve, to provide a shut-off element, for example a ball valve, at the outlet of the through-line.
Die Speicher werden nämlich an Bord von Fahrzeugen als Energiespeichervorrichtungen verwendet. Sie umfassen im Allgemeinen zwei Kammern, wobei die eine eine Flüssigkeit wie ein Öl und die andere Gas enthält. Der Kugelhahn, der am Auslass der das Öl enthaltenden Kammer platziert ist, ermöglicht, die Zirkulation von Öl zwischen dem Speicher und dem übrigen Fahrzeug zu gestatten oder zu verhindern.Namely, the memories are used on board vehicles as energy storage devices. They generally comprise two chambers, one containing a liquid such as an oil and the other gas. The ball valve placed at the outlet of the chamber containing the oil makes it possible to allow or prevent the circulation of oil between the reservoir and the rest of the vehicle.
Der Speicher wird in der Werkstatt mit Öl befüllt und dann an Bord des Fahrzeugs montiert. Der Kugelhahn ist während des Befüllens geöffnet und wird dann geschlossen, um die das Öl enthaltende Kammer während der Verbindung der Durchgangsleitung mit dem Ölkreislauf des Fahrzeugs zu isolieren. Das Schließen des Kugelhahns ermöglicht insbesondere, den mit Öl vorbefüllten Speicher zu transportieren und die Durchgangsleitung zu evakuieren, um deren Erstbefüllung mit Öl durchzuführen, sobald dieser Durchgang mit dem Kreislauf des Fahrzeugs verbunden ist. Der Kugelhahn wird dann erneut geöffnet, um den Betrieb des Speichers zu gestatten. Er bleibt stromlos permanent geöffnet, zum Beispiel bis der Speicher demontiert wird.The storage tank is filled with oil in the workshop and then mounted on board the vehicle. The ball valve is opened during filling and is then closed to isolate the chamber containing the oil during connection of the passage line with the oil circuit of the vehicle. The closing of the ball valve in particular makes it possible to transport the reservoir filled with oil and to evacuate the through-line to carry out its initial filling with oil as soon as this passage is connected to the circulation of the vehicle. The ball valve is then reopened to allow operation of the memory. It remains permanently open when de-energized, for example until the accumulator is dismantled.
Die Tatsache, dass ein Antiverdrängungsventil nebst einem Kugelhahn am Auslass des Speichers vorhanden ist, erhöht die Kosten und den Platzbedarf.The fact that an anti-drain valve, along with a ball valve, is present at the outlet of the store adds to the cost and space requirements.
In diesem Zusammenhang dient die Erfindung dazu, die Verbindung zwischen dem Speicher und dem Fahrzeug zu vereinfachen und deren Platzbedarf zu reduzieren.In this context, the invention serves to simplify the connection between the memory and the vehicle and to reduce their space requirements.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Absperrventil für einen hydraulischen Speicher des oben genannten Typs, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Ventil ein Steuerelement umfasst, das mit dem Antiverdrängungsventil verbunden ist und relativ zu dem Hohlkörper selektiv beweglich ist zwischen einer ersten stabilen Stellung, in der das Steuerelement das Ventilelement in Verschlussstellung blockiert, und einer zweiten stabilen Stellung, in der das Ventilelement sich zwischen seiner Verschlussstellung und seiner Freigabestellung frei bewegt.To this end, the invention relates to a shut-off valve for a hydraulic accumulator of the above type, characterized in that the valve comprises a control element which is connected to the anti-displacement valve and is selectively movable relative to the hollow body between a first stable position the control element blocks the valve element in the closed position, and a second stable position in which the valve element moves freely between its closed position and its release position.
So dient das Antiverdrängungsventil als Absperrelement. Dies ermöglicht, die Verbindung zwischen dem Speicher und dem Fahrzeug zu vereinfachen und deren Platzbedarf zu reduzieren.Thus, the anti-displacement valve serves as a shut-off element. This makes it possible to simplify the connection between the memory and the vehicle and to reduce their space requirements.
Vorteilhafterweise weist das Steuerelement eine Nockenfläche auf, die vorgesehen ist, damit, wenn das Steuerelement in eine Zwischenstellung zwischen seiner ersten und seiner zweiten stabilen Stellung gebracht wird, das Federelement das Steuerelement in die zweite stabile Stellung bewegt.Advantageously, the control member has a camming surface provided so that when the control member is placed in an intermediate position between its first and second stable positions, the spring member moves the control member to the second stable position.
Als Variante bewegt das Federelement das Steuerelement in die erste stabile Stellung.As a variant, the spring element moves the control element into the first stable position.
So ist das Ventilelement immer entweder in seiner Freigabestellung oder in seiner Verschlussstellung.Thus, the valve element is always either in its release position or in its closed position.
Dies ist insbesondere dann besonders wichtig, wenn der Hydraulikspeicher für die Rückgewinnung der Bremsenergie des Fahrzeugs verwendet wird. Die Energie wird in dem Speicher gespeichert, indem Öl in die Kammer des Speichers transferiert wird, wobei das Öl das Gas in der anderen Kammer verdichtet. Diese Energie kann anschließend zurückgegeben werden, insbesondere bei einem Start oder bei einer abrupten Beschleunigung, wenn ein Leistungsanstieg notwendig ist.This is especially important when the hydraulic accumulator is used to recover the braking energy of the vehicle. The energy is stored in the reservoir by transferring oil into the chamber of the reservoir, the oil compressing the gas in the other chamber. This energy can then be returned, especially at a start or at an abrupt acceleration, when an increase in power is necessary.
Für den einwandfreien Betrieb des Systems muss das Öl zwischen dem Speicher und dem Kreislauf des Fahrzeugs mit einem minimalen Lastverlust zirkulieren können. Wenn der Speicher mit einem Antiverdrängungsventil nach dem Stand der Technik verstärkt durch einen Kugelhahn versehen ist, kommt es vor, dass der Benutzer, der den Speicher am Fahrzeug montiert, den Kugelhahn nicht wieder vollständig öffnet. Dies hat die Erzeugung eines hohen Lastverlustes und eine erhebliche Reduzierung der Leistungen des Energierückgewinnungssystems zur Folge.For proper system operation, oil must be able to circulate between the reservoir and the vehicle's circuit with minimal loss of load. When the accumulator is provided with a prior art anti-drainage valve reinforced by a ball valve, it happens that the user mounting the accumulator on the vehicle does not recover the ball valve completely opens. This results in the generation of a high load loss and a significant reduction in the performance of the energy recovery system.
Mit dem erfindungsgemäßen Ventil kann ein solches Problem nicht auftreten, da das Steuerelement nicht in der Zwischenstellung bleiben kann.With the valve according to the invention, such a problem can not occur because the control can not remain in the intermediate position.
Das Ventil kann eines oder mehrere der unten stehenden Merkmale für sich genommen oder in sämtlichen technisch möglichen Kombinationen aufweisen:
- – das Ventilelement weist einen Verschlusskörper und einen Schaft auf, der mit dem Verschlusskörper verbunden ist und mit dem Steuerelement zusammenwirkt;
- – die Nockenfläche weist einen ersten und zweiten Abschnitt auf, die zueinander im Wesentlichen senkrecht sind und durch ein Winkelstück mit einem geringen Krümmungsradius verbunden sind;
- – das Steuerelement ist eine drehbare Hahnkugel, die in den Hohlkörper eingesetzt ist und eine Drehachse hat, die zu einer Richtung der Bewegung des Ventilelements zwischen seiner Verschluss- und Freigabestellung im Wesentlichen senkrecht ist;
- – die Hahnkugel ist hohl, wobei die Nockenfläche auf einer radial inneren Fläche der Hahnkugel vorgesehen ist, wobei das Ventilelement einen Nockenstößel aufweist, der mit der Nockenfläche zusammenwirkt;
- – das Steuerelement ist ein Hebel, der über die Nockenfläche gegen den Hohlkörper gleitet;
- – ein Schaft des Ventilelements weist mindestens ein Langloch auf, das parallel zu dem Schaft langgestreckt ist, wobei der Hebel mindestens einen Bolzen aufweist, der in das Langloch eingesetzt ist;
- – er weist ein Element zum Blockieren des Hebels in der zweiten stabilen Stellung auf.
- - The valve element has a closure body and a shaft which is connected to the closure body and cooperates with the control element;
- - The cam surface has a first and second portion which are mutually substantially perpendicular and are connected by an angle piece with a small radius of curvature;
- - The control is a rotatable hammer ball which is inserted into the hollow body and has an axis of rotation which is substantially perpendicular to a direction of movement of the valve element between its closing and releasing position;
- - The tap ball is hollow, wherein the cam surface is provided on a radially inner surface of the tap ball, wherein the valve element has a cam follower which cooperates with the cam surface;
- - The control is a lever which slides over the cam surface against the hollow body;
- - A shaft of the valve element has at least one elongated hole which is elongated parallel to the shaft, wherein the lever has at least one bolt which is inserted into the slot;
- It has an element for blocking the lever in the second stable position.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Anordnung mit einem Hydraulikspeicher und einem Absperrventil für den Hydraulikspeicher, das die obigen Merkmale aufweist, wobei der Hydraulikspeicher ein starres Gehäuse und eine in dem starren Gehäuse aufgenommene dehnbare Umhüllung aufweist, wobei das Ventilelement in der Freigabestellung durch die Öffnung hindurch in das Innere des starren Gehäuses hineinragt, um zu verhindern, dass die dehnbare Umhüllung in den Einlass eindringt.According to a second aspect, the invention relates to an arrangement with a hydraulic accumulator and a shut-off valve for the hydraulic accumulator having the above features, wherein the hydraulic accumulator has a rigid housing and a housing accommodated in the flexible housing expandable sheath, wherein the valve element in the release position by the Opening penetrates into the interior of the rigid housing to prevent the expandable sheath penetrates into the inlet.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage, an Bord eines Fahrzeugs, eines Hydraulikspeichers, der mit einem Absperrventil mit den obigen Merkmalen versehen ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- – Verbringen des Steuerelements in seine zweite stabile Stellung;
- – Befüllen des Hydraulikspeichers mit einem Fluid, durch die Durchgangsleitung hindurch;
- – Verbringen des Steuerelements in seine erste stabile Stellung;
- – Montieren des Hydraulikspeichers an Bord des Fahrzeugs und Verbinden des Auslasses der Durchgangsleitung mit einem Fluidkreislauf des Fahrzeugs;
- – Verbringen des Steuerelements in seine zweite stabile Stellung.
- - Spend the control in its second stable position;
- - Filling the hydraulic accumulator with a fluid, through the passage line therethrough;
- - Spend the control in its first stable position;
- Mounting the hydraulic accumulator on board the vehicle and connecting the outlet of the passage line to a fluid circuit of the vehicle;
- - Spend the control in its second stable position.
Typischerweise wird der Hydraulikspeicher in einer Befüllwerkstatt mit Fluid befüllt. Er wird in einem Endbetrieb zur Herstellung des Fahrzeugs an Bord des Fahrzeugs montiert, die von der Herstellungswerkstatt entfernt ist. Er wird von der Befüllwerkstatt bis zum Endbetrieb mit dem Steuerelement in der ersten Stellung transportiert.Typically, the hydraulic accumulator is filled with fluid in a filling workshop. It is mounted on board the vehicle in a final operation for the production of the vehicle, which is removed from the manufacturing workshop. It is transported from the filling workshop to the final operation with the control in the first position.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung treten aus der unten beispielhaft und keinesfalls einschränkend unter Einbeziehung der beigefügten Zeichnungen gegebenen Beschreibung hervor; es zeigen:Further advantages and features of the invention will become apparent from the description given below by way of example and in no way limiting with reference to the accompanying drawings; show it:
Wie dies in
Er ist zum Beispiel in einen Kreislauf zur Rückgewinnung der Bremsenergie dieses Fahrzeugs integriert.For example, it is integrated into a cycle for recovering the braking energy of this vehicle.
Ein derartiger Kreislauf ist zum Beispiel in der Patentanmeldung mit der Nummer
Der Hydraulikspeicher
In dem dargestellten Beispiel begrenzt die dehnbare Umhüllung
Das Absperrventil
- – einen
Hohlkörper 15 mit einerDurchgangsleitung 17 , dieeinen Einlass 19 und einen Auslass21 aufweist, wobei der Einlass19 für die Verbindung mit einerÖffnung 23 des Hydraulikspeichers vorgesehen ist; - –
ein Antiverdrängungsventil 25 , das relativ zudem Hohlkörper 15 beweglich ist zwischen einer Stellung zum Verschließen des Einlasses19 und einer Stellung zum Freigeben des Einlasses19 ; - –
ein Federelement 27 , welchesdas Ventilelement 25 in seine Freigabestellung zurückstellt; - –
ein Steuerelement 29 , dasmit dem Ventilelement 25 verbunden ist und relativ zudem Hohlkörper 15 selektiv beweglich ist zwischen einer ersten stabilen Stellung, inder das Steuerelement 29 das Ventilelement 25 in seiner Verschlussstellung blockiert, und einer zweiten stabilen Stellung, inder das Ventilelement 25 sich zwischen seiner Verschlussstellung und seiner Freigabestellung frei bewegt.
- - A
hollow body 15 with atransit line 17 that have aninlet 19 and anoutlet 21 having, wherein theinlet 19 for connection with anopening 23 the hydraulic accumulator is provided; - - an
anti-displacement valve 25 relative to thehollow body 15 is movable between a position for closing theinlet 19 and a position for releasing theinlet 19 ; - - A
spring element 27 which is thevalve element 25 returns to its release position; - - a
control 29 that with thevalve element 25 is connected and relative to thehollow body 15 is selectively movable between a first stable position in which thecontrol 29 thevalve element 25 blocked in its closed position, and a second stable position in which thevalve element 25 moves freely between its closed position and its release position.
Der Hohlkörper
Wie dies in
Andererseits weist es einen Stutzen auf, der zum Beispiel mit einer Vakuumpumpe gekoppelt werden kann.On the other hand, it has a neck, which can be coupled, for example with a vacuum pump.
Das Ventilelement
Wie dies in
Wie dies in den
Das Ventilelement
Das Ventilelement
Der Gegenflansch
Der Gegenflansch
Die erste große Fläche
Die zweite große Fläche
Die Feder
Das Steuerelement
Das Steuerelement
Der Abschnitt
Die Nockenfläche
Die erste stabile Stellung des Steuerelements
Das Steuerelement
In dieser zweiten stabilen Stellung ist das Ventilelement
Die erste und zweite Stellung des Steuerelements werden aus den folgenden Gründen als stabile Stellungen bezeichnet.The first and second positions of the control are referred to as stable positions for the following reasons.
Wenn, durch Bewegen des Steuerelements aus seiner zweiten stabilen Stellung in seine erste stabile Stellung, ein Benutzer die Bewegung unterbricht, bevor er eine Viertelumdrehung vorgenommen hat, wird der Nockenstößel
Ebenso, wenn, indem von der ersten in die zweite stabile Stellung übergangen wird, der Benutzer keine vollständige Viertelumdrehung vollzieht, überträgt das Federelement eine Kraft in der Richtung Y auf den Nockenstößel
Die Tatsache, dass das Winkelstück
Es lässt sich feststellen, dass in der ersten Verschlussstellung die Auslassleitung
Wie dies in
Der Abschnitt
Wie dies in
Nun wird im Detail das Verfahren zur Montage des mit dem erfindungsgemäßen Absperrventil versehenen Hydraulikspeichers beschrieben, der in
Es wird eine Ausgangssituation betrachtet, wo der Hydraulikspeicher leer und von dem Fahrzeug getrennt ist.It is considered an initial situation where the hydraulic accumulator is empty and disconnected from the vehicle.
Das Befüllen des Hydraulikspeichers
Dann wird das Gas über das selbstschließende Ventilelement
Der Auslass
Das Absaugelement wird dann gestartet, um die Luft aus der Durchgangsleitung
Die Durchgangsleitung
Schließlich wird das Steuerelement in seine zweite stabile Stellung gebracht, wodurch die erste Kammer
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Einbeziehung der Zeichnungen
In den zwei Ausführungsformen identische Elemente oder Elemente, welche die gleichen Funktionen sicherstellen, werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.Identical elements or elements ensuring the same functions in the two embodiments are designated by the same reference numerals.
In der zweiten Ausführungsform der Erfindung weist das Absperrventil keinen Gegenflansch auf, der mit dem Hohlkörper zusammenwirkt, um den umfänglichen Rand der Öffnung des Hydraulikspeichers einzuklemmen. Der Hohlkörper
Der dem Ventilelement zugeordnete Dichtsitz
Die Öffnung
Im Übrigen ist das Steuerelement
Das Steuerelement
Das Steuerelement
Wie dies in den
Die erste stabile Stellung ist in
Diese zweite stabile Stellung ist in
In dieser Stellung ist der Griffteil
Es ist zu beachten, dass das Absperrventil
In der zweiten stabilen Stellung kann sich das Ventilelement
In einem Ausführungsbeispiel weist der Nockenteil
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