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Speicher-Ladeventil Gegenstand der Erfindung ist ein federbelastetes
Speicher-Ladeventil für Druckspeicher von hydraulischen Systemen mit Pumpe, Vorratsbehälter,
Druckspeicher und Druckmittelverbraucher, welches bei Erreichen eines vorbestimmten
Maximaldrucks im Speicher die Druckleitung der Pumpe entlastet und mit dem Vorratsbehälter
verbindet und bei Erreichen eines vorbestimmten Minimaldrucks im Speicher die Druckleitung
der Pumpe mit demselben zwecks Aufladung verbindet, wobei die Umschaltvorgänge schlagartig
erfolgen.
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Es sind Speicher-Ladeventile bekannt, deren als Längsschieber ausgebildetes
Verschlußstück auf beiden Stirnseiten mit Fluiddruck belastet ist und eine Stirnseite
zusätzlich unter dem Einfluß einer in der Vorspannung veränderbaren Feder steht,
auf die wiederum über einen weiteren Längsschieber der Fluiddruck wirkt. Die Umsteuervorgänge
werden dadurch ausgelöst, daß einmal durch Steuerkanten des letzteren Längsschiebers
eine Stirnseite des ersteren vom Fluiddruck entlastet wird und der nur noch auf
eine Stirnseite wirkende Fluiddruck das Verschlußstück in eine Lage bringt, bei
der die Druckleitung der Pumpe mit dem Behälter verbunden ist, und zum anderen das
Verschlußstück beidseitig mit dem Fluiddruck belastet ist und die zusätzlich auf
eine Stirnseite wirkende Kraft der Feder es in einer Lage hält, bei der die Druckleitung
der Pumpe zwecks Aufladung mit dem Speicher verbunden ist. Ein Rückschlagventil
verhindert, ,daß sich bei entlasteter Druckleitung der Speicher in den Vorratsbehälter
entleert. Weiter sind Speicher-Ladeventile bekannt, bei denen das Verschlußstück
einerseits vom Fluiddruck und andererseits von einer vorgespannten Feder mit veränderbarer
Vorspannung belastet ist. Zur Auslösung der jeweiligen Umschaltvorgänge wird eine
zusätzliche Fläche des Verschlußstücks vom entgegen der Kraft der Feder gerichteten
Fluiddruck entweder belastet oder entlastet. Ein Rückschlagventil verhindert die
Entleerung des Speichers in den Vorratsbehälter bei geöffneter Druckleitung.
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Beide Ausführungsarten dieser Speicher-Ladeventile erfordern einen
erheblichen baulichen Aufwand. Außerdem haben sie den gemeinsamen Nachteil, daß
sich an den Umschaltpunkten, d. h. bei Erreichen des vorbestimmten Maximal- oder
Minimaldrucks im System, zwischen dem dem Speicher entnommenen und dem in den Vorratsbehälter
zurückströmenden Fluid einerseits und dem von der Pumpe geförderten Fluid andererseits
ein Mengengleichgewicht einstellen kann. Wird dieses Gleichgewicht im Bereich des
vorbestimmten Maximaldrucks erreicht, so findet keine Entlastung der Pumpe statt.
Dieselbe fördert gegen den Maximaldruck, und das Speicher-Ladeventil arbeitet als
Druckbegrenzungsventil. Wird das Gleichgewicht im Bereich des vorbestimmten Minimaldrucks
erreicht, so wird der Speicher nicht wieder aufgeladen. Die Pumpe fördert weiter
gegen den Minimaldruck, wobei das Speicher-Ladeventil ebenfalls die Wirkung eines
Druckbegrenzungsventils hat.
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Es ist eine Drucksteuervorrichtung bekannt, die die Aufgabe hat, den
Luftdruck in einem Behälter innerhalb von vorbestimmten Grenzen konstant zu halten,
indem bei Unterschreiten eines Mindestdrucks im Behälter die Druckleitung einer
Pumpe über ein Ventil mit demselben verbunden wird und indem bei überschreiten eines
Höchstdrucks im Behälter die Druckleitung der Pumpe durch dasselbe Ventil versperrt
wird. Das Ventil wird durch einen kolbenartigen Stößel betätigt. Auf diesen wirkt
an der einen Stirnseite der Behälterdruck und dem entgegen- bzw. gleichgerichtet
die haftende Kraft und das Gewicht eines mit dem Stößel verbundenen Permanentmagneten.
Das öffnen und Sperren der zum Behälter führenden Druckleitung erfolgt unter dem
Einfluß des Permanentmagneten schlagartig. Die bekannte Drucksteuervorrichtung enthält
keine Mittel, welche bei Erreichen des vorbestimmten Höchstdrucks im Behälter die
Druckleitung der Pumpe entlasten. Sie ist daher als Speicher-Ladeventil im Sinn
der vorliegenden Erfindung nicht verwendbar. Auch bekannte Druckbegrenzungs- und
Entlastungsventile, deren Schließkraft durch Permanentmagneten hervorgerufen wird,
sind als Speicher-Ladeventile ungeeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Speicher-Ladeventil
zu schaffen, welches bei geringem baulichen Aufwand volle Funktionssicherheit in
der schlagartigen Umstellung bietet.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß das Verschlußstück des Speicher-Ladeventils formschlüssig mit einer ferromagnetischen
Platte verbunden ist, die mit am Ventilgehäuse bzw. am Gehäusedeckel befestigten
Permanentmagneten zusammenwirkt. Die Kraft der Feder kann einstellbar sein. Das
Verschlußstück kann ein Längsschieber sein.
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Das Speicher-Ladeventil gemäß der Erfindung hat weniger Einzelteile
als vergleichbare bekannte Ventile. Die wenigen verbleibenden Teile sind rotationssymmetrisch
und können daher auf einfache Weise und sehr genau angefertigt werden. Auf Grund
des degressiven Verlaufs der magnetischen Haftkraft mit größer werdendem Luftspalt
ist ein stabiles Mengengleichgewicht-zwischen dem-dem- Speicher entnommenen und
dem in den Vorratsbehälter zurückströmenden Fluid einerseits und dem von der Pumpe
geförderten Fluid anderseits ausgeschlossen.
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Die Zeichnung stellt im Längsschnitt ein Ausfüh= rungsbeispiel des
Speicher-Ladeventils gemäß der Erfindung dar.
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Das Ventilgehäuse 1 ist mit drei Rohranschlüssen 2,3 und 4
versehen. In den Rohranschluß 2 mündet die Druckleitung 5 -der Pumpe 6, welche Fluid
aus einem Vorratsbehälter 7 über ein Rückschlagventil 8 in ein Fluidsystem fördert,,
von dem der Einfachheit halber nur der Druckspeicher 9 und eine Rohrleitung 10 dargestellt
sind. Die Rohrleitung 11 verbindet das Fluidsystem mit dem Rohranschluß 3 des Ventilgehäuses
1. Eine Rohrleitung 12 führt von dem Rohranschluß 4 des Ventilgehäuses 1 zum Vorratsbehälter
7. In einer Bohrung 13 des Ventilgehäuses ist das als Längsschieber 14 ausgebildete
Verschlußstück angeordnet, welches in der dargestellten Lage den Rohranschluß 2
gegen den Rohranschluß 4 verschließt. -Der Rohranschluß 3 mündet in die den Längsschieber
14 aufnehmende Bohrung 13. Dem Rohranschluß 3 gegenüberliegend ist am Ende des Längsschiebers
14 eine Platte 15 aus ferromagnetischem Werkstoff befestigt. Das Ventilgehäuse hat
an dieser Seite eine Öffnung 16, die mit Hilfe eines Sprengrings 17 durch den Gehäusedeckel
18 verschlossen ist. In der Öffnung 16 sind zwei ringförmige Permanentmagneten 19
und 20 untergebracht. Der Permanentmagnet 19 ist - z. B. durch Verkleben -am Ventilgehäuse
1 befestigt, der Permanentmagnet 20 am Gehäusedeckel 18. Die Anordnung der
Permanentmagneten und die Montage des Längsschiebers 14 erfolgen so, daß die Platte
15 zwischen den beiden Permanentmagneten 19 und 20 liegt. Eine Feder 21 bringt in
der dargestellten Lage die Platte 15 zur Anlage an den Permanentmagneten 19. Die
Vorspannung der Feder 271 ist mit Hilfe einer Stellschraube 22 einstellbar, welche
in dem Ansatz 23 des Gehäusedeckels 18 angebracht ist. Die Sicherung der ; Einstellung
erfolgt durch eine Kontermutter 24.
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Der im Fluidsystem, also in der Rohrleitung 10 und im Druckspeicher
9 wirksame Druck belastet über die Rohrleitung 11 und über den Rohranschluß 3 die
Stirnseite 25 des Längsschiebers 14. Wenn der Fluiddruck einen durch die Vorspannung
der Feder 21 und durch die Haftkraft des Permanentmagneten 19 bestimmten Wert überschreitet,
wird die Platte 15 vom Permanentmagneten 19 abgehoben. Infolge des zwischen - dem
Permanentmagneten 19 1 und der Platte 15 entstehenden und sich vergrößernden Luftspalts
nimmt die Haftkraft zwischen diesen Teilen stark ab, so daß sich der Längsschieber
14 und die mit ihm verbundene Platte 15 unter dem Fluiddruck schlagartig auf den
Permanentmagneten 20 zu bewegen. Die Platte 15 kommt zur Anlage an den Permanentmagneten
20. Gegen die vorgespannte Feder 21 wirken somit die Haftkraft zwischen dem Permanentmagneten
20 und der Platte 15 und zusätzlich der Fluiddruck, welcher die Stirnseite 25 des
Längsschiebers 14 belastet. Die in Richtung der Feder 21 wirkende Anziehungskraft
zwischen Permanentmagneten 19 und Platte 15 ist wegen des großen Luftspalts vernachlässigbar
klein. Bei Anlage der Platte 15 am Permanentmagneten 20 und entsprechender Stellung
des Längsschiebers fließt das von der Pumpe 6 geförderte Fluid über die Rohrleitung
5, den Rohranschluß 2, den Rohranschluß 4 und über die Rohrleitung 12 drucklos
in den Vorratsbehälter 7 ab. Das Rückschlagventil 8 verhindert, daß sich der Druckspeicher
9 in den Vorratsbehälter 7 entleert.
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Wird aus der Rohrleitung 10 Fluid entnommen, so sinkt der Druck im
Druckspeicher 9. Gleichzeitig nimmt der auf der Stirnseite 25 des Längsschiebers
14 lastende Druck ab. Schließlich überwiegt die Kraft der Feder 21 die Haftkraft
zwischen Permanentmagneten 20 und Platte 15 sowie den auf der Stirnseite 25 des
Längsschiebers 14 lastenden Druck. Zwischen dem Permanentmagneten 20 und der Platte
15 bildet sich ein größer werdender Luftspalt, wobei die Haftkraft stark abnimmt.
Gleichzeitig nimmt die Anziehungskraft zwischen Permanentmagneten 19 und Platte
15 stark zu. Unter der zusätzlichen Kraft der Feder 21 nimmt der Längsschieber daher
wieder die dargestellte Lage ein, in der der Druckspeicher 9 erneut aufgeladen wird.