DE19537241C1 - Ventilanordnung für ein hydraulisches Steuergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung für ein hydraulisches Steuergerät, insbesondere eine hydro­ statische Lenkeinrichtung, mit einem lastdruckabhängig gesteuerten Prioritätsventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Ventilanordnung dieser Art ist aus DE 38 14 508 C2 bekannt. Dort ist eine Lastdruckfühlleitung vorgesehen, die vom bevorrechtigten ersten Ausgang zu einer Last­ druck-Fühlstelle im Steuergerät führt, die dort hinter der ersten Drossel dieses Steuergeräts angeordnet ist. Mit Hilfe zweier Blenden wird ein Druckteiler gebildet. Die zweite Druckkammer ist zwischen den beiden Blenden an die Lastdruckfühlleitung angeschlossen.

US 4 665 695 zeigt eine ähnliche Ventilanordnung, bei der die zweite Druckkammer zusätzlich über ein Entla­ stungsventil mit dem Behälter verbunden ist. Bei einer Ventilanordnung gemäß DE 40 26 849 A1 liegt außerdem mit der zweiten Blende ein Sperrventil in Reihe, das durch ein elektrisches Signal oder in Abhängigkeit vom Lastdruck öffnet.

Durch diese Lastdruckfühlleitung strömt ständig ein kleiner Anteil der Druckflüssigkeit, weshalb man von einem dynamischen Lastdruck-System spricht.

Das Prioritätsventil sorgt dafür, daß der Druckabfall an der Hauptdrossel des Steuergeräts konstant ist.

Durch Wahl der Feder und der Blenden läßt sich der Standby-Druck des Prioritätsventils festlegen. Hierbei ergeben sich allerdings erhebliche Beschränkungen, ins­ besondere wenn höhere Standby-Drücke gefordert werden, wie dies der Fall ist, wenn eine ebenfalls lastdruck­ abhängig gesteuerte Pumpe wegen der weiteren Verbrau­ cher einen höheren Standby-Druck besitzen muß. Zwar könnte man eine größere Feder verwenden; hierfür reicht aber oftmals der Platz nicht aus. Man könnte auch die Größe der einen oder anderen Blende reduzieren; solche kleinen Blenden üben aber eine Dämpfungswirkung aus und verlangsamen die Arbeit des Prioritätsventils.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventil­ anordnung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der das Prioritätsventil mit einem höheren Standby- Druck betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Am Drucksteuerventil fällt unabhängig vom jeweiligen Belastungszustand ein konstanter Druck ab. Man kann daher unter Beibehaltung des bisher üblichen Priori­ tätsventils wesentlich höhere Standby-Drücke erzielen. Der hierfür erforderliche Aufwand ist sehr gering, da das Drucksteuerventil nur geringe Abmessungen zu haben braucht. Auf diese Weise kann man einem üblichen Prio­ ritätsventil, das beispielsweise bis zu einem Standby- Druck von 10 bar einstellbar ist, einen Standby-Druck von beispielsweise 20 bar geben. Auch die im Drucksteu­ erventil zu bewegende Masse ist gering. Demzufolge wird beim Ansprechen des Drucksteuerventils nur ein kleines Ölvolumen zusätzlich bewegt. Das mit dem Drucksteuer­ ventil ausgestattete Prioritätsventil hat daher die gleiche Ansprechzeit wie ein normales Prioritätsventil.

Das Drucksteuerventil kann an beliebiger Stelle der Lastdruckfülleitung stromabwärts der ersten Blende an­ geordnet werden. Besonders vorteilhaft ist die Anord­ nung am oder im Gehäuse des Steuergeräts nach Anspruch 2. Hierdurch wird nicht nur eine platzsparende Unter­ bringung ermöglicht. Darüber hinaus herrscht in der Verbindungsleitung zwischen Prioritätsventil und Steu­ ergerät ein relativ hoher Druck. Hierdurch ist die von der die Leitung durchströmenden Druckflüssigkeit mit­ geführte Luft entsprechend stark komprimiert. Es ergibt sich ein "steiferes" System mit verbesserter Ansprech­ zeit.

Vielfach ist es jedoch erwünscht, daß gemäß Anspruch 3 das Drucksteuerventil am oder im Gehäuse des Priori­ tätsventils angeordnet ist. Auch diese Alternative läßt sich platzsparend ausführen. Insbesondere benötigt man keine Eingriffe im Steuergerät.

Es empfiehlt sich die Ausgestaltung nach Anspruch 4, weil für den Einbau des Drucksteuerventils bereits vor­ handene Bauteile benutzt werden können.

Dies gilt auch für die Weiterbildung nach Anspruch 5, weil die zum Steuergerät führende Schlauchleitung in gleicher Weise wie bisher am Gehäuse des Prioritätsven­ tils nunmehr am Gehäuse des Drucksteuerventils ange­ schlossen werden kann.

In Folge der Verwendung eines Ventilkolbens nach An­ spruch 6 ergibt sich eine sehr einfache Konstruktion.

Wegen der verstellbaren Ventilfeder nach Anspruch 7 läßt sich der Standby-Druck auf einfache Weise verstel­ len.

Das Sammeln der Ventilteile in einer gemeinsamen Boh­ rung nach Anspruch 8 erleichtert den Zusammenbau.

Die Blendenöffnungen gemäß Anspruch 9 dämpfen die Bewe­ gungen des Ventilkolbens.

Die Durchbrüche gemäß Anspruch 10 ergeben einen unge­ hinderten Durchfluß der in der Lastdruckfühlleitung strömenden Druckflüssigkeit.

In manchen Fällen empfiehlt sich der überbrückende Lei­ tungsabschnitt gemäß Anspruch 11. Er erlaubt eine zu­ sätzliche Beeinflussung der Ventilfunktion.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ven­ tilanordnung und

Fig. 2 in einem geringfügig geänderten Ausführungsbei­ spiel einen Teilquerschnitt durch das Drucksteu­ erventil und den anschließenden Teil des Priori­ tätsventilgehäuses.

Ein Prioritätsventil 1 besitzt einen Eingang P, der zum Anschluß einer Pumpe oder einer gleichwertigen Druck­ quelle dient, einen ersten Ausgang CF, der zum Anschluß eines druckseitigen Eingangs 2 eines Steuergeräts 3, insbesondere einer hydrostatischen Lenkeinrichtung, dient, und einen zweiten Ausgang EF, der zum Anschluß eines nicht veranschaulichten Verbrauchers dient. Hier­ bei ist der erste Ausgang CF gegenüber dem zweiten Aus­ gang EF bevorrechtigt. Ferner besitzt das Prioritäts­ ventil 1 einen Lastdruckanschluß LS, der über eine Schlauchleitung 4 mit einem Eingang 5 verbunden ist, der zu einer Lastdruck-Fühlstelle im Innern des Steuer­ geräts 3 führt. Das Steuergerät 3 ist ferner über zwei Arbeitsleitungen 6 und 7 mit einem zu steuernden Gerät 8, z. B. einem Lenkmotor, und über eine Leitung 9 mit einem Behälter 10 verbunden. Der Aufbau des Steuerge­ räts 3 kann beispielsweise demjenigen in DE 38 14 508 C2 entsprechen.

Das Prioritätsventil 1 besitzt einen Schieber 11, der an einem Ende vom Druck in einer ersten Druckkammer 12 und am anderen Ende vom Druck in einer zweiten Druck­ kammer 13 und der Kraft einer Feder 14 belastet ist. Die erste Druckkammer 12 ist über eine erste Blende 15 mit dem ersten Ausgang CF verbunden. Die zweite Druck­ kammer 13 ist über eine zweite Blende 16 ebenfalls mit dem ersten Ausgang CF verbunden. Ferner ist die zweite Druckkammer 13 über eine dritte Blende 17 und ein Drucksteuerventil 18 mit dem Lastdruckanschluß LS ver­ bunden. Somit ergibt sich zwischen dem ersten Ausgang CF und der Lastdruck-Fühlstelle eine Lastdruckfühllei­ tung 19.

Das Drucksteuerventil 18 besitzt einen Schieber 20, der an der einen Stirnseite 21 vom Eingangsdruck und an der anderen Stirnseite 22 vom Ausgangsdruck und einer Ven­ tilfeder 23 beaufschlagt ist. An diesem Drucksteuerven­ til wird daher der Druckabfall auf einem der Federkraft entsprechenden Wert gehalten. Ein Leitungszweig 24 mit einer Blende 25 überbrückt das Drucksteuerventil 18.

Im Betrieb arbeitet der Schieber 11 des Prioritätsven­ tils 1 in der für ein dynamisches Lastdruck-System üb­ lichen Weise. Es fließt dauernd ein Ölstrom vom Ausgang CF über die Blenden 16 und 17 zum Eingang 5 des Steuer­ geräts 3 und weiter zur nicht veranschaulichten Last­ druck-Fühlstelle in deren Innern. Zusätzlich ist in diesem Strömungspfad das Drucksteuerventil 18 angeord­ net. Hierdurch wird das gesamte Druckniveau um den Druckabfall des Drucksteuerventils angehoben.

Während in Fig. 1 das Drucksteuerventil 18 im Innern des Prioritätsventils 1 dargestellt ist, befindet sich das Drucksteuerventil 118 in Fig. 2 an der Außenseite des Prioritätsventils 101. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 126 des Prioritätsventils bekannter Bauart an einem Ende der zweiten Druckkammer 113 einen Lastdruck­ anschluß 127 auf. In diesen ist aber nicht die Schlauchleitung, sondern der Stutzen 128 des rohrförmi­ gen Gehäuses 129 des Drucksteuerventils 118 einge­ schraubt. Das Gehäuse besitzt an seinem freien Ende einen dem Anschluß 127 entsprechenden Anschluß 127′, der nunmehr zum Anschließen der Schlauchleitung 4 be­ nutzt wird.

Das Drucksteuerventil 118 besitzt einen Ventilkolben 120, der mit einer Buchse 130 zusammenwirkt und einen mit mindestens einer Blende 131 versehenen Führungs­ flansch 132 trägt. Eine Steuernut 133 ist über Radial­ bohrungen 134 mit einem Zulaufkanal 139, der die Blende 117 aufweist, verbunden. Die Ringnut tritt bei einer Verschiebung des Ventilkolbens 120 mehr oder weniger aus der Buchse 130 heraus. Ein mit Durchbrüchen 135 versehener Vergleichskolben 136 wird durch die Ventil­ feder 123 kraftschlüssig gegen den Ventilkolben 120 gedrückt. Die Ventilfeder 123 wird durch ein ver­ schraubbares Federstützelement 137 abgestützt. Der Durchbruch 138 hat Sechskantquerschnitt und kann daher zum Verschrauben ausgenutzt werden.

Das Drucksteuerventil kann auch im Steuergerät 3, am Anschluß 5 oder in der Schlauchleitung 4 angeordnet sein.

Claims (11)

1. Ventilanordnung für ein hydraulisches Steuergerät, insbesondere eine hydrostatische Lenkeinrichtung, mit einem lastdruckabhängig gesteuerten Prioritäts­ ventil (1; 101), das einen Eingang (P) zum Anschluß einer Pumpe, einen bevorrechtigten ersten Ausgang (CF) zum Anschluß des Steuergeräts (3), einen zweiten Ausgang (EF) zum An­ schluß wenigstens eines weiteren Verbrauchers, ei­ nen Lastdruckanschluß (LS; 127), einen Schieber (11; 111), eine an dem einen Schieberende angeordnete erste Druckkammer (12), die mit dem Druck am ersten Ausgang (CF) beaufschlagt ist, und eine am anderen Schieberende angeordnete, eine Feder (14; 114) aufweisende zweite Druckkammer (13; 113) aufweist, und mit einer Lastdruckfühlleitung (19), die vom ersten Ausgang (CF) über den Lastdruckanschluß (LS; 127) zu einer Last­ druck-Fühlstelle im Steuergerät (3) führt und zur Fest­ legung des die zweite Druckkammer (13; 113) beaufschlagenden Drucks wenigstens eine Blende (17; 117) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lastdruckfühlleitung (19) ein Drucksteuerventil (18; 118) angeordnet ist, das den an ihm abfallenden Druck konstant hält.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drucksteuerventil am oder im Ge­ häuse des Steuergeräts (3) angeordnet ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drucksteuerventil (18; 118) am oder im Gehäuse (126) des Prioritätsventils (1; 101) an­ geordnet ist.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drucksteuerventil (118) eingangs­ seitig einen Stutzen (128) besitzt, mit dem es in dem Lastdruckanschluß (127) des Prioritätsventils (101) gehalten ist.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drucksteuerventil (118) ausgangs­ seitig einen dem Lastdruckanschluß (127) des Prio­ ritätsventils (101) entsprechenden Anschluß (127′) trägt.

6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil (118) einen Ventilkolben (120) aufweist, der in einer Buchse (130) verschiebbar und in Öffnungs­ richtung durch den eingangsseitigen Druck sowie in Schließrichtung durch den ausgangsseitigen Druck und eine Ventilfeder (123) belastet ist.

7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilfeder (123) des Drucksteuerventils (118) verstellbar ist.

8. Ventilanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Bohrung in Reihe der Ventilkolben (120), die Buchse (130), ein Ver­ gleichskolben (136), der kraftschlüssig am Ventil­ kolben (126) anliegt, die den Vergleichskolben (136) belastende Ventilfeder (123) und ein ver­ schraubbares Federstützelement (137) angeordnet sind.

9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (120) einen Führungsflansch (132) besitzt, der von mindestens einer Blendenöffnung (131) durchsetzt ist.

10. Ventilanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichskolben (136) und das Federstützelement (137) Durchbrüche (135, 138) aufweisen.

11. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil (18) durch einen mit einer Blende (25) versehenen Leitungszweig (24) überbrückt ist.