DE2049612A1 - Schaltelement für hydraulische oder pneumatische Steuerungssysteme - Google Patents

Description

R.. 4-9
6.10.1970 Gl/Eb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmust erhilf sanmel dung

BOBSRT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart Schaltelement für hydraulische oder pneumatische Steuerungs-

systerne

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltelement für hydraulische oder pneumatische Steuerungssysteme, das in Abhängigkeit vom Druck in einem Steuerkanal zwei Hauptkanäle (Zuflußkanal und Abflußkanal) miteinander verbindet oder trennt, mit einem Gehäuse mit einem Hohlraum, zudem ein Steuerkanal, ein Zuflußkanal und ein Abflußkanal führen und in dem ein vom Druck im Steuerkanal beaufschlagbares Ventilelement beweglich ist, welches alternativ mit Ventilsitzen zusammenwirkt. _2_

209816/0654

Robert Bosch GmbH R. 49 Gl/Kb

Stuttgart

Ein beispielsweise durch, die österreichische Patentschrift 276 892 bekanntes Schaltelement dieser Art besteht aus einem Gehäuse mit einem zylindrischen Hohlraum, in dem eine Ventilplatte mit verhältnismäßig großem Spiel axial frei bewegbar ist. Die Ventilplatte trennt den Steuerkanal auf der einen Stirnseite von dem Zuflußkanal und dem Abflußkanal auf der anderen Stirnseite des Hohlraums. Steht der Steuerkanal unter Druqk, wird die Ventilplatte auf einen Ventilsitz auf der dem Steuerkanal gegenüberliegenden Stirnseite gedrückt, die Verbindung vom Zuflußkanal zum Abflußkanal ist damit unterbrochen. Ist der Steuerkanal drucklos, dann gibt die Ventilplatte die Verbindung vom Zuflußkanal zum Abflußkanal frei; der Abflußkanal hat dann Druck, der Steuerkanal ist abgeschlossen.

Ferner ist durch die USA-Patentschrift 3 362 633 ein Schaltelement bekannt geworden, dessen Gehäuse einen länglichen Hohlraum mit rechteckigem Querschnitt und abgerundeten Endflächen hat, in dem eine Rundscheibe bewegbar ist. In der einen Endfläche mündet ein Steuerkanal und in der anderen ein Zufluß- und ein Abflußkanal. Steht der Steuerkanal unter Druck, wird die Scheibe gegen die gegenüberliegende Endfläche gedrückt; sie trennt den Zuflußkanal vom Abflußkanal. Ist der Steuerkanal drucklos, liegt die Scheibe an der Endfläche mit der Steuerkanalmündung an; der Zuflußkanal ist mit dem Abflußkanal verbunden. Anstelle der Scheibe kann auch ein Ring in dem Hohlraum angeordnet sein.

Um einen bestimmten Durchflußquerschnitt zu erzielen, muß die Ventilplatte einen bestimmten Mindestdurchmesser bzw. die Scheibe einen bestimmten Mindestquerschnitt haben. Daraus ergibt sich ein bestimmter Hub und eine bestimmte zu bewegende Masse, deren Größe sich nachteilig auf die Schaltge-

209818/0654

Robert Bosch GmbH R. 49 Gl/Kb

Stuttgart

schwindigkeit "bzw. Schaltfrequenz des S ehalt el em ent es auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltelement zu schaffen, das "bei kleiner Masse und kleinem Hub des "bewegten Ventilelementes einen großen Durchflußquerschnitt hat, das trotz großer Toleranzen der Abmessungen seiner Teile eine hohe Betriebssicherheit aufweist und das gegen Verschleiß, Verschmutzung und gegen mechanische und thermische Einflüsse unempfindlich ist. Das Schaltelement soll ferner als UND-, ODER-, NICHT-, oder Verstärkerglied zum Erstellen vollhydraulischer oder vollpneumatischer Steuersysteme verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Hohlraum ein Ringraum ist, in dem ein ringförmiges nicht geschlossenes, elastisch federndes Band gegen die Sitze an der Außenwand und der Innenwand alternativ anlegbar ist. .

Die Zuordnung des federnden Bandes zu dessen Form entsprechenden ringförmigen,vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Ventilsitzen bringt bei kleinem Hub des Bandes den Vorteil eines großen Durchströmquerschnittes sowohl unmittelbar am Band als auch in den Zu- und Ablaufkanalen. Darüber hinaus wird das strömende Medium am Ventilsitz des Bandes nicht so stark wie bei Plattenventilen umgelenkt. Ferner ist die Masse pro Längeneinheit des Bandes wegen dessen geringer Dicke klein; diese kann noch kleiner gehalten werden durch Anordnung einer oder mehrerer zusätzlicher Sitzflächen, gegen die sich das druckbelastete Band anlegen kann. Die kleine Masse und der kleine Hub des Bandes ermöglichen

209816/0654

Robert Bosch GmbH R. 49 Gl/Kb

Stuttgart

hohe Schaltgeschwindigkeiten und hohe Schaltfrequenzen. Durch den kleinen Hub des Bandes entsteht außerdem eine relativ kleine Beanspruchung des Bandwerkstoffes durch Biegung und eine kleine Beanspruchung der Sitzflächen beim Anlegen des Bandes auf die Sitze. Durch die Nachgiebigkeit des Bandes unter Druckbelastung,werden Herstellungsfehler der Sitzflächen wie Abweichungen vom Nenndurchmesser, Unrundheit., Ungeradheit und Konizität selbsttätig ausgeglichen. Die Nachgiebigkeit des Bandes vermag außerdem durch thermische oder mechanische Ein- ^ flüsse verzogene Dichtflächen auszugleichen. Selbst Verschleiß an den Dichtflächen wird durch die selbsttätige Nachstellung des Bandes ausgeglichen. Dadurch, daß die Dichtflächen schmal ausgebildet sein können, ist der Einfluß einer Verschmutzung durch das Strömungsmedium auf die Bewegung und die Dichtfunktion des Bandes geringer als bei Ventilplatten, Kolben, Scheiben oder Ringen, die in Bohrungen bzw. Schlitzen geführt werden. Das erfindungsgemäße Schaltelement kann sowohl als Leistungsschalter als auch als Steuerungsschalter eingesetzt werden, wobei sich lediglich in den Abmessungen Unterschiede ergeben.

ψ Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Schaltelementen, die in Analogie zur Elektrotechnik auch Hydrosi stören genannt werden, sind in der Zeichnung vergrößert dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Hydrosistor mit NICHT-Funktion im

Längsschnitt,
Fig. 2 einen Teil des Hydrosistors nach Fig. Λ in einer

zweiten Arbeitsstellung,

209816/0654

Robert Bosch GmbH R. 4-9 Gl/Kb

Stuttgart

Fig. 3 den Hydrosistor nach Fig. 1 im Querschnitt

in der Ebene III-III der Fig. 1, Pig. 4 ein Sinnbild des Hydrosistors nach den Fig.

1 - 3,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hydrosistors mit NICHT-Funktion im Längsschnitt, den Hydrosistor nach Fig. 5 im Querschnitt in der Ebene VI-VI der Fig. 5,

eine konstruktive Abwandlung des Hydrosistors nach den Fig. 5 - 6 im Längsschnitt, f

einen Ausschnitt aus Fig. 6 in vergrößertem Maßstab,

einen Hydrosistor mit zwei getrennten Arbeitskreisen und einem gemeinsamen Steuerkreis im Längsschnitt, ein Sinnbild des Hydrosistors nach Fig. 9» einen Hydrosistor mit UKD-Funktion im Längsschnitt, Pig, 12 ein Sinnbild des Hydrosistors nach Fig. 11, Fig.13 einen Hydrosistor mit ODER-Funktion im Längsschnitt,

Fig.14 ein Sinnbild des Hydrosistors nach Fig. 13, Fig.15 einen Hydrosistor mit Verstärkerfunktion im

Längsschnitt, ä

rig.16 ein Schaltbild des Hydrosistors nach Fig. 15 und Pig.17 einen Hydrosistor mit angebautem Magnetvorsteuerventil im Längsschnitt.

Zur allgemeinen Begriffserläuterung sei zunächst auf den n-Hydrosistor (Negativ-Hydrosistor) Bezug genommen, bei dem mit χ die Steuerleitung, mit y die Abflußleitung und mit ρ die Zuflußleitung benannt ist. Diese Begriffe sind bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungen in gleichem Sinne wieder verwendet. c

209816/0654

Robert Bosch GmbH R. 49 Gl/Kb

Stuttgart

Beim n-Hydrosistor ist der Druck in der Abflußleitung y die Negation des Druckes in der Steuerleitung x: ist χ drucklos, dann hat y Druck, ist dagegen χ mit Druck beaufschlagt, dann ist y drucklos.

Der n-Hydrosistor nach den Fig. 1-3 (Schaltbild Fig. 4) hat ein Gehäuseteil 1 mit einer abgestuften Sackbohrung 2. Auf dem Gehäuseteil 1 ist ein Deckel 3 mit Schrauben

4 befestigt, der einen in die Sackbohrung 2 ragenden Zapfen

5 hat. Der ebenfalls gestufte Zapfen 5 hat in seinem dem Deckel 2 nahegelegenen Teil eine Ringnut 6, in die ein O-Ring 7 eingelegt ist. Mit diesem Teil ist der Zapfen 5 dicht in den oberenjweiteren Teil der Sackbohrung 2 eingesetzt.

Im unteren, engeren Teil der Sackbohrung 2 beläßt der im Durchmesser kleinere vordere Teil des Zapfens 5 einen Ringspalt oder Ringraum 8. In dem Ringraum 8 ist ein ringförmig gebogenes, nicht zum vollen Ring geschlossenes, elastisch federndes Band 9 aus Metall oder Kunststoff eingelegt. Der Ausdruck ringförmig oder Ringraum soll nidit einengend auf die Kreisform beschränkt sein, sondern e-e sollen darunter auch davon wenig abweichende Formen, wie z.B. eine Ellipse, verstanden werden. Der Auße^ndurchmesser des Bandes 9 ist so gehalten, daß es mit seiner Außenseite unter Vorspannung an der Innenseite der Sackbohrung 2 anliegt. Damit das Band 9 im Ringraum 8 nicht umlaufen kann, ist in den Zapfen 5 ein Stift 10 eingesetzt, der in eine Nut 11 im Gehäuseteil 1 ragt. Die radiale V/eite des Ringraums 8 ist eineinhalb bis dreimal so groß wie die Dicke des Bandes 9, das im Ringraum 8 geringes axiales Spiel hat.

Am Umfang des den Ringraum 8 radial nach innen begrenzenden Zapiens 5 sind zwei parallele ringförmige Kanäle 12 und

209816/065

Robert Bosch GmbH B. 49 Gl/Kb ·

Stuttgart

eingearbeitet, die im Bereich des Stiftes 10 nicht in sich geschlossen sind. In die Kanäle 12,13» die oben und unten durch Stege 14,16 begrenzt und voneinander durch den nicht notwendigerweise dichtenden Steg 15 getrennt sind, mündet mindestens je eine Querbohrung 17»18, welche über eine axiale Bohrung 19 mit einem Anschluß 20 für die Steuerleitung χ verbunden sind.

In der Sackbohrung 2 des Gehäuseteils 1 sind im Breitenbereich der Kanäle 12,13 und diesem gegenüberliegend drei ringförmige Kanäle 22,23,24 eingearbeitet, welche ebenfalls nicht in sich geschlossen sind, und zwar im gleichen Bereich wie die Kanäle 12 und 13, so daß die Enden des Bandes 9 die Enden der Kanäle um ein Maß überdecken, das etwa der Dicke der Stege entspricht. Diese Kanäle

22 - 24 sind gegeneinander durch Stege 25 und 26 und nach ■ oben und unten durch Stege 27 und 28 voneinander getrennt. Vom mittleren Kanal 24, der etwa doppelt so breit ist wie jeder der Kanäle 22 und 23, führt ein Abflußkanal 31 quer durch das Gehäuseteil 1 nach aussen. In die Kanäle 22 und

23 mündet je ein Zuflußkanal 32. Die Höhe des Abflußkanals 31 und der beiden Zuflußkanäle 32 ist an die Weite der Kanäle 22,23,24 angepaßt und die Breite des Abflußkanals bzw. der ZufTußkanäle ist so bemessen, daß deren Querschnitt etwa dem Querschnitt der Abfluß- bzw. Zuflußleitung entspricht. Von ihren Enden im Bereich des Stiftes 10 vertiefen sich die Kanäle 22 - 24 laufend zur Mündung des Abflußkanal ε 31 bzw. der Zuflußkanäle 32. Das Gehäuseteil 1 ist im Bereich des Ausgangs des Abflußkanals 31 und des Eingangs der Zuflußkanäle 32 eben und trägt eine Anschlußplatte 33 mit zu dem Abflußkanal 31 und den Zuflußkanälen 32 führenden Anschlußbohrungen 34 und 35 für die Zuflußleitung ρ und die Abflußleitung y.

-8-

209816/0654

Robert Bosch GmbH R. 49 Gl/Kb

Stuttgart

Der beschriebene Hydrosistor arbeitet wie folgt:

In drucklosem Zustand der Steuerleitung χ und der Zuflußleitung ρ liegt das Band durch seine Vorspannung auf den Stegen 25 - 28 des Gehäuseteils 1 auf, die als Ventilsitze wirken (Fig. 1),

Wird das Medium - Flüssigkeit oder Gas - in der Steuerleitung χ unter Druck gesetzt, dann wird das Band 9 zusätzlich zu seiner Vorspannung je nach der Höhe des Druckes mehr oder weniger kräftig 'gegen die Dichtflächen der Stege 25 - 28 gepreßt, so daß der Ringraum 8 auf der Innenseite des Bandes 9 gegenüber den Kanälen 22 - 24 vollständig abgedichtet ist. - -

Wenn der Druck in der p-Leitung des Steuersystems, in dem der Hydrosistor angeordnet ist, auch zum Steuern benutzt wird, also die Drücke in der x- und in der p-Leitung gleich groß sind, sind auch die Drücke auf beiden Seiten des Bandes 9 gleich groß. Da aber die vom Druck beaufschlagte Außenfläche des Bandes 9 kleiner ist als die druckbeaufschlagte Innenfläche, wird das Band 9 besonders intensiv gegen die Dichtflächen der Stege 25 und 26 gepreßt. Das Druckmedium kann in den y-Kanal 24 nicht überströmen.

Fällt der Druck in der Steuerleitung χ und in den Steuerkanälen 12,13* verschwindet die Druckkraft auf der Innenseite des Bandes 9· Übrig bleibt nur die nach außen gerichtete Vorspannkraft des Bandes 9· Diese ist kleiner als die nach innen wirkende Druckkraft, die durch den Druck in den Zuflußkanälen 22 und 23 gebildet wird.

209816/0654

Robert Bosch GmbH E. 49 Gl/Kb

Stuttgart

Durch sie wird das Band 9 nach innen gedruckt. Dieser Vorgang erfolgt beschleunigt, weil kurze Zeit nach Freigabe der Dichtflächen der Stege 25,26 auch das Medium im Abflußkanal 24 unter Druck steht. Der Druck wirkt also kurze Zeit nach Abheben des Bandes 9 von den Stegen 25 - 28 auf die ganze Außenfläche des Bandes 9· Da hierbei das Medium sofort von ρ nach y zu strömen beginnt, ist der in den Kanälen 22 - 24 wirkende Druck etwas niedriger als im Sperrzustand des Hydrosistors. Da auch die Abströmverluste an den Stirnseiten des Bandes 9 wegen des geringen axialen Spiels zwischen dem Band 9 und den gegenüberliegenden festen Flächen klein sind, wird bei dieser Umsteuerung das Band 9 rasch und intensiv gegen die Dichtflächen der Stege 14 - 16 am Zapfen 5 gepreßt. Nach Beendigung des Öffnungsvorganges wirkt der Druck in den Zuflußkanälen 22,23 auch auf die schmalen Eandzonen an der Innenseite des Bandes 9 bis etwa zur Mitte der Dichtflächen der Stege 14 und 16. Der auf die Außenfläche des Bandes 9 vlrkende Druck bewirkt eine intensive Abdichtung der Zuilußkanäle 22,23 und des Abflußkanals 24 gegen die Steuerkanäle 12,13. Der Hydrosistor bleibt nun geöffnet, so lange das Medium in der Steuerleitung χ drucklos ist. Das Medium kann ungehindert von den Kanälen 22 und 23 über die Stege 23 und 26 in den Kanal 24 und von dort über den Abflußkanal JI und die Abschlußbohrung 35 in die Abflußleitung y fließen.

Beim Umschalten des Hydrosistors von der Durchflußstellung iii die Sperrstellung, wenn in der Steuerleitung χ wiederum ein Steuerdruck aufgebaut wird, wirken außer dem Steuerdruck auch die Vorspannkraft des Bandes 9.und dazu noch Strömungskräfte aufdas Band ein. Über den Dichtflächen der

209816/0654

Robert Bosch GmbH R. 49 Gl/Kb

Stuttgart

Stege 25 und 26 ist nämlich die Strömungsgeschwindigkeit größer als in den Kanälen 22 - 24, so daß der Druck über diesen Dichtflächen kleiner als in den abgrenzenden Kanälen 22 bis 24 ist. Hinzu kommt, daß wegen der unvermeidlichen Strömungsverluste der Druck in den Kanälen 22 - 24 kleiner ist als der Druck in den Steuerkanälen 12,13» welche stromauf von den Zuflußkanälen abzweigen. Infolge der unterschiedlichen Drücke entsteht also eine nach außen auf die Innenfläche des Bandes 9 einwirkende Differenzkraft. Diese Differenzkraft drückt zusammen mit der eigenen elastischen Vorspannkraft das Band 9 nach außen. Dieser Vorgang geht beschleunigt vor sich, weil sich die Strömungsgeschwindigkeit über den Stegen 25 und 26 mit kleiner werdendem Spalt zeitweise erhöht, so daß dort der Druck noch weiter absinkt. Sobald der Spalt über den Dichtflächen der Stege 25 und 26 so eng geworden ist, daß die Zähigkeitskräfte im strömenden Medium überwiegen, beginnt der Druck im Abflußkanal 24 rasch zu sinken, so daß der Durchfluß durch den Hydrosistor rasch vollends abgesperrt wird.

Bei strömungsgünstiger Ausbildung der Zuflußleitung ρ und -Kanäle 22,23 wird die Differenz zwischen innen und außen auf das Band 9 wirkendem Druck und damit die Differenzkraft klein sein. In diesem Fall wird die Schließbewegung hauptsächlich durch die elastische Vorspannkraft des Bandes 9 bewirkt. Je nach gewünschter Schließgeschwindigkeit muß dann das Band 9 mehr oder weniger stark vorgespannt bzw. mehr oder weniger dick ausgeführt werden.

Die Differenzkraft kann abei/auch gegebenenfalls leicht vergrößert werden durch eine Drossel oder eine drosselnd wirkende Verengung, die in der Zuflußleitung ρ stromab nach der Abzweigung der Steuerleitung χ angebracht ist.

209816/0654

Robert Bosch GmbH ' - E. 49 Gl/Fb

Stuttgart

Es genügt bereits eine schwache Drosselung des strömenden Mediums.

-Pur den Betrieb des Hydrosistors ist es auch möglich, die Kanäle für den Zufluß und Abfluß zu vertauschen.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6, das ebenfalls einen n-Hydrosistor zeigt, unterscheidet sich von dem vorhergehend beschriebenen im wesentlichen durch die radiale Vertauschung der Kanäle für den Steuerdruck sowie der Kanäle für den Zufluß und Abfluß. Die Kanäle 12,13 für den Steuerdruck sowie die begrenzenden Stege 14-, 15 und 16 sind nun am Umfang der Sackbohrung 2 im Gehäuseteil 1 eingearbeitet. Gegenüberliegend sind am Zapfen 5 die Kanäle 22,23 für den Zufluß und der Kanal 24· für den Abfluß mit den begrenzenden Stegen 25 - 28 am Zapfen 5 angeordnet. In die Kanäle 12, 13 münden Bohrungen 41,42,welche mit dem Anschluß 43 für die x-Leitung verbunden sind. Zum Kanal 24 führen Querbohrungen 44, welche über eine Axialbohrung 45 mit Anschluß 46 für die Abflußleitung y verbunden sind. Die Kanäle 22 und 23 stehen über mehrere Querbohrungen 48,49 mit auf einem Kreis angeordneten achsparallelen Bohrungen 50 im Zapfen 5 in Verbindung, welche in eine Ringnut 51 münden, die in eine mit dem Anschluß für die p-Leitung verbundene Querbohrung 52 im Gehäuseteil 2 mündet. Die Arbeitsweise dieses Hydrosistors ist ähnlich der oben beschriebenen, jedoch mit dem Unterschied, daß das Band 9 unter Vorspannung am Zapfen 5 anliegt.

Der Hydrosistor nach den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist für niedrige Drücke, beispielsweise 10 atü,

-12-

209816/Q654

Robert Bosch GmbH R. 4-9 Gl/Kb

Stuttgart

geeignet. Für höhere Drücke,"beispielsweise 100 atü, sind zum Abstützen des Bandes 9 mehrere Stege erforderlich, wie in dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 7 gezeigt ist. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem nach den Fig. 5 und 6· Hier sind jedoch sechs Steuerkanäle 55 für den Steuerdruck im Gehäuseteil 1 vorgesehen, die durch Stege 56 gegeneinander und nach außen getrennt sind. Radial gegenüberliegend sind am Umfang des Zapfens 5 ebenfalls sechs Kanäle 57-58 vorgesehen, von denen die beiden mittleren 58 der Abflußleitung y und jeweils die beiden äußeren 57 der Zuflußleitung ρ zugeordnet sind. Die Kanäle 57*58 sind voneinander und nach außen durch Stege 59 getrennt.

Um die Abströmverluste an den Enden des Bandes 9-klein zu halten, ist (siehe Fig. 8) zwischen den beiden Enden des Bandes 9 an der Stelle des Gehäuseteils 1 und des Zapfens 5ν an der sich keine Steuer-, Zufluß- oder Abflußkanäle erstrecken, in dem Ringraum 8 ein Zwischenstück 54 mit bogenförmigem Querschnitt eingesetzt, das vom Stift 10 gesichert wird. Das Zwischenstück 5^-» das dieselbe Höhe wie der Ringraum 8 hat, hat eine Breite, derart, daß wenig Spiel zwischen ihm und den Endflächen des Bandes 9 verbleibt, Seine freien, den Bandenden gegenüberliegenden Flächen sind parallel zu den Endflächen des Bandes. Sie können auch, der Bewegungsrichtung der Bandenden folgend, konkav gewölbt sein. Das Zwischenstück 5^ dient auch als Anschlag für das Band 9 gegen Umlaufen.

Wie die Fig. 9-zeigt, können ein Hydrosistor nach den Fig. 1-3 und ein zweiter Hydrosistor nach den Fig. 5 und 6

—13-

209816/0654

Bobert Bosch GmbH E. 4-9 Gl/Kb

Stuttgart

durch konstruktive Anpassung so zusammengesetzt werden, daß ein Schaltelement zum Schalten zweier getrennter Schaltkreise durch eine gemeinsame Steuerleitung χ entsteht (Schaltbild Fig. 10). Dieses Ausführungsbeispiel hat zwei Ringräume 60 und 61 sowie je ein Band 62 und 63 in diesen. Die mit der gemeinsamen Steuerleitung χ verbundenen Kanäle 64 und 65 sind in ein gemeinsames mittleres Gehäuseteil 66 eingearbeitet. Die Zufluß- und Abflußkanäle sind über geeignete Bohrungen mit den Zuflußleitungen p1 und p2 bzw. den Abflußbohrungen y1 und y2 verbunden.

Wie die Fig. 11 zeigt, können ein Hydrosistor nach den Fig. 1 - 3 und ein Hydrosistor nach den Fig. 5 und 6. auch so ineinandergebaut und durch Bohrungen miteinander verbunden werden, daß ein UND-Glied entsteht (Schaltbild Fig. 12). Dazu ist der Abflußkanal 70 des einen Hydrosistore E:it den Zuflußkanälen 71 des zweiten Hydrosistors durch geeignete Bohrungen verbunden.

In gleicher V/eise kann mit den gezeigten Ausführungsbeispielen ein Schaltelement mit einer ODEB-Funkton hergestellt werden. Hierzu sind jeweils die Zuflußkanäle { 74- und 75 und jeweils die Abflußkanäle 76 und 77 durch geeignete Bohrungen miteinander verbunden (Fig. 13 und Schaltbild Fig.

Die bisher beschriebenen Schaltelemente sind n~Hydrosistören oder Kombinationen aus diesen. Ein p-Hydrosistor (Positiv-Hydrosistor) ist in Fig. 15 dargestellt, dessen Schaltung Fig. 16 zeigt. Im Gegensatz zum n-Hydrosistor ist beim p-Hydrosistor die Abflußleitüng drucklos oder unter Druck,

-14-

2098 16/0654

-14- 20A9612

Robert Bosch GmbH R. 49 GI/Kb

Stuttgart

wenn auch die Steuerleitung drucklos bzw. unter Druck ist. Auch dieses Schaltelement ist eine Kombination aus zwei η-Hydrosistören, wobei der eine für kleine und der andere für große Öurchflußmengen ausgelegt ist. Bei dieser Kombination ist der Abflußkanal 80 des kleinen Hydrosistors mit den Steuerkanälen 81 des großen Hydrosistor: verbunden. Die Zuflußkanäle 82,85 beider Hydrosistoren sind mit der gemeinsamen Zuflußleitung ρ verbunden. Damit der Abflußkanal 80 des kleinen Hydrosistors drucklos gehalten werden kann, wenn die Steuerkanäle 84 mit Druck beaufschlagt sind, ist der Abflußkanal 80 außerdem über eine Bohrung 85, eine Kammer 86, und eine Drossel 87 mit einem Anschluß 88 für eine Rücklaufleitung 0 verbunden. Ist die Steuerleitung x, die zum kleinen Hydrosistor führt, mit Druck beaufschlagt, dann wird der Abflußkanal 80 von den Zuflußkanälen/durch das Band 9 abgesperrt. Damit wird die Bohrung 85 drucklos, da sie über die Drossel 87 mit der drucklosen Rücklaufleitung 0 verbunden ist. Die Steuerkanäle 81 des großen Hydrosistors sind damit ebenfalls drucklos. Durch den Druck in der Zuflußleitung p,der auch in den Kanälen 82 wirksam ist, wird das große Band 9' gegen die die Steuerkanäle 81 seitlich begrenzenden Stege gedruckt. Damit ist die Abflußleitung y mit der Zui'lußleitung ρ verbunden.

Ist die Steuerleitung χ drucklos, dann wird das Band 9 des kleinen Hydrosystors durch den Druck in den Kanälen 83» die mit der Zuflußleitung ρ verbunden sind, nach innen gegen die die Kanäle 84 begrenzenden Stege gedrückt. Damit erhalten die Steuerkanäle 81 des großen Hydrosystors Druck. Das Band 9' wird nach außen gedrückt und schließt dabei die Abflußleitung y von der Zuflußleitung ρ ab.

20981.6/0654

Robert Bosch GmbH R. 49 Gl/Kb

Stuttgart

Zum Steuern des Druckes für die Steuerkanäle 12,13 kann, wie Fig. 17 zeigt, in den Zapfen 5 ein Hagnetventil 90 als Vorsteuerventil eingebaut werden. TJm der Forderung nach kurzer Schaltzeit und hoher Schaltfrequenz des Hydrosistors möglichst nahezukommen, wird man dieses Vorsteuerventil konstruktiv so nah wie möglich an das Band 9 des Hydrosistors legen. Dadurch wird die Steuerleitung kurz und die Masse des darin stehenden Druckmediums bleibt klein. Aus demselben Grund sind der Hub der beweglichen Ventilteile im Magnetventil und die Masse dieser Teile ebenfalls klein. Der Durchflußquerschnitt des Magnetventils kann ebenfalls klein bleiben, weil das in der Steuerleitung strömende Volumen zum Schalten des Hydrosistorbandes klein ist.

In einen Hydro si stör nach den Fig. 1 - 3 ist ein Gehäuse

91 in eine Sackbohrung des Zapfens 5 von seiner Stirnseite her eingesetzt. Mit der Axialbohrung 19 des Hydrosistors fluchtet eine Bohrung 92 des Gehäuses 91? die zu einem Steuerraum 93 führt, in welcher eine Kugel 94- beweglich angeordnet ist. Vom Steuerraum 93 führt eine Querbohrung 95 zu den Steuerkanälen 12 und 13· In den Steuerraum 93 mündet außerdem eine Bohrung 96? von der Entlastungsbohrungen 97 und 98 zu einerEücklaufleitung führen. Die öffnung des Steuerraumes 93 zur Bohrung 96 ist als Ventilsitz für die Kugel 9^- ausgebildet. Die Kugel ⁰A wird über einen Anker 100 eines Elektromagneten 101 von einer Druckfeder 99 belastet, so daß bei nicht erregtem Elektromagnet 101 die zur Steuerleitung χ führende Bohrung 92 abgeschlossen ist. Der die Feder 99 aufnehmende Raum im Elektromagneten 101, sowie die Bohrung

92 am Eingang des Magnetventils sind durch einen Kanal miteinander verbunden, so daß in beiden Räumen der gleiche

-16-

209816/0654

Robert Bosch GmbH R. 49 Gl/Kb

Stuttgart

Druck herrscht.

In der dargestellten Lage, in der der Elektromagnet nicht erregt ist, schließt die Kugel 9^ die Zuflußleitung χ ab. Dadurch sind die Steuerkanäle 12,13 drucklos, so daß das Band 9 auf den Stegen 14,15,16 liegt. Der Abflußkanal 24 ist mit den beiden Zuflußkanälen 22,25 verbunden.

Beim Erregen des Elektromagneten 101 wird der Anker 100 entgegen der Kraft der Druckfeder 99 nach unten gezogen.

Der Druck in der Steuerleitung χ und in den Bohrungen 19, 92 drückt die Kugel 94- von ihrem Einlaßsitz weg. Im Steuerraum' 93* in der Querbohrung 95 und in den Steuerkanälen 12 und 13 baut sich nun ein Druck auf, der das Band 9 nach außen drückt und dabei die Verbindung der Zuflußkanäle 22,23 mit dem Abflußkanal 24 unterbricht.

-17-

209816/0654

Claims (14)

1. Robert Bosch GmbH R. 49 Gl/Kb

   Stuttgart

   Ansprüche

   (AJ Schaltelement für hydraulische oder"pneumatische Steuerungssysteme, das in Abhängigkeit vom Druck in einem Steuerkanal zwei Hauptkanäle (Zuflußkanal und Abflußkanal) miteinander verbindet oder trennt, mit einem Gehäuse mit einem Hohlraum, zu dem ein Steuerkanal, ein Zuflußkanal g

   und ein Abflußkanal führen und in dem ein vom Druck im Steuerkanal beaufschlagbares Ventilelement beweglich ist, welches alternativ mit Ventilsitzen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum ein Ringraum (8) ist, in dem ein ringförmiges nicht geschlossenes, elastisch federndes Band (9) gegen die Sitze an der Außenwand und der Innenvrand alternativ anlegbar ist.
2. 2. Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (9) eine Vorspannung hat, durch die es auf Sitzen an der Außenwand des Ringraumes (8) ariüegt (Fig. und 3).
3. 3. Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (9) eine Vorspannung hat, durch die es auf Sitzen an der Innenwand des Ringraumes (8) anliegt (Fig.5 und 6).

   -18-

   209816/0654

   Robert Bosch Gra"bH R. 49 Gl/Kb

   Stuttgart
4. 4. Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Weite des Ringraumes (8) eineinhalb bis dreimal so groß ist, wie die Dicke des Bandes (9).
5. 5. Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (9)- wenig Spiel gegen die axialen Begrenzungswände des Ringraumes (8) hat.
6. 6. Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen radialen Begrenzungswand des Ringraumes (8) ringförmige, nicht geschlossene Steuerkanäle (12,13) und auf der anderen gegenüberliegenden Begrenzungswand ringförmige nicht geschlossene Zuflußkanäle (22,23) und Abflußkanäle (24) zwisehen die Sitze tragenden Stegen eingearbeitet sind.
7. 7· Schaltelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abflußkanal (24) zwischen zwei Zuflußkanälen (22,23) liegt.
8. 8. Schaltelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanäle (12,13) in der Innenwand und die Zuflußkanäle (22,23) sowie die Abflußkanäle (24) in der Außenwand des Kingraumes (8) liegen (Fig, 1 und 3^< _^q_

   20 9'816/065 A.

   Robert Bosch GmbH ' - R. 49 Gl/Kb

   Stuttgart
9. 9. Schaltelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanäle (12,13) in der Außenwand und die Zufluß- und Abflußkanäle in der Innenwand des Ringraumes (8) liegen (Fig. 5 uncL 6).
10. 10. Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse zwei Ringräume mit je einem Band (9) sind, und in der zylindrischen Trennwand die Steuerkanäle eingearbeitet sind (Fig. 9)·
11. 11. Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringraum (8) ein Anschlag (10) ist, gegen den die Enden des Bandes(9) anschlagen können.
12. 12. Schaltelement nach Anspruch 1% dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (54-) cLen zwischen den Enden des Bandes (9) liegenden Teil des Ringraumes (8) mit geringem Spiel zu den Bandenden hin ausfüllt (Fig. 8).
13. 13» Schaltelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Flächen des Anschlags (5^0 parallel zu den Endflächen des Bandes (9) verlaufen (Fig. 8).

    -20-

    209816/0654.

    Robert Bosch GmbH R. 49 Gl/Kb

    Stuttgart
14. 14. Schaltelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Flächen des Anschlags (54) konkav gewölbt sind.

    15· Schaltelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kanäle miteinander verbunden sind (Fig. 7).

    209816/065