DE2222185A1 - Hydraulisches System - Google Patents
Hydraulisches SystemInfo
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Description
Dr. Ing. H. Negsriciähk
PjiSl. Ing. M. Hdück - DipL Phys. W. Schmitz
bljpl. Ing: fe. Greelfs - Dipl. ing. W. Wöhhert
Telefon 53äü5iS6
Söciete Anonyme*
D.BiA. **
9? Victor Hugo 5- Mai i'9?2
92 Cllchyi Präftee' Äriwäitsäktfe M-2155
fiie Erfindung betrifft ein Hydräuliacllea System mit eiiier
eiheri unter Druck äteHeiidöW ilüaäigkäitägpeicher veröörgeiideh
UruckfiuaaigkeitaqUeile und eiiier imfnahmevorrieiitiirig'
mil offerier Mitten bei dem die Verabrgungaiditurig der Mf^-
idäilmevörfiGiitÜrig niit airier eriien IJröääeläteliö und Wit
iiüeöi iöi iTebinatrom zur jjroaaelatelie geäbliaiteteri Steuerventil
fer'le'tiän iati
J3±y Erfindung befiehlt aieti aömii im wläe'n-fcÜGiiiäii öül
W.ydrMjliächeä Byateffli durch daä ein§ iiUfhähffieYörriGhtüng iiiit
offener Mitte und ein zum ZüSürnmenarböiten mit einer Vöfrichtiing
2098A7/0849
mit offener Mitte und ein zum Zusammenarbeiten mit einer
Vorrichtung mit geschlossener Mitte fähiger Druckflüssigkeit-aapeicher
gleichzeitig von einer einzigen Druckflüasigkeitsquelle
versorgt werden kann.
Ein bereits vorgeschlagenes hydrauliacheä System weist eine
DruGkfiüaaigkeits quelle auf, die sowohl einen Speicher als'
auoh mittels einer ersten Drosaelatelle eine Aufnahmevorrichtung
mit offener Mitte veraorgt. Dieses System hat ferrier
einen parallel zur ersten Drosselstelle angeschlossenen Höbenstrom
und ein Steuerventil zum Steuern des Druckflüäsigkeitaatroma
in den Febenstrom, so daß die .Aufnahmevorrichtung mit offener Mitte in der Versorgung Vorrang hat. Ein hydrauliacher
Kreis dieser Art kann verwendet werden auf einem Fahrzeug mit vom Speicher versorgten Servobremsmotor und mit einem
eine Aufnahmevorrichtung mit offener Mitte bildenden Servolenkventil.
Bei einer derartigen Zuordnung hat das durch den
jghrer betätigte Servalerikventil in der Versorgung Vorrang vor
dem Speicher, mit dem Ergebnis, daß der Speicher nicht mehr wiederlaufgeladen werden kann. Somit hat der fahrer bei der
Kurvenfahrt nur eine begrenzte Kräftreserve für den Servöbremamotor.
Es iät daher ein wichtigea Ziel der Erfindung, diesen Nachteii
zu vermeiden.
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Dies wird bei einem hydraulischen System der eingangs .genannten
Art dadurch erreicht, daß das Steuerventil ein Ventilglied hat, das durch einen Kolben betätigt wird, der abhängig
ist vom Flüssigkeitsdruck im Speicher und dem Flüssigkeitsdruck stromabwärts von der Drosselstelle, und daß beide Drücke
gegen eine Feder wirken, wodurch das Steuerventil geöffnet wird, wenn die Summe der entsprechenden Druckkräfte einen
vorgegebenen Wert erreicht.
Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung weist das Steuerventil ein Gehäuse auf, in dessen abgestufter Bohrung
der Kolben verschiebbar angeordnet ist, wobei dieser Kolben derart abgestuft ist, daß in der Bohrung eine mit dem
Speicher verbundene erste Kammer und eine mit einer Stelle stromabwärts von der ersten Drosselstelle verbundene zweite
Kammer begrflnzt wird.
Es ist offensichtlich, daß beim Öffnen des Nebenstroms
der Betrag des Flüssigkeitsdrucks im Speicher, im folgenden als Öffnungsdruck bezeichnet, von dem in der zweiten Kammer
unmittelbar vor dem Öffnen des Nebenstroms herrschenden
Drucks abhängt.
Insbesondere wird beim Betätigen des Servolenkventils durch den Fahrer der wirksame Strömungsquerschnitt in diesem Ventil
verringert. Daher steigt der Druck in dem das Servolenl-'ventil
versorgenden Kreis an, insbesondere in der zweiter X-·.?::. jii er , ; nd gestattet düa öffnen des Nebenstrotns . " Je
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BAD ORIGINAL
mehr daa Servolenkventil betätigt wird, um so niedriger ist natürlich der "Öffnungsdruck", wenn der Nebenstrom wirksam
wird. Die Abmessungen der verschiedenen Bestandteile sind so ausgewählt, daß beim vollen Betätigen des Servolenkventils
der kleinste Flüssigkeitsdruck im Speicher einen völlig sicheren Gebrauch des Bremssystems gestattet. Es soll auch hervorgehoben
werden, daß bei einqr derartigen Auslegung die Abmessungen des Speichers beträchtlich verringert werden können,
was für den ITahrzeughersteller ein besonderer Vorteil ist»
Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung weist das Gehäuse eine Einlaßöffnung auf, die mit einer stromaufwärts
von der ersten Drosselstelle gelegenen Stelle verbunden ist und die in die abgestufte Bohrung sowie zu einem Kanal führt,
der in geeigneter Weise quer durch den Kolben verläuft, zur Schaffung einer Verbindung zwischen der Einlaßöffnung und
der zweiten Kammer, wobei der Kanal aus einer zylindrischen Bohrung besteht, wobei das eine Ende der abgesetzten Bohrung
flüssigkeitsdicht auf einem am Gehäuse befestigten Vorsprung gleitet und das andere Ende mit einem Ventilsitz, am Gehäuse
zusammenarbeitet, um hiermit ein Ventil zu bilden, das den Flüssigkeitsstrom von der Einlaßöffnung zur zweiten Kammer
steuert»
Bei einer derartigen Auslegung können natürlich die Abmessungen des Steuerventils beträchtlich verringert werden. Es soll
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auch darauf hingewiesen werden, daß zum "Verhindern einer Wir-" ·
kung des im Kanal herrschenden flüssigkeitsdrucks auf· den Kolben
ein am Gehäuse befestigter Vorsprung vorgesehen ist, der
der diese Wirkung aufnehmen kann.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungs«
bei spiels anhand der Zeichnung» Darin zeigt die einzige "Figur eine schematisohe Darstellung eines hydraulischen Systems nach
der Erfindung bei einem Fahrzeug, wobei das Steuerventil des Systems im Xängsaohnitt dargestellt ist»
Wie die I1IgUr zeigt, hat der hydraulische Kreis des Fahrzeuga
eine hydraulische Pumpe 2 mit im wesentlichen konstanter Förderleistung.
Diese Pumpe bildet eine Flüssigkeitsquelle und saugt Flüssigkeit über eine leitung 4 aus einem Behälter 6»· Die
Förderaeite der Pumpe 2 ist über eine leitung 8 mit einem .
Überströmventil 10 mit dem Behälter 6 verbunden. Das."Überströmventil
10 iat auf einen vorgegebenen Höchstdruck eingestellt» so daß Druckflüssigkeit abfließen kann, wenn die Gefahr beateht,
daß ein Überdruck das System beschädigt»
Die Pumpe versorgt Xeitungen 12, 14, die zu einer Vorrichtung
16 mit geschlossener Mitte und zu einer Aufnahmevorrichtung 18 mit offener Mitte führen. Die Vorrichtung 16 mit geschlossener
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Mitte ist ein Servobremsgerät irgendeiner üblichen Bauart,
dessen Antriebsenergie durch in einem Speicher enthaltene unter Druck stehende Druckflüssigkeit zugeführt wird» Die
Aufnahmevorrichtung 18 mit offener Mitte ist z.B. ein Servolenkventil, wie "z.B. in der US-Patentschrift 3 145 626 offenbart.
Der Auslaß der Vorrichtung 16 mit geschlossener Mitte
und der Vorrichtung 18 mit offener Mitte ist über entsprechende Leitungen 20, 22 mit dem Behälter 6 verbunden, der der
Einfachheit wegen in der Zeiohnung in zwei Teilen dargestellt ist.
Die, die Vorrichtung 16 mit geschloessener Mitte versorgende
Leitung 12 enthält ein Rückschlagventil 24» an das sich stromabwärts eine Verbindungsleitung 26 zu einem hydraulis chen
Druckspeicher 28 anschließt. Die die Aufnahmevorrichtung 18 mit offener Mitte versorgende Leitung 14 enthält eine erste
Drosselest eile 30 und ein Steuerventil 32, das über Leitungen
34 und 36 parallel zur ersten Drpsselstelle 3O am stromaufwärts
bzw. stromabwärts von der Drosselstelle 30 gelegenen Stellen angeschlossen ist. Die Leitung 36 enthält eine
zweite Drosselstelle 40, die einen größeren wirksamen Querschnitt als die erste Drosselstelle 30 hat» Eine Leitung 36
verbindet das Steuerventil 32 mit dem Speicher 28.
Das in der Zeichnung im Schnitt gezeigte Steuerventil 32
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weist ein Gehäuse 42 mit einer abgestuften Bohrung 44· auf, in der .ein verschiebbarer Kolben 46 angeordnet ist. Letzterer
ist abgestuft und begrenzt in der Bohrung 44 eine erste Kammer 48 und eine zweite Kammer 50. Die erste Kammer 48 steht
über eine Steueröffnung 49 mit einer leitung 38 und die zweite
Kammer 50 über eine Auslaßöffnung 51 mit der Leitung 36 in Verbindung.
Ein am Gehäuse 42 befestigter Verschlußstopfen 52 arbeitet mit dem Kolben 46 zusammen und begrenzt in der Bohrung 44
eine Kammer 54· Diese Kammer steht über einen Kanal im VerschSußstopfen
52 in Verbindung mit der Atmosphäre.
Die Leitung 34 ist über eine Einlaßöffnung 55 mit einer
Ringnut 56 in der Wand der abgestuften Bohrung 44 verbunden. Ein im Kolben 46 vorgesehener Kanal 58 weist eine Leitung
auf, die die Ringnut 56 mit einer zylindrischen Bohrung 62 verbindet. Das eine Ende dieser zylindrischen Bohrung 62
gleitet flüssigkeitsdicht auf einem Vorsprung 64» der einstückig mit dem Verschlußstopfen 52 verbunden ist, während
das andere Ende in die zweite Kammer 50 führt. Ein Abschnitt 66 des Kolbens 46, der das Ende der in die zweite Kammer
führenden Bohrung 62 enthält, stützt sich auf einen Sitz ab, der aus einer an der Endwand der abgestuften Bohrung aufsitzenden
Kugel 68 besteht. Dieses Aufsitzen der Kugel 68
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wird durch die Wirkung einer zwischen dem Verschlußstopfen
und dem Kolben 46 zusammengedrückten Schraubenfeder 70 erzeugt.
Der Kolbenabschnitt 66 und die Kugel 68 bilden daher ein Ventil 72.
Der oben beschriebene Kreis arbeitet wie folgt:
Mmmt man an, daß der !Fahrer das Servolenkventil 18 nicht
betätigt, und daß der durch das Steuerventil 32 gebildete Febenstrom geschlossen ist, dann fördert die Pumpe 2 Druckflüssigkeit
über die Leitung 14 in Richtung des Servolenkventils 18. Daher steigt der Druck stromaufwärts von der
Drosselstelle 30 an, so daß der Speicher 28 aufgeladen werden >ann. Die Charakteristik der Pumpe 2 und der wirksame
Querschnitt des Flüssigkeitskanals der Drosselsteile 30 sind
so bemessen, daß der Speicher 28 mit Druckflüssigkeit auf einen Wert aufgeladen werden kann, der reichlich über dem
ausgelegten Mindestwert liegt, so daß das Hilfsbremssystem
mit völliger Sicherheit verwendet werden kann.
Während dieser Aufladeperiode des Speichers sind die Flüssigkeitsdrücke
stromaufwärts von der Drosselstelle 30, insbesondere im Speicher 28 und in der ersten Kammer 48 im
wesentlichen gleich. Der Flüssigkeitsdruck stromaufwärts von der Drosselstelle 30, insbesondere in der zweiten Kammer 50,
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•ist deutlich niedriger als der ! ,Druok stromaufwärts von der
Drosselstelle 30 und ist im wesentlichen konstant.
Wenn der Flüssigkeitadruok im Speicher 28 eine vorgegebene
Höhe erreicht, die im folgenden als höchster Öffnungsdruck'
bezeichnet wird, ist die auf den Kolben 46 wirkende Kraft grosser als die Reaktionskraft der Schraubenfeder 70« Diese auf
den Kolben wirkende Kraft ist die resultierende Kraft aus den entsprechenden Flüssigkeitsdrüeken in den Kammern 48 und 50*
Der Kolben 46 wird dann in der Zeichnung nach links gedrückt.
Der Kolbenabsohnitt 66 wird leicht von der Kugel 68 abgehoben
und gestattet einen geringen Flüssigkeitsatrom duroh den Kanal 58.
Die Flüssigkeit strömt dann über den Kanal 36 durch die Drosselatelle
40. letztere erzeugt einen Druckabfall, der einen Diuökariatieg
in der zweiten Kammer 50 bewirkt. Dieser Druokanstieg
wirkt auf den Kolben 46, der sich weiter nach linka bewegt
und den Kanal 58 vollständig öffnet.
Dies verhindert offensichtlich eine Überhitzung der Flüssigkeit;
die Sich aus Ihrem Durchströmen der kleinen Öffnung des Kanals 58 ergeben würde. Eine Überhitzung wird auch, durch das Vorsehen
der Drosselställe 40 in der Leitung verhindert* die
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einen wesentlich größeren wirksamen Strömungaqiierachnitt als
die Droaaelatelle 30 hat»
Der durch die Leitung 34» die Ein la 13 öffnung 55 , die Ringnut 56,
den Kanal 58, die zweite Kammer 50, die Auslaßöffnung 51 und die leitung 36 gebildete Nebenatrom kommt daher in Betrieb,
und die vollständige Fördermenge der Pumpe 2 veraorgt daa Servolenkventil 18. Der Flüssigkeitsdruck im Kreis ist beim
Öffnen des Nebenatroms auf eine dazwischen liegende Höhe
gefallen und daa Rückschlagventil 24 hält den Flüssigkeitsdruck
im Speicher :":8 aufrecht. Da der Kolben 46 auf Druckänderungen in der Leitung 34 anspricht, wurde der Vorsprung 64
zum Aufnehmen der auf den Kolben wirkenden Drücke vorgesehen.
Unter der .annähme, daß der Speicher 28 jetzt aufgeladen wird
ι nd daa 3ervolenkventil 18 noch nicht betätigt wurde, bewirkt
eine Betätigung dea Servobremamotora 16 durch den Fahrer
einen Druckabfall der Flüssigkeit im Speicher 27 und einen Druckabfall in der ersten Kammer 48. Deshalb bewegt sich der
Kolben 46 in der Zeichnung nach rechta und achließt den Kanal 58 , wenn der Flüaaigkeitadruck im Speicher 28 eine vorgegebene
Höhe erreicht, genannt Schließdruck.
Dieaer Schließdruck iat niedriger ala der höchste öffnungsdruck,
da der vor dem Schließen dea Kanals 58 in der zweiten Kammer 50 herrschende Druck größer ist ala der in dieaer
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Kammer herrschende Druck, wenn der Kanal geschlossen ist.
Der- Druck steigt daher stromaufwärts von der Drosselstelle an und der oben beschriebene Speicherladezyklus wird dann
wiederholt.
Ist der Nebenstroin in Betrieb, kann der Fahrer sowohl das
Se.rvolenkventil 18 als auch den äervobremsmotor 16 gleichseitig
betätigen. Dies erzeugt einen Druckabfall im Speicher 28 und in der ersten Kammer 48 sowie einen Druckanstieg im
Nebenstromkreis, insbesondere in der zweiten Kammer. Die Druckaufladung ist um so größer, je stärker das Servolenkventil
18 betätigt wird. Da der Kolben 46 der Summe der Kräfte aus den in den Kammern 48 und 50 herrschenden Drücken ausge- ■
setzt ist, wird der Nebenstrom geschlossen} wenn der ■Sehließdruck
im Speicher merklich niedriger ist als der höchste Schließdruck. Die Abmessungen des Steuerventils 32 sind natürlich
derart, daß der Sphließdruck großer als der kleinste vom Konstrukteur ausgewählte Druck ist, so daß das Fahrzeug
mit völliger Sicherheit verwendet werden kann. Wenn-in der
ersten K,ammer 40 der Schließdruck erreicht ist, dann ist die auf den Kolben 48 wirkende aus den Wirkungen der Drücke
in den Kammern 48 und 50 resultierende Kraft kleiner als die Rückholkraft der leder, und der Kolben wird in der Zeichnung
nach rechts gedrückt und gestattet das Schließen des Kanals Was die Versorgung anbetrifft, hat jetzt der Speicher 28
Vorrang gegenüber dem Servolenkventil 18.
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das Servolenkventil 18 während des Ladezyklus1 des Speichers betätigt wird, wird der effektive Durchschnittsquerschnitt im Servolenkventil 16 verringert. Dies bewirkt
einen Druckanstieg im Versorgungskreis des Serv^jolenkventils
stromaufwärts von der Pumpe 2 und bewirkt insbesondere einen Druokanstieg von der Flüssigkeit in der zweiten Kammer 50.
Der' Speicherladezyklus dauert weiter an» Wenn die auf den
Kolben 46 wirkende und aus den Wirkungen der entsprechenden
größer Drücke in den Kammern 48 und 50 resultierende Kraft/als die
Rückholkraft der Feder 70 wird , öffnet der Nebenstrom, der Speicherladezyklus endet und das Servolenkventil 18 wird
stattdessen versorgt.
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Claims (2)
- Patentansprüche. -j.) Hydraulisches System mit einer einen unter Druck stehenden !Flüssigkeitsspeicher versorgenden Druckflüssigkeitsquelle und einer Aufnahmevorrichtung mit offener Mitte, bei dem die Versorgungsleitung der Aufnahmevorrichtung mit einer ersten Drosselstelle und mit einem im. Uebenstrom zur Drosselstelle geschalteten Steuerventil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil ein Ventilglied (66) hat, das durch einen Kolben (46) betätigt wird, der abhängig ist vom Flüssigkeitsdruck im Speicher (28) und dem Flüssigkeitsdruck stromaufwärts von der Drosselstelle (30) und daß beide Drücke gegen eine Feder (70) wirken, woduroh das Steuerventil (66) geöffnet wird, wenn die Summe der entsprechenden Druckkräfte einen vorgegebenen Wert erreicht.
- 2. Hydraulisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (32) ein Gehäuse (42) aufweist, in dessen abgestufter Bohrung (44) dar Kolben (46) verschiebbar angeordnet ist, wobei dieser Kolben derart abgestuft ist, daß in der Bohrung. (44) eine mit dem Speicher (44) verbundene erste Kammer (48) und eine mit einer Stelle stromaufwärts von der e rsten DrosrjelrjteLle (30) verbundene zweite Kammer (50) begrenzt // i rd *209847/084$3« Hydraulisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (42) eine Einlaßöffnung (55) aufweist, die mit einer stromaufwärts von der ersten Drosselstelle (30) gelegenen Stelle verbunden ist und
die in die abgestufte Bohrung (44) sowie zu einem Kanal (58) führt, der in geeigneter Wflise quer durch den Kolben (.46) verläuft, zur Schaffung einer Verbindung zwischen der Einlaßöffnung (55) und der zweiten Kammer (50), wobei der Kanal (58) aus einer parallel zur abgesetzten
!Bohrung (44) verlaufenden zylindrischen Bohrung (62) besteht, wobei das eine Ende der abgesetzten Bohrung (44) flüssigkeitsdicht auf einem am Gehäuse (42) befestigten Vorsprung gleitet und das andere Ende mit einem Ventilsitz (68) am Gehäuse (42) zusammenarbeitet, um hiermit
ein Ventil (72) zu bilden, das den Plussigkeitastrom von der Einlaßöffnung (55) zur zweiten Kammer (50) steuert.4ο Hydraulisches System nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Drosselstelle (40), derenwirksamer Querschnitt
größer als derjenige der ersten Drosselatelle (30) ist, zwischen der zweiten Kammer (52) und einer stromabwärts von der ersten Drosselatelle (30) gelegenen Stelle vorgesehen ist.209847/0849
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