DE2226610B2

DE2226610B2 - Speicherladeventil

Info

Publication number: DE2226610B2
Application number: DE19722226610
Authority: DE
Inventors: Robin Adam Haseley Knob Warwickshire Cochrane (Grossbritannien)
Original assignee: Girling Ltd, Birmingham, West Midlands (Großbritannien)
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1972-05-31
Publication date: 1977-12-08
Also published as: DE2226610C3; AU4258072A; FR2141142A5; GB1382593A; JPS5241887B1; ES403323A1; US3812675A; DE2226610A1; ZA723407B

Description

Die Erfindung betrifft ein Speicherladeventil mit einem an eine Pumpe anschließbaren Einlaß, einem ersten Auslaß zum Anschluß an den Speicher, einem zwischen dem Einlaß und dem ersten Auslaß angeordneten, zum Speicher hin öffnenden Rückschlagventil, einem zweiten Auslaß und einem zwischen dem Einlaß und dem zweiten Auslaß angeordneten Steuerventil, das von einer Feder in Schließstellung vorgespannt ist und öffnet, wenn der Speicherdruck im ersten Auslaß seinen vorgegebenen Maximalwert erreicht, und mit einer zylindrischen Bohrung, die einen Steuerventilkolben führt, der auf seiner dem Schließglied des Steuerventils abcewandten Stirnfläche vom Speicherdruck beaufschlagt ist bei Erreichen des maximaler. Speicherdrukkes das ' Schließglied des Steuerventils in seine Offensiellung überführt und damit bewirkt, daß die Druckmittelverbindung über das Steuerventil vom Einlaß zum zweiten Auslaß geöffnet wird.

Ein solches Speicherladeventil ist aus der DT-PS 10 55 909 bekannt. Bei diesem Speicherladeventil weist der Steuerventilkolben einen Schaft auf, der sich mit Spiel vollständig durch das Schließglied hindurch erstreckt und beidseitig des Schließgliedes im Abstand von diesem Anschläge aufweist, die das Schließglied bei einer entsprechenden Verschiebung des Steuerventilkolbens mitnehmen. Am Steuerventilkolben greift eine Feder an, die in Richtung auf die Schließstellung des Steuerventils, d. h. die Stellung, in der das Schließglied an einen zugehörigen gehäusefesten Sitz anliegt, drängt.

Eine Eigenart dieses bekannten Speicherladeventils liegt darin, daß der im zweiten Auslaß herrschende Druck den Steuerventilkolben auf einer genauso großen Fläche beaufschlagt wie der vom Speicher her wirkende Drjck. Wird nun beispielsweise an den zweiten Auslaß ein weiterer, unabhängig vom Speicher zu versorgender Verbraucher angeschlossen, beispielsweise eine Servolenkung, der bewirkt, daß der zweite Auslaß nicht mehr drucklos ist, so bewegt sich der Steuerventilkolben in diejenige Richtung, in die der zugehörige Anschlag seines Schaftes das Schließglied mitnimmt und in Schließstellung bewegt, bzw. es verbleibt das Schließglied bei bereits geschlossenem Steuerventil in Schließstellung, so daß die Gefahr besteht, daß der Speicherdruck unzulässig hoch ansteigt.

Selbst wenn bei dem bekannten Speicherladeventil der Schaft des Steuerventilkolbens einteilig mit dem Schließglied ausgebildet wäre, würde das Speicherladeventil bei Entstehen eines Rückdruckes vom zweiten Auslaß her nicht einwandfrei funktionieren. Im geschlossenen Zustand des Steuerventils wäre der vom zweiten Auslaß her wirkende Druck ohne Einfluß auf die Stellung des Steuerventils, da die diesem Druck ausgesetzte Fläche des Schließgliedes genauso groß ist wie die in der zylindrischen Bohrung geführte Fläche des Steuerventilkolbens. Bei öffnung des Steuerventils wäre nicht mehr die gesamte Sitzfläche dem vom zweiten Auslaß her wirkenden Druck ausgesetzt, sondern nur noch die im Gehäuse geführte Fläche des Schließgliedes, die bei dem bekannten Speicherladeventil kleiner ist als die in der zylindrischen Bohrung geführte Fläche des Steuerventilkolbens. Es würde somit bei öffnung des Steuerventils plötzlich eine den Steuerventilkolben mit daran angebrachtem Schließglied in Schließrichtung des Steuerventils drängende Kraft wirksam, und das Steuerventil würde nicht zuverlässig öffnen, sondern wäre instabil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Speicherladeventil der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß es unter Beibehaltung eines einwandfreien Ladens des Speichers, insbesondere was die Gewährleistung des maximalen Speicherdruckes angeht, zusammen mit einem vom Speicher unabhängigen Verbraucher verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zweite Auslaß zum Anschluß eines vom Speicher unabhängig zu versorgenden Verbrauchers dient und daß der Steuervcntilkolben ein Däfferentia!- kolben ist, der einen Ansatz zur Betätigung des dauernd unter der Federspannung stehenden Schließgliedes des Steuerventils aufweist, wobei die Stirnseite des Ansatzes die kleinere wirksame Fläche des Differentialkol-

^beReidem erfindungsgemäßen Speicheriadeventil wirkt • 7-veiten Auslaß herrschende Druck somit auf die ff^Γ- "Tre Stirnfläche des als Differentialkolben ausgebil-Jn Steuerventilkolbens, so daß dieser Druck mmen mit der Kraft der Feder erst dar.n zum fließen des Steuerventils ausreicht, wenn der an der ßeren Stirnfläche des Differentialkolbens herrschen- f° _m ersten Auslaß wirksame Druck unter einen ' bestimmten Wert gefallen ist. Bei Drücken im ersten A slaß die über diesem Wert liegen, ist der Einlaß mit Hm zweiten Auslaß auch dann verbunden, wenn im eiten Auslaß ein Druck herrscht, wie er für die Wirksamkeit des vom Speicher unabhängig zu versorden Verbrauchers, beispielsweise einer Lenkhilfe, ^g twendig ist- Auch bei hohen Drücken im zweiten Auslaß öffnet das Steuerventil zuverlässig, wenn der maximal zulässige Speicherdruck erreicht ist, da die H irch die Beaufschlagung der kleineren Stirnfläche des Differentialkolbens mit diesem Druck aus dem zweiten Auslaß hervorgerufene Kraft eine Bewegung des nifferentialkolbens in Öffnungsrichtung des Steuerventil infolge der Beaufschlagung seiner größeren Stirnfläche mit dem Speicherdruck nicht verhindern

Rei dem erfindungsgemäßen Speicherladeventil ist das Steuerventil in Art eines Rückschlagventil·:: ausgebildet dessen Schließglied von einer Feder ständig in Schließstellung an den Ventilsitz gedrängt ist. Auf der ,on der Feder abgewandten Seite des Schließgliedes ist zur Betätigung dieses Ventiles der als Differentialkolben auseebildete Steuerventilkolben angeordnet.

Es sei noch auf die GB-PS 5 89 095 hingewiesen, aus der ein Speicherladeventil bekannt ist, das ebenfalls das Laden eines Druckspeichers steuert und einen weiteren, vom Druckspeicher unabhängig versorgten Verbraucher mit Druck versorgt. Dieses Speicherladeventil arbeitet primär nach hydrodynamischen Prinzipien, d. h. auterund von Strömungen des Druckmittels an einem kolbenartigen Ventilglied hervorgerufenen Druckunter- schieden, so daß es auf eine bestimmte Fördergeschwindiekeit einer Druckmittelpumpe angewiesen ist. Der Druckspeicher muß dort über eine Rücklaufleitung mit einem Vorratsbehälter verbunden sein.

Eine eine einfach zusammenbaubare Ausführung^- form ermöglichende Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Bohrung als zweistufige Bohrung ausgebildet ist, in deren einer Stufe mit kleinerem Durchmesser der Diffei-entialkolben geführt ist und in deren anderer Stufe der Ansatz des Differentialkolbens mit einer an der Schulter zwischen den Stufen der Bohrung anliegenden Ringplatte und einer Ringdichtung geführt ist, daß die andere Stufe in einen mit größerem Durchmesser ausgebildeten zur zweistufigen Bohrung koaxial verlaufenden weiteren Bohrungsabschnitt mündet, in dem gegen die Wand des Bohrungsabschnitts abgedichtet ein Ventilsitzelied angeordnet ist, das sich über einen Ringflansch an einer zwischen dem Bohrungsabschnitt und der anderen Stufe ausgebildeten Schulter abstützt und über eine axial durchlochte Hülse die Ringdichtung halt, und daß der zwischen dem Ventilsitzglied und der Schulter ausgebildete Kaum mit dem zweiten Ausla^ ver^an„er.

^1StBei dem erfindungsgemäßen Speicherladeventil versorgt der Speicher beispielsweise die Bremsanlage eines Fahrzeugs, und der vom Speicher unabhängig zu versorgende Verbraucher ist beispielsweise eine servolenkung, der ein Vorratsbehälter für das Druckmittel nachgeschaltet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es stellt dar

Fig. 1 einen Längsschnitt duich ein Speicherladeventil längs der Linie 1-1 in Fig. 2und

F i g. 2 einen Schnitt durch das Speicherladeventil gemäß F i g. 1 längs der Linie 2-2 in F i g. 1.

Bei dem dargestellten Speicherladeventil ist ein Gehäuse 1 mit einer abgestuften Längsbohrung versehen, die eine innere Stufe 2 mit kleinstem Durchmesser, eine Stufe 3 mit größerem Durchmesser und einen weiteren Bohrungsabschnitt 4 mit größtem Durchmesser aufweist. Mit diesem Bohrungsabschnitt 4 stein ein radialer Einlaß 5 in Verbindung, und von diesem führt ein Kanal 6 im Gehäuse parallel zur Längsbohrung in eine Kammer 7 mit erweitertem Durchmesser, die über einen radialen Kanal 8 an die Stufe 2 angeschlossen ist. Die Stufe 2 is' ferner an einen ersten, radialen Auslaß 9 angeschlossen. Das Gehäuse 1 ist mit einer weiteren Längsbohrung versehen, die einen zweiten Auslaß 10 bildet, welcher an seinem inneren Ende mit dem Bohrungsabschnitt 4 von größtem ι Durchmesser in Verbindung steht.

Die Verbindung zwischen dem Einlaß 5 und dem

ersten Auslaß 9 wird von einem Rückschlagventil 11

gesteuert, welches in der Kammer 7 angeordnet ist. Das

Rückschlagventil 11 weist einen ringförmigen Ventilsitz

ι 12, der in eine Ansenkung 13 im benachbarten Ende des

Kanals 6 eingesetzt ist, sowie einen Schließkörper 14

auf, der zum Eingriff mit dem Sitz 12 bestimmt und

innerhalb einer mit mehreren radialen Auslaßöffnungen

16 versehenen Führung 15 gegenüber dem Sitz

-, bewegbar geführt ist.

Die Verbindung zwischen dem Einlaß 5 und dem

zweiten Auslaß 10 ist von einem Steuerventil 17

gesteuert, das ein ringförmiges Ventilsitzglied 18 mit

einem Ringflansch 19 aufweist, in dem eine Radialdich-

ID tung 20 zum abdichtenden Eingriff mit der Wand des

Bohrungsabschnitts 4 abgestützt ist. Das freie Ende des

Flansches 19 ist mittels einer in das offene Ende des

Bohrungsabschnitts 4 eingeschraubten Hülsenmutter 22

gegen eine Schulter 21 zwischen der Stufe 3 und dem

■is Bohrungsabschnitt 4 geklemmt. Das innere radiale Ende

der Hülsenmutter ist mit mindestens zwei radialen

öffnungen 23 versehen, durch die der Einlaß 5 mit dem

Inneren der Hülsenmutter 22 kommuniziert.

Ein Schließglied 24 in Form einer Kugel zum Eingriff

,ο mit einem eine mittlere öffnung in dem Ventilsitzglied

18 umgebenden Sitz 25 ist in einer Aussparung 27 im

inneren Ende einer Schubstange 28 angeordnet.

Normalerweise wird das Schließglied 24 von einer

zwischen einer radialen Anschlagsplatte 30 auf der

,-, Schubstange 28 und dem geschlossenen äußeren Ende

der Hülsenmutter 22 wirkenden Schraubenfeder 29 in

Eingriff gegen den Sitz 25 gedrückt.

An einer Schulter 32 zwischen den Stufen 2 und 3 ist eine Ringplatte 31 mittels einer sich axial erstreckenden ho und radial mit öffnungen versehenen Hülse festgeklemmt, die zwischen dem Ventilsitzglied 18 und einer mit der Platte 31 in Eingriff stehenden Ringdichtung 34 anliegt. Die Stufe 2 und die Wand einer in der Platte 31 ausgebildeten mittleren Öffnung 35, bs deren Durchmesser kleiner ist als der der Stufe 2, bilden gemeinsam eine Stufenbohrung, in der ein als Differentialkolben ausgebildeter Steuerventilkolben arbeitet. Dasjenige Ende des Differentialkolbens, das

den größeren Durchmesser hat, ist hydraulischem Jv\ m radialen Kanal 8 ausgesetzt, während ein Ansät/ mit kleinerem Durchmesser durch die Platte 31 und die Dichtung 34 hindurchragt und an seinem freien Ende mit dem Schließglied 24 in Eingriff treten kann, um diese von ihrem Sitz 25 weg zu bewegen, wenn der Druck, dem das Ende des Differentialkolbens mit dem größeren Durchmesser ausgesetzt ist, so groß ist, daß er auf den Differentialkolben eine Kraft ausübt, die die in entgegengesetzter Richtung auf den Differentialkolben in im Sinne einer Schließbewegung ausgeübte Fläche übersteigt.

Das Speichcrladeventil kann in eine kraftbetätigte hydraulische Bremsanlage eines Fahrzeugs eingebaut werden. Bei einem solchen Einbau ist der Einlaß 5 an ·.; eine Druckquelle eines hydraulischen Fluids, beispielsweise eine Hochdruckpumpe 37, angeschlossen, die von der Hauptantriebsquelle des Fahrzeugs oder von einem anderen Motor angetrieben wird, während der erste Auslaß 9 an einen hydraulischen Speicher 38 ange- ν schlossen ist. der in das äußere Ende einer erweiterten Bohrung eingeschraubt ist. in die der Auslaß 9 kontinuierlich übergeht. Der zweite Auslaß 10 ist mit einem Anschluß an eine Kraftlenkungsleitung des Fahrzeugs verbunden, der zwischen dem zweiten _■■ Auslaß 10 und einem Behälter für Fluid angeordnet ist.

Normalerweise ist das Steuerventil 17 geschlossen, und das Rückschlagventil 11 öffnet sich, wenn es mit einem ersten, vorherbestimmten Druck im Einlaß 5 beaufschlagt wird. Auf diese Weise wird Fluid von der <, Pumpe durch den Einlaß 5. die Kanäle 6, 8 und den Auslaß 9 dem hydraulischen Speicher 39 zugeführt. Wenn der hydraulische Speicher 38 voll gefüllt ist. schließt automatisch bei einem zweiten, vorherbestimmten Druck das Rückschlagventil 11 und unterbricht die Verbindung zwischen dem Einlaß 5 und dem ersten Auslaß 9.

Der Druck des Fluids im hydraulischen Speicher 38 und im ersten Auslaß 9 wirkt auf das Ende mit dem größeren Durchmesser des Differentialkolbens und übt ■.

auf den Differentialkolben eine größere Kraft aus als die Schraubenfeder 29. Infolgedessen bewegt sich der Differentialkolben zum Ende der Stufenbohrung, in der er arbeitet, und öffnet dadurch das Steuerventil 17. Dann wird Fluid unter Druck von der Pumpe durch den Sitz 25 und die öffnungen in der Hülse 33 dem zweiten Auslaß 10 zugeführt mit dem Ergebnis, daß die Kraftlenkungsleitung mit Druck beaufschlagt wird.

Wenn das Steuerventil 17 geöffnet ist. wirkt Fluid im Einlaß 5 und im zweiten Auslaß 10 auf das Ende mit dem kleineren Durchmesser des Differentialkolbens, um die bereits von der Schraubenfeder 29 im Sinne einer Schließbewegung auf das Schließglied 24 ausgeübte Kraft zu verstärken. Die relativen Durchmesser der entgegengesetzten Enden des Differentialkolbens sind also so gewählt, daß unter derartigen Bedingungen sichergestellt ist, daß die vom Differentialkolben auf das Schließglied 24 ausgeübte Kraft so groß ist, daß sie das Schließglied außer Eingriff mit seinem Sitz 25 hält.

Sollte der Druck im hydraulischen Speicher 38 unter den zweiten vorherbestimmten Wert absinken, wird der auf das die größere Fläche aufweisende Ende des Differentialkolbens wirkende Druck vermindert, und das Steuerventil 17 schließt sich, um die Verbindung zwischen dem Einlaß 5 und dem zweiten Auslaß 10 zu unterbinden. Danach öffnet sich das Rückschlagventil 11, so daß der hydraulische Speicher 38 erneut bis zu dem zweiten vorherbestimmten Wert geladen wird, woraufhin sich das Rückschlagventil 11 wieder schließt und das Steuerventil 17 wieder öffnet, wie oben beschrieben.

Ein zwischen einer Schulter am Differentialkolben und der Platte 31 liegender Raum der Bohrungsstufe 2 ist stets durch einen Kanal 39 zur Atmosphäre entlüftet. Dadurch ist gewährleistet, daß beim Zusammenbau kein Druck zwischen der Dichtung 34 und einer im Differentialkolben angeordneten Dichtung 40 eingeschlossen und daß während des Betriebs kein Vakuum erzeugt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Speicherladeventil mit einem an e> 'umpe anschließbaren Einlaß, einem ersten Ai .aß zun. '< Anschluß an den Speicher, einem zwischen dem Einlaß und dem ersten Auslaß angeordneten, zum Speicher hin öffnenden Rückschlagventil, einem zweiten Auslaß und einem zwischen dem Einlaß und dem zweiten Aus'aß angeordneten Steuerventil, das i" von einer Feder in Schließstellung vorgespannt ist und öffnet, wenn der Speicherdruck im ersten Auslaß seinen vorgegebenen Maximalwert erreicht, und mit einer zylindrischer Bohrung, die einen Steuerventilkolben führt, der auf seiner dem i"> Schließglied des Steuerventils abgewandten Stirnfläche vom Speicherdruck beaufschlagt ist, bei Erreichen des maximalen Speicherdrucks das Schließglied des Steuerventils in seine Offenstellung überführt und damit bewirkt, daß die Druckmittel- :u verbindung über das Steuerventil vom Einlaß zum zweiten Auslaß geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Auslaß (10) zum Anschluß eines vom Speicher unabhängig zu versorgenden Verbrauchers dient und daß der r> Steuerventilkolben (36) ein Differentialkolben ist, der einen Ansatz zur Betätigung des dauernd unter der Federspannung stehenden Schließgliedes (24) des Steuerventils (17) aufweist, wobei die Stirnseite des Ansatzes die kleinere wirksame Fläche des J<> Differentialkolbens bildet.

2. Speicherladeventil nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Bohrung (2, 3) als zweistufige Bohrung ausgebildet ist, in deren einer Stufe (2) mit kleinerem Durchmesser der^ ι·> Differentialkolben geführt ist und in deren anderer Stufe (3) der Ansatz des Differentialkolbens mit einer an der Schulter (32) zwischen den Stufen der Bohrung anliegenden Ringplatte (31) und einer Ringdichtung (34) geführt ist, daß die andere Stufe in M) einen mit größerem Durchmesser ausgebildeten, zur zweistufigen Bohrung koaxial verlaufenden weiteren Bohrungsabschnitt (4) mündet, in dem gegen die Wand des Bohrungsabschnittes abgedichtet ein Ventilsitzglied (18) angeordnet ist, das sich über -ti einen Ringflansch (19) an einer zwischen dem Bohrungsabschnitt und der anderen Stufe ausgebildeten Schulter (21) abstützt und über eine axial durchlochte Hülse (33) die Ringdichtung (34) hält, und daß der zwischen dem Ventilsitzglied und der ^r>o Schulter ausgebildete Raum mit dem zweiten Auslaß verbunden ist.