DE2236484C2 - Speicherladeventilanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Speicherladeventilanordnung, die zwischen eine Ladepumpe, einen Speicher und einen Druckmittelbehälter geschaltet ist, um beim w Erreichen eines Vorbestimmten Speicrierdrucks die Pumpe vom Speicher zu trennen und mit dem Behälter zu verbinden, mit einem zwischen Pumpe und Speicher geschalteten Rückschlagventil und mit einem zwischen die Druckseite der Pumpe und den Behälter geschaltelen Ventil, dessen von einer Feder in Schließrichtung vorgespannter Ventilkörper einen vom Speicherdruck in Offnungsrichtiing beaufschlagten Stufenkolben aufweist, und bei dem die von der Sitzkante des Ventilsitzes begrenzte Fläche des Ventilkörpers bei geschlossenem Ventil vom Behälterdruck beaufschlagt ist, wobei die vom Speicherdruck beaufschlagte Räche des Stufenkolbens ein derartiges Verhältnis zur Federvorspannung des Staßels in Schließrichtung hat, daß das Veniil bei dem vorbestimmten Druck schlagartig öffnet

Bei derartigen Ladeventilen kommt es darauf an, daß beim Erreichen des vorbestimmten Speichere"-ucks die Abschaltung der Pumpe vom Speicher und die Umschaltung des Pumpenausganges auf den Behälter möglichst schlagartig erfolgen. Der Zweck dieses Sprungeffektes besteht darin, die Pumpe nur während der Aufladung des Speichers voll zu belasten, sie aber bei abgeschaltetem Speicher möglichst drucklos arbeiten zu lassen. Hierdurch wird die Lebensdauer der Pumpe wesentlich gesteigert.

Speicherladeventilanordnungen der eingangs genannten Art sind aus der US-PS 34 41 043, der FR-PS 1086 720, der FR-PS 70 269 und insbesondere der US-PS 34 51416 bekannt Nachteilig an diesen Speicherladeventilanordnungen ist, daß ein beim ersten öffnen des Ventilspalts gegebenenfalls entstehender Unterdruck das schlagartige öffnen des Ventils behindert d. h. beim ersten öffnen des Ventils nicht mit Sicherheit eine schlagartige Druckerhöhung am Ventilkörper in öffnungsnehtung erfolgt

Aus der US-PS 24 72 049 ist ein Sicherheitsventil bekannt, bei dem ein gegen die Kraft einer Druckfeder vom Ventilkörper wegbewegbarer Ventilsitz vorgesehen ist Die oben angegebene Problematik, die bei Speicherladeventilanordnungen auftritt wird in dieser Druckschrift jedoch nicht angesprochen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Speicherladeventileinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei Erreichen eines vorbestimmten Ladedruckes ein schlagartiges Umschalten des Ventils und ein schnelles und vollständiges Öffnen der Verbindung von der Pumpe zum Rücklauf bewirkt

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Speicherladeventileinrichtung gelöst

Aufgrund dieser Ausbildung wird in dem Moment, wo der Ventilkörper von seinem Sitz abhebt, die Öffnungskraft des Ventils sprungartig erhöht, so daß auch ein schlagartiges öffnen des Ventils gewährleistet ist Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, im Moment des Erreichens des gewünschten Speicherdrukkes zusätzliche, in Öffnungsrichtung wirkende Rächen dem Pumpendruck darzubieten, ro daß nicht nur das Ventil schnell voll geöffnet wird, sondern auch der Druck auf der Ausgangsseite der Pumpe schnell abfällt, was das Schließen des Rückschlagventils und ein weitgehend druckloses Arbeiten der Pumpe zur Folge hat Erst wenn der Speicherdruck unter einen bestimmten Wert abgesunken ist, schließt das Ventil wieder, worauf die Pumpe erneut einen Druck aufbauen kann, der schließlich zur Öffnung des Rückschlagventils und damit zur Wiederaufladung des Speichers führt Jetzt wiederholt sich das beschriebene Arbeitsspiel von neuem.

Eine bevoRUgte Ausfühningsfofm sieht vor. daß die Vorspannung des Stößels durch eine Druckfeder und den auf die radial über den Stößel vorstehende Fläche des Ventilkörpers wirkenden Pumpendruck gebildet ist. Wesentlich ist dabei, daß die radial vorstehende Fläche des Ventilkörpers kleiner als die Fläche des Stufenkolbens ist. Eine baulich besonders bevorzugte Ausführungsform

kennzeichnet sich darftrch aus, daß das Ventil, der Stößel und der Stufenkolben konzentrisch in e'mem Gehäuse angeordnet sind Zweckmäßigerweise ist auch das Rückschlagventil parallel zu dem Ventil, aber exzentrisch im Gehäuse untergebracht.

Eine für die Montage und Demontage besonders zweckmäßige Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch aus, daö das Gehäuse aus einem zylindrischen Mittelstück, dessen Oberfläche mindestens teilweise an einen mit der Druckseite der Pumpe verbundenen Raum angrenzt und zurr. Ventil führende Öffnungen aufweist, einem dicht in eine Bohrung zwischen dem zur Pumpe und zum Behälter führenden Raum passenden Endstück, das eine Verbindungsöffnung zwischen Ventil und Behälterraum aufweist, und einem mit Gewinde versehenen Schraubkopf besteht, der in eine zwischen dem zur Pumpe und einem zu dem Speicher führenden Raum angeordneten Gewindebohrung dicht eingeschraubt ist Diese sehr wirtschaftlich herstellbare Einheit kann also einfach dadurch montiert werden, daß sie von dem zum Speicher führenden Raum aus einfach eingeschraubt wird. Weist die Anordnung zweckmäßigerweise noch einen Sechskanikopf auf, kann das Festziehen auf einfache Weise mittels eines Schraubenschlüssels erfolgen, irgendwelche weiteren Arbeiten sind nicht erforderlich, um die Anordnung betriebsfähig zu machen, so daß das Montieren auch durch ungeübte Personen erfolgen kann. Genauso einfach kann das Auswechseln der so ausgebildeten Anordnung durchgeführt werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist so ausgebildet, daß der Druckraum des Stufenkolbens durch eine Bohrung mit dem zum Speicher führenden Raum des Rückschlagventils verbunden ist Auf diese Weise braucht zu dem mit dem Speicher in Verbindung stehenden Raum nur eine einzige Öffnung zu führen, welche dann gleichermaßen das Rückschlagventil und den Stufenkolben mit Druck beaufschlagt

Um den Raum, in dem die Rückstellfelder für den Stufenkolben untergebracht ist, drucklos zu halten, sollten der Ventilkörper, der Stößel und der Stufenkolben eine durchgehende Koaxialbohrung aufweisen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß nur der Stößel und der Stufenkolben aus einem Stück bestehen, und der Ventilkörper selbstzentrierend auf dem Stößel angebracht ist Hierdurch wird ohne besonderen herstellungsmäßigen Aufwand stets ein sicheres schließendes Ventil gewährleistet

Die Anordnung kann dadurch vollständig rotationssymmetrisch und damit baulich besonders zweckmäßig ausgebildet werden, daß das Rückschlagventil als konzentrisch und gleitbar auf dem Stößel sitzende Ringmanschette ausgebildet ist die zum Pumpenraum hin an einem mit Bohrungen versehenen gehäusefesten Ringflansch anliegt.

Um beim ersten Öffnen des Ventils mit Sicherheit eine schlagartige Druckerhöhung am Ventilkörper in Öffnungsrichtung zu gewährleisten, ist der Ventilsitz gegen die Kraft einer Druckfeder vom Ventilkörper wegbewegbar. Hierbei steht die Kraft der Druckfeder in einem solchen Verhältnis zur vom Pumpendruck beaufschlagten Fliehe des Ventilsitzes, daß der Ventilsitz sich unter dem Einfluß des Pumpendruckes etwas früher zu bewegen beginnt als der Stufenkolben. Der Ventilsitz weist in Richtung vom Ventilkörper weg eine radial nach außen gerichtete Ringstufe auf. an die sich ein im Gehäuse verschiebbarer Kolbenteil anschließt. Der Ringstufc liegt erfindungsgemäß ein Ringsitz gegenüber, der unterhalb des vorbestimmten Druckes eine Ringfläche gegen den Pumpendruck abdichtet Dadurch wird im Augenblick der öffnung des Ventils die zusätzliche Ringfläche schlagartig vom Pumpendruck beaufschlagt, so daß sich nicht nur der Ventilkörper, sondern auch der Ventilsitz schlagartig in Öffnungsrichtung bewegt Das öffnen erfolgt daher besonders plötzlich und sicher.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der to Ventilkörper einen Radialanschlag aufweist der mit einem zugeordneten gehäusefesten Anschlag zusammen den Vorschub des Stufenkolbens auf einen Wert begrenzt bei dem noch eine Verbindung vom Speicher zum Druckraum des Stufenkolbens vorliegt Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, die einen schematischen Axialschnitt der erfindungsgemäßen Speicherladeventilanordnung zeigt

Eine Pumpe 22 ist mit ihrer Druckseite an einen Raum 27 angeschlossen, der an ein die erfindungsgemäße Speicherladeventilanordnung enthaltendes Gehäuse 24 angrenzt

Das Gehäuse 24 enthält koaxial einen Ventilstößel 11, der an seinem rechten Ende einen Stufenkolben 12 und an seinem linken Ende einen Ventilkörper 15 aufweist Der Ventilkörper 15 arbeitet mit einem am linken Ende des Gehäuses 24 vorgesehenen Ventilsitz 17 zusammen. Zwischen der rechten Stirnseite des Gehäuses 24 und dem Stufenkolben 12 ist eine den Kolben nach links vorspannende Druckfeder 19 untergebracht Der Ventilkörper 15, der Stößel 11 und der Stufenkolben 12 weisen eine gemeinsame durchgehende Koaxialbohrung 35 auf, die den Raum der Druckfeder 19 mit dem Behälter 21 verbindet der sich links von dem Ventilsitz 17 befindet und durch eine Verbindungsöffnung 31 strömungsmäßig mit dem Ventil 15,17 verbunden ist

In einer stufenförmigen Radialerweiterung des Gehäuses 24 ist exzentrisch zum Ventilstößel ti ein Rückschlagventil 14 untergebracht das zwischen dem Pumpendruckraum 27 und einem Raum 33 vergesehen ist der mit dem Speicher 23 in Verbindung steht Das Rückschlagventil 14 wird durch eine Feder in Schließrichtui'g vorgespannt und öffnet bei einem vorbestimmten Oberdruck der Pumpe 22 gegenüber dem Druck in Speicher 23.

Der mit dem Speicherdruckraum 33 in Verbindung stehende Raum des Rückschlagventils 14 ist durch eine Bohrung 13 mit dem Druckringraum des Stufenkolbens 12 verbunden.

Mit FX ist die von der Sitzkante des Ventilsitzes begrenzte Räche des Ventilkörpers bezeichnet. Der Ringsitz 17 ist axial verschiebbar ausgebildet Hierzu weist der Ringsitz 17 an seinem linken Ende eine radial nach au Beil sich erweiternde Ringstufe 39 auf, an die sich ein Kolbenteil 40 anschließt, der in einer entsprechenden zylindrischen Bohrung des Gehäuses 24 axial verschiebbar ist Die Ringstufe 39 wird von einer Druckfeder 20 beaufschlagt, die den Ringsitz 17 nach rechts in Richtung auf den Ventilkörper 15 vorspannt. M) Die Ringstufe 39 arbeitet erfindungsgemäß mit einem Ringsitz 18 zusamme:/, der an einem vom Gehäuse 24 radial nach innen gerichteten Vorsprung ausgebildet ist Die Ausführung ist dabei so, daß bei Drucklosigkeit die Feder 20 die Ringstufe 39 an den Ringsiiz 18 drückt, <" derart, daß die Ringfläche F5 von dem im Druckraum 27 herrschenden Druck abgeschaltet ist. Zwischen dem Ringsitz 18 und dem Ventilsitz 17 befindet sich t.i;i kleiner Spalt, der den Durchtritt des Druckes gestattet.

Beim Betrieb der Pumpe 22 wird bei geschlossenem Ventil 15, 17 in dem P.aum 27 ein Druck aufgebaut, der zur öffnung des Rückschlagventils 14 führt und über die Bohrung 4.3 sowie den Raum 33 den Speicher 23 auflädt. Durch die öffnungen 28 wird außerdem die Ringfläche F3 der Rückseite 16 des Ventilkörpers 15 mit Druck beaufschlagt.

Der auf die Fläche i^r3 wirkende Druck wirkt auf den Ventilkörper 15 in Sctiließrichtung, während durch die Bohrung 13 der Druck auf die Fläche F2 des Stufenkolbens 12 in der Richtung ausgeübt wird, daß eine Kraft in Öffnungsrichtung entsteht. Die Druckfeder 19 wirkt ebenfalls in Schließrichtung.

Da die Fläche FJ erfindungsgemäß größer als die Fläche F3 ist, wird ja nach Dimensionierung der betreffenden Flächen und der Druckfeder 19 schließlich ein Druck erreicht, der dazu führt, daß der Stufenkolben 12 sich nach rechts bewegt. Bevor der Druck im Speicher 23 den Kolben 12 jedoch nach rechts bewegt, vprsrhieht der Druck im Raum 27 den Ventilsitz 17 nach links, und zwar aufgrund geeigneter Bemessung der Druckfeder 20 sowie der Fläche FA. Sobald der Ventilsitz 17 sich etwas nach links bewegt hat, hebt die Ringstufe 39 von dem Ringsitz 18 ab, und die Fläche F5 wird plötzlich von dem Druck der Pump» 22 beaufschlagt. Der Ringsilz 17 wird also schlagartig nach links bewegt, so daß di:r Druckabfall an der Fläche F3 wesentlich schneller erfolgt als bei einem Ventil ohne den eben beschriebenen verschiebbaren Ventilsitz.

Durch die oben erwähnte Dimensionierung der Flächen F2 und F3 und der Druckfeder sowie durch den zusätzlichen Druckabfall an der Fläche F3 durch den nach links verschobenen Ventilsitz 17 wird auch der Stößel 11 schlagartig nach rechts bewegt. Durch das Abheben des Ventilkorpers 15 von seinem Sitz 17 nimmt der Pumpendruck in dem an den Ventilsitz 17 angrenzenden Raum durch Abströmen von Druckmedi

um zum Behälter 30 ab. tintsprechend verringert sich die durch Druckwirkung an der Ringflikhe F3 in Schließrichtung auf den Ventilkörper 15 einwirkende Kraft, so daß dem weiterhin in voller Höhe an der Fläche F2 in Öffnungsrichtung wirksamen Pumpcndruck immer weniger Widerstand entgegengesetzt wird, und die auf den Ventilstößel Il einwirkende Öffnungskraft sprungartig anwächst, so daß das Ventil in der gewünschten Weise schlagartig öffnet. Aufgrund des Zusammenbruchs des Druckes im Raum 27 schließt das Rückschlagventil 14 ebenfalls schlagartig, und die Pumpe 22 arbeitet nun praktisch drucklos in den Behälter 21. Der Druck auf die Fläche F2 durch die öffnung 13 hält das Ventil in der geöffneten Stellung.

Durch den verschiebbaren Ventilsitz 17 ist gewährleistet, daß durch den beim ersten Öffnen des Veniilspaltcs möglicherweise entstehenden Unterdruck das gewünschte schlagartige öffnen des Ventils nicht behindert wird.

Sobald der Speicherdruck nun auf einen Wert abgesunken ist, der es nicht mehr gestattet, daß die Kraft auf die Fläche F2 dem Druck der Feder 19 standhält, bewegt sich der Ventilstößel Il in Schließrichtung, bis der Ventilkörper 15 wieder auf dem Ventilsitz 17 aufsitzt. In diesem Augenblick steigt der Druck im Raum 27 wieder an und erzeugt eine zusätzliche Schließkraft an der Ringfläche F3, bis das Rückschlagventil 14 öffnet und sich das beschriebene Spiel w^;?derholt.

Am Gehäuse ist auch noch ein sich nach innen erstreckender Anschlag 41 vorgesehen, der mit einem radial nach außen vorstehenden Anschlag 42 des Ventilkörpers 15 zusammenarbeitet, um den Vorschub des Ventilstößels Il auf einen Wert zu begrenzen, bei dem die öffnung 13 nicht durch den Kolben 12 verschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche;

   t, Speicherladeventilanordnung, die zwischen eine Ladepumpe, einen Speicher und einen Druckmittelbehälter geschaltet ist, um beim Erreichen eines vorbestimmten Speicherdrucks die Pumpe vom Speicher zu trennen und mit dem Behälter zu verbinden, mit einem zwischen Pumpe und Speicher geschalteten Rückschlagventil und mit einem zwischen die Druckseite der Pumpe und den Behälter geschalteten Ventil, dessen von einer Feder in Schließrichtung vorgespannter Ventilkörper einen vom Speicherdruck in Öffnungsrichtung beaufschlagten Stufenkolben aufweist, und bei dem die von der Sitzkante des Ventilsitzes begrenzte Fläche ü des Ventilkörpers bei geschlossenem Ventil vom Behälterdruck beaufschlagt ist, wobei die vom Speicherdruck beaufschlagte Räche des Stufenkolbens ein derartiges Verhältnis zur Federvorspannung des Stößels in Schließrichtung hat, daß das Ventil bei dem vorbestimmten Druck schlagartig öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (17) gegen die Kraft einer Druckfeder (20) vom Ventilkörper (15) unter dem Einfluß des Pumpendrucks wegbewegbar ist, daß die Kraft der Druckfeder (20) in einem solchen Verhältnis zur vom Pumpendruck beaufschlagten Fläche (F4) des Ventilsitzes (17) steht, daß der Ventilsitz (17) vom Venlilkörper (15) abhebt, kurz bevor der Stufenkolben (12) bewegt wird, daß der Ventilsitz (17) in Richtung vom Ventilkörper (15) weg eine radial nach außen gerichtete Ringstufe (39) aufweist, an die sich ein im Gehäuse (24) verschLbbcrer Kolbenteil (40) anschließt, und daß der Ringstufe (39) ein Ringsitz (18) gegenüberliegt, der unter.' Ab des vorbestimmten Druckes eine Ringfläche (F5) gegen den Pumpendruck abdichtet, die vom Pumpendruck gegen die Kraft der Druckfeder (20) beaufschlagbar ist, wenn der Ventilsitz (17) vom Ventilkörper (15) abhebt
2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (12) einstückig mit einem Stößel (11) ausgebildet und der Ventilkörpar (15) selbstzentrierend auf dem Stößel (11) angebracht ist
3. 3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (15) einen Radialanschlag (42) aufweist, der mit einem zugeordneten gehäusefesten Anschlag (41) zusammen den Vorschub des Stufenkolbens (12) auf einen Wert so begrenzt, bei dem noch eine Verbindung vom Speicher (23) ium Druckraum des Stufenkolbens (12) vorliegt.

   55