DE2309927A1 - Hydraulische schaltungsanordnung - Google Patents

Description

VOLKSWAGENWERK Aktiengesellschaft

3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 1438

1702-Pt/We/Ti ^{i l} *· 73

Hydraulische Schaltungsanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Schaltungsanordnung zur Druckmittelversorgung von Primärkreise und Sekundärkreise aufweisenden hydraulischen Kreisen aus Druckmittelspeichern, insbesondere zur Versorgung einer aus zwei Bremskreisen und einem weitere hydraulische Verbraucher aufweisenden Kreis bestehenden hydraulischen Anlage von Kraftfahrzeugen.

Beispielsweise für Zweikreis-Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen ist es bekannt, jedem der beiden Bremskreise (Primärkreise) einen Druckspeicher zuzuordnen. Die beiden Druckspeicher werden aus einem Behälter von einer zentralen Druckmittelpumpe über jeweils zugeordnete Rückschlagventile beliefert und gewährleisten vor allem beim Ausfall des einen Bremskreises die Ausführung einer bestimmten Mindestzahl von Bremsbetätigungen über den anderen

409835/061 2

Bremskreis. Soll nun bei einer derartigen Anlage ein weiterer Kreis (Sekundärkreis) mit hydraulischen Verbrauchern von untergeordneter Priorität, wie zum Beispiel von hydraulischen Einrichtungen zur Servolenkung und/oder Niveauregelung, hinzugeschaltet werden, dann muß Vorsorge dafür getroffen werden, daß zunächst und in erster Linie die an den Bremskreisen (Primärkreisen) liegenden wichtigeren Verbraucher, nämlich die Bremsvorrichtungen, mit Druckmittel versorgt' werden und daß weiterhin bei einem Ausfall eines der Kreise nicht auch automatisch die anderen Kreise in Mitleidenschaft gezogen werden.

Dies könnte dadurch sichergestellt werden, daß jedem Kreis ein besonderer Speicher zugeordnet wird und daß die Belieferung des in dem Sekundärkreis liegenden Speichers über ein Zuschaltventil erst nach Erreichen eines bestimmten Druckniveaus erfolgt.

Da aber die Anordnung von Speichern ziemlich aufwendig ist, ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin zu sehen, bei einer aus Primär- und Sekundärkreisen bestehenden hydraulischen Anlage eine Schaltung aufzuzeigen, die zum einen einfach und kostenarm ist und die zum anderen die obengenannten Forderungen bezüglich der Sicherheit der Anlage voll erfüllt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß den Primärkreisen zugeordnete Speicher vorgesehen sind, die unter Zwischenschaltung jeweils eines bei IJnterschreitung eines vorgegebenen Drucks schließenden Sicherheitsschaltventils mit den Sekundärkreisen in Verbindung stehen. Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Sekundärkreise über die Sicherheitsschaltventile an alle in den Primärkreisen angeordneten Speicher angeschlossen sind, wird nun erreicht, daß im Normalbetriebsfall alle Hydraulikverbraucher, sowohl die in den Sekundärkreisen als auch die in den Primärkreisen, von allen Speichern gleichzeitig beaufschlagt werden. Fällt nun einer der Kreise, beispielsweise infolge eines Lecks, aus, so schließen die in den Verbindungs-

409835/0612

leitungen zwischen den Speichern und den Sekundärkreisen angeordneten Sicherheitsschaltventile bei Unterschreiten eines vorgegebenen Druckes und ermöglichen damit die Aufrechterhaltung eines ausreichend hohen Druckniveaus, zumindest in den nicht von dem Ausfall betroffenen Primärkreisen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung soll in den Verbindungsleitungen zwischen den Speichern und den Sekundärkreisen jeweils ein dem Sicherheitsschaltventil nachgeschaltetes Rückschlagventil vorgesehen sein, das beim Ausfall des Primärkreises die Verbindungsleitung absperrt. Diese sofort beim Ausfall des ihnen zugeordneten Primärkreises ansprechenden Rückschlagventile verhindern nun, daß bei einem Ausfall eines Primärkreises das Druckniveau in allen über die Verbindungsleitungen miteinander verbundenen hydraulischen Kreisen sofort bis auf die Ansprechgrenze der Sicherheitsschaltventile absinkt. Dadurch wurde eine Betätigung der in den Sekundärkreisen angeordneten hydraulischen Verbraucher auch bei jedem Primärkreisausfall unmöglich. Das Ansprechen der erfindungsgemäß vorgesehenen Rückschlagventile bewirkt dagegen, daß die Sekundärkreise zunächst weiterhin mit den nicht von dem Ausfall betroffenen Primärkreisen in Verbindung bleiben. Dies ermöglicht eine gewisse Zahl von Betätigungen auch der an den Sekundärkreisen angeschlossenen Verbraucher, bis durch den damit verbundenen Druckmittel verbrauch der Druck in den verbleibenden Speichern auf die Ansprechgrenze der Sicherheitsschaltventile gesunken ist.

Zweckmäßigerweise sollen die Sicherheitsschaltventile durch federbelastete Kugelsitzventile gebildet werden, bei denen eine Kugel von einem federbelasteten Stößel auf eine den Hydraulikdurchfluß steuernde Durchtrittsöffnung gedrückt wird und wobei die wirksame Druckfläche der Kugel kleiner als die des Stößels ist. Diese konstruktive Ausgestaltung des Sicherheitsschaltventils bewirkt, daß das Öffnen und Schließen des Ventils verhältnismäßig schlagartig erfolgt und daß im geöffneten Zustand des Ventils die Strömungsverluste verhältnismäßig gering sind.

409835/0612

Weitere Vorteile und die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung enthalten, die das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellungsweise in

Figur 1 das Schaltbild einer aus zwei primären Bremskreisen und einem sekundären Kreis bestehenden hydraulischen Anlage eines Kraftfahrzeuges und

Figur 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitsschal tventil .

In der Figur 1 ist ein Zentralhydrauliksystem eines Kraftfahrzeuges gezeigt, bei dem eine Pumpe 2 über ein Speicherladeventil 3 zwei parallel angeordnete Speicher 5 und 6 aus einem Behälter 1 mit Druckmittel versorgt. Die beiden Speicher 5 und 6 sind gegeneinander durch Rückschlagventile 4» die in den Speicherzuführungsleitungen 7 und 8 angeordnet sind, abgesichert. Die Speicher 5 und 6 sind über Druckmittelleitungen 9 und 10 jeweils direkt mit den hier nicht dargestellten Bremsventilen einer zweikreisigen hydraulischen Bremsanlage verbunden. Gleichzeitig sind die Speicher über Verbindungsleitungen 14 und 15 gemeinsam an einen sekundären hydraulischen Kreis 13 angeschlossen, der weitere hydraulische Verbraucher von untergeordneter Priorität, beispielsweise eine hydraulische Servolenkvorrichtung oder eine Niveauregelungsvorrichtung, mit Druckmittel versorgt. In den Zuführungsleitungen 14 und 15 sind Sicherheitsschaltventile 11 angeordnet, die beim Unterschreiten eines bestimmten Drucks in der Druckmittelleitung die Verbindung der Primärkreise 9 und 10 mit dem Sekundärkreis 13 unterbrechen. Darüber hinaus ist an der Einmündungsstelle der beiden Verbindungsleitungen 14 und 15 in den Sekundärkreis 13 ein wahlweise nach zwei Seiten wirkendes Doppelrückschlagventil 12 angeordnet, das auch durch zwei einzelne, jeweils in den Ver-

/►09835/0612

bindungsleitungen 14 bzw. 15 liegendes Einfachrückschlagventil ersetzt werden könnte.

In der Figur 2 ist das Sicherheitsschaltventil 11 näher gezeigt, bei dem in einem Gehäuse 16 eine über einen Stößel 20 von einer Feder 22 beaufschlagte Kugel 19 so angeordnet ist, daß sie eine an eine Druckmittelleitung anschließbare Druckmittelzutrittsöffnung 17 abzusperren vermag. Die Druckmittelzutrittsöffnung 17 führt in einen Druckmittelraum 23, in den auch eine Druckmittelaustrittsöffnung 18 einmündet. Der Stößel 20, der in einer druckmitteldichten Führung 21 des Gehäuses 16 geführt ist und in den Federraum 24 hineinreicht, weist eine größere wirksame Druckfläche als die Kugel 19 auf. Während die wirksame Druckfläche an dem Stößel 20 von dessen in den Druckmittelraum 23 hineinreichenden Stirnfläche gebildet wird, entspricht die wirksame Druckfläche an der Kugel 19 derjenigen Fläche, die bei geschlossenem Ventil 11 als Angriffsfläche für den über die Druckmittelzutrittsöffnung 17 anstehenden Druck dient. Der von der Erfindung vorgesehene Unterschied zwischen der wirksamen Druckfläche des Stößels 20 und der Kugel 19 bewirkt nun, daß nach dem Öffnen des Ventils die Kugel 19 sofort entlastet wird, da dann die Schließfeder 22 mit einer entsprechend der größeren wirksamen Druckfläche des Stößels vergrößerten Kraft beaufschlagt wird. Dies führt zu einem schlagartigen Öffnen des Ventils und zu einer verhältnismäßig verlustarmen Konstruktion.

Die Funktion und Wirkungsweise der in der Figur 1 gezeigten hydraulischen Schaltungsanordnung soll nun im folgenden erläutert werden. Ausgehend von einem drucklosen Zustand der drei hydraulischen Kreise 9, 10 und 13 werden zunächst die Speicher 5 und beim Betrieb der Druckmittelpumpe mit Druckmittel aus dem Behälter 1 versorgt. Dabei sind die Sicherheitsschaltventile 11 geschlossen, so daß nur die primären Bremskreise 9 und 10 mit Druck beaufschlagt sind. Bei Erreichen eines bestimmten vorgegebenen Druckniveaus wird

^09835/0612

2303927

die Kugel 19 des Sicherheitsschaltventils 11 von ihrer die Druckmittelzutrittsöffnung 17 zu dem Druckmittelraum 23 geschlossen haltenden Stellung abgehoben, so daß nun auch der zu der Servolenkung bzw. Niveauregelung führende Sekundärkreis 13 über die Verbindungsleitungen 14 und 15 mit den beiden Speichern 5 und 6 verbunden ist. In dieser, den Normalbetriebszustand darstellenden Stellung, in der auch das Doppelrückschlagventil 12 geöffnet ist, können alle an den Primärkreisen 9 und 10 bzw. an dem Sekundärkreis 13 angeschlossenen hydraulischen Verbraucher von beiden Speichern gleichzeitig beaufschlagt werden.

Fällt nun ein Bremskreis, beispielsweise der Bremskreis 9» infolge eines Lecks in der zugehörigen Leitung aus, so spricht das Doppelrückschlagventil 12 sofort an und schließt die Verbindungsleitung 14· Dadurch und durch das in dem Speicherzulauf 8 zu dem nicht von dem Druckausfall betroffenen Speicher 6 angeordnete Rückschlagventil 4 wird nun das vorhandene Druckniveau in dem Bremskreis 10 und dem Sekundärkreis 13 gesichert. Damit ist es möglich, nicht nur die an den primären Bremskreis

10 angeschlossenen Bremsvorrichtungen sondern auch die über den sekundären Kreis 13 versorgten hydraulischen Vorrichtungen zumindest für eine gewisse Zeit zu betätigen, bis durch den mit einer derartigen Betätigung verbundenen Druckmittelverbrauch der Druck in dem verbliebenen System unter die Ansprechgrenze des in der Verbindungsleitung 15 angeordneten Sicherheitsschaltventils

11 gesunken ist. Erst jetzt würde dieses Ventil schließen um nun noch eine Mindestanzahl von Bremsbetätigungen, entsprechend der in dem Speicher 6 gespeicherten Restenergie über den Bremskreis 10 zu gewährleisten.

Entsprechende, lediglich umgekehrte Verhältnisse würden sich ergeben, wenn anstelle des primären Bremskreises 9 der primäre Bremskreis 10 ausfallen würde. Fällt dagegen der Sekundärkreis aus, so wird aus beiden Speichern 5 und 6 soviel Druckmittel ent-

£09835 /061 2

nommen, bis bei der Ansprechgrenze der beiden Sicherheitsschal tventile 11 diese schließen und damit die Verbindungsleitungen 14 und 15 zwischen den Speichern 5 und 6 und dem Sekundärkreis 13 absperren. In diesem Fall wurden die beiden direkt an die Speicher 5 und 6 angeschlossenen primären Bremskreise 9 und 10 lediglich mit einem verringerten Druckniveau betriebsbereit bleiben.

Die genauen Schaltschwellen für den Zuschalt- und Abschaltvorgang der Sicherheitsschaltventile 11 werden durch die Ventilsitzflächen sowie die Federn 22 festgelegt. Insgesamt gesehen ergibt sich mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bei einem verhältnismäßig geringen Bauvolumen und bei geringen Kosten eine hydraulische Anlage, die im Hinblick auf die Sicherheit und Priorität der angeschlossenen hydraulischen Verbraucher die eingangs geschilderten Forderungen voll erfüllt.

409835/0612

Claims (3)

1. Ansprüche

   f 1./hydraulische Schaltungsanordnung zur Druckmittelversorgung von Primärkreise und Sekundärkreise aufweisenden hydraulischen Kreisen aus Druckspeichern, insbesondere zur Versorgung einer aus zwei Bremskreisen und einem weitere hydraulische Verbraucher aufweisenden Kreis bestehenden hydraulischen Anlage von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß den Primärkreisen (9, 10) zugeordnete Speicher (5» 6) vorgesehen sind, die unter Zwischenschaltung jeweils eines bei Unterschreitung eines vorgegebenen Drucks schließenden Sicherheitsschaltventils (11) mit den Sekundärkreisen (13) in Verbindung stehen.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungsleitungen (14> 15) zwischen den Speichern (5, 6) und den Sekundärkreisen (13) jeweils ein dem Sicherheitsschal tventil (11) nachgeschaltetes Rückschlagventil vorgesehen ist, das beim Ausfall des Primärkreises (9» 10) die Verbindungsleitung (14, 15) absperrt.
3. 3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsschaltventile (11) durch federbelastete Kugelsitzventile gebildet werden, bei denen eine Kugel (19) von einem federbelasteten Stößel (20, 22) auf eine den Hydraulikdurchfluß steuernde Durchtrittsöffnung (17) gedrückt wird und wobei die wirksame Druckfläche der Kugel kleiner als die des Stößels ist.

   409835/0612

   4· Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach zwei Seiten wirksames Doppelrückschlagventil (12) vorgesehen ist, das im Bereich der symmetrisch einander gegenüberliegenden Einmündungen der Verbindungsleitungen (14, 15) in den
   Sekundärkreis (13) angeordnet ist.

   409835/061 2

   it .

   L e e r s e 11 e