DE2419010B2

DE2419010B2 - Ventilanordnung fuer eine fahrzeug- hydraulikanlage

Info

Publication number: DE2419010B2
Application number: DE19742419010
Authority: DE
Inventors: Philip Augustus Solihull West Midlands Taft (Großbritannien)
Original assignee: Girling Ltd, Birmingham, West Midlands (Großbritannien)
Priority date: 1973-04-24
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1977-11-03
Also published as: JPS5030121A; DE2419010A1; JPS5517867B2; GB1463296A; US4076036A

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für eine Fahrzeug-Hydraulikanlage, die von einer Pumpe

gespeist ist und die Linen zur Druckmittelversorgung eines Bremskreises dienenden hydraulischen Druckspeieher sowie ein Servo-Lenkgetriebe aufweist, welche Ventilanordnung ein Rückschlagventil umfaßt, über das die Pumpe mit der Druckkammer des Druck-Speichers verbunden ist, und ferner ein Steuerventil aufweist, das in Abhängigkeit vom Druck in der Druckkammer des Druckspeichers eine Verbindung zwischen einem mit der Pumpe verbundenen Einlaßkanal und einem zum Servo-Lenkgetriebe führenden

*5 Auslaßkanal steuert.

Bei einer bekannten Ventilanordnung der beschriebenen Gattung (DT-OS 2 229292) mündet der Auslaßkanal in eine Bohrung, an deren Ende eine Kammer ausgebildet ist, in die der Einlaßkanal mün-

det. In der Bohrung arbeitet ein als Verschlußglied für den Auslaßkanal dienender Schaft eines Kolbens, der wiederum in einem Sackloch eines weiteren Kolbens arbeitet, der die Druckkammer des Druckspeichers begrenzt. Der Hub des Schaftes ist sowohl an

die Verschiebung des zugehörigen Kolbens relativ zu dem weiteren Kolben als auch an die Bewegung des weiteren Kolbens in der Druckkammer gekoppelt, was Sorgfalt bei der Dimensionierung der genannten Bauteile erfordert. Des weiteren bewegt sich der Schaft bei ungenügendem Druck in der Druckkammer so weit in die Bohrung hinein, daß der Auslaßkanai verschlossen ist, so daß Druckmittel zum Betätigen der Lenkung nur dann verfügbar ist, wenn in der Druckkammer ein genügender Druck herrscht; während des Ladens des Druckspeichers steht somit kein Druckmittel zum Unterstützen der Lenkung zur Verfügung.

Aus der DT-OS 2003554 ist eine Ventilanordnung bekannt, bei der ein Druckspeicher nur durch eine in einen Ventilkörper ausgebildete Drosselöffnung hindurch geladen werden kann. Dies führt dazu, daC das Laden des Druckspeichers einerseits lange daueri und die Pumpe andererseits wegen der Drosselöffnung stark belastet wird, da sie ständig die von einei Feder auf den Ventilkörper aufgebrachte Kraft überwinden muß. Die Pumpe läuft somit ständig untei Last, wodurch ihre Lebensdauer verkürzt ist. Insge samt ist diese bekannte Ventilanordnung relativ korn pliziert aufgebaut, da sie ein Steuerventil und zwe Rückschlagventile aufweist, wobei eines der Rück schlagventile ein Kugelventil mit einem Kolben zu Betätigung der Kugel ist, der in Öffnungsrichtung de Ventils entgegen der Kraft einer vorgespannten Fede über eine Membran vom Druck in der Druckkamme eines Druckspeichers beaufschlagt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eiir Ventilanordnung der eingangs beschriebenen Gat tung, d. h. eine Ventilanordnung, bei der insbesonder

24 19 Ol

Druckspeicher bei ungenügendem Druck schnell ^Jeri Glichst verlustlos geladen werden kann, derart ^U „bilden, daß bei einfachem Aufbau auch wäh^weltfj^Z L adens des Druckspeicher-, Druckmittel für ¹T cervo-Lenkung zur Verfügung steht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

^|öst' ^ steuerventil als Sitzventil ausgebildet ist, lessen Verschlußglied starr mit einem in einer Bohrung verschiebbar geführten Kolben verbunden ist, wobei die Bohrung einerseits in die Druckkammer des Druckspeichers und andereres in eine mit dem Auslaßkanal verbundene Auslaßkammer mündet;

der Kolben in an sich bekannter Weise in Offnunesrichtung für das Steuerventil entgegen der Kraft einer vorgespannten Federanordnung vom Druck in der Druckkammer des Druckspeichers beaufschlagt ist;

Ventilsitz an der auslaßkammerseitigen Bohrung vorgesehen ist;

die Bohrung zwischen dem

kanaH g

Am Ventilsitz mündet und

_R ^UdefeSun_gsgSen Ventilanordnung ge ^BC^kUtel ähnlich wie bei der Ventilan

langt das

OS 2229292 bei ungenügeneinmal geöffnet ist, sicher geöffnet bleibt.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsfarm uer Ventilanordnung zeichnet sich dadurch aus, dali -las vom Kolben abgewandte Ende des VcrschluUgliedes in einer Hülse dichtend geführt ist, die in einer an die Auslaßkammer anschließenden Ausnehmung aD-gedichtet verschiebbar geführt ist und die entgegen der Kraft einer Feder vom Druck in der Auslaßkammer in Öffnungsrichtung des Steuerventils beaui- « schlagt ist und die ferner bei einer Bewegung entgegen der Kraft der Feder das Verschlußglied über einen Anschlag mitnimmt. Bei dieser Ausfuhrungsform is durch die Kraft der Feder der Druck im AuslaßWana bestimmbar, bei dem das Steuerventil in Tätigkeit «5 tritt. Die Hülse hält das Steuerventil zwangsläufig geöffnet und schützt die Lenkung gegen Auswirkungen etwaiger Bewegungen des Kolbens, be.sp.elswe.se ,„-folge von Erschütterungen.

Bevorzugt ist die vom Ventilsitz begrenzte Hache

.o kleiner als die vom Einlalidruck beaufschlagte Hache

des Kolbens. Damit wird erreicht, daß de. D.uck η

der Druckkammer, bei der das Steuerventil schließ,

kleiner ist als der Druck, bei dem das Steuerventil

as ^rtff^te..hafterweise ,st die den Kolben belastende Federanordnung von einer in der Druckkammer des Druckspeicher angeordneten Feder gebildet. Dd durch ist die Feder dort angeordnet, wo ohnehin Platz

Mmm

form ist in der Herstellung und im Zusammenbau

en Ausbildung sehr präzise und schnell Wah- nung. Ventilanordnung weist

h genügend Druckm.tttl zur Verfugung. g*rito >» ⁸ _Dkihr_s 2 artx-ilci «in KoI-

noch genügend

dureh den mi. kleine^ _Jo ^'4 ^r »n«i "m äu,Le„ Ende „„, üa.Uruek ^,

^4 ^r »n«i m äu,Le„ ^

Druckspeicher jeweils sicher bis auf einen vorbe- 55 det Simmten Druck aufgeladen wird, woraufhin das Steu- D

Ue

_radia, _vcrlaute„-_{Hochdruck m}p_C

⁶⁰

^t das vom Kolben abgewandte Ende ^^^JS^ _c,ne axiale Bohrung ßgliedes in einer an d.e Auslaßkarnmer Dei binlat^k Druckkammer 5 führt und

SchSßendc^ Ausnehmung *g^«g*£ _6s t_c i^m AuinalSegehäusc für ein D.chtg.ied^O^erwobei das Verschlußglied e.ne vom Druck η der Aus »5 ™ Bohrung 9 führt mit einem im Durch-

T in Öffnungsrichtung beau schlagte^w.rk- weiter ^.^^ *^_ηη _Endabi,ch,,tt in eine

^^^^^ Auslaßkammen^dieübere.nenAuslaßkanalOan

cine Fahrzeug-Servolenkeinrichtung ansehließbar ist. Ein zweiter Auslaßkanal 14 im Gehäuse 1 führt in die Druckkammer 5 und ist an einen Fahrzeug-Bremskreis anschließbar.

Ein in der Axialbohrung 9 arbeitender, rohrförmiger Kolben 16 umschließt einen Schaft 15. Der Kolben 16 liegt am Dichtglied 10 an. Das äußere Ende des Schaftes 15 trägt ein das Steuerventil bildendes Vcrsehlußglied 17, das an einen Ventilsitz 11 am Ende des Bohrungsabschnittes zur Anlage bringbar ist. Das äußere Ende des Verschlußglicdes 17 ist gegen eine Ausnehmung 18 abgedichtet, die in einem zum Verschließen der Auslaßkammer 12 in das Gehäuse 1 eingeschraubten Stopfen 19 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 18 ist ins Freie entlüftet. Der volle Durchmesser des Verschlußgliedes 17 ist größer als der Durchmesser der axialen Bohrung 9. Der Einlaßkanal 6 ist mit der Auslaßkammer 12 über einen Anzapfkanal 20 verbunden, durch den die Lenkeinrichtung selbst bei geschlossenem Steuerventil 17, 21 ständig Druckmittel erhält. Die Abmessungen des Anzapfkanals 20 sind jedoch so gewählt, daß die Unterdrucksetzung der Druckkammer 5 Vorrang vor der Lenkeinrichtung hat.

Eine zwischen den Enden des Schaftes 15 vorhandene Schulter 21 liegt am äußeren Ende des den Kolben 16 bildenden Rohres an. Das innere Ende des Rohres ist mit einer Hülse 22 aus Kautschuk oder Kunststoff gegen den Schaft 15 abgedichtet. Eine erste Federabstützung in Gestalt einer Lochplatte ist in der Druckkammer 5 angeordnet und mit Spiel auf das Rohr aufgeschoben. Die Federabstützung 23 dient auch dazu, das Kugelrückschlagventil 8 in der Eweiterung am Ende des Kanals 7 zu halten. Eine zweite Federabstützung 24 von zylinderhut-ähnlicher Gestalt ist am inneren Ende des Schaftes 15 mit einem Federring 25 gehalten, der dazu dient, das Rohr in Anlage an der Schulter 21 des Schaftes 15 zu halten. Eine zwischen den beiden Federabstützungen angeordnete Feder 26 drängt den Schaft 15 nach innen, um das Verschlußglicd 17 in Anlage an seinem Sitz zu halten. Während des Zusammenbaues wird der Schaft 15 vom äußeren Ende her durch die Bohrung 9 hindurchgeschoben, sodann wird das Rohr auf den Schaft 15 aufgeschoben, die Hülse 22 am Rohr angebracht und die erste Federabstützung über das Rohr geschoben. Sodann wird die Feder 26 eingesetzt und die zweite Federabstützung 24 mit dem Federring 25 fixiert.

Die Arbeitsweise ist wie folgt:

Druckmittel im Einlaßkanal 6 und im Kanal 7 öffnet das Kugelrückschlagventil 8 und setzt die Druckkammer 5 unter Druck, wobei der Kolben 4 nach rechts bewegt wird. Gleichzeitig dringt über den Anzapfkanal 20 Druckmittel in die Auslaßkammer 12 ein. Wenn der Druck in der Druckkammer 5 ansteigt, herrscht in dieser und in der Bohrung 9 der gleiche Druck. Die Fläche des inneren Endes des Schaftes 15 und des Rohres, zusammen mit der ringförmigen Fläche des Verschlußglicdes 17, bietet dem Druckmittel eine größere Angriffsfläche als die in der Bohrung 9 liegende ringförmige Fläche am äußeren Ende des Rohres, infolge des Druckmitteldruckes ist daher eine Kraft wirksam, die das Bestreben hat, das Steuerventil 17. 21 zu öffnen. Die Feder 26 ist ausreichend stark, diese Kraft zu überwinden und das Steuerventil zunächst geschlossen zu halten.

Der ansteigende Druck erreicht einen vorbestimmten Wert, bei dem die Druckkraft des Druckmittels, die das Bestreben hat, das Steuerventil 17, 21 zu öffnen, durch die Kraft der Feder 26 im Gleichgewicht gehalten ist. Sobald der Druck diesen vorbestimmten Wert überschreitet, öffnet sich das Steuerventil, so daß unter Druck stehendes Druckmittel zur Lenkeinrichtung strömen kann. Sofort bei Öffnen des Ventils wird die Bohrung 9 druckcntlastct, während der Druck in der Druckkammer 5 durch das Kugelrückschlagventil 8 zurückgehalten wird, das jeglichen Rückstrom aus der Druckkammer 5 in den Einlaßkanal 6 verhindert. Zwischen entgegengesetzten Stirnflächen des Schaftes 15 und des Rohres bildet sich ein Druckunterschied aus. Auf den Schaft und das Rohr ist eine Kraft wirksam, die wesentlich größer ist als die ihr ¹S entgegenwirkende Kraft der Feder 26. Das Steuerventil 17,21 öffnet sich daher rasch, sobald der vorbestimmte Druckwert erreicht ist, und wird sich vollständig öffnen, ohne daß der Druck auf einen Wert ansteigt, der wesentlich über dem vorbestimmten Druck liegt.

Soll die Lenkeinrichtung betätigt werden, setzt der Rückdruck aus der Lenkeinrichtung die Auslaßkammer 12 unter Druck. Da die Fläche des Verschlußgliedes 17 größer ist als die der Schalter 21, verstärkt ^a5 sich die Kraft, die das Bestreben hat, das Ventil geöffnet zu halten.

Wird zur Bremsbetätigung unter Druck stehendes Druckmittel über den Auslaßkanal 14 aus der Druckkammer 5 entnommen, fällt der Druck in der Druckkammer 5 ab. Sobald dieser Druck einen zweiten vorbestimmten Wert unterschreitet, schließt sich das Steuerventil 17, 21 wieder, und dem Aggregat zugeführtes Druckmittel wird wieder in die Druckkammer 5 geleitet. Der Schließdruck ist niedriger als der Öffnungsdruck, da die Sitzfläche des Steuerventils kleiner ist als die Druck in der Bohrung 9 ausgesetzte Fläche des Kolbens.

Die in Fig. 2 gezeigte Ventilanordnung ist der in Fig. 1 dargestellten ähnlich. Der Hauptunterschied zwischen beiden Ausbildungsformen besteht darin, daß das Verschlußglied 17 nunmehr gegen eine Hülse 30 abgedichtet ist, welche ihrerseits in die Auslaßkammer 12 eingesetzt und gegen diese abgedichtet ist. Das Verschlußglied weist einen vergrößerten Kopf 31 auf, der als Anschlag für die Hülse 30 dient. Der nahe dem Ventilsitz liegende Hülsenteil ist geschlitzt, um Strömung zwischen der Bohrung 9 und dem Auslaßkanal 13 zuzulassen. Die Hülse 30 ist in der Auslaßkammer mil: einer Kappe 32 festgehalten, auf die eine in einer Abdeckplatte 34 aufgenommene Fedci 33 wirkt. Die Arbeitsweise des Steuerventils isf die gleiche wie zuvor beschriebene, mit Ausnahme, wenr bei Betätigen der Lenkeinrichtung ein Druckanstieg in der Auslaßkammer hervorgerufen wird. Die HüIsl kommt dann am Kopf 31 des Verschlußglicdes mn zur Anlage, wenn der Druckanstieg groß genug ist die Kraft der Feder 33 zu überwinden. Dadurch is dann der Auslaßkammer-Druck bestimmt, bei den das Ventil in Tätigkeit tritt. Auf diese Weise hält dii Hülse zwangsläufig das Ventil geöffnet und schütz die Lenkeinrichtung gegen Auswirkungen etwaige Bewegung des Kolbens infolge Erschütterung ode aus anderen Gründen. Soll die Lenkeinrichtung Ix geschlossenem Ventil betätigt werden, dann hat au die Hülse wirkender Druck das Bestreben, das Vent zu öffnen.

Oberhalb der Auslaßkammer 12 befindet sich zw sehen dieser und dem Auslaßkanal 14 ein von Hau

betiitigbares lintlastungsventil 35. Sobald das BediciHingsteil 36 losgeschraubt wird, hebt der Druck im Druckspeicher die Kugel 35 von ihrem Sit/, ab und wird durch den Lenkkreis zum Behälter hin abgebaut. Dadurch ist es möglich, die Ventilanordnung zu Wartungszwecken gefaiii los auseinanderzunehmen.

Iiine weitere Abwandlung betrifft die Federabstützungen 23 und 24. Die Feder 26 stützt sich hier am Gehäuse 1 und an einer Platte 37 am linde des Schal-

tcs 15 ab. Das Rückselilagventil 8 ist von einem Teil 38 festgehalten, das von einer gesonderten, konzentrisch angeordneten leder 39 in Stellung gehalten ist die sich ebenfalls an der !Malte 37 abstützt.

Durch Betätigen des Ventils wird die VentilplatU 37 in Richtung auf das Rückschlagventil 8 verstell und hält dieses in Anlage an seinem Sitz 40. Dadurcl ist weitere Druckmittclstiömung in den Druckspci eher verhindert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

709 544,

Claims

Patentansprüche:

1. Ventilanordnung für eine Fahrzeug-Hydraulikanlage, die von einer Pumpe gespeist ist und die einen zur Druckmittelversorgung eines Bremskreises dienenden hydraulischen Druckspeicher sowie ein Servo-Lenkgetriebe aufweist, welche Ventilanordnung ein Rückschlagventil umfaßt, über das die Pumpe mit der Druckkammer des Druckspeichers verbunden ist, und ferner ein Steuerventil aufweist, das in Abhängigkeit vom Druck im Druckraum des Druckspe ichers eine Verbindung zwischen einem mit der Pumpe verbundenen Einlaßkanal und einem zum Servo-Lenkgetriebe führenden Auslaßkanal steuert, gekenn ze ich η et durch folgende Merkmale:

a) das Steuerventil ist als Sitzventil ausgebildet, dessen Verschlußglied (17) starr mit einem in einer Bohrung (9) verschiebbar geführten Kolben (16) verbunden ist, wobei die Bohrung einerseits in die Druckkammer (5) des Druckspeichers (2) und andererseits in eine mit dem Auslaßkanal (13) verbundene Auslaßkammer (12) mündet;

b) der Kolben (16) ist in an sich bekannter Weise in Öffnungsrichtung für das Steuerventil entgegen der Kraft einer vorgespannten Federanordnung (26; 26, 39) vom Druck in der Druckkammer (5) des Druckspeichers (2) beaufschlagt;

c) der Ventilsitz (11) ist an der auslaßkammerseitigen Mündung der Bohrung (9) vorgesehen;

d) der Einlaßkanal (6) mündet in die Bohrung (9) zwischen dem Kolben (16) und dem Ventilsitz (11);

e) der Einlaßkanal (6) ist über einen Anzapfkanal (20) mit der Auslaßkammer (12) verbunden.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Kolben (16) abgewandte Ende des Verschlußgliedes (17) in einer an die Auslaßkammer (12) anschließenden Ausnehmung (18) abgedichtet geführt ist, wobei das Verschlußglied eine vom Druck in der Auslaßkammer in Öffnungsrichtung beaufschlagte wirksame Fläche aufweist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Kolben (16) abgewandte Ende des Verschlußgliedes (17) in einer Hülse (30) dichtend geführt ist, die in einer an die Auslaßkammer (12) anschließenden Ausnehmung abgedichtet verschiebbar geführt ist und die entgegen der Kraft einer Feder (33) vom Druck in der Auslaßkammer (12) in Öffnungsrichtung des Steuerventils beaufschlagt ist und die ferner bei einer Bewegung entgegen der Kraft der Feder (33) das Verschlußglied (17) über einen Anschlag (Kopf 31) mitnimmt.

4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Ventilsitz (11) begrenzte Querschnittsfläche kleiner ist als die vom Einiaßdi uek beaufschlagte Fiä ehe des Kolbens (16).

5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kolben (16) belastende Federanordnung von einer in der Druckkammer (5) des Druckspeichers (2) angeordneten Feder (26) gebildet ist.

6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) ein Rohr ist, das einen mit dem Verschlußglied (17) verbundenen Schaft (15) umschließt.