DE2626371A1 - Druckregulierungsvorrichtung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. A. Spalthoff 43 essen ι, den

Patentanwalt Pelmanstraße 31

Postschließfach 1533 Telefon (02141) 772008

^AktenNr- 22 521

in der Antwort bitte angeben

CLAYTON DEWANDRE CO. LTD. Titanic Works, Lincoln, England

Druckregulierungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Druckregulierungsvorrichtung bzw. eine Entlastungsvorrichtung für hydraulische Pumpen, wie sie in hydraulischen Bremssystemen von Fahrzeugen benutzt werden, und insbesondere eine Druckregulierungsvorrichtung, bei welcher ein federbelasteter Kolben in einer Führung bewegbar ist und ansprechend auf den Pumpenförderdruck verschoben wird, wenn der Förderdruck einen vorher festgelegten Wert erreicht und die Ventileinrichtung betätigt, um die weitere Fluidzuführung zu der Pumpe zu unterbrechen. Solche Druckregulierungsvorrichtungen haben gewöhnlich elastomere Dichtungen an dem Kolben oder in der Bohrung, in welcher der Kolben geführt ist, um ein Entweichen von Fluid längs der Kolbenführung zu verhindern und um so den Unterbrechungs- bzw. Abschaltdruck aufrechtzuerhalten. Solche Dichtungen führen jedoch nicht nur zu Schwierigkeiten in der Wartung bei Hochtemperatursystemen, sondern ergeben auch eine statische Reibung und eine Gleitreibung, wodurch die Hysterese des Systems erhöht wird und sich eine wesentliche Druckdifferenz bzw. ein bedeutendes Druckband zwischen dem Einschalt- und Ausschaltdruck der der Entlastungs- bzw. Regulierungsvorrichtung ergibt.

609852/0330

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Druckregulierungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in der Lage ist, den Druck in dem System über einen Zeitraum aufrechtzuerhalten, ohne daß elastomere Bohrungsdichtungen erforderlich sind, so daß der Betrieb und die Wartung vereinfacht und die Hysterese bzw. die Nachwirkungen des Systems verringert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Sitzflächenventilelement vorgesehen, das, wenn der Kolben durch den Pumpenförderdruck verschoben wird, so wirkt, daß die Fluidzuführung zu der zugeordneten Pumpe unterbrochen wird, wobei weitere Ventileinrichtungen vorgesehen sind, die wirksam werden, wenn die Pumpe eingeschaltet ist, um die Bohrung durch die Kolbenführung bzw. über die Kolbenführung abzudichten. Die weiteren Ventileinrichtungen können ein Kugelventilelement an dem Ende des Kolbens sein, das auf den Pumpenförderdruck anspricht, wobei dieses Element mit einem ortsfesten Sitz zusammenwirkt, um den Kanal von der Pumpenförderleitung zu schließen. Es kann auch eine zusätzliche Dichtungsfläche an dem Sitzflächenventilelement vorgesehen werden, die mit einer Dichtung am Ende der Führungsbohrung zusammenwirkt.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Pumpe mit einer ersten Ausführungsform einer Druckregulierungs- bzw. Entlastungsvorrichtung .

Fig. 2 zeigt in einer Ansicht wie Fig. 1 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung.

609852/0330

Die in Fig. 1 gezeigte Druckregulierungsvorrichtung sitzt an einer Pumpe mit hin- und hergehendem Kolben. Die Vorrichtung ist in einer Kammer 1 im Pumpengehäuse angeordnet und über einen Kanal 2 mit dem Förderende der Pumpe 3 verbunden. Über einen Einlaßanschluß 4 wird beispielsweise aus einem Speicher Fluid zugeführt, das dann über ein Filtersieb 5 und einen Kanal 6 der Kammer 1 zugeführt wird. Die Druckreguliervorrichtung hat eine in der Kammer 1 festgelegte Büchse 7 und einen Kolben 8, der im Gleitsitz in der Büchse angeordnet ist und ein Sitzflachenventilelement 9 trägt, welches mit einem Sitz 1o um eine öffnung 1oa herum so zusammenwirkt, daß der Fluidstrom zwischen der Kammer 1 und einer Federkammer 11 gesteuert wird, die über einen Kanal 12 mit dem Pumpeneingang verbunden ist. Der Kolben 8 wird durch eine Feder 13 vorgespannt, die ihn in eine solche Richtung drückt, daß das Ventilelement 9 von seinem Sitz weggehalten wird. Die Feder sitzt in einem Gehäuse 14, welches in das Pumpengehäuse geschraubt ist, so daß durch Drehen des Gehäuses der Kompressionsgrad der Feder und dadurch die Federvorspannung auf den Kolben reguliert werden kann.

Um die Verwendung von elastomeren Dichtungen am Kolben zu vermeiden, hat der Kanal 2 eine Sackbohrung 2a für die Aufnahme eines Kugelventilelementes 15 mit geringem Spiel, das bei einem Druck, der dem Pumpeneinschaltdruck entspricht oder etwas darunter liegt, durch den Kolben 8 auf einen Sitz gedrückt wird, um den Kanal zu schließen. Dadurch wird gewährleistet, daß der Systemdruck aus diesem Abschnitt der Pumpe auf einem geforderten Pegel über einem Zeitraum gehalten werden kann. Wenn der Pumpenantrieb nach einer Ruhezeit wieder in Eingriff gebracht wird, führt ein Druckaufbau im Kanal 2 dazu, daß das Kugelventil 15 sich vom Sitz abhebt. Dann wirkt der Druckaufbau vorübergehend über dem ganzen Durchmesser der Kugel und verschiebt die Kugel und den Kolben 8 mit der zusätzlichen Kraft, wodurch die Reibung

609852/0330

überwunden wird und das Unterbrechungsventilelement 9 auf seinem Sitz schließt, wodurch ein weiterer Druckfluidstrom zur Pumpvorrichtung unterbrochen wird. Wenn die Bewegung abgeschlossen ist, ist ein Gleichgewicht zwischen der Federkraft und den Druckkräften erreicht, die auf das Kugelventil 15 und den Kolben 8 wirken. Infolge des engeren Spiels und der größeren Länge des Kolbens ergibt sich nahezu der ganze Druckbetrag durch den Druckabfall am Kolben. Die Wirkung des Spiels der Kugel auf die Größenordnung des "stationären" Abschaltdrucks wird vernachlässigbar.

Zur Abdichtung am Sitzflächenventilelement 9 kann gewünschtenfalls ein Elastomerenmaterial ohne irgendwelche nachteiligen Wirkungen verwendet werden, da keine Gleitbewegung vorliegt und der Druck niedrig ist. Die Schließwirkung wird hier durch die Zylinder-"Saugwirkung" oder durch den negativen Druck unterstützt, der durch den Abwärtshub der Pumpe erzeugt wird und auf die relativ große Fläche dieses Ventilelementes wirkt. Die pulsierende Natur dieser Wirkung trägt dazu bei, eine deutlich abgeschnittene und festgelegte Steuerung zu erzielen, ohne daß ein Verweilen in einer "halb-offenen" Drosselstellung gegeben wäre.

Es ist auch möglich, einen leckdichten Sitz für das Kugelventil 15 am gegenüberliegenden Ende seiner Bewegung vorzusehen. Dadurch ist die Vorrichtung in der Lage, auch ohne Leckverlust den ünterbrechungsdruck zu halten. Dies ist für die Mehrzahl der Anwendungsfälle nicht wesentlich, sollte dies jedoch erforderlich sein, kann dies erreicht werden, ohne daß eine extreme Herstellungsgenauigkeit erforderlich ist. Ein gleichzeitiges Schließen des Kugelventils und des ebenen Sitzflächenventils kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß absichtlich eine Federung im Längsabstand der Ventilelemente eingeführt wird.

609852/0330

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform hat insgesamt den Aufbau der Ausführungsform von Fig. 1. Die Vorrichtung ist in der Fluidzuführung zu einer Pumpe angeordnet und spricht auf den Pumpenförderdruck wie vorstehend beschrieben an. Bei der gezeigten Ausführungsform sind jedoch das Kugelventil 15 und sein Sitz weggelassen. Das Sitzflächenventilelement 9a ist doppelt wirkend ausgebildet und wirkt zusätzlich an der anderen Begrenzung seiner Bewegung mit einem Einschaltsitz 16 am Ende der Kolbenführung 7 zusammen, wobei der Sitz 16 gegenüber dem Abschaltsitz 1o angeordnet ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß bei einem Druck, der dem Einschaltdruck entspricht oder begrenzt darunterliegt, die Druckregulierfeder 13 den Kolben 8 in die Richtung drückt, so daß das Ventilelement 9a von dem Abschaltsitz 1o weg und auf den Einschaltsitz 16 bewegt wird, wodurch die Bohrung der Führung 7 abgedichtet wird. Bei dieser Bauweise wirkt der Fluiddruck in dem förderseitig angeschlossenen Kanal 2 direkt auf das Ende des Kolbens.

Mit den beiden vorstehend beschriebenen Bauweisen der Druckregulierungsvorrichtung erhält man eine scharfe und zwangsweise Entlastungs- bzw. Regulierungswirkung, wobei ein Pendeln bzw. Schwanken des Mechanismus vermieden wird. Die zweite Ausführungsform ist zwar einfacher, führt jedoch zu einer größeren Druckreduzierung, bis die Leckabdichtung erreicht wird.

609852/0 330

Claims (5)

1. Druckregulierungsvorrichtung mit einem federbelasteten Kolben, der in einer Führung bewegbar ist und ansprechend auf den Pumpenförderdruck verschiebbar ist, wenn der Förderdruck einen vorher festgelegten Wert erreicht und Ventileinrichtungen zum Unterbrechen der weiteren Fluidzuführung zur Pumpe betätigt, insbesondere für hydraulische Pumpen in hydraulischen Bremssystemen, gekennzeichnet durch ein Sitzflächenventilelement (9, 9a), das, wenn der Kolben (8) durch den Pumpenförderdruck verschoben wird, so wirkt, daß die Fluidzuführung zu der zugeordneten Pumpe unterbrochen wird, und durch weitere Ventileinrichtungen {15, 16), die, wenn die Pumpe eingeschaltet ist, die Bohrung durch die Kolbenführung (7) abdichten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die weitere Ventileinrichtung ein Kugelventilelement (15) ist, das mit einem geringen Spiel in einem Kanal (2a) für das überführen des Pumpenförderdrucks zum Kolben (8) angeordnet ist, und von dem Kolben (8) auf einen Sitz zum Verschließen des Kanals (2a, 2) bei einem Druck gepreßt wird, der dem Pumpeneinschaltdruck entspricht oder begrenzt darunterliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelventilelement (15) auch am gegenüberliegenden Ende seiner Bewegung mit einem weiteren Sitz in Eingriff bringbar ist, um das Abdichten gegenüber dem Ausschaltdruck zu erhöhen.

609852/0330

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Sxtzflachenventilelement (9) von dem Kolben (8) getragen wird und im Längsabstand der beiden Ventilelemente eine Nachgiebigkeit eingeführt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Sxtzflachenventilelement (9a) am Kolben (8) sitzt und in der einen Grenzstellung mit einem Abschaltsitz (1o) zum Unterbrechen der Fluidzufuhr zu der zugeordneten Pumpe und in der anderen Grenzstellung mit einem Einschaltsitz (16) an der Kolbenführung (7) versehen ist, um die Bohrung in der Führung (7) abzudichten.

609852/0 330