DE3101922C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Speicherladeventil für einen Druckspeicher und einen mit diesem verbundenen ersten, vor­ rangigen Verbraucher, insbesondere einen Bremskreis, und einen zweiten Verbraucher, insbesondere eine Niveauregelung an einem Kraftfahrzeug mit entsprechenden Anschlüssen und zwei Ven­ tilgliedern in einem Ventilgehäuse, von denen das eine Ventilglied mit einem Kolben vom Druck der Druckmittelquelle über das dem Druck­ speicher vorgeschaltete Rückschlagventil bzw. bei geschlos­ senem Rückschlagventil, vom Druck des Druckspeichers beauf­ schlagt, gegen Federkraft in eine von zwei Schaltstellungen verschiebbar ist und das andere Ventilglied sich in einer Verbindung vom Druckanschluß der Druckmittelquelle zum An­ schluß des zweiten Verbrauchers befindet.

Ein derartiges Speicherladeventil ist aus der DE-OS 26 25 555 bekannt. Bei diesem Speicherladeventil münden der Verbraucher­ anschluß, der Druckanschluß, ein Rücklaufanschluß sowie der Speicheranschluß in eine Ventilkammer, wobei der Druckanschluß und der Rücklaufanschluß, sich diametral gegenüberliegend, in die Ventilkammer einmünden und der Speicheranschluß und der Verbraucheranschluß, sich ebenfalls diametral gegenüberliegend, rechtwinklig zu Druck- und Rücklaufanschluß in die Ventilkammer einmünden. Die Mündungen des Druckanschlusses und des Rücklaufanschlusses sind als Ventilsitze ausgebildet und durch ein Schließglied, das durch eine in der Ventilkammer mit Spiel angeordnete Kugel gebildet ist, verschließbar. Durch den Rücklaufanschluß ragt ein Stößel eines Schaltkolbens. Der Schaltkolben, der in einer zylindrischen Bohrung verschiebbar geführt ist, ragt mit dem dem Stößel entgegengesetzten Ende in eine Druckkammer, während er mit dem stößelseitigen Ende in eine Federkammer ragt und von einer in dieser Federkammer abgestützten Feder in die Druckkammer gedrückt wird. Der Rücklaufanschluß führt von der Ventilkammer zu der Federkammer, von der eine Verbindung zu einem nicht dargestellten Behälter führt.

Ist der Druck in der Druckkammer unterhalb eines bestimmten Schaltdruckes, so ist der Schaltkolben in die Druckkammer verschoben, wobei der Stößel nicht bis zu der als Schließglied dienenden Kugel durch den Rücklaufanschluß ragt. Der am Druckanschluß herrschende Druck beaufschlagt das Schließglied und preßt dieses auf den Ventilsitz des Rücklaufanschlusses, so daß dieser abgesperrt ist. Über die Ventilkammer sind der Verbraucheranschluß und der Speicheranschluß mit dem Druck­ anschluß verbunden, so daß diese vom Druckanschluß her be­ aufschlagt werden. Erreicht der Druck in der Druckkammer den bestimmten Schaltdruck des Schaltventils, so überwindet die auf den Schaltkolben wirkende Druckkraft die entgegengerich­ tete Kraft der Feder und verschiebt den Schaltkolben, so daß der Stößel des Schaltkolbens sofort an dem Schließglied anliegt. Jetzt überwindet der den Schaltkolben beaufschlagende Druck zusätzlich zur Kraft der Feder noch die Druckkraft, mit der das Schließglied auf den Ventilsitz gepreßt ist und hebt das Schließglied vom Ventilsitz ab.

Um bei diesem Ventil bei Erreichen eines bestimmten Schalt­ druckes ein sicheres und schnelles Umschalten von der ersten in die zweite Schaltstellung zu ermöglichen, ist im Rück­ laufanschluß eine Drossel angeordnet.

Zur Steuerung des Zuflusses zu einem zweiten Verbraucher ist bei dem bekannten Speicherladeventil ein Bypassventil vor­ gesehen, das einen in einer Zylinderbohrung verschiebbar angordneten Bypasskolben aufweist, der in Öffnungsrichtung vom Druck der Druckmittelquelle und in Schließrichtung von einer Feder sowie einem Steuerdruck beaufschlagt wird. Das bekannte Speicherladeventil arbeitet zwar zufriedenstellend, ist jedoch im Aufbau relativ aufwendig. Dies ergibt sich unter anderem daraus, daß bei dem bekannten Speicherladeventil der zweite Arbeitskreis eine im Umlaufprinzip arbeitende Servo­ lenkung eines Kraftfahrzeuges sein kann, die Vorrang vor dem Bremskreis hat.

Der Erfindung liegt - ausgehend von dem gattungsgemäßen Speicherladeventil - deshalb die Aufgabe zugrunde, ein im Aufbau vereinfachtes und kostengünstiges Speicherladeventil zu schaffen.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das andere Ventilglied ein als Sitzventil ausgebildeter Kolben­ körper ist, der mit einem Abschnitt größeren Durchmessers in einen erweiterten Gehäuseabschnitt ragt, in den der Druckan­ schluß mündet, wobei die nach vorn weisende Fläche des Abschnitts mit der vorderen, inneren Begrenzungskante des erweiterten Gehäuseabschnitts das Sitzventil bildet, daß der zweite Verbraucher an einen Ringraum vor diesem Sitz angeschlossen ist, wobei der Ringraum einen Durchmesser hat, der größer ist als die Gehäusebohrung für die Kolbenabschnitte dieses Ventil­ gliedes, jedoch kleiner als der Durchmesser des erweiterten Gehäuseabschnittes, und daß das erste Ventilglied, ohne un­ mittelbar selbst eine Leitung zu öffnen oder zu schließen, koaxial zum Kolbenkörper angeordnet ist und diesen nach vorn schiebend dessen Sitzventil gegen eine weitere Federkraft schließen kann, während das erste Ventilglied in der anderen Richtung, d. h. in der Richtung, in der es vom Druckspeicher gegen seine Ventilfeder beaufschlagt ist, mit dem Kolbenkörper mit Spiel mechanisch gekoppelt ist.

Damit wird ein Speicherladeventil, insbesondere für einen Bremskreis mit einem Druckspeicher und mit einem rückwir­ kungsfreien Anschluß für zusätzliche Verbraucher wie z. B. einer Niveauregelung an einem Kraftfahrzeug geschaffen, das vereinfacht im Aufbau ist und preisgünstig hergestellt werden kann.

Des weiteren ist aus der DE-OS 28 30 291 ein Speicherladeventil bekannt, bei dem das Öffnen des Rücklaufanschlusses bei Beendigung eines Speicherladevorganges nicht schlagartig erfolgt, sondern zunächst bei einem bestimmten Ladedruck das Ventilglied vom Ventilsitz abgehoben wird, so daß bereits ein Teil des von der Pumpe geförderten Druckmittelstroms über die Drosselbohrung zum Behälter abfließen kann. Ist in dieser Betriebsphase die Fördermenge der Pumpe klein, weil die Antriebsdrehzahl gerade niedrig ist oder der zweite Verbraucher auf Durchgang ge­ schaltet ist, so kann das Speicherladeventil in dieser Zwischenstellung hängenbleiben und eine Betriebsstörung ver­ ursachen.

Bei dem erfindungsgemäßen Speicherladeventil ist eine solche indifferente Schaltstellung nicht möglich. Der Ventildurchgang zum zweiten Verbraucher ist während des gesamten Speicher­ ladevorgangs geschlossen und wird zuverlässig schlagartig geöffnet, da sich beim Öffnen die Druckbeaufschlagung der hydraulischen Wirkflächen sprunghaft ändert.

Da der bei einem Ausführungsbeispiel der DE-OS 28 30 291 vorgesehene zweite Verbraucher, eine Servolenkung, parallel zum Speicherladeventil angeordnet ist, kann er das Schalt­ verhalten des Speicherladeventils nicht beeinflussen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schaltkolben einen mittleren kegelstumpf­ förmigen Abschnitt aufweist, dessen Kegelfläche die Sitzfläche und dessen Grundfläche die andere Druckfläche bildet. Damit wird ein besonders einfacher und gedrängter Aufbau des Speicherladeventils erreicht.

Eine einfache Verbindungsmöglichkeit der beiden Kolben ergibt sich gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dadurch, daß zur losen Koppelung des Kolbenkörpers mit dem weiteren Kolben eine Stange vorgesehen ist, die in Längs­ bohrungen der Kolben eingesetzt ist, so daß die Kolben darauf verschiebbar angeordnet sind, und die Stange Anschläge für die Kolben aufweist. Um den Kolbenkörper schnell in seine offene Stellung zu bringen, ist er in die offene Stellung vom Druck einer Feder belastet.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sehen außerdem vor, daß der Druckanschluß mit dem Druckspeicheranschluß über eine Leitung verbunden ist, in der ein Rückschlagventil angeordnet ist, und daß von einer die Druckversorgungsquelle mit dem Druckanschluß verbindenden Leitung eine Zweigleitung über ein Druckbegrenzungsventil zu einem drucklosen Behälter führt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert, das in der Zeichung schematisch dargestellt ist.

Das in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellte Speicher­ ladeventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2 auf, welches einen Druckanschluß 3, einen Verbraucheranschluß 4 und einen Druck­ speicheranschluß 5 besitzt.

Das Ventilgehäuse 2 weist eine erste Bohrung 6 mit einem Durchmesser d ₁ auf, in der ein Kolbenkörper 7 axial verschieb­ bar geführt ist. Der Kolbenkörper 7 besitzt zwei Endabschnitte 8 und 9, die einen an den Durchmesser d ₁ angepaßten Durch­ messer aufweisen und einen mittleren Abschnitt 10 mit kegel­ stumpfförmigem Querschnitt, der zwei Druckflächen 11 und 12 aufweist. Der mittlere Abschnitt 10 ist in einer stufenför­ migen Erweiterung 13 des Ventilgehäuses 2 angeordnet, die einen ersten Abschnitt 14 mit einem Durchmesser d ₂, der größer als der Durchmesser d ₁ ist, aufweist und einen zweiten Ab­ schnitt 15, dessen Durchmesser gegenüber dem des ersten Abschnittes 14 vergrößert ist, um den Teil des mittleren Abschnittes 10 des Kolbenkörpers 7 mit dem größeren Durchmesser aufzunehmen. Der stufenförmige Übergang 16 vom ersten Abschnitt 14 zum zweiten Abschnitt 15 bildet einen (nicht näher dargestellten) Ventil­ sitz für die kegelige Druckfläche 11 des mittleren Abschnittes 10 des Kolbenkörpers 7.

Im Ventilgehäuse 2 ist ein weiterer Kolben 17 verschiebbar angeordnet. Dieser ist gestuft ausgeführt und weist einen ersten Abschnitt 18 auf, der im Durchmesser dem Durchmesser d ₁ der ersten Bohrung 6 angepaßt ist und der von dieser Bohrung 6 geführt wird. Ein zweiter Abschnitt 19 des Kolbens 17 weist einen gegenüber dem Durchmesser d ₁ vergrößerten Durchmesser auf und gleitet in einer zweiten Bohrung 20 mit einem ent­ sprechenden Durchmesser d ₂.

In der gezeigten Stellung haben die einander gegenüberlie­ genden Stirnflächen 21 und 22 der Kolben 7 und 17 einen Abstand H. Die Kolben 7 und 17 sind mittels einer Stange 23 lose miteinander gekoppelt. Die Stange 23 weist Anschläge 24 und 25 auf, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der der Länge der beiden Kolben 7 und 17 sowie dem Abstand H _y entspricht. Die Stange 23 ist in zentralen Längsbohrungen 26 und 27 in den Kolben 7 und 17 geführt. An den einander ent­ gegengesetzten Stirnflächen 28 und 29 der Kolben 7 und 17 liegen Druckfedern 30 und 31 mit ihren einen Enden an, die sich mit ihren anderen Enden an den Enden der Bohrungen 6 und 20 abstützen.

In den ersten Abschnitt 14 der stufenförmigen Erweiterung 13 mündet der Verbraucheranschluß 4, der über eine Leitung 3 mit einer nicht näher dargestellten Niveauregelung 33 verbunden ist. In den zweiten Abschnitt 15 der stufenförmigen Erwei­ terung 13 mündet der Druckanschluß 3, der über eine Leitung 34 mit der Druckversorgungsquelle 35 verbunden ist. Von der Leitung 34 geht eine Zweigleitung 36 ab, die über ein Druck­ begrenzungsventil 37 zu einem drucklosen Behälter 38 führt. Der Druckspeicheranschluß 5 mündet in eine Erweiterung 39 am Übergang von der Bohrung 6 zur Bohrung 20 im Bereich des Kolbens 17. Vom Druckspeicheranschluß 5 führt eine Leitung 40 zum Druckspeicher 41. Von der Leitung 40 geht eine Zweig­ leitung 42 ab, die zu einem nicht näher dargestellten Brems­ kraftverstärker 43 führt. Der Druckversorgungsanschluß 3 bzw. die Leitung 34 ist über eine Leitung 44, in die ein Rück­ schlagventil 45 geschaltet ist, mit dem Druckspeicheranschluß 5 bzw. der Leitung 40 verbunden.

Die Arbeitsweise des dargestellten Speicherladeventils 1 ist nachfolgend beschrieben:

Das Speicherventil 1 hat zwei stabile Endstellungen, deren eine in der Figur dargestellt ist. Ausgehend von dieser Endstellung wird bei einem Sinken des Druckniveaus im Druck­ speicher 41 der Kolben 17 von der Druckfeder 31 nach links verschoben und trifft mit seiner Stirnfläche 22 nach Durch­ laufen des Abstandes H _y , mit dem die Hysterese zwischen dem oberen und unteren Schaltpunkt des Druckspeichers 41 ein­ stellbar ist, gegen die gegenüberliegende Stirnfläche 21 des Kolbenkörpers 7. Der Kolbenkörper 7 wird im folgenden vom Kolben 17 mitgenommen, wodurch seine Sitzfläche 11 gegen die entsprechende Sitzfläche am Übergang vom Abschnitt 14 zum Abschnitt 15 des Ventilgehäuses bewegt wird. Kommt dabei das Sitzventil des Kolbenkörpers 7 in Drosselstellung (Ringfläche d ₂ - d ₁), so entsteht infolge der sich vermindernden wirksamen Fläche eine Druckdifferenz, die die Bewegung in Schließrich­ tung unterstützt. Das Umschalten erfolgt dadurch mit einem Schnappeffekt (Flip-Flop).

Verschließt der Kolbenkörper 7 die Verbindung zwischen dem Druckanschluß 3 und dem Verbraucheranschluß 4, so wird der Druckspeicher 41 über das parallelgeschaltete Rückschlag­ ventil 45 geladen.

Der steigende Speicherdruck wirkt auf die von der Stufe des Kolbens 17 gebildete Ringfläche 46 (Ringfläche d ₃ - d ₁) entgegen der Kraft der Druckfeder 31 und der Kraft auf den linken Kolbenkörper 7, die sich ergibt aus der Ringfläche d ₂ - d ₁ an der Fläche 12 mal dem Speicherdruck.

Ist der Schaltdruck erreicht, wird der Kolbenkörper 7 plötz­ lich nach rechts gerissen. Da jetzt die Ringfläche d ₂ - d ₁ an der Kegelfläche 11 drucklos ist, ergibt sich ein Übergewicht der Kräfte nach rechts, was somit wieder zu einer stabilen Lage der Kolben 7 und 17 führt. Diese Bewegung wird von der im Verhältnis zur Druckfeder 31 schwachen Druckfeder 30 unter­ stützt.

Claims (5)

1. Speicherladeventil für einen Druckspeicher und einen mit diesem verbundenen ersten, vorrangigen Verbraucher, insbe­ sondere einen Bremskreis, und einen zweiten Verbraucher, insbesondere eine Niveauregelung an einem Kraftfahrzeug, mit ent­ sprechenden Anschlüssen und zwei Ventilgliedern in einem Ventil­ gehäuse, von denen das eine Ventilglied mit seinem Kolben vom Druck der Druckmittelquelle über das dem Druckspeicher vorgeschaltete Rückschlagventil bzw. bei geschlossenem Rückschlagventil, vom Druck des Druckspeichers beaufschlagt, gegen Federkraft in eine von zwei Schaltstellungen verschiebbar ist und das andere Ventilglied sich in einer Verbindung vom Druckanschluß der Druckmittelquelle zum Anschluß des zweiten Verbrauchers be­ findet, dadurch gekennzeichnet,
daß das andere Ventilglied ein als Sitzventil ausgebildeter Kolbenkörper (7) ist, der mit einem Abschnitt (10) größeren Durchmessers in einen erweiter­ ten Gehäuseabschnitt (15) ragt, in den der Druckanschluß (3) mündet, wobei die nach vorn weisende Fläche (11) des Ab­ schnitts (10) mit der vorderen, inneren Begrenzungskante (16) des erweiterten Gehäuseabschnitts (15) das Sitzventil bildet,
daß der zweite Verbraucher (33) an einen Ringraum (13) vor diesem Sitz angeschlossen ist, wobei der Ringraum (13) einen Durch­ messer (d ₂) hat, der größer ist als die Gehäusebohrung (6) für die Kolbenabschnitte (8, 9) dieses Ventilgliedes, jedoch kleiner als der Durchmesser des erweiterten Gehäuseabschnittes (15), und
daß das erste Ventilglied (17), ohne unmittelbar selbst eine Leitung zu öffnen oder zu schließen, koaxial zum Kolben­ körper (7) angeordnet ist und diesen nach vorn schiebend dessen Sitzventil gegen eine weitere Federkraft (30) schließen kann, während das erste Ventilglied (17) in der anderen Richtung, d. h. in der Richtung, in der es vom Druckspeicher (41) gegen seine Ventilfeder (31) beaufschlagt ist, mit dem Kolben­ körper (7) mit Spiel (Hy) mechanisch gekoppelt ist.

2. Speicherladeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkörper (7) einen mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitt (10) aufweist, dessen Kegelfläche (11) die Sitz­ fläche und dessen Grundfläche (12) die andere Druckfläche bildet.

3. Speicherladeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur losen Koppelung des Kolbenkörpers (7) mit dem weiteren Kolben (17) eine Stange (23) vorgesehen ist, die in Längsbohrungen (26, 27) der Kolben (7, 17) eingesetzt ist, so daß die Kolben (7, 17) darauf verschiebbar angeordnet sind, und die Stange (23) Anschläge (24, 25) für die Kolben (7, 17) aufweist.

4. Speicherladeventil nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckanschluß (3) mit dem Druckspeicheranschluß (5) über eine Leitung (44) verbunden ist, in der ein Rückschlagventil (45) angeordnet ist.

5. Speicherladeventil nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß von einer die Druckversorgungs­ quelle (35) mit dem Druckanschluß (3) verbindenden Leitung (34) eine Zweigleitung (36) über ein Druckbegrenzungsventil (37) zu einem drucklosen Behälter (38) führt.