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Hydraulische Steuereinrichtung
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen Einrichtungen besteht eines
der Hauptprobleme darin, das sogenannte Festdrosseln des Steuerschiebers des'Stromregelventils
zu verhindern, d.h. dieser darf keine'unerwünschte Zwischenstellung einnehmen. Um
dies zu vermeiden, ist es bekannt, Stufenkolben vorzusehen, die elastisch mit dem
Steuerschieber gekoppelt sind und über Drosselverbindungen angesteuert werden. Diese
Anordnung ist sehr aufwendig und störanfällig, da sich Drosseln-leieht verstopfen
können.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit
den kennieichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegeüber den Vorteil, daß
das Festdrosseln auf einfache Weise zeitlich begrenzt werden kann. Damit wird ein
Ausfall der.Hydraulikanlage vermieden. Die Mittel, mit denen dies erreicht wird,
sind außerordentlich einfach, d.h. es sind keine zusätzlichen Maßnahmen notwendig,
sondern'nur eine geringfügige Abwandlung bisher verwendeter Teile ist erforderlich.
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Zeichnung Ein Ausfhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher'erläutert-. Die Zeichnung
zeigt einen Schnitt durch eine weitgehend schematisch dargestellte hydraulische
Steuereinrichtung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispieles Die hydraulische Steuereinrichtung
weist ein Gehäuse 10 auf, mit einer Zulaufbohrung 11, welche eine Förderleitung
12 angeschlossen ist, in die eine Pumpe 13 aus einem Behälter 14 angesaugtes Druckmittel
fördert. Die Zunaufbohrung 11 mündet in eine Gehäusebohrung 15,' in der ein Stromregelventil
16 angeordnet ist, das einen etwa becherförmig ausgebildeten Steuerschieber 17 aufweist,
an dessen Stirnseite eine erste Drosselbohrung 18 ausgebildet ist, während sich
im Inneren des Schiebers und achsgleich zur Drosselbohrung 18 eine zweite Drosselbohrung
19 mit geringerem Durchflußquerschnitt befindet. Auf den Steuerschieber 17 wirkt
eine Reglerfeder 20 ein. Der Raum im Steuerschieber zwischen den zwei Drosselbohrungen
ist mit 21 bezeichnet, der die Feder aufnehmende Raum mit 22. Die Wandung des Steuerschiebers
ist zwischen den Räumen 21 und 22 durch Querbohrungen 23 durchbrochen.
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An -der Gehäusebohrung 15 sind im Abstand zueinander zwei Ringnuten
24, 25 ausgebildet. In die erste Ringnut 24 mündet eine Bohrung 26, von der eine
Leitung 27 zu einem nicht dargestellten Verbraucher führt. In die Ringnut 25 mündet
eine Bohrung 29, die über ein Rückschlagventil 30 zu einer parallel zur Gehäusebohrung
15 verlaufenden Gehäusebohrung
31 führt, in welche eine achsgleiche
Bohrung 32 mündet, an die eine zu einem Druckspeicher 33 führende Leitung 34 angeschlossen
ist. Parallel an die Leitung 34 ist eine Leitung 35 angeschlossen, in der ein Druckschalter
36 mit nachfolgender Warnlampe 37 angeordnet ist.
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In der Gehäusebohrung 31 ist ein Kolben 39 gelagert, der einen dem
Druckspeicher 33 abgewandten Stößel 40 hat, der mit reichlich Spiel in eine achsgleiche
Bohrung 41 taucht und mit seiner Stirnseite einen kegeligen Ventilkörper 42 berührt,
der wiederum in einer achsgleichen Gehäusebohrung 43 angeordnet ist. Der Übergang
zwischen den Bohrungen 41 und 43 bildet einen Ventilsitz 44, auf den der Ventilkörper,
dann,. wenn sich der Kolben 39 in einer bestimmten Stellung befindet,durch die Kraft
einer Feder 45 gedrückt wird. Von der Bohrung 44 führt. ein Steuerkanal 38 zum Raum
.20.
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Von dem dem Druckspeicher 33 zugewandten Ende der Gehäusebohrung .31
geht eine quer verlaufende Bohrung 47. aus, welche in eine parallel zur Gehäusebohrung
31 verlaufende Gehäusebohrung 48 mündet. In dieser ist ein Ventilkörper 49 geleitend
geführt, der einen kegeligen Ventilkopf 50 hat, welcher in eine Erweiterung 51 der
Bohrung 48 ragt und durch eine dort angeordnete Feder 52 auf den von den beiden
Bohrungsstufen gebildeten Ventilsitz 53 gedrückt wird. Am Ventilkörper 49 ist hinter
dem Ventilkopf 50 eine Ringnut 54 ausgebildet, in deren Bereich die Bohrung 47 mündet,
wenn der Ventilkopf 50 am Ventilsitz 53 anliegt. In' einem anderen Teil der Bohrung
48 ist ein Ventilschieber 56 dicht gleitend gelagert, der eine etwa mittige Ringnut
57 und einen Stößel 56' hat, der dem Ventilkörper 49 zugewandt ist.
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Der rückwärtige Teil des Ventilschiebers liegt in einer Erweiterung
58 der Gehäusebohrung 48. An diesem. Teil ist
ein Sprengring 59
angeordnet, auf den das Ende einer Feder 60 einwirkt, deren anderes Ende an der
Wandung der Erweiterung anliegt und dadurch den Ventilschieber 56 vom Ventilkörper
49 weg drückt. Durch die Feder 60 wird der Ventilschieber 56 an einen Kolben 61
mit wesentlich größerem Durchmesser gedrückt; der in einer achsgleichen Bohrung
62 eines an.das Gehäuse 10 angeflanschten Gehäuseteils 63 dicht gleitend gelagert
ist. In die Bohrung 62 mündet eine Leitung 65, die. von einem Druckgeber 66 ausgeht;
welcher von einem Bremspedal 67 betätigt wird.
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An der Gehäusebohrung 48 sind im Abstand voneinander drei Ringnuten
69, 70, 71 ausgebildet. Die Ringnut 69 liegt im Bereich des Stößels 56'; von ihr
führt eine Bohrung' 72 ans Äußere des Gehäuses, von wo eine Leitung 73 zum Behälter
.14 führt. In die Ringnut 70, die im Bereich der Ringnut 57 des Steuerschiebers
56 li-egt, mündet der Steuerkanal 38. Von der Ringnut 71, die ebenfalls im Bereich
der Ringnut 57 des Ventilschiebers 56 liegt, führt eine Bohrung 75 zum rückwärtigen
Teil der Gehäusebohrung 43 spwie ein Steuerkanal 80 zur Bohrung 72. Von der Erweiterung
51 der Bohrung 48 führt ein Kanal 76 zurück-zur Bohrung 48 und mündet dort vor der
Ringnut 69. Von der Erweiterung 51 führt ausserdem eine Leitung 77 zu einem Betätigungszylinder
78 einer Bremseinrichtung. Die Erweiterung 58 ist über eine Bohrung 79 zum Behälter
entlastet.
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Die hydraulische Steuereinrichtung arbeitet wie folgt: Wenn die Pumpe
13 Druckmittel zur Gehäusebohrung 15 fördert, wird der Steuerschieber 17 beaufschlagt.
Druckmittel strömt über die Drosselbohrung 18 in den Raum 21. Ist der Druckspeicher
33 leer, so wird dieser primär bedient.
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DruckmitteL fließt dann über die Querbohrung 23 im Steuerschieber
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in die Ringnut 25 und von hier über das sich öffnende Rückschlagventil 30 zur Gehäusebohrung
31 und über die Bohrung 32 sowie die Leitung 34 zum Druckspeicher 33.
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Dieser wird nun aufgeladen, wodurch auch der Kolben 39 vom Speicherdruck
beaufschlagt wird. Gleichzeitig fließt ein geringer Druckmittelstrom aber auch über
die zweite Drosselbohrung 19 in den Raum 20 und von dort über den Steuerkanal 38,
die Ringnuten 70, 71 und den Kanal' 80 zum Behälter.
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Fördert die Pumpe .13 eine entsprechend große Druckmittelmenge,. so
wird der Steuerschieber 17 durch den Druckabfall an der Drosselbohrung 18 entgegen
der Feder 20 nach rechts verschoben, wobei Verbindung hergestellt wird zur Ringnut
24.. Druckmittel wird dann vorwiegend zu dem an die Leitung 27 angeschlossenen Verbraucher
geleitet.
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Für die Funkt'ion des Stromregelventils ist ein bestimmter Steuer-Druckmittelstrom
nötig. Dieser wird aus .dem'Innen-.
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raum 21 über die Drosselbohrung 19 abgeleitet und gelangt vom Raum
22 und dem Steuerkanal 38 sowie die Bohrung 41 zu den Ringnuten 70, 71 und den Kanal
80 und die Leitung 73 zum Behälter. Durch den geringen Durchmesser der Drosselbohrung
19 ist der Steuerstrom gering, damit werden' die Druckmittelverluste ebenfalls gering.
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Wenn der Druckspeieher voll aufgeladen ist, hebt der Kolben 39 über
den Stößel 40 den Ventilkörper 42 etwas von seinem Sitz ab. Ein Teil des Steuer-Druckmittelstroms
fließt nun auch über den Ventilsitz 44 und die Bohrung45 zur.Ringnut 71. Der Steuerschieber
17 des Stromregelventils bew.egt sich durch den Druckabfall im Raum 22 noch etwas
weiter entgegen der Kraft der Feder 20, so daß die Verbindung zum Druckspeicher
33 über die Bohrung 23 abgeschnitten wird und das gesamte
von der
Pumpe geförderte Druckmittel dem Verbraucher über. die Leitung 27 zuströmt. Sinkt
der Druck im Druckspeicher 33, wird der Ventilkörper 42 durch die Kraft der-Feder
45 wieder auf seinen Sitz.44 gedrückt und verschiebt den Kolben 39 nach links.
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Beim Bremsen wird der Leitung 65 durch Betätigen des Bremspedals 67
vom Kolben 66 ein Bremsdruck erzeugt, der den Kolben 61 nach links verschiebt, wobei
dieser den Ventilschieber entgegen der Kraft der Feder 60 so betätigt, daß er den
Ventilkörper 9 über den Stößel 56' mechanisch vom zeitz 53 abhebt. Druckmittel kann
dann aus dem Druckspeicher über die Bohrung 47 und den Ventilsitz 53 in die Bremsleitung
77 eindringen und den Betätigungszylinder 78 der Bremse beaufschlagen. Über den
Ventilkörper 49 wird dabei Druckmittel dosiert vom Druckspeicher zur Bremse gesteuert,
wobei eine D'ruckminderung durch das Zusammenwirken on Ventil 49.und Ventilschieber
56 sowie der Feder 52 am Ventil 49 stattfindet. Deshalb werden diese Teile auch
als Druckminderventil bezeichnet.
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Wichtig ist bei einer derartigen Steuereinrichtung, daß der Ste;uerschieber
17 nicht in einer unerwünschten Stellung festsitzt, was man als Festdrosseln bezeichnet.
Dies kann z.B. dann geschehen' wenn sich beim Schließen des Ventilkörpers 42 ein
kleines Schmutzteilchen zwischen dem Ventilkegel und dem Ventilsitz 44 festsetzt;
dann kann sich nämlich im Steuerkanal 38 der notwendige Druck nicht vollständig
aufbauten, weil der Ventilkörper 42 nicht mehr vollständig schließt; Das führt dazu,
daß der Steuerschieber 17 auch nicht' mehr richtig schaltet, d.h. es kommt zum oben
b&-schriebenen Festdrosseln. Dieses bewirkt eine entsprechende Druck~-erhöhung
de.s Zulaufstroms, was zum Ausfall der Hydraulikanlage infolge Überhitzung führen
kann.
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Um dies zu verhindern, ist am Ventilschieber 56 die Ringnut 57 mit
Steuerkante 57.' angebracht. Diese hat folgende Funktion: Wird nicht gebremst, so
fließt der Steuer-Druckmitteistrom - wie bereits ausgeführt - bei geschlossenem
Ventilkörper 42 zur Leitung 73 und zunt Behälter 14. Bei jedem Bremsvorgang wird
nun der Ventilschieber 56 so eingestellt, daß er den Steuerkanal 38 absperrt. Is.t.
der Druckspeicher nicht voll aufgeladen und der Ventilkörper 49 geschlossen, dann
steigt der Druck des Druckmittel-Steuerstroms, so daß sich der Steuerschieber 17
nach links, d.h.
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zum Einlaß hin verschiebt, wodurch der Druckspeicher wieder aufgeladen
wird. Dies\ list also nur dann der Fall, wenn der Steuerkanal 38 geschlossen ist
und nur wenn gebremst wird (abgesehen vom erstmaligen Aufladen des Druckspeichers).
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Sollte es zum Festdrosseln des Steuerschiebers 17 kommen, o ist dies
nun infolge der Kopplung mit den Bremsvorgänwren zeitlich begrenzt, und eine Überhitzung
des Druckmittels ist kaum möglich. Wird nicht gebremst, wird auch kein Druckmittel
aus dem Druckspeicher entnommen.
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Tritt ein Defekt in der Steuereinrichtung auf, so wird dies über die
Kontrollampe 13 gemeldet.
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