DE4317881C2 - Ventilanordnung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für
eine hydraulische Fördereinrichtung gemäß Oberbe
griff des Anspruchs 1.
Ventilanordnungen der hier angesprochenen Art wer
den beispielsweise bei Lenkhilfpumpen verwendet.
Sie weisen ein Stromregelventil sowie ein Druckbe
grenzungsventil auf. Das Stromregelventil dient
dazu, einem Verbraucher einen vorgegebenen Fluid
strom zuzuordnen. Beispielsweise werden Lenkhilf
pumpen so eingestellt, daß dem Lenkgetriebe ein
Fluidstrom von 8 l/min zugeführt wird. Das Druckbe
grenzungsventil dient dazu, daß ein bestimmter
Höchstdruck von beispielsweise 100 bar bis 110 bar
im Lenksystem nicht überschritten wird.
Aus der US 5,040,951 ist eine Ausführungsform einer
derartigen Ventilanordnung bekannt, bei der das
Stromregelventil und das Druckbegrenzungsventil un
mittelbar miteinander gekoppelt, das heißt, ein
stückig ausgebildet sind. Dabei ist das Druckbe
grenzungsventil in den Kolben des Stromregelventils
eingebracht. Es hat sich dabei als nachteilig er
wiesen, daß der Aufbau einer derartigen Ventilan
ordnung sehr aufwendig ist.
Bei einer anderen bekannten Ausführungsform sind
das Stromregelventil und das Druckbegrenzungsventil
getrennt in dem Gehäuse der hydraulischen Förder
einrichtung beziehungsweise Lenkhilfpumpe unterge
bracht. Um die Funktion dieser Ventilanordnung zu
gewährleisten, bedarf es der Einbringung von die
beiden Ventile verbindenden Kanäle in das Gehäuse
der hydraulischen Fördereinrichtung. Das heißt,
auch eine derartige Realisierung zeichnet sich
durch einen aufwendigen Aufbau aus.
Weiterhin ist aus der DE-OS 23 18 080 eine Druck
mittelpumpe bekannt, die ein Druckbegrenzungsventil
und ein Stromregelventil aufweist, die zwei ge
trennte Komponenten bilden, und die innerhalb einer
Ausnehmung angeordnet sind. Das Stromregelventil
ist dabei gegen die Kraft einer Feder in Richtung
des Druckbegrenzungsventils axial verschiebbar,
kann jedoch maximal bis zu einem durch das Druckbe
grenzungsventil gebildeten Anschlag axial verscho
ben werden. Nachteilig bei dieser Ventilanordnung
ist, daß der freie Einbauraum zwischen dem Druckbe
grenzungsventil und dem Stromregelventil zumindest
eine solche Länge aufweisen muß, daß das Stromre
gelventil seinen maximalen Regelweg, das heißt
seine Verschiebung in axialer Richtung, zurücklegen
kann, wodurch die Ventilanordnung relativ groß
baut.
Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine
Ventilanordnung für eine hydraulische Förderein
richtung zu schaffen, die sich durch einen einfa
chen Aufbau bei hoher Funktionssicherheit auszeich
net.
Diese Aufgabe wird bei einer Ventilanordnung gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1 mit Hilfe der in diesem
Anspruch wiedergegebenen Merkmale gelöst. Dadurch,
daß die Ventilanordnung zwei getrennte Komponenten
aufweist, die das Stromregelventil und das Druckbe
grenzungsventil darstellen, die in ein und dersel
ben Ausnehmung im Gehäuse der hydraulischen Förder
einrichtung beziehungsweise Lenkhilfpumpe einge
bracht sind, wird ein einfacher und damit kosten
günstiger Aufbau der Ventilanordnung gewährleistet.
Die beiden Ventile sind deshalb einfach aufgebaut,
weil sie getrennt realisiert sind, also die ver
schiedenen Druckbereiche der Ventile verbindende
Kanäle in ein und demselben Grundkörper entfallen.
Andererseits sind die beiden Komponenten bezie
hungsweise Ventile der Ventilanordnung unmittelbar
miteinander hydraulisch verbunden, weil sie in ein
und derselben Ausnehmung im Gehäuse der Förderein
richtung untergebracht sind. Der einfache Aufbau
der Ventilanordnung gewährleistet auch eine hohe
Funktionssicherheit.
Ein Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung wird
deshalb bevorzugt, weil die Ausnehmung im Gehäuse
der hydraulischen Fördereinrichtung als Sackbohrung
ausgebildet ist, also einfach realisiert werden
kann. Im Grund der Bohrung ist das Druckbegren
zungsventil eingebracht. Diese nimmt im übrigen das
Stromregelventil auf.
Des weiteren wird ein Ausführungsbeispiel der Ven
tilanordnung bevorzugt, bei der die Ausnehmung im
Gehäuse der hydraulischen Fördereinrichtung als
Durchgangsbohrung ausgebildet ist, also ebenfalls
leicht realisiert werden kann. Die Durchgangsboh
rung nimmt beide Komponenten der Ventilanordnung
auf, von denen eine in einem die Durchgangsbohrung
verschließenden Stopfen untergebracht sein kann.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel
der Ventilanordnung, bei der das Druckbegrenzungs
ventil über einen Kanal mit der Druckseite der
hydraulischen Fördereinrichtung verbunden ist, der
das Stromregelventil durchdringt. Ein derartiger
Aufbau zeichnet sich dadurch aus, daß zusätzliche
Kanäle im Gehäuse der hydraulischen Fördereinrich
tung entfallen können, die der hydraulischen Anbin
dung des Druckbegrenzungsventils dienen. Die Her
stellung einer Ventilanordnung dieser Art ist daher
besonders kostengünstig.
Weitere Ausgestaltungen der Ventilanordnung ergeben
sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich
nung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ven
tilanordnung im Längsschnitt und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Aus
führungsbeispiel einer Ventilanordnung.
Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Ven
tilanordnung 1 umfaßt ein Stromregelventil 3 sowie
ein Druckbegrenzungsventil 5. Beide Komponenten der
Ventilanordnung 1 sind in ein und derselben Ausneh
mung 7 untergebracht, die in das Gehäuse 9 einer
hydraulischen Fördereinrichtung eingebracht ist. Im
folgenden wird beispielhaft unterstellt, daß es
sich hier um eine Lenkhilfpumpe für ein Kraftfahr
zeug handelt. Es ist jedoch davon auszugehen, daß
Ventilanordnungen der hier genannten Art bei belie
bigen Hydraulikmaschinen, also Pumpen oder Motoren,
einsetzbar sind.
Die Ausnehmung 7 ist hier durch eine einseitig of
fene Bohrung 11 realisiert, also durch eine Sack
bohrung. In den Grund 13 der Bohrung 11 ist eine
Vertiefung 15 eingebracht, die das Druckbegren
zungsventil 5 aufnimmt.
Die Öffnung der Bohrung 11 ist durch einen An
schlußstopfen 17 abgeschlossen, der auf geeignete
Weise in die Bohrung 11 eingebracht ist, beispiels
weise durch ein Gewinde 19. Der Anschlußstopfen
weist einen in das Innere der Ausnehmung 7 reichen
den Vorsprung 21 auf, der beispielsweise zylin
drisch ausgebildet sein kann. In den Boden 23 des
Vorsprungs ist eine Öffnung 25 eingebracht, durch
die ein hier konzentrisch zum Vorsprung 21 ausge
bildeter Dorn 27 in das Innere des Vorsprungs 21
ragt, der von dem Grundkörper eines Kolbens 29 des
Stromregelventils 3 entspringt.
Der Dorn 27 weist einen Durchgangskanal 31 auf, der
in einer Blende 33 mit definiertem Querschnitt mün
det, der hier kleiner ist als der Querschnitt des
Durchgangskanals 31. Diese öffnet sich im Inneren
des Vorsprungs 21.
Der Kolben 29 wird von einem elastischen Element,
das hier beispielsweise als Schraubenfeder 35 aus
gebildet ist, mit einer Vorspannkraft beaufschlagt,
die diesen von links nach rechts gegen einen An
schlag 37 drückt. Dieser ist hier beispielsweise
durch einen in eine Nut eingesetzten Sprengring re
alisiert, der in das Innere der Ausnehmung 7 bezie
hungsweise der Bohrung 11 ragt. Der Kolben 29 kann
hohl ausgebildet sein, so daß die Schraubenfeder 35
in dessen Inneres hineinragt und sich am Grund des
hohlen Kolbens 29 einerseits und am Grund 13 der
Bohrung 11 andererseits abstützt.
Der Außendurchmesser des Dorns 27 ist kleiner ge
wählt als der des übrigen Kolbens 29, so daß im Be
reich des Dorns 27 ein erster Druckraum 39 gebildet
wird, in den ein Kanal 41 mündet; dieser ist mit
der Druck- beziehungsweise Förderseite der hydrau
lischen Fördereinrichtung beziehungsweise der Lenk
hilfpumpe verbunden.
Der erste Druckraum 39 ist über die Öffnung 25 mit
einem im Inneren des Anschlußstopfens 17 liegenden
Innenraum 43 verbunden, der mit dem Verbraucher der
hydraulischen Fördereinrichtung, hier also mit dem
Lenkgetriebe des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Von
der Lenkhilfpumpe über den Kanal 41 in den ersten
Druckraum 39 gelangendes Drucköl kann also durch
die Öffnung 25 in den Innenraum 43 des Anschluß
stopfens 17 und von dort zum Lenkgetriebe gelangen.
Der Dorn 27 ragt durch die Öffnung 25 bis in den
Innenraum 43 des Anschlußstopfens 17, so daß der
hier herrschende Druck über die Blende 33 und den
Durchgangskanal 31 bis in den Hohlraum 45 des hoh
len Kolbens 29 weitergeleitet wird. Da sich der
Hohlraum 45 frei zu dem zwischen Kolben 29 und dem
Grund 13 der Bohrung 11 zu einem zweiten Druckraum
47 öffnet, wird der im Innenraum 43 des Verschluß
kolbens 17 herrschende Druck bis in den zweiten
Druckraum 47 zwischen Kolben 29 und Grund 13 über
tragen.
Das Druckbegrenzungsventil 5 weist einen hier bei
spielhaft zylindrisch ausgebildeten Grundkörper
auf, der eine innen hohle Hülse 49 aufweist, die
sich zum zweiten Druckraum 47 öffnet. Die Hülse 49
ist hier so lang ausgebildet, daß ihre Öffnung 51
im Hohlraum 45 des Kolbens 29 angeordnet ist. An
dem der Öffnung 51 gegenüberliegenden Boden 53
stützt sich ein als Schraubenfeder 55 ausgebildetes
Federorgan ab, das ein Widerlager 57 mit einer in
Fig. 1 von links nach rechts wirkenden Federkraft
beaufschlagt. Das Widerlager drückt einen Ver
schlußkörper 59, der als Kegel oder, wie hier, als
Kugel ausgebildet sein kann, gegen einen im Inneren
der Hülse 49 angeordneten Verschlußstopfen 61, der
mit einem Durchgangskanal 63 versehen ist. Der Ver
schlußkörper 59 kann sich unter Einwirkung der
Schraubenfeder 55 dichtend gegen die Mündung des
Durchgangskanals 63 anlegen, der an seinem dem Ver
schlußkörper gegenüberliegenden Ende sich zum Hohl
raum 45 und damit auch zum zweiten Druckraum 47
öffnet.
Das Widerlager 57 ist im Inneren der Hülse 49 frei
beweglich. Sein Außendurchmesser ist kleiner als
der Innendurchmesser der Hülse 49, so daß gegebe
nenfalls durch den Durchgangskanal 63 in das Innere
der Hülse 49 gelangendes Druckmedium das Widerlager
57 ohne weiteres umströmen kann.
In den Innenraum 65 der Hülse 49, der von dem Ver
schlußstopfen 61 abgeschlossen wird, mündet ein Ka
nal 67, der sich durch das Gehäuse 9 erstreckt und
beispielsweise zu einem Tank oder der Ansaugseite
der Fördereinrichtung führt. Der Innenraum 65 bil
det also einen dritten Druckraum, der über eine
Öffnung 69 mit dem Kanal 67 verbunden ist.
Die in Fig. 2 im Längsschnitt wiedergegebene Ven
tilanordnung 100 ist grundsätzlich gleich aufge
baut, wie die anhand von Fig. 1 erläuterte. Glei
che Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen,
so daß auf die Erläuterungen zu Fig. 1 verwiesen
werden kann.
Der Aufbau des Druckbegrenzungsventils 105 unter
scheidet sich letztlich nur unwesentlich von dem
des Druckbegrenzungsventils 5 gemäß Fig. 1: Das
Druckbegrenzungsventil 105 weist einen Grundkörper
auf, der als Verschlußstopfen ausgebildet, der die
hier als Durchgangsbohrung 110 ausgebildete Ausneh
mung 7 auf ihrer linken Seite verschließt, während
ihre rechte Seite von dem Anschlußstopfen 17 abge
schlossen wird, wie anhand von Fig. 1 erläutert.
Die den Kolben 29 des Stromregelventils 3 mit einer
von rechts nach links wirkenden Vorspannkraft be
aufschlagende Schraubenfeder 35 stützt sich hier
nicht am Grund der einseitig offenen Bohrung gemäß
Fig. 1 sonderen am Grundkörper des Verschlußstop
fens 71 ab, so daß der Kolben 29 nach rechts gegen
einen Anschlag 37 gedrängt wird, wie dies anhand
von Fig. 1 bereits erläutert wurde.
Ein konstruktiver Unterschied zwischen der Ventil
anordnung 1 in Fig. 1 und der Ventilanordnung 100
in Fig. 2 liegt darin, daß die den Kolben 29 nach
rechts gegen den Anschlag 37 drängende Schraubenfe
der 35 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2
nicht im Hohlraum 45 verläuft, sondern außen an ei
ner geeigneten Widerlagerschulter anliegt und so
eine Druckkraft auf den Kolben 29 ausübt. In der
Funktion ergeben sich dadurch keine Unterschiede
gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1.
Der Grundkörper des Druckbegrenzungsventils 105
setzt sich in einer Hülse 49 fort, die in den zwei
ten Druckraum 47 ragt und sich hier im Inneren des
Kolbens 29, also in dessen Hohlraum 45 öffnet. Der
im Inneren des Druckbegrenzungsventils 105 vorhan
dene dritte Druckraum 65 ist über eine hier als
Stichkanal 169 ausgebildete Öffnung mit einem Kanal
67 verbunden, der beispielsweise zu einem Tank oder
zur Ansaugseite der hydraulischen Fördereinrichtung
beziehungsweise Lenkhilfpumpe führt.
Beiden in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh
rungsbeispielen sind folgende Konstruktionsmerkmale
gemeinsam:
Der die rechte Seite der Bohrung 11 beziehungsweise 110 abschließende Anschlußstopfen 17 ragt mit sei nem Vorsprung 21 so weit in den ersten Druckraum 39 hinein, daß der in diesen ersten Druckraum mündende Kanal 41 in keiner Weise behindert wird. Der Durch messer des den ersten Druckraum 39 in axialer Rich tung, das heißt, in Richtung der in beiden Figuren gestrichelt eingezeichneten Mittelachse 73 verlau fenden Dorns ist so klein gewählt, daß zwischen dessen Außenfläche und der Innenfläche der Ausneh mung 7 ein ausreichend großer Raum bleibt, so daß durch den Kanal 41 in den ersten Druckraum 39 ein strömendes Drucköl ungehindert durch die Öffnung 25 des Vorsprungs 21 in den Innenraum 43 gelangen kann. Der Dorn 27 ist so lang ausgebildet, daß auch in dem Fall, in dem der Kolben 29 des Stromregel ventils 3 in seiner rechtesten Stellung, das heißt, am Anschlag 37 ruhend angeordnet ist, die Öffnung 25 durchdringt. In seinem rechten Endbereich weist die Außenfläche des Dorns 27 eine Kontur auf, das heißt, der Außendurchmesser des Dorns vergrößert sich von links nach rechts. Dabei ist der größte Außendurchmesser des Dorns kleiner als der größte Innendurchmesser der Öffnung 25. Wenn also der Kol ben 29 des Stromregelventils 3 - wie unten noch ge nauer erläutert - sich entgegen der Druckkraft der Schraubenfeder 35 vom Anschlag 37 nach links be wegt, vergrößert sich der Außendurchmesser des die Öffnung 25 durchdringenden Dorns 27, so daß die freie Ringfläche zwischen Außenfläche des Dorns und Innenfläche der Öffnung 25 sich bei einer Verlage rung des Kolbens 29 nach links verkleinert. Das heißt, durch eine Verlagerung des Kolbens 29 des Stromregelventils 3 wird der zwischen Dorn 27 und Außenfläche der Öffnung 25 gegebene Freiraum verän dert und zwar so, daß bei einer Verlagerung des Kolbens 29 aus der in den Figuren dargestellten Po sition eine Reduzierung der zwischen Dorn und Außenfläche der Öffnung 25 verbleibenden Ringfläche gegeben ist.
Der die rechte Seite der Bohrung 11 beziehungsweise 110 abschließende Anschlußstopfen 17 ragt mit sei nem Vorsprung 21 so weit in den ersten Druckraum 39 hinein, daß der in diesen ersten Druckraum mündende Kanal 41 in keiner Weise behindert wird. Der Durch messer des den ersten Druckraum 39 in axialer Rich tung, das heißt, in Richtung der in beiden Figuren gestrichelt eingezeichneten Mittelachse 73 verlau fenden Dorns ist so klein gewählt, daß zwischen dessen Außenfläche und der Innenfläche der Ausneh mung 7 ein ausreichend großer Raum bleibt, so daß durch den Kanal 41 in den ersten Druckraum 39 ein strömendes Drucköl ungehindert durch die Öffnung 25 des Vorsprungs 21 in den Innenraum 43 gelangen kann. Der Dorn 27 ist so lang ausgebildet, daß auch in dem Fall, in dem der Kolben 29 des Stromregel ventils 3 in seiner rechtesten Stellung, das heißt, am Anschlag 37 ruhend angeordnet ist, die Öffnung 25 durchdringt. In seinem rechten Endbereich weist die Außenfläche des Dorns 27 eine Kontur auf, das heißt, der Außendurchmesser des Dorns vergrößert sich von links nach rechts. Dabei ist der größte Außendurchmesser des Dorns kleiner als der größte Innendurchmesser der Öffnung 25. Wenn also der Kol ben 29 des Stromregelventils 3 - wie unten noch ge nauer erläutert - sich entgegen der Druckkraft der Schraubenfeder 35 vom Anschlag 37 nach links be wegt, vergrößert sich der Außendurchmesser des die Öffnung 25 durchdringenden Dorns 27, so daß die freie Ringfläche zwischen Außenfläche des Dorns und Innenfläche der Öffnung 25 sich bei einer Verlage rung des Kolbens 29 nach links verkleinert. Das heißt, durch eine Verlagerung des Kolbens 29 des Stromregelventils 3 wird der zwischen Dorn 27 und Außenfläche der Öffnung 25 gegebene Freiraum verän dert und zwar so, daß bei einer Verlagerung des Kolbens 29 aus der in den Figuren dargestellten Po sition eine Reduzierung der zwischen Dorn und Außenfläche der Öffnung 25 verbleibenden Ringfläche gegeben ist.
Der Anschlag 37 ist so angeordnet, daß auch unter
Einwirkung der Schraubenfeder 35 der Kolben 29
nicht über den Mündungsbereich des Kanals 41 verla
gert werden kann; der Zustrom durch den Kanal 41 in
den ersten Druckraum 39 kann also durch den Kolben
29 nicht behindert werden. Der Außendurchmesser des
Kolbens 29 ist so auf den Innendurchmesser der Aus
nehmung 7 abgestimmt, daß die Außenfläche des Kol
bens flüssigkeitsdicht beziehungsweise druckdicht
an der Innenseite der Ausnehmung 7 anliegt. Der
Kolben wirkt somit als Schieberventil.
In dem Bereich, in dem die Außenfläche des Kolbens
29 dichtend an der Innenfläche der Ausnehmung 7 an
liegt, wenn der Kolben 29 an dem Anschlag 37 an
liegt, mündet ein Kanal 75, der durch das Gehäuse 9
der hydraulischen Fördereinrichtung geführt ist und
zum Ansaugbereich der Fördereinrichtung beziehungs
weise Flügelzellenpumpe führt. Sowohl aus Fig. 1
als auch aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die
Außenfläche des Kolbens 29 einen Dichtbereich zwi
schen dem in dem ersten Druckraum 39 mündenden Ka
nal 41 und dem in dem Abdichtbereich des Kolbens 29
mündenden Kanal 75 ergibt. Gleichzeitig ist die
Länge des Dichtbereichs des Kolbens 29 so gewählt,
daß dieser in den Fig. 1 und 2 dargestellten Po
sition den Kanal 75 druckdicht gegenüber dem zwei
ten Druckraum 47 abschließt.
Die Druckbegrenzungsventile 5 gemäß Fig. 1 bezie
hungsweise 105 gemäß Fig. 2 sind so ausgebildet,
daß die Öffnung 55 der Hülse 49 im Inneren des
Hohlraums 45 angeordnet ist. Dabei ist die Hülse so
ausgebildet, daß ihr Außendurchmesser kleiner ist
als der Innendurchmesser des Kolbens 29 im Bereich
des Hohlraums 45, so daß dieser auch dann in Fluid
verbindung mit dem zweiten Druckraum 47 steht, wenn
die Hülse 49 des Druckbegrenzungsventils 5 bezie
hungsweise 105 in das Innere des Hohlraums 45 hin
einragt. Die Hülse 49 ragt nur ein relativ kurzes
Stück in den Hohlraum 45 hinein, so daß der Kolben
29 sich gegen die Kraft der Schraubenfeder 5 nach
links verlagern kann, ohne daß der Kolben 29 mit
dem Boden 77 des Hohlraums 45 an die Stirnseite 79
der Hülse anschlägt.
Sobald jedoch der Kolben 29 sich entgegen der
Druckkraft der Schraubenfeder 35 über eine gewisse
Wegstrecke nach links bewegt hat, gibt die
dichtende Außenfläche des Kolbens 29 den zum An
saugbereich der Fördereinrichtung führenden Kanal
75 frei, so daß eine Fluidverbindung zwischen dem
in den ersten Druckraum mündenden Kanal 41 und dem
zum Ansaugraum der Fördereinrichtung führenden Ka
nal 75 gegeben ist.
Beiden Ausführungsbeispielen ist überdies gemein
sam, daß der im zweiten Druckraum 47 herrschende
Druck über den den Verschlußstopfen 61 durchdrin
genden Durchgangskanal 63 auf den Verschlußkörper
59 wirkt, der von dem Widerlager 57 aufgrund der
Druckkraft der Schraubenfeder 55 gegen die Mündung
des Durchgangskanals 63 gepreßt wird. Steigt der
Druck im zweiten Druckraum 47 und damit also im
Hohlraum 45 so weit an, daß die Druckkraft der
Schraubenfeder 55 überwunden wird, gibt der Ver
schlußkörper 59 die Mündung des Durchgangskanals 63
frei, so daß Öl aus dem zweiten Druckraum 47 durch
den Durchgangskanal 63 um das Widerlager 57 herum
in den dritten Druckraum 65 gelangen und von dort
über die Öffnung 69 beziehungsweise den Stichkanal
169 in den Kanal 67 führen kann, der zum Tank der
Fördereinrichtung führt.
Die Funktionsweise der hier beschriebenen Ventilan
ordnung entspricht letztlich der herkömmlichen Ven
tilanordnungen: das Stromregelventil dient dazu,
den zum Verbraucher, das heißt, zum Lenkgetriebe
abgegebenen Fluidstrom auf einen vorgebbaren Wert
von beispielsweise 8 l/min zu begrenzen, auch wenn
der im Kanal 41 und damit im ersten Druckraum 39
herrschende Druck ansteigt. Dies ist zum einen der
Fall, wenn die Drehzahl der die hydraulische För
dereinrichtung antreibenden Brennkraftmaschine an
steigt und der von der Pumpe geförderte Fluidstrom
ebenfalls zunimmt, insbesondere aber dann, wenn die
Radkräfte zum Lenken, das heißt, die von der Umge
bung auf das Rad wirkende Kräfte, zunehmen. Der im
ersten Druckraum 39 zunehmende Druck führt dazu,
daß der Kolben 29 des Stromregelventils 3 gegen die
Druckkraft der Schraubenfeder 35 aus der in Fig. 1
und 2 dargestellten Ausgangslage nach links ver
schoben wird, wobei auch der Dichtungsbereich des
Kolbens 29 nach links wandert und der zwischen dem
ersten Druckraum 39 und dem zum Ansaugbereich der
Pumpe führenden Kanal 75 vorgegebene Abschluß
schließlich freigegeben wird. Bei einer Verlagerung
des Kolbens nach links ändert sich der Durchlaß
querschnitt der Öffnung 25, weil der Außendurchmes
ser des sich nach links verlagernden Dorns 27 zu
nimmt. Bei steigendem Druck im ersten Druckraum 39
sinkt daher durch die Verengung des Durchlasses zu
dem Innenraum 43 der an den Verbraucher abgegebene
Fluidstrom von beispielsweise ca. 8 l/min auf 4
l/min, auch wenn der Druck ansteigt, was zu einem
strafferen Lenkgefühl bei hoher Drehzahl führt.
Der im Innenraum 43 herrschende Druck wird über die
Blende 33 und den Durchgangskanal 31, der den Dorn
27 durchdringt, auf den Hohlraum 45 und damit auf
den zweiten Druckraum 47 übertragen. Übersteigt der
hier vorgegebene Druck einen vorbestimmten Wert
beispielsweise 100 bis 110 bar, wird der Ver
schlußkörper 59 gegen die Kraft der auf das Wider
lager 47 wirkenden Schraubenfeder 55 von der Mün
dung des Durchgangskanals 63 weggedrängt, so daß
eine Fluidverbindung vom zweiten Druckraum 47 zum
dritten Druckraum 65 gegeben ist, damit zu einem
niedrigeren Druckniveau als im zweiten Druckraum
45, hier zum Tank der Fördereinrichtung beziehungs
weise Lenkhilfpumpe. Dadurch steigt der Druck im
zweiten Druckraum 47 hinter dem Kolben 29 nicht
weiter an, so daß der Kolben 29 bei weiterem Druck
anstieg im System, das heißt, im Verbraucher be
ziehungsweise im Lenksystem weiter nach links ver
schoben werden kann und zwar, durch die Einwirkung
des im ersten Druckraums 39 herrschenden Drucks.
Die dichtend an der Innenfläche der Ausnehmung 7
anliegende Außenfläche des Kolbens 29 gibt dadurch
einen größeren Bereich der Mündung des Kanals 75
frei, so daß noch mehr Öl aus dem ersten Druckraum
39 in den Kanal 75 abströmen kann. Durch die
Meßblende 33 wird ein zu großer Nachstrom von Fluid
verhindert, so daß sich im zweiten Druckraum 47
aufgrund des Auslösens des Druckbegrenzungsventils
5 beziehungsweise 105 ein Druckgleichgewicht ein
stellen kann. Der Kolben 29 verharrt somit in sei
ner Regelposition stabil. Er wird bei weiter stei
gendem Systemdruck nach links verschoben, so daß
mehr Öl in den Kanal 75 abströmen kann und ein wei
terer Druckanstieg im System verhindert wird.
Dadurch, daß das auch als Druckpilot bezeichnete
Druckbegrenzungsventil 5 beziehungsweise 105 durch
den Kolben 29 hindurch, also durch den den Dorn 27
durchdringenden Durchgangskanal 31, mit dem im In
nenraum 43 herrschenden beziehungsweise mit dem dem
Verbraucher zugeführten Druck in Verbindung steht,
kann der von der Fördereinrichtung abgegebene Druck
optimal überwacht werden, ohne daß es zusätzlicher
Verbindungskanäle im Gehäuse 9 der Fördereinrich
tung bedürfte. Es zeigt sich auch, daß die unmit
telbare Druckverbindung zum Druckbegrenzungsventil
einfach und kostengünstig realisierbar ist, wobei
der Aufbau der beiden Komponenten 5 beziehungsweise
105 und 3 der Ventilanordnung 1 sehr kompakt ist.
Der Kolben 29 des Stromregelventils 3 wird auf sei
ner einen Seite mit einem ersten Druckniveau, dem
Druck in dem ersten Druckraum 39, und auf seiner
zweiten Seite mit einem zweiten, niedrigerem Druck
niveau, dem Druck im zweiten Druckraum 47, damit
auch mit dem im Hohlraum 45 des Kolbens 29 herr
schenden Druck beaufschlagt, wobei auch im zweiten
Druckraum 47 gegebenenfalls ein hoher Druck herr
schen kann. Dieser hohe Druck kann unmittelbar auf
das Druckbegrenzungsventil 5 beziehungsweise 105
einwirken, ohne daß es zusätzlicher das Gehäuse 9
durchdringender Hochdruck-Kanalverbindungen be
dürfte. Über das Druckbegrenzungsventil kann eine
Verbindung zu einem dritten - gegenüber dem zweiten
Druckniveau abgesenkten - Druckniveau freigegeben
werden, beispielsweise zum Tank oder zum Ansaugbe
reich der Fördereinrichtung.
Es zeigt sich also, daß der Aufbau der Ventilanord
nung sehr einfach und kostengünstig realisierbar
ist. Durch die Trennung der beiden Komponenten der
Ventilanordnung 1 beziehungsweise 100 ist ein ein
facher Grundaufbau gegeben, wobei die Funktionssi
cherheit der Ventilanordnung bei geringem Raumbe
darf voll erhalten bleibt.
Besonders hervorzuheben ist, daß durch die Trennung
von Stromregelventil und Druckbegrenzungsventil das
Stromregelventil besonders einfach aufgebaut sein
kann, daß andererseits die ohnehin in das Gehäuse 9
der Fördereinrichtung einzubringende Ausnehmung 7
letztlich als Hochdruckverbindung zwischen Stromre
gelventil und Druckbegrenzungsventil verwendbar
ist, so daß sich ein einfacher Aufbau sowohl der
Ventilanordnung als auch der mit dieser zusammen
wirkenden Fördereinrichtung realisierbar ist. Dabei
spielt es vom Herstellungsaufwand nur eine unterge
ordnete Rolle, ob das Druckbegrenzungsventil gemäß
Fig. 1 in den Grund der als Sackloch ausgebildeten
Bohrung eingebracht wird oder in einem Verschluß
stopfen 71, der das zweite Ende der Durchgangsboh
rung im Gehäuse 9 der Fördereinrichtung ver
schließt.
Claims (9)
1. Ventilanordnung für eine hydraulische Förder
einrichtung, mit in einer Ausnehmung eines Gehäuses
angeordnetem Stromregelventil und Druckbegrenzungs
ventil, die als getrennte Komponenten ausgebildet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegren
zungsventil (5; 105) in einem Druckraum (47) des
Stromregelventils (3) angeordnet ist und daß bei
einer axialen Bewegung des Steuerkolbens des Strom
regelventils (3) gegen die Kraft einer in dem
Druckraum (47) angeordneten Feder (35) das Druckbe
grenzungsventil (5; 105) von einer Ausnehmung des
Steuerkolbens wenigstens teilweise übergreifbar
ist.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Ausnehmung (7) des Gehäuses
als einseitig offene Bohrung (11) ausgebildet ist,
in deren Grund (13) das Druckbegrenzungsventil (5)
eingebracht ist, und die das Stromregelventil (3)
aufnimmt.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Ausnehmung (7) des Gehäuses
als das Gehäuse (9) der Fördereinrichtung vollstän
dig durchdringende Bohrung (110) ausgebildet ist
und daß das Druckbegrenzungsventil (105) in einem
die Bohrung (110) abschließenden Verschlußstopfen
(71) untergebracht ist.
4. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbe
grenzungsventil (5; 105) über einen das Stromregel
ventil (3) durchdringenden Durchgangskanal (31) mit
dem einem Verbraucher zugeführten Druck und letzt
lich auch mit einem ersten Druckraum (39) verbunden
ist, der der Druckseite der Fördereinrichtung zuge
ordnet ist.
5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Durchgangskanal (31) mit ei
ner definierten Durchmesserverengung (Blende (33))
versehen ist.
6. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromre
gelventil (3) einen in der Ausnehmung (7) des Ge
häuses gegen die Kraft eines Federelements (Schrau
benfeder (35)) bewegbaren Steuerkolben (29) auf
weist, auf dessen erster Seite ein erstes Druckni
veau (Verbraucher und/oder erster Druckraum (39))
und daß auf dessen zweiter, gegenüberliegenden
Seite ein zweites, niedrigeres Druckniveau (Hohl
raum (45) und zweiter Druckraum (47)) herrscht und
das Druckbegrenzungsventil (5; 105) mit dem zweiten
Druckniveau in Verbindung steht und so ausgebildet
ist, daß bei überschreiten eines vorgebbaren Druck
werts eine Verbindung zu einem noch niedrigeren
dritten Druckniveau (dritte Druckkammer (65)) frei
gebbar ist.
7. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das
Stromregelventil (3) als auch das Druckbegrenzungs
ventil (5; 105) mit einem gemeinsamen Raum (zweiter
Druckraum (47)) in unmittelbarer hydraulischer Ver
bindung stehen, in dem das zweite Druckniveau gege
ben ist.
8. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer
kolben (29) des Stromregelventils (3) einerseits
mit dem Ausgangsdruck der hydraulischen Förderein
richtung und andererseits mit dem dem Verbraucher
zugeordneten Druck beaufschlagbar ist.
9. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
druckbedingten Verlagerung des Steuerkolbens (29)
des Stromregelventils (3) eine in Abhängigkeit vom
Druck variable Verbindung zwischen dem ersten
Druckraum (39) und einem Kanal (75) geschaffen
wird, der zum Ansaugbereich der Fördereinrichtung
führt, und daß gleichzeitig der von der Förderein
richtung geförderte Fluidstrom zum Verbraucher be
ziehungsweise zum Innenraum (43) druckabhängig ge
regelt wird, und daß dabei der dem Verbraucher zu
geführte Druck von dem Druckbegrenzungsventil (5;
105) überwacht wird.
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