DE69106328T2

DE69106328T2 - Druckregelventil.

Info

Publication number: DE69106328T2
Application number: DE69106328T
Authority: DE
Inventors: Esteve Bendix Espana S.A. E-08080 Barcelona Cortes Guasch
Original assignee: Bendix Espana SA
Current assignee: AlliedSignal Automotive Espana SA
Priority date: 1990-11-19
Filing date: 1991-10-22
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2011-10-23
Also published as: EP0487364A1; BR9104985A; ES2027502A6; ES2068538T3; JPH04266675A; US5186210A; EP0487364B1; DE69106328D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckregelmagnetventil und insbesondere ein Ventil, das den Druck eines hydraulischen Fluids regelt, so daß der Auslaßdruck konstant gehalten wird, dessen Höhe elektrisch einstellbar ist.
Obwohl das erfindungsgemäße Ventil insbesondere für Lenkhilfen zum Einbau in Fahrzeuge entwickelt worden ist, kann es in jedem hydraulischen System eingesetzt werden, das solche Funktionen erfordert.
Nach dem Stand der Technik, beispielsweise aus EP-A-0 112 209 sind Ventile mit gleichen Funktionen bekannt, die eine ständige Fluidströmung zwischen der Druckmittelquelle und dem Reservoir durch veränderliche Drosselstellen erfordern. Hieraus ergeben sich aufwendige Pumpen und Bauteile.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, diesen Nachteil zu vermeiden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Druckregelmagnetventil, insbesondere als Lenkhilfe zu verbessern, das beim Durchführen seiner Funktion Kosten und Einbauraum verringert.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Druckregelventil mit einem an eine Druckmittelquelle angeschlossenen Einlaß, einem Verbraucherauslaß, einem Referenzkolben, dessen eine Seite von einer Referenzkraft vorgespannt ist, und einem Ventilkolben, dessen eine Seite mit dem Druck am Verbraucherauslaß beaufschlagt ist, wobei der Ventilkolben als Schieberventil zwischen dem Einlaß, dem Verbraucherauslaß und einem Niederdruckreservoir wirkt.
Ein solches Ventil ist beispielsweise in EP-A-0 310 466 offenbart.
Das hieraus bekannte Ventil erfordert jedoch zwei Schieber hintereinander und führt keine Druckregelung aus, wenn es nicht elektrisch erregt wird.
Die vorgenannten Aufgaben werden gemäß einem Aspekt der Erfindung mit einem Druckregelventil gelöst, mit einem Referenzkolben, dessen eine Seite von einer Referenzkraft vorgespannt ist, und einem Ventilkolben, dessen eine Seite mit dem Druck am Verbraucherauslaß beaufschlagt ist, wobei der Ventilkolben als Kolbenschieber zwischen dem Einlaß und dem Verbraucherauslaß und einem Niederdruckreservoir wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seite der Kolben von je einem Ende eines Hebels vorgespannt ist, dessen Schwenkpunkt zwischen den Enden entsprechend der Vorspannkraft von je einem der Kolben beweglich ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Druckregelmagnetventil vorgesehen, das aufweist: einen Referenzkolbent, dessen eine Seite mit dem Druck am Einlaß beaufschlagt ist; einen Ventilkolben, dessen eine Seite mit dem Druck am Verbraucherauslaß beaufschlagt ist, wobei der Ventilkolben als Kolbenschieberventil zwischen dem Einlaß, dem Verbraucherauslaß und einem Niederdruckreservoir wirkt; eine Hülse, in der der Einlaß und der Verbraucherauslaß angeordnet sind und in der der Kolbenschieber leitbar ist; und eine Magnetspule, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ferner einen gekrümmten Schwenkarm aufweist, dessen beide Enden jeweils von der anderen Seite der Kolben vorgespannt sind, und dessen Schwenkpunkt zwischen den beiden Enden entsprechend der von den Kolben erzeugten Vorspannkräfte bewegbar ist, und daß die Magnetspule die Lage der Hülse einstellt.
Die Erfindung wird besser verständlich und Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und Zeichnung erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch im Querschnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wenn auch jetzt auf einen erfindungsgemäßen Ventiltyp Bezug genommen wird, sollte verständlich sein, daß die Erfindung nicht hierauf eingeschränkt ist und auch bei anderen Ventilen, beispielsweise vereinfachten Regelventilen, Verwendung finden kann.
In der Zeichnung ist ein Druckregelventil als Proportionalmagnetnventil dargestellt, das in einer hydraulischen Lenkhilfe eingebaut werden kann, um ein elektronisch veränderliches Lenkgefühl dem Fahrzeugführer zu vermitteln.
Das Ventil ist über einen Einlaß 10 an eine Druckmittelquelle 12, beispielsweise eine Pumpe mit einem Speicher angeschlossen, und über einen Auslaß 14 an einen Verbraucherkreis (nicht dargestellt) und über einen weiteren Auslaß 16 am Niederdruckreservoir 18. Das Ventil hat ein Gehäuse 20, in dem zwei parallele Bohrungen 22,24 vorgesehen und von einem Deckel 26 abgeschlossen sind.
In der Bohrung 24 ist ein Referenzkolben 30 verschiebbar angeordnet, der eine Kammer 32 abteilt, die mit dem Einlaß 10 und damit mit der Druckmittelquelle in Verbindung ist.
In der Bohrung 22 ist eine Hülse 40 verschiebbar angeordnet, in der sich ein Ventilkolben 42 verschiebt. Die Hülse 40 und der Ventilkolben 42 werden von je einer Feder 44,46 in Ruhelage vorgespannt. Ein rückseitiger Kolben 48 schränkt das Volumen der Kammer 50 ein, das in der Hülse 40 vom Ventilkolben 42 gebildet ist. Die Kammer 50 steht mit dem Verbraucherkreis über den Auslaß 14 und einer Drosselöffnung 52 im Ventilkolben 42 in Verbindung.
Der Ventilkolben 42 wirkt wie ein Schieberkolbenventil zwischen dem Einlaß 10 und den Auslässen 14 und 16.
Die den Kammern 32 und 50 der beiden Kolben 30, 42 abgekehrten Stirnseiten kontaktieren zugehörige Enden eines gekrümmten Schwenkarmes 60, der als Hebel dient. Der Schwenkarm 60 bildet einen beweglichen Schwenkpunkt 62 an der inneren Abstützfläche 64 des Deckels 26.
Eine Magnetspule 70 kann ein magnetisches Feld aufbauen, so daß die Hülse 40 sich in das Gehäuse 20 hineinbewegt, womit sich die Lage des Einlasses 10, des Verbraucherauslasses 14 und des Reservoirauslasses 16 ändern.
Das Ventil arbeitet wie folgt: In der Ruhelage, also ohne elektrisches Signal in der Magnetspule, wird die Kammer 32 vom Druck der Druckmittelquelle 12 beaufschlagt und die Kammer 50 wird vom Druck im Verbraucherkreis beaufschlagt. Die Anordnung nimmt einen Gleichgewichtszustand abhängig vom Querschnitt der Kolben 30, 42, der genauen Form des Schwenkarms 60 und des jeweiligen Druckes in den Kammern 32, 50 an. Die Kolben 30, 42 und der Schwenkarm 60 sind so ausgebildet, daß bei einem vorbestimmten Druck im Verbraucherkreis, also in der Kammer 50, die Verbindung einerseits zwischen dem Einlaß 10 und dem Verbraucherauslaß 14 und andererseits zwischen dem Verbraucherauslaß 14 und dem Reservoir 18 geschlossen sind und damit ein dauernder Durchfluß im System vermieden ist.
Sinkt der Druck im Verbraucherkreis, also in der Kammer 50 ab, so drückt der Referenzkolben 30 auf den Schwenkarm 60, verdreht diesen und hebt den Ventilkolben 42 an, womit eine Verbindung zwischen dem Einlaß 10 und dem Auslaß 14 geöffnet und damit der Druck im Verbraucherkreis, also in der Kammer 50, erhöht wird. Dann kehrt die Anordnung in den vorgenannten Gleichgewichtszustand zurück, sobald der Druck in der Kammer 50 gleich dem vorbestimmten Druck ist.
Wenn aus irgendeinem Grunde der Druck im Verbraucherkreis ansteigt, so drückt der Ventilkolben 42 auf den Schwenkarm 60 gegen den Referenzkolben 30, und öffnet so eine Verbindung zwischen dem Verbraucherauslaß 14 und dem Reservoir 18. Dann kehrt die Anordnung in den vorgenannten Gleichgewichtszustand zurück, sobald der Druck in der Kammer 50 gleich dem vorbestimmten Druck ist.
Damit erhält man tatsächlich ein Druckregelventil. Jetzt kann aber mit der Magnetspule 70 der vorbestimmte Druck im Verbraucherkreis mit Hilfe eines an die Spule geführten elektrischen Signals geändert werden. Da der Einlaß 10 und der Auslaß 14 in der Hülse 40 angeordnet sind, bestimmt die Lage der Hülse 40, d.h., das elektrisches Signal in der Spule 70 deren genaue Lage. Da für jeden Gleichgewichtszustand der Anordnung der Ventilkolben 42 die gleiche Position relativ zur Hülse 40 einnehmen muß, ist auch die Lage des Schwenkpunktes 62 am Schwenkarm 40 relativ zur Abstützfläche 64 vom elektrischen Signal in der Spule 70 abhängig.
Indem man den gekrümmten Schwenkarm 60 in passender Weise formt, ist es dann leicht, ein Ventil zu bauen, das den Druck derart regelt, daß der Druck im Verbraucherkreis zum elektrischen Signal proportional ist. Das heißt, der vorbestimmte Druck wird elektrisch eingestellt (oder elektronisch).
Wenn auch das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert wurde, ist es für den Durchschnittsfachmann offensichtlich, daß Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung gemäß den Ansprüchen abzuweichen.
Beispielsweise kann in der Kammer 32 eine vorgespannte Wendelfeder vorgesehen sein, um den Referenzkolben 30 vorzuspannen an Stelle der Verbindung mit der Druckmittelquelle 12. Die Abstützfläche 64 am Deckel 26 kann gekrümmt geformt sein, um die Gesetzmäßigkeit zwischen dem Verbraucherdruck und dem elektrischen Signal zu verbessern.
Das Regelventil kann auch abgeändert werden, um nur zwei diskrete Verbraucherdrücke einzustellen. In diesem Fall ist die Magnetspule nicht proportional, sondern entsprechend einfach ausgeführt.

Claims

1. Druckregelventil mit einem an eine Druckmittelquelle (12) angeschlossenen Einlaß (10), einem Verbraucherauslaß (14), einem Referenzkolben (30), dessen eine Seite von einer Referenzkraft vorgespannt ist, und mit einem Ventilkolben (42), dessen eine Seite mit dem Druck am Verbraucherauslaß (14) beaufschlagt ist, wobei der Ventilkolben (42) als Kolbenschieber zwischen dem Einlaß (10) und dem Verbraucherauslaß (14) und einem Niederdruckreservoir (18) wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seite der Kolben (30,42) von je einem Ende eines Hebels (60) vorgespannt ist, dessen Schwenkpunkt (62) zwischen den Enden entsprechend der Vorspannkraft von je einem der Kolben (30,42) beweglich ist.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (30,42) parallel liegen.

3. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (60) die Form eines gekrümmten Schwenkarmes hat.

4. Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Schwenkpunktes (62) vom Profil des gekrümmten Schwenkarmes und der zugehörigen, festen Abstützfläche (64) bestimmt ist.

5. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzkraft vom Druck am Einlaß (10) erzeugt wird.

6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzkraft von einer vorgespannten Wendelfeder erzeugt wird.

7. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (10) und der Verbraucherauslaß (14) in einer Hülse (40) angeordnet sind, in der der Ventilkolben (42) verschiebbar ist, wobei die Hülse (40) in der Lage ist, im Ventilgehäuse (20) unter der Wirkung der Steuermittel (70) verschiebbar zu sein.

8. Druckregelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (70) eine Magnetspule sind.

9. Druckregelventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Magnetspule (70) beaufschlagende elektrische Signal die genaue Lage der Hülse (40) bestimmt.

10. Druckregelmagnetventil mit einem an eine Druckmittelquelle (12) angeschlossenen Einlaß (10) und einem Verbraucherauslaß (14), wobei das Ventil aufweist:

- einen Referenzkolben (30), dessen eine Seite mit dem Druck am Einlaß (10) beaufschlagt ist;

- einen Ventilkolben (42), dessen eine Seite mit dem Druck am Verbraucherauslaß (14) beaufschlagt ist, wobei der Ventilkolben (42) als Kolbenschieberventil zwischen dem Einlaß (10), dem Verbraucherauslaß (14) und einem Niederdruckreservoir (18) wirkt;

- eine Hülse (40), in der der Einlaß (10) und der Verbraucherauslaß (40) angeordnet sind und in der der Kolbenschieber (42) gleitbar ist; und

- eine Magnetspule (70),

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ferner einen gekrümmten Schwenkarm (60) aufweist, dessen beide Enden jeweils von der anderen Seite der Kolben (30,42) vorgespannt sind, und dessen Schwenkpunkt (62) zwischen den beiden Enden entsprechend der von den Kolben (30,42) erzeugten Vorspannkräfte bewegbar ist, und daß die Magnetspule die Lage der Hülse einstellt.