WO2007128339A1 - Anschlussklemmeinrichtung mit druckventil - Google Patents

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WO2007128339A1
WO2007128339A1 PCT/EP2006/007537 EP2006007537W WO2007128339A1 WO 2007128339 A1 WO2007128339 A1 WO 2007128339A1 EP 2006007537 W EP2006007537 W EP 2006007537W WO 2007128339 A1 WO2007128339 A1 WO 2007128339A1
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WO
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valve
channel
connecting bolt
pressure
connection device
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PCT/EP2006/007537
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Hilgert
Thomas Zeon Zakrzewski
Ralph Peter Merkel
Markus Angelo Ullrich
Original Assignee
Eaton Fluid Power Gmbh
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Publication date
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Priority to US12/300,155 priority patent/US20090320940A1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/20—Excess-flow valves
    • F16K17/22—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line
    • F16K17/24—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member
    • F16K17/28—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member operating in one direction only
    • F16K17/30—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member operating in one direction only spring-loaded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062—Details, component parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
    • Y10T137/7904—Reciprocating valves
    • Y10T137/7922—Spring biased
    • Y10T137/7924—Spring under tension

Definitions

  • the invention relates to a connection device for hydraulic systems.
  • Hydraulic systems usually consist of several units, such as pumps, actuators, dampers, filters, actuators and the like, which are interconnected by lines. It may happen that valves are required, which are controlled by the pressure prevailing in the hydraulic system, for example, opened or closed. Such valves are e.g. as own aggregates available.
  • DE 103 25 202 Al discloses a corresponding valve with its own housing and an input port and an output port.
  • a stepped piston is slidably mounted against the force of a spring, which acts as a valve spool. He releases the valve passage or locks it off.
  • US Pat. No. 4,310,140 discloses a pressure-controlled valve having a housing, three ports provided on the housing, and a valve device disposed in the housing.
  • a line with a ring connection is required, which has a particularly large diameter, larger than usual.
  • a particularly wide threaded hole must be provided on the piston / cylinder unit of the power steering system to be connected.
  • connection device consists of a connecting bolt of conventional size, by means of which a line to be connected is to be connected to an aggregate.
  • the connection bolt has a through-channel for this purpose.
  • a valve device is mounted, which can influence the flow in the passageway and is controlled by the pressure difference between the pressure prevailing in the passageway pressure and the ambient pressure (ie usually the atmospheric pressure).
  • the pressure-controlled valve can thus be mounted on any desired aggregate by providing the special connecting bolt provided with the valve device instead of an ordinary connecting bolt.
  • neither the unit nor the line to be connected modifications are required.
  • this solution requires no additional space for the pressure-controlled valve device.
  • a seat is provided for a line to be connected.
  • This seat is preferably a seat for a so-called ring piece or banjo connection.
  • the connection bolt and the ring piece connection are matched with respect to their size.
  • the connecting bolt has, for example, an outer diameter of 12 mm, 14 mm or 16 mm.
  • the cylindrical surface provided as the seat for the line connection between the head and the thread is approximately the same length in the axial direction, ie 12 mm, 14 mm or 16 mm. Overall, the bolt in the axial direction is significantly longer than its diameter.
  • connection device preferably has a hexagonal head whose width is significantly greater than the diameter of the remaining body of the connecting bolt.
  • the connecting bolt has the form of a conventional screw in this respect.
  • Its central passage channel preferably has at least one radially branching section, which opens on an outer surface of the connecting bolt.
  • the valve device is preferably designed as a throttle valve. This can assume a low flow resistance in a first position and a higher flow resistance in a second position. For many applications, it is advantageous if the valve device has a low flow resistance at a low system pressure and a high flow resistance at a high system pressure.
  • the transition is preferably sudden, wherein the switching threshold or the threshold itself can be varied via the bias of a compression spring and the correspondingly selected cross-section of the sealing piston.
  • the connection device can be used for example at the entrance of a valve block of a power steering system, where it generates a low flow resistance when driving straight ahead and when cornering a high flow resistance. This will keep pulsations away from the steering wheel and driver, as may result from the system's hydraulic pump.
  • the energy-consuming high flow resistance is generated only when cornering, but not when driving straight ahead.
  • connection device can also be provided on other hydraulic devices, such as hydraulic or electro-hydraulic active chassis regulation and / or similar systems.
  • the valve device may comprise a slide valve and / or a seat valve. In principle, it is possible to operate these independently controlled by pressure. However, it is preferred to connect both valves belonging to the valve device with one another, preferably rigidly, in order to jointly adjust them, for example against the force of a compression spring.
  • a connected to the valve spool and / or the valve closure member, for example, cylindrical extension is sealed from the terminal bolt and led out axially displaceable, so that it is acted upon by the ambient pressure at its outer end face and at its inner end of the system pressure. The resulting pressure difference causes a displacement of the valve spool.
  • the compression spring is biased, so that a displacement of the valve spool or valve closure member only begins when said pressure difference exceeds a limit value.
  • the valve device can thus obtain a switching characteristic which has a greater or lesser hysteresis.
  • FIG. 2 shows the connection device of the system according to FIG. 1 in a physical perspective external view
  • FIG. 3 shows a connection bolt of the connection device according to FIG. 2 in a separate perspective view
  • FIG. 4 shows the connection device according to FIG. 2 m, longitudinally sectioned illustration with valve m open position
  • Figure 5 shows a modified embodiment of a erfmdungshielen connection device with seat valve
  • FIG. 6 shows the connection device according to FIG. 5, cut along the line A-A
  • FIG. 7 shows the connection device according to FIG. 5 with valve assembly in the closed position
  • FIG. 8 shows a modified embodiment of the connection device with valve device in the form of a slide valve m in a schematic longitudinal section
  • FIG. 9 shows a hydraulic system with alternative branches and switching valve in the connection device, in a schematic illustration
  • FIG. 10 shows the connection device according to FIG. 2 in longitudinal section with valve in the closed position
  • Figure 11 shows a modified connection device according to Figure 10 m longitudinally sectioned view with valve at the transition to the closed position and Figure 12 shows a further modified connection device for two line connections, in longitudinal section.
  • FIG. 1 illustrates, as an example of a hydraulic system I, a power steering device 2 of a motor vehicle. It serves to steer two wheels 3, 4 via steering levers 5, 6 by means of tie rods 7, 8, which are connected to a rack 9. This meshes with a pinion 10, which is actuated by a steering column 11 by means of a steering wheel 12.
  • a rotationally elastic element 13 arranged in front of the pinion 10 actuates a servo valve 14 for controlling a servo drive 15.
  • the rack 9, pinion 10, the torsionally elastic element 13, the servo valve 14 and the servo drive 15 can be accommodated in a common housing.
  • To the servo drive 15 includes a piston 16, which supports the steering movement of the rack 9 and m a cylinder 17 two working chambers 18, 19 divides. These are connected via lines or channels 20 to 25 with the servo valve 14.
  • the servo valve 14 is fed with hydraulic fluid from a hydraulic pump 26 via a conduit 27 from which a buffer 28 branches off. Via a line 29, the servo valve 14 returns hydraulic fluid to a collector 30.
  • the line 27 is connected to the servo valve 14 via a connection device 31, m which, as will be explained later, a valve device is included.
  • the hydraulic pump 26 has a substantially constant delivery rate, ie it promotes a constant, possibly depending on the engine speed flow rate. When driving straight, this flows without pressure build-up via the line 27 to the servo valve 14 and via the line 29 m the reservoir 30 back. Servo valve 14 is in the middle position. When cornering, however, the hydraulic fluid is passed to the servo drive 15, which does not allow free drainage of the hydraulic fluid. Thus, a considerable pressure is built up. In this state, it is desirable to damp the pressure pulsations resulting from the hydraulic pump 26, so that they are not noticeable in the steering wheel 12 and in the Passenger compartment does not lead to unwanted noise. This is made possible by the connection device 31, which is illustrated separately in FIGS. 2 to 4. FIG.
  • connection device 31 includes an annular line-connection suction 32, which is also referred to as a ring-piece connection. It comprises a connecting bolt 33, which is shown separately in FIG.
  • the connecting bolt 33 has a substantially cylindrical body 34, through which, as can be seen from FIG. 4, a through-passage 35 extends in the axial direction. From this branches off at least one preferably several radial sections 36, 37, which on the cylindrical
  • Jacket surface 38 of the connecting bolt 33 open. Below the lateral surface 38, a thread 39 is provided, which fits to a in the servo valve 14 already existing thread a connection bore.
  • the thread of the connection bore constitutes a connection for a channel 40 present in the unit or servo valve 14.
  • the connecting bolt 33 has, as shown in FIG. 3, a head 41 preferably provided with a hexagon, which carries on its side facing the thread 39 or the servo valve 14 an annular surface 42 in the form of a sealing surface against which the line connection eye 32 sealingly abuts. On the opposite side, the line connection eye 32 seals on the housing of the servo valve 14.
  • valve device 43 In the through-channel 35 of the connecting bolt 33 sits a valve device 43, which is adapted to vary the flow resistance for hydraulic fluid from the conduit 27 into the channel 40 into it.
  • the valve device 43 has a valve closure member 44 in the form of a valve cone on, which is held on a pin-like extension 45.
  • the valve closure member 44 is associated with, for example, a conically shaped valve seat 46, on which it can abut sealingly.
  • the valve closure member 44 may be provided, as shown, with one or more throttle bores 47 which may bridge the closed valve.
  • the extension 45 extends, as well as Figure 10 time, through an opening 48 from the connecting bolt 33 out.
  • the opening 48 is preferably a cylindrical central bore, in which the extension 45 is guided with low backlash.
  • An O-ring 49 or other suitable sealant seals the annulus between a wall 50 peripherally surrounding the extension 45 and the extension 45.
  • a support ring 51 can be provided on the extension 45, against which a compression spring 52 is supported whose other end is supported on a corresponding inner shoulder of the connection bolt 33.
  • the compression spring biases the valve closure member 44 away from its valve seat.
  • a stop means for example in the form of a transverse pin 54 is provided which holds the compression spring 52 taut.
  • the throttle cross-section can be formed not only by the channel 47 but also by a throttle gap 47a which the valve closure member defines with an adjacent wall and whose width depends on the axial position of the valve closure member. Also, grooves or other passage cross-sections may be formed on the outer periphery of the valve closure member 44 to produce the desired throttle area and pressure drop. Otherwise, the previous description applies to FIG. on the basis of the introduced reference numerals
  • connection device 31 described so far operates in the hydraulic system 1 as follows:
  • the bypass or short circuit between the lines 27, 29 is eliminated and the system pressure rises.
  • the system pressure acts on the valve closure member 44 and tries to urge this against the valve seat 46.
  • the effective pressure for the attack surface is the cross-sectional area of the extension 45, on the outside only the low ambient pressure U attacks.
  • the valve begins to close. It is then only the throttle bore 47 open, which is designed in this case as a bore. The throttling effect ensures that no unwanted noise is generated when pressurized.
  • FIG. 9 illustrate a modified embodiment of the connecting bolt 33, as he can find when connecting different dampers, for example according to Figure 9 application.
  • the system according to FIG. 9 can once again be a steering system or another hydraulic system.
  • the unit 55 is supplied by a hydraulic pump 56 alternatively via two mutually parallel branches 57, 58, in which different dampers 59, 60, 61, - are arranged.
  • the connection device 62 combines the lines of the two branches 57, 58 and provides a switching function.
  • the passage channel 35 branches again in sections 64, 65, which also open on the lateral surface 38 '.
  • the extension 45 ' carries axially non-displaceable a slide 66 which is provided with one or more axial bores 67 to 70 ( Figure 6) and which is arranged with little clearance to form a narrow gap 71 in the substantially cylindrical passageway 35'.
  • the axial bores 67 to 70 are not a significant flow resistance.
  • other throttle channels such as annular gaps, grooves or the like can be used.
  • FIG. 5 illustrates it in the open position. Both the flow arriving via the branch 57 and via the branch 58 is largely released. The dampers 59 to 61 are flowed through relatively slowly and generate low flow resistance. The system can be operated very energy efficient.
  • FIG. 8 illustrates a connecting bolt 63 'which, insofar as it corresponds with its function to the connecting bolt 63 according to FIGS. 5 to 7, is provided with the same reference numerals for differentiation with two apostrophe. Accordingly, reference is made to the previous description.
  • the connecting bolt 63 "does not have a seat valve, only the slide 66" is present. This is shown in its closed position, which it occupies at high system pressure. It thus closes the sections 64 ", 65" of the connecting bolt 63 “and thus the channel 57 while the channel 58 (sections 36", 37 ”) remains released.When the system pressure is low, both channels 57, 58 are released.
  • FIG. 12 illustrates a modification of the valve according to the invention.
  • the previous description applies accordingly on the basis of the introduced and used reference numerals.
  • the closure piston is designed so that it throttles the channel 58 and leaves the channel 57 open when pressure increases and corresponding displacement.
  • the throttle gap 47a may be narrow or wide depending on how large the fluid flow in the channel 57 at high pressure and corresponding to be against the force of the spring 52 'displaced piston.
  • valve arrangement can be installed in the connecting bolts 33, 63, 63 "as well as in a separate housing.
  • the valve arrangement according to one or more of the above-described embodiments may e.g. m be integrated into a terminal block, which may be located anywhere on a hydraulic system. He can e.g. flanged to another device or arranged separately and connected via lines.
  • a connection device 31 contains a pressure-actuated valve with which the flow resistance of the connection device can be switched as a function of the system pressure at least between two values.
  • the connection device is formed by a connecting pin which is customary from its outside dimensions and which is suitable for connecting conventional line connection eyes 32 to conventional threaded bores of assemblies.

Abstract

Eine Anschlusseinrichtung (31) enthält ein druckbetätigtes Ventil, mit dem der Strömungswiderstand der Anschlusseinrichtung in Abhängigkeit vom Systemdruck zumindest zwischen zwei Werten umgeschaltet werden kann. Die Anschlusseinrichtung wird durch einen von seinen Außenabmessungen her gewöhnlichen Anschlussbolzen gebildet, der zum Anschluss üblicher Leitungsanschlussaugen (32) an übliche Gewindebohrungen von Aggregaten geeignet ist.

Description

Anschlusseinrichtung mit Druckventil
Die Erfindung betrifft eine Anschlusseinrichtung für hydraulische Systeme .
Hydraulische Systeme bestehen in der Regel aus mehreren Aggregaten, wie beispielsweise Pumpen, Aktoren, Dämpfern, Filtern, Stellgliedern und dergleichen, die durch Leitungen untereinander verbunden sind. Dabei kann es vorkommen, dass Ventile erforderlich werden, die von dem im Hydrauliksystem herrschenden Druck gesteuert, beispielsweise geöffnet oder geschlossen werden. Solche Ventile sind z.B. als eigene Aggregate vorhanden.
Dazu offenbart die DE 103 25 202 Al ein entsprechendes Ventil mit einem eigenen Gehäuse und einem Eingangsanschluss sowie einem Ausgangsanschluss . In dem Gehäuse ist ein Stufenkolben gegen die Kraft einer Feder verschiebbar gelagert, der als Ventilschieber wirkt. Er gibt den Ventildurchgang frei oder sperrt ihn ab. Damit können verschiedene Dämpfer, die in einem System zwischen einer Pumpe und einer Last angeordnet sind, aktiv oder passiv geschaltet werden.
Ähnlich offenbart die US-PS 4 310 140 ein druckgesteuertes Ventil mit einem Gehäuse, drei an dem Gehäuse vorgesehe- nen Anschlüssen und einem in dem Gehäuse angeordneten Ventil- apparat .
Aus der DE 196 42 837 Cl ist es bekannt, eine Ventileinrichtung in Form eines Dämpferventils in ein Gehäuse einzu- bauen, das zugleich als Anschlussteil für eine anzuschließende Leitung dient. Das Dämpferventil ist von der Stärke des Ölstroms gesteuert und schließt, wenn dieser ein gewisses Maß übersteigt . Es dient zur Verminderung der Rückwirkung von Fahrbahnstößen auf das Lenkrad des Fahrers an einer Servolen- kung eines Fahrzeugs.
Zum Anschluss dieses Ventils an die Leitung ist eine Leitung mit einem Ringanschluss erforderlich, der einen besonders großen Durchmesser, größer als üblich, aufweist. Au- ßerdem muss an dem anzuschließenden Kolben/Zylinder-Aggregat der Servolenkung eine besonders weite Gewindebohrung vorgesehen werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Un- terbringung einer Ventileinrichtung in einem hydraulischen
System zu schaffen, die besonders einfach ist und an dem System keine gesonderten Anpassungsmaßnahmen erfordert.
Diese Aufgabe wird mit der Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung besteht aus einem Anschlussbolzen üblicher Baugröße, mittels dessen eine anzuschließende Leitung mit einem Aggregat zu verbinden ist. Der Anschlussbolzen weist dazu einen Durchgangskanal auf. In dem Anschlussbolzen ist eine Ventileinrichtung angebracht, die die Strömung in dem Durchgangskanal beeinflussen kann und von der Druckdifferenz zwischen dem in dem Durchgangskanal herrschenden Druck und dem Umgebungsdruck (d.h. meist dem atmosphärischen Druck) gesteuert ist. Das druckgesteuerte Ventil kann somit an jedem gewünschten Aggregat montiert werden, indem an Stelle eines gewöhnlichen Anschlussbolzens , der mit der Ventileinrichtung versehene spezielle Anschlussbolzen vorgesehen wird. Dazu sind weder an dem Aggregat noch an der anzuschließenden Leitung Modifikationen erforderlich. Außer- dem erfordert diese Lösung keinen zusätzlichen Bauraum für die druckgesteuerte Ventileinrichtung. An dem Anschlussbolzen ist ein Sitz für eine anzuschließende Leitung vorgesehen. Dieser Sitz ist vorzugsweise ein Sitz für einen so genannten Ringstück- oder Banjoanschluss . Der Anschlussbolzen und der Ringstückanschluss sind dabei hinsichtlich ihrer Größe aufeinander abgestimmt. Der Anschlussbolzen weist z.B. einen Außendurchmesser 12 mm, 14 mm oder 16 mm auf. Die als Sitz für den Leitungsanschluss zwischen Kopf und Gewinde vorgesehene Zylinderfläche ist in Axialrichtung ungefähr genauso lang, d.h. 12 mm, 14 mm oder 16 mm. Insgesamt ist der Bolzen in Axialrichtung deutlich länger als sein Durchmesser. Er ist vorzugsweise mit einem Normgewinde versehen, das zudem in den Aggregaten an den entsprechenden, zum Fluidanschluss vorgesehenen Gewindesackbohrungen ohnehin vorhandenen Gewinden passt, beispielsweise M8 , MIO, MlOxI, M12 , M14xl,5, M16xl,5 oder auch ein Normgewinde nach einer anderen Gewindenorm. Der Vorzug dieser Maßnahme liegt darin, dass die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung vorhandene Anschlussbolzen ohne Modifikation des Systems ersetzen kann. Der Anschlussbolzen weist vorzugsweise einen Sechskant - köpf auf, dessen Weite deutlich großer ist als der Durchmesser des übrigen Körpers des Anschlussbolzens . Der Anschluss- bolzen hat insoweit die Form einer gewöhnlichen Schraube. Sein zentraler Durchgangskanal weist vorzugsweise wenigstens einen radial abzweigenden Abschnitt auf, der an einer Außenflache des Anschlussbolzens mundet. Somit können ringförmige Ringstύck-anfachlusse von Leitungen zum, Fluidanschluss dienen.
Die Ventileinrichtung ist vorzugsweise als Drosselventil ausgebildet. Diese kann m einer ersten Position einen niedrigen Durchflusswiderstand und in einer zweiten Position einen höheren Durchflusswiderstand annehmen. Für viele Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn die Ventileinrichtung bei einem niedrigen Systemdruck einen niedrigen Durchflusswider- stand und bei einem hohen Systemdruck einen hohen Durchflusswiderstand aufweist. Der Übergang ist vorzugsweise sprungartig, wobei die Schaltschwelle bzw. der Schwellwert selbst über die Vorspannung einer Druckfeder und den entsprechend gewählten Querschnitt des Dichtkolbens variiert werden kann. Damit kann die Anschlusseinrichtung beispielsweise am Eingang eines Ventilblocks einer Servolenkung eingesetzt werden, wo sie bei Geradeausfahrt einen niedrigen Durchflusswiderstand und bei Kurvenfahrt einen hohen Durchflusswiderstand erzeugt . Damit werden Pulsationen, wie sie von der Hydraulikpumpe des Systems herrühren können, vom Lenkrad und vom Fahrer fern gehalten. Andererseits wird der energiezehrende hohe Durch- flusswiderstand nur bei Kurvenfahrten, nicht aber bei Geradeausfahrt erzeugt .
Die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung kann allerdings auch an anderen Hydraulikeinrichtungen, wie hydraulischer oder elektrohydraulischer aktiver Fahrwerksregulierung und/oder ähnlichen Systemen vorgesehen werden. Die Ventileinrichtung kann ein Schieberventil und/oder ein Sitzventil umfassen. Prinzipiell ist es möglich, diese unabhängig voneinander druckgesteuert arbeiten zu lassen. Es wird jedoch bevorzugt, beide zu der Ventileinrichtung gehöri- gen Ventile miteinander, vorzugsweise starr, zu verbinden, um sie gemeinsam, beispielsweise gegen die Kraft einer Druckfeder zu verstellen. Ein mit dem Ventilschieber und/oder dem Ventilverschlussglied verbundener, beispielsweise zylindrischer Fortsatz ist aus dem Anschlussbolzen abgedichtet und axial verschiebbar herausgeführt, so dass er an seiner außen liegenden Stirnseite vom Umgebungsdruck und an seinem innenliegenden Ende vom Systemdruck beaufschlagt wird. Die entstehende Druckdifferenz bewirkt eine Verschiebung des Ventil - Schiebers. Vorzugsweise ist die Druckfeder vorgespannt, so dass eine Verschiebung des Ventilschiebers bzw. Ventilverschlussglieds erst einsetzt, wenn die genannte Druckdifferenz einen Grenzwert übersteigt. Die Ventileinrichtung kann somit eine Umschaltcharakteristik erhalten, die eine mehr oder weniger große Hysteresis aufweist.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder von Ansprüchen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
Figur 1 eine hydraulische Servolenkung mit erfindungsgemäßer Anschlusseinrichtung in schematisierter Dar- Stellung,
Figur 2 die Anschlusseinrichtung des Systems nach Figur 1 in körperlicher perspektivischer Außenansicht, Figur 3 einen Anschlussbolzen der Anschlusseinrichtung nach Figur 2 m gesonderter perspektivischer Darstellung,
Figur 4 die Anschlusseinrichtung nach Figur 2 m längs geschnittener Darstellung mit Ventil m Offenstellung,
Figur 5 eine abgewandelte Ausführungsform einer erfmdungs- gemäßen Anschlusseinrichtung mit Sitzventil und
Schieberventil m längs geschnittener Darstellung,
Figur 6 die Anschlusseinrichtung nach Figur 5, geschnitten entlang der Linie A-A,
Figur 7 die Anschlusseinrichtung nach Figur 5 mit Ventil - emrichtung m Schließposition,
Figur 8 eine abgewandelte Ausführungsform der Anschlussem- πchtung mit Ventileinrichtung m Form eines Schie- berventils m schematisierter Längsschnittdarstellung,
Figur 9 ein Hydraullksystem mit alternativen Zweigen und Umschaltventil in der Anschlusseinrichtung, in schematisierter Darstellung,
Figur 10 die Anschlusseinrichtung nach Figur 2 in längs geschnittener Darstellung mit Ventil in Schließstel- lung,
Figur 11 eine abgewandelte Anschlusseinrichtung entsprechend Figur 10 m längs geschnittener Darstellung mit Ventil beim Übergang in die Schließstellung und Figur 12 eine weitere abgewandelte Anschlusseinrichtung für zwei Leitungsanschlüsse, in längs geschnittener Darstellung .
In Figur 1 ist als Beispiel für ein Hydrauliksystem I eine Servolenkemrichtung 2 eines Kraftfahrzeugs veranschaulicht. Sie dient zum Lenken zweier Räder 3, 4 über Lenkhebel 5, 6 mittels Spurstangen 7, 8, die mit einer Zahnstange 9 verbunden sind. Diese kämmt mit einem Ritzel 10, das von einer Lenksäule 11 mittels eines Lenkrads 12 betätigt wird. Ein vor dem Ritzel 10 angeordnetes drehelastisches Element 13 betätigt ein Servoventil 14 zur Steuerung eines Servoantriebs 15. Zahnstange 9, Ritzel 10, das drehelastische Element 13, das Servoventil 14 und der Servoantrieb 15 können in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. Zu dem Servoantrieb 15 gehört ein Kolben 16, der die Lenkbewegung der Zahnstange 9 unterstutzt und m einem Zylinder 17 zwei Arbeitskammern 18, 19 abteilt. Diese sind über Leitungen oder Kanäle 20 bis 25 mit dem Servoventil 14 verbunden. Das Servoventil 14 wird von einer Hydraulikpumpe 26 über eine Leitung 27, von der ein Puffer 28 abzweigt, mit Hydraulikfluid gespeist. Über eine Leitung 29 gibt das Servoventil 14 Hydraulikfluid an einen Sammler 30 zurück. Die Leitung 27 ist an das Servoventil 14 über eine Anschlusseinrichtung 31 angeschlossen, m der, wie an späterer Stelle erläutert ist, eine Ventileinrichtung enthalten ist .
Die Hydraulikpumpe 26 weist eine im Wesentlichen kon- stante Förderleistung auf, d.h. sie fördert einen konstanten, evtl. von der Motordrehzahl abhängigen Volumenstrom. Bei Geradeausfahrt fließt dieser ohne Druckaufbau über die Leitung 27 zu dem Servoventil 14 und über die Leitung 29 m den Vorratsbehälter 30 zurück. Das Servoventil 14 steht m Mittelpo- sition. Bei Kurvenfahrt wird das Hydraulikfluid hingegen zu dem Servoantrieb 15 geleitet, der keinen freien Abfluss des Hydraulikfluids ermöglicht. Somit wird ein erheblicher Druck aufgebaut. In diesem Zustand ist es wünschenswert, die von der Hydraulikpumpe 26 herrührenden Druckpulsationen zu dämp- fen, damit sie im Lenkrad 12 nicht spürbar werden und im Fahrgastraum nicht zu unerwünschten Geräuschen führen. Dies wird durch die Anschlusseinrichtung 31 ermöglicht, die in Figur 2 bis 4 gesondert veranschaulicht ist. Figur 2 veranschaulicht das Gehäuse des Servoventils 14 sowie gegebenen- falls weitere Aggregate, wie oben erläutert. Zu der Anschlusseinrichtung 31 gehören ein ringförmiges Leitungsanschlus- sauge 32, das auch als Ringstückanschluss bezeichnet wird. Es umfasst einen Anschlussbolzen 33, der, in Figur 3 gesondert dargestellt ist .
Der Anschlussbolzen 33 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Körper 34 auf, durch den sich, wie aus Figur 4 ersichtlich, in Axialrichtung ein Durchgangskanal 35 erstreckt. Von diesem zweigen zumindest ein vorzugsweise mehre- re radiale Abschnitte 36, 37 ab, die an der zylindrischen
Mantelfläche 38 des Anschlussbolzens 33 münden. Unterhalb der Mantelfläche 38 ist ein Gewinde 39 vorgesehen, das zu einem in dem Servoventil 14 ohnehin vorhandenen Gewinde einer Anschlussbohrung passt . Das Gewinde der Anschlussbohrung stellt einen Anschluss für einen in dem Aggregat bzw. Servoventil 14 vorhandenen Kanal 40 dar.
Der Anschlussbolzen 33 weist, wie Figur 3 zeigt, einen vorzugsweise mit einem Sechskant versehenen Kopf 41 auf, der an seiner dem Gewinde 39 bzw. dem Servoventil 14 zugewandten Seite eine als Dichtfläche ausgebildete Ringfläche 42 trägt, an der das Leitungsanschlussauge 32 abdichtend anliegt. An der gegenüber liegenden Seite dichtet das Leitungsanschlussauge 32 an dem Gehäuse des Servoventils 14 ab.
In dem Durchgangskanal 35 des Anschlussbolzens 33 sitzt eine Ventileinrichtung 43, die dazu eingerichtet ist, den Durchflusswiderstand für Hydraulikfluid von der Leitung 27 in den Kanal 40 hinein zu variieren. Die Ventileinrichtung 43 weist ein Ventilverschlussglied 44 in Form eines Ventilkegels auf, der an einem stiftartigen Fortsatz 45 gehalten ist. Dem Ventilverschlussglied 44 ist ein z.B. kegelförmig ausgebildeter Ventilsitz 46 zugeordnet, an dem es abdichtend anliegen kann. Das Ventilverschlussglied 44 kann, wie dargestellt, mit ein oder mehreren Drosselbohrungen 47 versehen sein, die das geschlossene Ventil überbrücken können.
Der Fortsatz 45 erstreckt sich, wie auch Figur 10 zeit, durch eine Öffnung 48 aus dem Anschlussbolzen 33 heraus. Die Öffnung 48 ist vorzugsweise eine zylindrische Zentralbohrung, in der der Fortsatz 45 spielarm geführt ist. Ein O-Ring 49 oder ein anderes geeignetes Dichtungsmittel dichtet den Ringraum zwischen einer den Fortsatz 45 mit Spiel umgebenden Wandung 50 und dem Fortsatz 45 ab.
Auf dem Fortsatz 45 kann des Weiteren ein Stützring 51 vorgesehen sein, an dem sich eine Druckfeder 52 abstützt, deren anderes Ende sich an einer entsprechenden Innenschulter des Anschlussbolzens 33 abstützt. Die Druckfeder spannt das Ventilverschlussglied 44 von seinem Ventilsitz weg vor. An dem aus dem Anschlussbolzen 33 heraus ragenden Ende 53 des Fortsatzes 45 ist ein Anschlagmittel, beispielsweise in Form eines Querstifts 54 vorgesehen, der die Druckfeder 52 gespannt hält .
Wie die Alternative gemäß Figur 11 zeigt, kann der Drosselquerschnitt nicht nur durch den Kanal 47 sondern auch durch einen Drosselspalt 47a gebildet sein, den das Ventilverschlussglied mit einer benachbarten Wand begrenzt und des- sen Weite von der Axialposition des Ventilverschlussglieds abhängt. Auch können an dem Außenumfang des Ventilverschlussglieds 44 Nute oder andere Durchlassquerschnitte ausgebildet sein, um den gewünschten Drosselquerschnitt und Druckabfall zu erzeugen. Ansonsten gilt für Figur 11 die vorige Beschrei- bung unter Zugrundelegung der eingeführten Bezugszeichen entspre
Die insoweit beschriebene Anschlusseinrichtung 31 arbeitet in dem Hydrauliksystem 1 wie folgt:
Bei Geradeausfahrt, wenn das Servoventil 14 einen Kurz- schluss zwischen den Leitungen 27 und 29 herstellt, ist der Systemdruck an der Anschlusseinxichtung 31 bei gegebener Pumpenförderleistung gering. Das Hydraulikfluid kann, wie in Figur 4 durch Pfeile 55, 56 angedeutet, frei aus der Leitung 27 in das Servoventil 14 fließen. Es entstehen nur geringe Strömungsverluste . Die Leistungsaufnahme der Hydraulikpumpe 26 ist gering.
Wird das Fahrzeug gelenkt, wird der Bypass oder Kurz- schluss zwischen den Leitungen 27, 29 beseitigt und der Systemdruck steigt. Der Systemdruck wirkt dabei auf das Ventilverschlussglied 44 ein und versucht, dieses gegen den Ventilsitz 46 zu drängen. Die für den Druck wirksame Angriffsfläche ist dabei die Querschnittsfläche des Fortsatzes 45, an der außen lediglich der geringe Umgebungsdruck U angreift. Sobald die Druckdifferenz die Kraft der Druckfeder 52 überschreitet, beginnt das Ventil zu schließen. Es ist dann lediglich noch die Drosselbohrung 47 offen, der in diesem Fall als Bohrung ausgeführt ist. Der Drosseleffekt sorgt dafür, dass bei Druckbeaufschlagung keine unerwünschten Geräusche erzeugt werden.
Fällt der Systemdruck wieder, indem der Fahrer in Ge- radeausstellung lenkt, bewirkt die Druckfeder 52 eine Öffnung des Ventils. Das Ventilverschlussglied 44 hebt von dem Ventilsitz 46 wieder ab und gibt einen nahezu ungehinderten Hydraulikfluss frei. Die Figuren 5 bis 7 veranschaulichen eine abgewandelte Ausführungsform des Anschlussbolzens 33, wie er beim An- schluss unterschiedlicher Dämpfer, beispielsweise gemäß Figur 9 Anwendung finden kann. Das System nach Figur 9 kann wieder- um ein Lenksystem oder auch ein anderes Hydrauliksystem sein. Das Aggregat 55 wird von einer Hydraulikpumpe 56 alternativ über zwei zueinander parallele Zweige 57, 58 versorgt, in denen verschiedene Dämpfer 59, 60, 61,- angeordnet sind. Die Anschlusseinrichtung 62 führt die Leitungen der beiden Zweige 57, 58 zusammen und erbringt eine Umschaltfunktion. Sie besteht im Wesentlichen aus einem Anschlussbolzen 63 gemäß Figur 5. Soweit die einzelnen Merkmale oder Eigenschaften dieses Anschlussbolzens mit dem Anschlussbolzen 33 gemäß Figur 4 übereinstimmen, werden gleiche zur Unterscheidung mit einem Apostroph gekennzeichnete Bezugszeichen verwendet. Dazu wird auf die vorige Beschreibung entsprechend verwiesen. Ergänzend gilt folgendes:
Oberhalb der Abschnitte 36', 37' verzweigt sich der Durchgangskanal 35 nochmals in Abschnitten 64, 65, die ebenfalls an der Mantelfläche 38' münden. Der Fortsatz 45' trägt axial unverschiebbar einen Schieber 66, der mit ein oder mehreren Axialbohrungen 67 bis 70 versehen ist (Figur 6) und der mit geringem Spiel unter Ausbildung eines engen Spalts 71 in dem im Wesentlichen zylindrischen Durchgangskanal 35' angeordnet ist. Die Axialbohrungen 67 bis 70 stellen keinen wesentlichen Strömungswiderstand dar. Anstelle der veranschaulichten Axialbohrung können auch andere Drosselkanäle, wie Ringspalte, Nute oder dergleichen verwendet werden.
Dieses Ventil arbeitet wie folgt:
Figur 5 veranschaulicht es in Offenstellung. Sowohl die über den Zweig 57 als auch die über den Zweig 58 ankommende Strömung ist weitgehend freigegeben. Die Dämpfer 59 bis 61 werden relativ langsam durchströmt und erzeugen geringe Strömungswiderstände . Das System kann sehr energiesparend betrieben werden.
Steigt der Systemdruck an, gelangt das Ventil in die
Position gemäß Figur 7. Das von dem Ventilverschlussglied 44' gebildete Sitzventil und das von dem Schieber 66 gebildete Schieberventil sind geschlossen. Über, den Zweig 57 kann keine nennenswerte Strömung fließen. Der durch den Zweig 58 heran- geführte Hydraulikstrom kann nur durch die Drosselbohrung 47' bzw. einen sonstigen Drosselquerschnitt fließen. Das System arbeitet somit mit hoher Dämpfung.
Es sind weitere Abwandlungen möglich. Dazu veranschau- licht Figur 8 einen Anschlussbolzen 63 ' , der soweit er mit seiner Funktion mit dem Anschlussbolzen 63 gemäß Figur 5 bis 7 übereinstimmt, mit den gleichen zur Unterscheidung mit zwei Apostrophen versehenen Bezugszeichen versehen ist. Entsprechend wird auf die vorige Beschreibung verwiesen. Im Unter- schied zu dem vorbeschriebenen Anschlussbolzen 63 weist der Anschlussbolzen 63" jedoch kein Sitzventil auf. Es ist lediglich der Schieber 66" vorhanden. Dieser ist in seiner Schließstellung dargestellt, die er bei hohem Systemdruck einnimmt. Er schließt damit die Abschnitte 64", 65" des An- schlussbolzen 63" und somit den Kanal 57 während der Kanal 58 (Abschnitte 36", 37") freigegeben bleibt. Bei niedrigem Systemdruck sind beide Kanäle 57, 58 freigegeben.
Figur 12 veranschaulicht eine Abwandlung des erfindungs- gemäßen Ventils. Die vorige Beschreibung gilt unter Zugrundelegung der eingeführten und verwendeten Bezugszeichen entsprechend. Der Verschlusskolben ist so ausgelegt, dass er bei Druckanstieg und entsprechender Verschiebung den Kanal 58 drosselt und den Kanal 57 offen lässt. Der Drosselspalt 47a kann eng oder weit sein - je nach dem wie groß der Fluidstrom im Kanal 57 bei hohem Druck und entsprechend gegen die Kraft der Feder 52 ' verschobenem Kolben sein soll .
Es sind weitere Abwandlungen möglich, bei denen einzelne Schieber oder Sitzventile alternierend arbeiten, um Umschalt- wirkungen hervorzurufen. Außerdem wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass alle vorbeschriebenen Ventilanordnungen sowohl, v»ie dargestellt und beschπeDen, in den Anschlussbolzen 33, 63, 63'', als auch in ein separates Gehäuse eingebaut sein können. Die Ventilanordnung nach einer oder mehreren der vorbeschriebenen Ausfuhrungsformen können z.B. m einen Anschlussblock integriert sein, der sich an beliebiger Stelle eines Hydrauliksystems befinden kann. Er kann z.B. an ein anderes Gerat angeflanscht oder gesondert angeordnet und über Leitungen angeschlossen sein.
Eine Anschlusseinrichtung 31 enthält ein druckbetatigtes Ventil, mit dem der Strόmungswiderstand der Anschlusseinrichtung in Abhängigkeit vom Systemdruck zumindest zwischen zwei Werten umgeschaltet werden kann. Die Anschlusseinrichtung wird durch einen von seinen Außenabmessungen her gewöhnlichen Anschlussbolzen gebildet, der zum Anschluss üblicher Leitungsanschlussaugen 32 an übliche Gewindebohrungen von Aggregaten geeignet ist.

Claims

Patentansprüche :
1. Anschlusseinrichtung (31) für hydraulische Systeme
mit einem Anschlussbolzen (33, 63, 63''), mittels dessen eine anzuschließende Leitung (27) mit einem Aggregat (14, 55) zu verbinden ist und in dem zu diesem Zweck ein Durchgangskanal (35, 35', 35'') ausgebildet ist,
mit einer Ventileinrichtung (43) , die in dem Durchgangskanal (35, 35' , 35' ') angeordnet und von einer Druckdifferenz zwischen dem in dem Durchgangskanal (35, 35' , 35' ') herrschenden Druck und dem Umgebungsdruck (U, Uv , U' ' ) gesteuert ist,
mit einem an dem Anschlussbolzen (33, 63, 63'') ausgebildeten Sitz für die anzuschließende Leitung (27) ,
mit einem Mittel (39, 39', 39'') zur Verbindung des Anschlussbolzens (33, 63, 63'') mit dem Aggregat (14, 55) und zum Anschluss des Durchgangskanals (35, 35', 35'') an einen in dem Aggregat (14, 55) vorgesehenen Fluidkanal (40) .
2. Ventileinrichtung (31) für hydraulische Systeme
mit einem Ventilgehäuse (33, 63, 63 ' ' ) , an das eine Leitung (27) anzuschließen ist, das mit einem Aggregat (14, 55) verbunden ist und in dem ein Durchgangskanal (35, 35', 35'') ausgebildet ist,
mit einer Ventileinrichtung (43) , die in dem Durchgangskanal (35, 35' , 35' ') angeordnet und von einer Druckdifferenz zwischen dem in dem Durchgangskanal (35, 35' , 35' ') herrschenden Druck und dem Umgebungsdruck (U, U1 , U' ' ) gesteuert ist, mit einem in dem Gehäuse (33, 63, 63'') ausgebildeten Sitz für die anzuschließende Leitung (27),
mit einem Mittel (39, 39' , 39' ' ) zur Verbindung des Gehäuses (33, 63, 63'') mit dem Aggregat (14, 55) und zum Anschluss des Durchgangskanals (35, 35' , 35' ') an einen m dem Aggregat (14, 55) vorgesehenen Fluidkanal (40) , wobei
die Ventileinrichtung (43) ein Drosselventil enthält,
die Ventileinrichtung (43) ein Federmittel (52) enthält und durch dieses in Offenstellung vorgespannt ist und
die Ventileinrichtung (43) durch die Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem Innendruck gesteuert ist.
3. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der das Ventilgehäuse (33, 63, 63'') als Anschlussbolzen ausgebildet ist.
4. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbolzen (33, 63, 63'') mit einem Sechskantkopf (41, 41', 41'') versehen ist, dessen Weite deutlich größer ist als der Durchmesser des übrigen Körpers des Anschlussbolzens (33, 63, 63'').
5. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchgangskanal (35, 35', 35'') axial durch den Anschlussbolzen (33, 63, 63'') erstreckt.
6. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (35, 35', 35'') wenigstens einen radial abzweigenden Abschnitt (36, 36', 36'') auf- weist, der an einer Außenfläche (38, 38', 38'') des An- schlussbolzens (33, 63, 63'') mündet.
7. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich- net, dass der Sitz durch eine an dem Kopf (41, 41', 41'') des Anschlussbolzen (33, 63, 63'') vorgesehene Ringfläche gebildet ist, die zu seinem Gewinde hin weiset und mittels derer ein mit der Leitung (27) verbundenes Anschlussstück (32) gegen das Aggregat (14, 55) spannbar ist.
8. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Verbindung des Anschlussbolzens
(33, 63, 63'') mit dem Aggregat (14, 55) und zum Anschluss des Durchgangskanals (35, 35', 35'') an einen in dem Ag- gregat (14, 55) vorgesehenen Fluidkanal (40) ein mit Außengewinde versehener Abschnitt des Anschlussbolzens (33, 63, 63'') ist.
9. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich- net, dass die Ventileinrichtung (43) ein Drosselventil enthält .
10. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (43) ein Federmittel (52) enthält und durch dieses in Offenstellung vorgespannt ist.
11. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein Schieberventil mit einem Ventilschieber (66) und wenigstens einer zu- geordneten Steuerbohrung (64) umfasst .
12. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (66) mit wenigstens einem Kanal versehen ist.
13. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (43) ein Sitzventil mit einem Ventilverschlussglied (44, 44') und einem zugeordneten Ventilsitz (46, 46') umfasst.
14. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilverschlussglied (44, 44') mit wenigstens einem Drosselkanal (47, 47') versehen ist.
15. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (66) und das Ventilverschlussglied (44') starr miteinander verbunden sind.
16. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein Umschaltventil ist .
17. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (66) und/oder das Ventilverschlussglied (44') mit einem Fortsatz (45') verbunden sind, der aus dem Anschlussbolzen (33, 63, 63'') abgedichtet und axial verschiebbar herausge- führt ist.
18. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federmittel eine Druckfeder ist.
19. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (43) ein Drosselventil enthält, dass die Ventileinrichtung (43) ein Federmittel (52) enthält und durch dieses in Offenstei- lung vorgespannt ist und dass die Ventileinrichtung (43) durch die Druckdifferenz zwischen dem Umgebungs- druck und dem Innendruck gesteuert ist.
20. Hydraulikeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug,
mit einer Hydraulikpumpe (26), einem Ventilblock (14) und einer Last (15) sowie mindestens einer Leitung (27) zur Verbindung der Hydrauiikpumpe (26) mit dem Ventil - block (14), wobei die Leitung (27) an den Ventilblock (14) mittels einer Anschlusseinrichtung (31) nach einem der vorstehenden Ansprüche angeschlossen ist .
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