WO2015197405A1 - Ventileinrichtung - Google Patents

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WO2015197405A1
WO2015197405A1 PCT/EP2015/063317 EP2015063317W WO2015197405A1 WO 2015197405 A1 WO2015197405 A1 WO 2015197405A1 EP 2015063317 W EP2015063317 W EP 2015063317W WO 2015197405 A1 WO2015197405 A1 WO 2015197405A1
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WO
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valve
valve device
main
hydraulic
pilot
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Application number
PCT/EP2015/063317
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Inventor
Matthias Greiner
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
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    • 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
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/18—Check valves with actuating mechanism; Combined check valves and actuated valves
    • F16K15/182—Check valves with actuating mechanism; Combined check valves and actuated valves with actuating mechanism
    • F16K15/1826—Check valves which can be actuated by a pilot valve
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
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    • F16K31/40—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor with electrically-actuated member in the discharge of the motor
    • F16K31/406—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor with electrically-actuated member in the discharge of the motor acting on a piston

Definitions

  • the invention relates to a valve device with a pilot valve and a main valve which is normally closed and a
  • the valve device is, for example, a main flow valve in a hydraulic hybrid drive train of a motor vehicle.
  • Hydraulikhybridantriebsstrang is at least one hydraulic machine, which is also referred to as Hydrostat, to the first pressure port of
  • Valve device connected.
  • the hydraulic machine can be connected directly or via further hydraulic components not mentioned here, in a special case also via a further comparable valve device, to the first pressure connection of the valve device.
  • a hydraulic pressure accumulator is connected to the second pressure port of the valve device.
  • the hydraulic pressure accumulator can be connected directly or via further hydraulic components not mentioned here to the second pressure port of the valve device.
  • the object of the invention is to provide a valve device according to the preamble of claim 1, which is simple in construction and inexpensive to produce.
  • the object is in a valve device with a pilot valve and a main valve, which is normally closed and a
  • Has check valve function solved in that the main valve is arranged laterally offset from the pilot valve.
  • offset laterally refers in particular to a longitudinal axis of the main valve, which is arranged laterally offset from a longitudinal axis of the pilot valve.
  • the staggered arrangement means that a valve piston stroke of the main valve is decoupled from an armature stroke of the pilot valve.
  • Normally closed means that the main valve is closed in the unactuated state of the valve device.
  • valve piston of the main valve is arranged in a receiving space of a connection plate.
  • connection plate only the valve piston of the main valve is preferably arranged.
  • a control chamber of the main valve is arranged, at least partially, outside of the connection plate.
  • Pilot valve is preferably also located outside the terminal plate.
  • valve device is characterized in that the valve piston of the main valve is guided in a valve piece which is inserted into the connection plate.
  • valve piece On the valve piece is advantageously also a sealing edge or sealing surface is formed, which is for the representation of a valve seat with a sealing surface or
  • Valve piece is preferably further provided with at least one groove, which serves to receive a sealing device.
  • a further preferred embodiment of the valve device is characterized in that the valve piece is fixed by a mounting flange in the connection plate. The valve piece is preferably completely received in a recess which is provided in the connection plate for the valve piece.
  • the mounting flange is, for example, with the help of
  • Fasteners such as screws, can be fixed to the connection plate.
  • Mounting flange represents a control chamber of the main valve.
  • Control chamber of the main valve is used to hold one with pressure
  • the pressure of the hydraulic medium in the control chamber can be selectively lowered via the pilot valve to effect opening of the main valve.
  • the pole tube can be advantageous in the
  • Mounting flange are screwed.
  • an armature preferably guided against the biasing force of an armature spring, guided back and forth.
  • the armature is actuated, for example, via an electromagnetic coil which is arranged outside the pole tube. A pulling or pushing actuating force can be exerted on the armature via the electromagnetic coil.
  • valve device is characterized in that a throttle plate is non-positively connected to the pole tube.
  • the throttle plate can advantageously be pressed onto one end of the pole tube.
  • For sealing between the throttle plate and the pole tube is for example a biting edge.
  • connection plate has at least one connecting channel which connects the pilot valve with the receiving space for the valve piston of the main valve connects. From a connecting channel, at least one further connecting channel advantageously extends to a first
  • At least one further connecting channel advantageously extends from the first-mentioned connecting channel to a second pressure connection of the valve device.
  • the two pressure ports of the valve device can be represented, for example, by means of connecting channels, which extend from the receiving space for the valve piston of the main valve through the connecting plate.
  • a further preferred embodiment of the valve device is characterized in that two non-return valves in the valve piston and / or two check valves are arranged in the connection plate.
  • Hydraulic drive in particular in a hydraulic hybrid drive, is executed.
  • the hydraulic drive in particular hydraulic hybrid drive, comprises at least one hydraulic machine, which is also referred to as hydrostat.
  • the hydraulic hybrid drive comprises two hydraulic machines, which are also referred to as Hydrostaten.
  • a hydraulic pressure accumulator is connected to an output of the hydraulic machine or the hydraulic machines.
  • the valve device according to the invention is connected to an output of the hydrostat and the hydraulic pressure accumulator.
  • the invention also relates to a hydraulic hybrid powertrain having a previously described valve means.
  • the invention further relates, if appropriate, also to a method for operating a previously described valve device as a main flow valve in a hydraulic drive, in particular in a hydraulic hybrid drive.
  • the invention further relates, if appropriate, to a connection plate, a fastening flange, a pole tube, a valve piece and / or a valve piston for a previously described valve device.
  • the parts mentioned are separately tradable.
  • FIG. 1 shows a hydraulic circuit diagram of a valve device with a main valve and a pilot valve
  • Figure 2 shows an embodiment of a valve device with a
  • Pilot valve and a main valve wherein a valve piston stroke of the main valve is decoupled from an armature stroke of the pilot valve.
  • the valve device 1; 21 comprises a main valve 2; 22; which also works as a check valve, depending on the version, and a
  • the main valve 2 comprises a sealing element 6, which can be moved back and forth in an axial direction in a housing 4.
  • the term "axial” refers to a longitudinal axis 7 of the valve device 1.
  • Axial means in the direction or parallel to the longitudinal axis 7.
  • the sealing element 6 is biased by a closing spring 8 in its closed position shown in Figure 1.
  • the sealing element 6 In its closed position, the sealing element 6 interrupts a hydraulic connection between a first pressure port 11 and a second one Pressure connection 12.
  • the first pressure port 1 1 of the valve device 1 is connected via a first throttle connection 15 to the pilot valve 3.
  • the pilot valve 3 is connected between the first throttle connection 15 and a control chamber 10 of the valve device 1.
  • the second pressure port 12 of the valve device 1 is connected to the control chamber 10 via a second throttle connection 16.
  • the valve device 1 with the two terminals 1 1 and 12 is as
  • the hydraulic hybrid powertrain includes an internal combustion engine drive and a hydraulic drive.
  • the internal combustion engine drive is designed, for example, as an internal combustion engine and is also referred to as an internal combustion engine.
  • the hydraulic drive comprises, for example, two hydraulic machines, which are also referred to as hydrostats.
  • the two hydrostats or hydraulic machines can advantageously be operated both as a hydraulic pump and as a hydraulic motor.
  • the two hydraulic machines for example, as hydraulic
  • Axial piston machines be executed.
  • the two hydraulic machines can be hydraulically connected or connected to one another via a hydraulic system.
  • the hydraulic system comprises at least one main flow valve, which through the valve device 1; 21 is shown.
  • the main flow valve 1; 21 is in the hydraulic hybrid powertrain between an output of one of the hydraulic machines and a hydraulic one
  • a main flow valve is connected between the outputs of the hydraulic machines and the hydraulic pressure accumulator.
  • the output of the hydraulic machines or of the hydrostat is connected to the first pressure port 1 1 of the valve device 1; 21 connected.
  • the hydraulic pressure accumulator is connected, preferably as
  • High-pressure accumulator is executed. Normally, the pressure prevailing in the hydraulic accumulator is greater than the pressure at the outlet of the hydrostat, which is also referred to as a hydraulic machine. By opening the valve device 1; 21, the hydraulic pressure accumulator is connected to the input or output of the
  • Valve device 1; 21 connected hydraulic machine connected, and vice versa.
  • valve device When the valve device is open to the valve device 1; 21 connected hydraulic machine are hydraulically driven from the pressure accumulator. Furthermore, the pressure accumulator with open valve device 1; 21 hydraulically through to the valve device 1; 21 connected hydraulic machine to be charged.
  • the main valve 2; 22 is also referred to as the main flow valve.
  • Pilot valve 3; 23 is also called pilot valve.
  • the main valve 2 with the main piston or sealing element 6 can switch large volume flows virtually loss-free with a large main valve lift.
  • the pressure at the second pressure port 12 which also prevails in the control chamber 10 via the second throttle connection 16, is greater than the pressure at the first pressure port 1 1.
  • Pressure port 12 and the pressure at the first pressure port 1 1 is located.
  • the balance of forces acting on the sealing element 6 hydraulic forces is designed so that the main valve 2 generates an opening force on the sealing element 6 by lowering the pressure in the control chamber 10 by the pilot valve 3.
  • valve device 21 shows a valve device 21 with a main valve 22 and a pilot valve 23 is shown in longitudinal section.
  • the valve device 21 is partially housed in a connection plate 40, to which a
  • Mounting flange 50 is attached to the pilot valve 23.
  • the main valve 22 includes a valve piston 30 which has at its lower end 31 a sealing surface or sealing edge, which is for the representation of a
  • Valve seat 32 of the main valve 22 at a sealing edge or sealing surface of a Valve piece 38 is present.
  • the valve seat 32 of the main valve 22 is shown closed.
  • Valve piece 38 lifts, the valve seat 32 of the main valve 22 is opened.
  • the valve seat 32 is open (not shown), a direct connection between the two pressure ports 11 and 12 is released. This connection is interrupted when the valve seat 32 is closed.
  • the valve piston 30 of the main valve 22 is for the representation of
  • the term axial refers to a longitudinal axis 33 of the main valve 22.
  • valve piston 30 is guided in the valve piece 38 and arranged together with the valve piece 38 in a receiving space 34 which in the
  • Connection plate 40 is recessed.
  • the valve piston 30 is associated with a valve spring 36 which is arranged in a valve spring chamber 37.
  • valve spring 36 is supported at its lower end in FIG.
  • Valve piston 30 from. With its in Figure 2 upper end, the valve spring 36 is supported on a mounting flange 50, which by means of symbolically
  • connection plate is attached to the connection plate.
  • connection channel 41 which serves to represent the first pressure port of the valve device 21.
  • a further connection channel 42 goes out, which serves for the representation of the second pressure connection 12 of the valve device 21.
  • the connection channels 41 and 42 extend parallel to one another and perpendicular to the longitudinal axis 33 of the main valve 22 of the valve device 21.
  • connection channel 45 goes out from the connection channel 41 .
  • Another connecting channel 46 extends from the receiving space 34 of the connection plate 40 in the region of the connection channel 42.
  • the two connection channels 45, 46 The connecting channel 48 extends laterally offset and parallel to the longitudinal axis 33 of the main valve 22 of the valve device 21.
  • the connecting channel 48 defines a longitudinal axis 58 of the pilot valve 23 of the valve device 21st
  • a connecting channel 51 is designed as a blind hole in the mounting flange 50. From the connecting channel 51, a connecting channel 52 extends into a receiving space 53 for the pilot valve 23 of the valve device 21st
  • the pilot valve 23 comprises a magnet assembly 55 having a
  • the electromagnetic coil 56 which is disposed outside of the mounting flange 50.
  • the electromagnetic coil 56 extends radially outside of a pole tube 60.
  • the pole tube 60 is screwed with its in Figure 2 lower end in the mounting flange 50.
  • a throttle plate 61 is pressed on the bottom in Figure 2 end of the pole tube 60.
  • the throttle plate 61 includes a communication passage 62 that extends from a pilot valve space 63 within the pole tube 60 to the communication passage 48 in the port plate 40.
  • the pilot valve chamber 63 is connected via the connecting channels 51, 52, which constitute the control chamber of the main valve 22, with the valve spring chamber 37 of the main valve 22 in connection.
  • a closing body 64 is arranged, which is coupled via a driver sleeve 65 and a driver spring 66 with the interposition of an anchor member 68 with an armature 70 of the magnet assembly 55.
  • the armature 70 is reciprocable against the biasing force of an armature spring 72 in the pole tube 60 in the axial direction.
  • An opening movement of the armature 70 that is, a movement of the armature 70 in Figure 2 upward, is through
  • the valve device 21 comprises a total of four non-return valves 81 to 84.
  • a first check valve 81 is arranged in the connecting channel 45.
  • the check valve 81 closes toward the communication passage 48, that is, the check valve 81 opens when the pressure in the communication passages 45 and 48 of the port plate 40 is greater than the pressure at the first pressure port 11 of the valve device 21.
  • a second check valve 82 is disposed in the communication passage 46.
  • the second check valve 82 also closes toward the connection channel 48, that is, the check valve 82 opens when the pressure in the
  • Connecting channels 46 and 48 is greater than the pressure at the second pressure port 12 of the valve device 21.
  • a third check valve 83 and a fourth check valve 84 are disposed in the valve piston 30 of the main valve 22.
  • the check valve 83 closes to the pressure port 11 of the valve device 21.
  • Check valve 84 closes to the pressure port 12 of the valve device 21.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit einem Vorsteuerventil (23) und einem Hauptventil (22), das normalerweise geschlossen ist und eine Rückschlagventilfunktion aufweist. Um eine Ventileinrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist, ist das Hauptventil (22) seitlich versetzt zu dem Vorsteuerventil (23) angeordnet.

Description

Beschreibung Titel
Ventileinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit einem Vorsteuerventil und einem Hauptventil, das normalerweise geschlossen ist und eine
Rückschlagventilfunktion aufweist.
Stand der Technik
Bei der Ventileinrichtung handelt es sich zum Beispiel um ein Hauptstromventil in einem Hydraulikhybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. In dem
Hydraulikhybridantriebsstrang ist wenigstens eine Hydraulikmaschine, die auch als Hydrostat bezeichnet wird, an den ersten Druckanschluss der
Ventileinrichtung angeschlossen. Die Hydraulikmaschine kann direkt oder über weitere hier nicht angeführte Hydraulikkomponenten, in einem Sonderfall auch über eine weitere vergleichbare Ventileinrichtung, an den ersten Druckanschluss der Ventileinrichtung angeschlossen sein. An den zweiten Druckanschluss der Ventileinrichtung ist ein hydraulischer Druckspeicher angeschlossen. Der hydraulische Druckspeicher kann direkt oder über weitere hier nicht angeführte Hydraulikkomponenten an den zweiten Druckanschluss der Ventileinrichtung angeschlossen sein. Normalerweise ist der Druck in dem hydraulischen
Druckspeicher, also am zweiten Druckanschluss, größer als an einem Ausgang der Hydraulikmaschine, also dem ersten Druckanschluss, der umgekehrte Fall ist jedoch genauso möglich, entsprechend der gewählten Betriebsstrategie des Hydraulikhybridantriebsstrangs. Durch Bestromen der Magneteinrichtung wird das Hauptventil über das Vorsteuerventil geöffnet, wobei ein Dichtelement aus seiner Schließstellung in eine Öffnungsstellung bewegt wird. Wenn die
Magneteinrichtung nicht bestromt wird, dann ist das Dichtelement, zum Beispiel durch eine Schließfeder, in seine Schließstellung vorgespannt. Der umgekehrte Fall ist ebenfalls möglich.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einer Ventileinrichtung mit einem Vorsteuerventil und einem Hauptventil, das normalerweise geschlossen ist und eine
Rückschlagventilfunktion aufweist, dadurch gelöst, dass das Hauptventil seitlich versetzt zu dem Vorsteuerventil angeordnet ist. Der Begriff seitlich versetzt bezieht sich insbesondere auf eine Längsachse des Hauptventils, die seitlich versetzt zu einer Längsachse des Vorsteuerventils angeordnet ist. Die versetzte Anordnung führt unter anderem dazu, dass ein Ventilkolbenhub des Hauptventils von einem Ankerhub des Vorsteuerventils entkoppelt wird. Normalerweise geschlossen bedeutet, dass das Hauptventil im unbetätigten Zustand der Ventileinrichtung geschlossen ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, dass ein Ventilkolben des Hauptventils in einem Aufnahmeraum einer Anschlussplatte angeordnet ist. In der Anschlussplatte ist vorzugsweise nur der Ventilkolben des Hauptventils angeordnet. Ein Steuerraum des Hauptventils ist, zumindest teilweise, außerhalb der Anschlussplatte angeordnet. Das
Vorsteuerventil ist vorzugsweise ebenfalls außerhalb der Anschlussplatte angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben des Hauptventils in einem Ventilstück geführt ist, das in die Anschlussplatte eingelegt ist. An dem Ventilstück ist vorteilhaft auch eine Dichtkante beziehungsweise Dichtfläche ausgebildet, die zur Darstellung eines Ventilsitzes mit einer Dichtfläche beziehungsweise
Dichtkante zusammenwirkt, die an dem Ventilkolben vorgesehen ist. Das
Ventilstück ist vorzugsweise des Weiteren mit mindestens einer Nut ausgestattet, die zur Aufnahme einer Dichteinrichtung dient. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilstück durch einen Befestigungsflansch in der Anschlussplatte fixiert ist. Das Ventilstück ist vorzugsweise vollständig in einer Ausnehmung aufgenommen, die in der Anschlussplatte für das Ventilstück vorgesehen ist. Der Befestigungsflansch ist zum Beispiel mit Hilfe von
Befestigungsmitteln, wie Schrauben, fest an der Anschlussplatte montierbar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verbindungskanal in dem
Befestigungsflansch einen Steuerraum des Hauptventils darstellt. Der
Steuerraum des Hauptventils dient zur Aufnahme eines mit Druck
beaufschlagten Hydraulikmediums. Der Druck des Hydraulikmediums in dem Steuerraum kann über das Vorsteuerventil gezielt abgesenkt werden, um ein Öffnen des Hauptventils zu bewirken.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Polrohr des Vorsteuerventils an dem
Befestigungsflansch befestigt ist. Das Polrohr kann vorteilhaft in den
Befestigungsflansch eingeschraubt werden. In dem Polrohr ist ein Anker, vorzugsweise gegen die Vorspannkraft einer Ankerfeder, hin und her bewegbar geführt. Der Anker wird zum Beispiel über eine elektromagnetische Spule betätigt, die außerhalb des Polrohrs angeordnet ist. Über die elektromagnetische Spule kann eine ziehende oder drückende Betätigungskraft auf den Anker ausgeübt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Drosselplatte kraftschlüssig mit dem Polrohr verbunden ist. Die Drosselplatte kann vorteilhaft auf ein Ende des Polrohrs aufgepresst werden. Zur Abdichtung zwischen der Drosselplatte und dem Polrohr dient zum Beispiel eine Beißkante.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussplatte mindestens einen Verbindungskanal aufweist, der das Vorsteuerventil mit dem Aufnahmeraum für den Ventilkolben des Hauptventils verbindet. Von einem Verbindungskanal erstreckt sich mindestens ein weiterer Verbindungskanal vorteilhaft zu einem ersten
Druckanschluss der Ventileinrichtung. Mindestens ein weiterer Verbindungskanal erstreckt sich vorteilhaft von dem erstgenannten Verbindungskanal zu einem zweiten Druckanschluss der Ventileinrichtung. Die beiden Druckanschlüsse der Ventileinrichtung können zum Beispiel mit Hilfe von Anschlusskanälen dargestellt werden, die sich von dem Aufnahmeraum für den Ventilkolben des Hauptventils durch die Anschlussplatte erstrecken.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei Rückschlagventile in dem Ventilkolben und/oder zwei Rückschlagventile in der Anschlussplatte angeordnet sind. Mit Hilfe der zwei Rückschlagventile, insbesondere mit Hilfe der vier Rückschlagventile, kann auf einfache Art und Weise eine gewünschte Rückschlagventilfunktionalität der Ventileinrichtung dargestellt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als Hauptstromventil in einem
Hydraulikantrieb, insbesondere in einem Hydraulikhybridantrieb, ausgeführt ist. Der Hydraulikantrieb, insbesondere Hydraulikhybridantrieb, umfasst mindestens eine Hydraulikmaschine, die auch als Hydrostat bezeichnet wird. Vorteilhaft umfasst der Hydraulikhybridantrieb zwei Hydraulikmaschinen, die auch als Hydrostaten bezeichnet werden. An einen Ausgang der Hydraulikmaschine beziehungsweise der Hydraulikmaschinen ist ein hydraulischer Druckspeicher angeschlossen. Zwischen den Ausgang des beziehungsweise der Hydrostaten und den hydraulischen Druckspeicher ist die erfindungsgemäße Ventileinrichtung geschaltet.
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch einen Hydraulikhybridantriebsstrang mit einer vorab beschriebenen Ventileinrichtung.
Die Erfindung betrifft des Weiteren gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betreiben einer vorab beschriebenen Ventileinrichtung als Hauptstromventil in einem Hydraulikantrieb, insbesondere in einem Hydraulikhybridantrieb. Die Erfindung betrifft des Weiteren gegebenenfalls eine Anschlussplatte, einen Befestigungsflansch, eine Polrohr, ein Ventilstück und /oder einen Ventilkolben für eine vorab beschriebene Ventileinrichtung. Die genannten Teile sind separat handelbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
Figur 1 einen Hydraulikschaltplan einer Ventileinrichtung mit einem Hauptventil und einem Vorsteuerventil und
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Ventileinrichtung mit einem
Vorsteuerventil und einem Hauptventil, wobei ein Ventilkolbenhub des Hauptventils von einem Ankerhub des Vorsteuerventils entkoppelt ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Figuren 1 und 2 ist eine Ventileinrichtung 1 ; 21 in verschiedenen
Ansichten dargestellt. Die Ventileinrichtung 1 ; 21 umfasst ein Hauptventil 2; 22; das je nach Ausführung auch als Rückschlagventil funktioniert, und ein
Vorsteuerventil 3; 23.
Das Hauptventil 2 umfasst, wie man in Figur 1 sieht, ein in einem Gehäuse 4 in axialer Richtung hin und her bewegbar geführtes Dichtelement 6. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Längsachse 7 der Ventileinrichtung 1 . Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Längsachse 7. Das Dichtelement 6 ist durch eine Schließfeder 8 in seine in Figur 1 dargestellte Schließstellung vorgespannt.
In seiner Schließstellung unterbricht das Dichtelement 6 eine hydraulische Verbindung zwischen einem ersten Druckanschluss 1 1 und einem zweiten Druckanschluss 12. Der erste Druckanschluss 1 1 der Ventileinrichtung 1 ist über eine erste Drosselverbindung 15 an das Vorsteuerventil 3 angeschlossen. Dabei ist das Vorsteuerventil 3 zwischen die erste Drosselverbindung 15 und einen Steuerraum 10 der Ventileinrichtung 1 geschaltet. Der zweite Druckanschluss 12 der Ventileinrichtung 1 ist über eine zweite Drosselverbindung 16 mit dem Steuerraum 10 verbunden.
Die Ventileinrichtung 1 mit den beiden Anschlüssen 1 1 und 12 ist als
Hauptstromventil in einem Hydraulikhybridantriebsstrang (nicht dargestellt) ausgeführt. Der nicht dargestellte Hydraulikhybridantriebsstrang umfasst einen verbrennungsmotorischen Antrieb und einen hydraulischen Antrieb. Der verbrennungsmotorische Antrieb ist zum Beispiel als Brennkraftmaschine ausgeführt und wird auch als Verbrennungsmotor bezeichnet. Der hydraulische Antrieb umfasst zum Beispiel zwei Hydraulikmaschinen, die auch als Hydrostaten bezeichnet werden.
Die beiden Hydrostaten oder Hydraulikmaschinen können vorteilhaft sowohl als hydraulische Pumpe als auch als hydraulischer Motor betrieben werden. Dabei können die beiden Hydraulikmaschinen zum Beispiel als hydraulische
Axialkolbenmaschinen ausgeführt sein. Die beiden Hydraulikmaschinen sind über ein Hydrauliksystem hydraulisch miteinander verbindbar beziehungsweise verbunden. Das Hydrauliksystem umfasst mindestens ein Hauptstromventil, das durch die Ventileinrichtung 1 ; 21 dargestellt wird.
Das Hauptstromventil 1 ; 21 ist in dem Hydraulikhybridantriebsstrang zwischen einen Ausgang einer der Hydraulikmaschinen und einen hydraulischen
Druckspeicher geschaltet. Vorteilhaft ist jeweils ein Hauptstromventil zwischen die Ausgänge der Hydraulikmaschinen und den hydraulischen Druckspeicher geschaltet. Dabei ist der Ausgang der Hydraulikmaschinen beziehungsweise des Hydrostaten an den ersten Druckanschluss 1 1 der Ventileinrichtung 1 ; 21 angeschlossen. An den zweiten Druckanschluss 12 der Ventileinrichtung 1 ; 21 ist der hydraulische Druckspeicher angeschlossen, der vorzugsweise als
Hochdruckspeicher ausgeführt ist. Normalerweise ist der Druck, der in dem hydraulischen Druckspeicher herrscht, größer als der Druck am Ausgang des Hydrostaten, der auch als hydraulische Maschine bezeichnet wird. Durch Öffnen der Ventileinrichtung 1 ; 21 wird der hydraulische Druckspeicher mit dem Eingang oder Ausgang der an die
Ventileinrichtung 1 ; 21 angeschlossenen hydraulischen Maschine verbunden, und umgekehrt. Bei geöffneter Ventileinrichtung kann die an die Ventileinrichtung 1 ; 21 angeschlossene Hydraulikmaschine aus dem Druckspeicher hydraulisch angetrieben werden. Des Weiteren kann der Druckspeicher bei geöffneter Ventileinrichtung 1 ; 21 hydraulisch durch die an die Ventileinrichtung 1 ; 21 angeschlossene hydraulische Maschine aufgeladen werden.
Das Hauptventil 2; 22 wird auch als Hauptstromventil bezeichnet. Das
Vorsteuerventil 3; 23 wird auch Pilotventil bezeichnet. Das Hauptventil 2 mit dem Hauptkolben oder Dichtelement 6 kann bei großem Hauptventilhub große Volumenströme nahezu verlustfrei schalten. Normalerweise ist der Druck am zweiten Druckanschluss 12, der über die zweite Drosselverbindung 16 auch in dem Steuerraum 10 herrscht, größer als der Druck am ersten Druckanschluss 1 1. Über das Vorsteuerventil 3 kann der Druck im Steuerraum 10 auf ein
Druckniveau abgesenkt werden, das zwischen dem Druck am zweiten
Druckanschluss 12 und dem Druck am ersten Druckanschluss 1 1 liegt. Die Kräftebilanz der auf das Dichtelement 6 wirkenden hydraulischen Kräfte ist so ausgelegt, dass das Hauptventil 2 bei der Absenkung des Drucks im Steuerraum 10 durch das Vorsteuerventil 3 eine öffnende Kraft auf das Dichtelement 6 erzeugt.
In Figur 2 ist eine Ventileinrichtung 21 mit einem Hauptventil 22 und einem Vorsteuerventil 23 im Längsschnitt dargestellt. Die Ventileinrichtung 21 ist teilweise in einer Anschlussplatte 40 untergebracht, an welche ein
Befestigungsflansch 50 mit dem Vorsteuerventil 23 angebaut ist.
Das Hauptventil 22 umfasst einen Ventilkolben 30, der an seinem unteren Ende 31 eine Dichtfläche oder Dichtkante aufweist, die zur Darstellung eines
Ventilsitzes 32 des Hauptventils 22 an einer Dichtkante oder Dichtfläche eines Ventilstücks 38 anliegt. In Figur 2 ist der Ventilsitz 32 des Hauptventils 22 geschlossen dargestellt.
Wenn der Ventilkolben 30 mit seiner Dichtfläche von der Dichtkante des
Ventilstücks 38 abhebt, wird der Ventilsitz 32 des Hauptventils 22 geöffnet. Bei geöffnetem Ventilsitz 32 (nicht dargestellt) wird eine direkte Verbindung zwischen den beiden Druckanschlüssen 11 und 12 freigegeben. Diese Verbindung ist bei geschlossenem Ventilsitz 32 unterbrochen.
Der Ventilkolben 30 des Hauptventils 22 ist zur Darstellung der
Öffnungsbewegung und der Schließbewegung in axialer Richtung, das heißt in Figur 2 nach oben und nach unten bewegbar. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Längsachse 33 des Hauptventils 22.
Der Ventilkolben 30 ist in dem Ventilstück 38 geführt und zusammen mit dem Ventilstück 38 in einem Aufnahmeraum 34 angeordnet, der in der
Anschlussplatte 40 ausgespart ist. Dem Ventilkolben 30 ist eine Ventilfeder 36 zugeordnet, die in einem Ventilfederraum 37 angeordnet ist.
Die Ventilfeder 36 stützt sich mit ihrem in Figur 2 unteren Ende an dem
Ventilkolben 30 ab. Mit ihrem in Figur 2 oberen Ende stützt sich die Ventilfeder 36 an einem Befestigungsflansch 50 ab, der mit Hilfe von symbolisch
angedeuteten Befestigungsschrauben an der Anschlussplatte befestigt ist.
Von dem Aufnahmeraum 34 in der Anschlussplatte 40 geht ein Anschlusskanal 41 aus, der zur Darstellung des ersten Druckanschlusses der Ventileinrichtung 21 dient. Von dem Aufnahmeraum 34 in der Anschlussplatte 40 geht ein weiterer Anschlusskanal 42 aus, der zur Darstellung des zweiten Druckanschlusses 12 der Ventileinrichtung 21 dient. Die Anschlusskanäle 41 und 42 erstrecken sich parallel zueinander und senkrecht zur Längsdachse 33 des Hauptventils 22 der Ventileinrichtung 21.
Von dem Anschlusskanal 41 geht ein Verbindungskanal 45 aus. Ein weiterer Verbindungskanal 46 geht von dem Aufnahmeraum 34 der Anschlussplatte 40 im Bereich des Anschlusskanals 42 aus. Die beiden Verbindungskanäle 45, 46 verlaufen parallel zueinander und senkrecht zur Längsachse 33 des Hauptventils 22 der Ventileinrichtung 21. Der Verbindungskanal 48 verläuft seitlich versetzt und parallel zur Längsachse 33 des Hauptventils 22 der Ventileinrichtung 21. Der Verbindungskanal 48 definiert eine Längsachse 58 des Vorsteuerventils 23 der Ventileinrichtung 21.
Ein Verbindungskanal 51 ist als Sackloch in dem Befestigungsflansch 50 ausgeführt. Von dem Verbindungskanal 51 erstreckt sich ein Verbindungskanal 52 in einen Aufnahmeraum 53 für das Vorsteuerventil 23 der Ventileinrichtung 21.
Das Vorsteuerventil 23 umfasst eine Magnetbaugruppe 55 mit einer
elektromagnetischen Spule 56, die außerhalb des Befestigungsflanschs 50 angeordnet ist. Die elektromagnetische Spule 56 erstreckt sich radial außerhalb eines Polrohrs 60. Das Polrohr 60 ist mit seinem in Figur 2 unteren Ende in den Befestigungsflansch 50 eingeschraubt. Auf das in Figur 2 untere Ende des Polrohrs 60 ist eine Drosselplatte 61 aufgepresst.
Die Drosselplatte 61 umfasst einen Verbindungskanal 62, der sich von einem Vorsteuerventilraum 63 innerhalb des Polrohrs 60 zu dem Verbindungskanal 48 in der Anschlussplatte 40 erstreckt. Der Vorsteuerventilraum 63 steht über die Verbindungskanäle 51, 52, die den Steuerraum des Hauptventils 22 darstellen, mit dem Ventilfederraum 37 des Hauptventils 22 in Verbindung.
In dem Vorsteuerventilraum 63 ist ein Schließkörper 64 angeordnet, der über eine Mitnehmerhülse 65 und eine Mitnehmerfeder 66 unter Zwischenschaltung eines Ankerteils 68 mit einem Anker 70 der Magnetbaugruppe 55 gekoppelt ist. Der Anker 70 ist gegen die Vorspannkraft einer Ankerfeder 72 in dem Polrohr 60 in axialer Richtung hin und her bewegbar. Eine Öffnungsbewegung des Ankers 70, also eine Bewegung des Ankers 70 in Figur 2 nach oben, wird durch
Bestromung der elektromagnetischen Spule 56 bewirkt.
Solange die elektromagnetische Spule 56 nicht bestromt wird, bleibt der
Schließkörper 64 in seiner in Figur 2 dargestellten Schließstellung, in welcher der Schließkörper 64 den Verbindungskanal 62 in der Drosselplatte 61 verschließt. Der Schließkörper 64 stellt zusammen mit dem in Figur 2 oberen Ende des Verbindungskanals 62 einen Vorsteuerventilsitz 73 dar.
Die Ventileinrichtung 21 umfasst insgesamt vier Rückschlagventile 81 bis 84. Ein erstes Rückschlagventil 81 ist in dem Verbindungskanal 45 angeordnet. Das Rückschlagventil 81 schließt zum Verbindungskanal 48 hin, das heißt, das Rückschlagventil 81 öffnet, wenn der Druck in den Verbindungskanälen 45 und 48 der Anschlussplatte 40 größer als der Druck am ersten Druckanschluss 11 der Ventileinrichtung 21 ist.
Ein zweites Rückschlagventil 82 ist in dem Verbindungskanal 46 angeordnet. Das zweite Rückschlagventil 82 schließt ebenfalls zum Verbindungskanal 48 hin, das heißt, das Rückschlagventil 82 öffnet, wenn der Druck in den
Verbindungskanälen 46 und 48 größer als der Druck am zweiten Druckanschluss 12 der Ventileinrichtung 21 ist.
Ein drittes Rückschlagventil 83 und ein viertes Rückschlagventil 84 sind in dem Ventilkolben 30 des Hauptventils 22 angeordnet. Das Rückschlagventil 83 schließt zum Druckanschluss 11 der Ventileinrichtung 21 hin. Das
Rückschlagventil 84 schließt zum Druckanschluss 12 der Ventileinrichtung 21 hin.

Claims

Ansprüche
1. Ventileinrichtung mit einem Vorsteuerventil (3;23) und einem Hauptventil (2;22), das normalerweise geschlossen ist und eine Rückschlagventilfunktion aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptventil (22) seitlich versetzt zu dem Vorsteuerventil (23) angeordnet ist.
2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilkolben (30) des Hauptventils (22) in einem Aufnahmeraum (34) einer Anschlussplatte (40) angeordnet ist.
3. Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (30) des Hauptventils (22) in einem Ventilstück (38) geführt ist, das in die Anschlussplatte (40) eingelegt ist.
4. Ventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilstück (38) durch einen Befestigungsflansch (50) in der Anschlussplatte (40) fixiert ist.
5. Ventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Verbindungskanal (51,52) in dem Befestigungsflansch (50) einen Steuerraum des Hauptventils (22) darstellt.
6. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Polrohr (60) des Vorsteuerventils (23) an dem Befestigungsflansch (50) befestigt ist.
7. Ventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drosselplatte (61) kraftschlüssig mit dem Polrohr (60) verbunden ist.
8. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anschlussplatte (40) mindestens einen
Verbindungskanal (45,46,48) aufweist, der das Vorsteuerventil (23) mit dem Aufnahmeraum (34) für den Ventilkolben (30) des Hauptventils (22) verbindet.
9. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass zwei Rückschlagventile (83,84) in dem Ventilkolben (30) und/oder zwei Rückschlagventile (81,82) in der Anschlussplatte (40) angeordnet sind.
10. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (1;21) als Hauptstromventil in einem Hydraulikantrieb, insbesondere in einem Hydraulikhybridantrieb, ausgeführt ist.
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