DE1055909B

DE1055909B - Accumulator loading valve

Info

Publication number: DE1055909B
Application number: DET13064A
Authority: DE
Inventors: Ullrich Baumgarten
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1957-01-04
Filing date: 1957-01-04
Publication date: 1959-04-23

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zum Aufladen hydraulischer oder pneumatischer Speicher, die im Nebenschluß zur Druckmittelquelle, vom Druckmittelmotar aus gesehen, geschaltet sind.The invention relates to a valve for charging hydraulic or pneumatic accumulators, which are connected in the shunt to the pressure medium source, seen from the pressure medium motor.

Bekannt ist eine hydraulische Anlage, bestehend aus Motor, Pumpe, Verbraucher und Speicher, wo der Speicher im Nebenschluß zum Kreislauf Motor— Pumpe—Behälter liegt und wo das Speicherladeventil mit einem Kolbenschieber versehen ist, der auf der einen Stirnseite vom Speicherdruck und auf der anderen Stirnseite vom Pumpendruck und dem Druck einer Feder beaufschlagt wird. Die Schnelligkeit der Schieberbewegung hängt bei diesem Ventil wesentlich von dem Verlauf des Druckabfalles an den Schieberstirnflächen ab, der sich ebenso allmählich vollzieht, wie sich die Zuleitung zum Behälter der Pumpenförderung öffnet bzw. wie das völlige Verschließen der Verbraucherleitung. Durch den Umstand, daß sich der Pumpendruck auf den Kolbenschieber reziprok zum Federdruck entwickelt, eliminieren diese sich zu einem gewissen Grad, was sich auf die Schieberbeschleunigung abträglich auswirkt. Dieses Ventil erzeugt zwar eine sich gegen Ende des Zusperrens der Ab- und Zuleitungen vergrößernde Geschwindigkeit, erlaubt aber nicht, mit ausreichender Plötzlichkeit die Pumpe auf Leerlauf zu schalten.A hydraulic system is known, consisting of motor, pump, consumer and accumulator, where the accumulator is shunted to the motor-pump-container circuit and where the accumulator loading valve is provided with a piston slide, which on the one end of the accumulator pressure and on the other Front side is acted upon by the pump pressure and the pressure of a spring. The speed of the slide movement in this valve depends essentially on the course of the pressure drop at the slide end faces, which takes place gradually as the supply line to the pump delivery container opens or as the consumer line is completely closed. Due to the fact that the pump pressure on the piston valve develops reciprocally to the spring pressure, these are eliminated to a certain extent, which has a detrimental effect on the valve acceleration. Although this valve generates a speed that increases towards the end of the shut-off of the supply and discharge lines, it does not allow the pump to be switched to idle with sufficient suddenness.

Es sind Speicherladeventile bekannt, bei denen ein durch Federkraft sowie Flüssigkeitsdruck auf seinen Sitz aufgedrückter Ventilkörper den Umlauf zwischen Pumpe und Behälter steuert, der seinerseits unter Einwirkung eines ebenfalls unter Federwirkungen stehenden, Speicherdruckbeaufschlagten Betätigungsgliedes in Art eines Kolbens steht. Diese übliche Ausführungsform ist insofern nachteilig, als dabei die Pumpe einer unerwünschten Beanspruchung unterliegt und somit ein frühzeitiger Verschleiß einsetzt. Der Grund dafür ist darin zu suchen, daß bei öffnung des Ventils schon bei einem minimalen frei werdenden Durchflußquerschnitt zwischen Pumpe und Behälter der Druck vor dem Ventil zusammenbricht und das Rückschlagventil schließt. Danach kann bei dieser Ausführungsform keine Vergrößerung des Durchflußquerschnittes durch weiteres Abheben des Verschlußstücks erreicht werden, da kein weiterer Druckanstieg im Speicher erfolgen kann, um das Betätigungsglied in Richtung auf das Verschluß stück zu verschieben und dieses weiter zu lüften. Dadurch entsteht eine Drosselstelle zwischen Ventil und Ventilsitz, die den Umlaufdruck wesentlich vergrößert, was außer den schon erwähnten Nachteilen einen erhöhten Leistungsbedarf der Pumpe, abgesehen von der großen thermischen Beanspruchung, zur Folge hat. There are known accumulator loading valves in which a valve body pressed onto its seat by spring force and liquid pressure controls the circulation between the pump and the container, which in turn is under the action of a spring-loaded actuator in the form of a piston, which is also under pressure from the accumulator. This customary embodiment is disadvantageous in that the pump is subject to undesired stress and thus premature wear begins. The reason for this is to be found in the fact that when the valve is opened, the pressure in front of the valve collapses and the non-return valve closes even with a minimal flow cross-section between the pump and the container. Thereafter, in this embodiment, no increase in the flow cross-section can be achieved by further lifting the closure piece, since no further increase in pressure can take place in the memory to move the actuator in the direction of the closure piece and to ventilate this further. This creates a throttle point between the valve and the valve seat, which significantly increases the circulation pressure, which, in addition to the disadvantages already mentioned, results in an increased power requirement of the pump, apart from the high thermal stress.

Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, mittels eines Ventils zum Aufladen hydraulischer oder pneu-Speicherladeventil With the invention, the object is achieved by means of a valve for charging hydraulic or pneumatic accumulator charging valve

Anmelder:
Alfred Teves
Maschinen- und ArmaturenfabrikApplicant:
Alfred Teves
Machine and fittings factory

Kommandit-Gesellsehaft,
Frankfurt/M., Gustavsburgstr. 31Limited partnership,
Frankfurt / M., Gustavsburgstr. 31

Ullrich Baumgarten, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt wordenUllrich Baumgarten, Frankfurt / M.,
has been named as the inventor

matischer Speicher, das im Nebenschluß zu einem Kreislauf Motor—Pumpe—Behälter liegt, nach dem Aufladen des Speichers zu seiner vollen Druckhöhe die Pumpe schlagartig an die Behalterleitung anzuschließen. Das Ventil ist in bekannter Weise mit einem drucklosen, den Rücklauf sperrenden oder freigebenden Verschlußstück versehen, auf das ein unter Federwirkung stehendes druckbeaufschlagtes Betätigungsglied einwirkt. Erfindungsgemäß ist das Verschlußstück mit Spiel zwischen zwei Anschlägen des Betätigungsgi jedes frei beweglich angeordnet. Nach einem weiteren Ausführungsvorschlag ist das Verschlußstück derart als Stufenkolben ausgebildet, daß es in geschlossener Stellung unter dem einseitigen Druck des einströmenden Mediums steht.matic storage, which is connected to a circuit motor-pump-tank, after the Charging the storage tank to its full pressure level, connecting the pump abruptly to the tank line. The valve is in a known manner with a pressureless, the return blocking or releasing Provided closure piece on which a spring-loaded actuating member is pressurized acts. According to the invention, the closure piece is with play between two stops of the Actuating gi each arranged freely movable. According to a further proposed embodiment, the closure piece is designed as a stepped piston that it is in the closed position under the one-sided The pressure of the inflowing medium is at a standstill.

Man hat zwar bei Einrichtungen, die zu anderen Zwecken dienen, Betätigungseinrichtungen für Verschlußstücke von diesen getrennt angeordnet, ohne jedoch, wie es die Erfindung vorsieht, daran in den beiden Richtungen Anschläge vorzusehen. Auch unterliegt in allen diesen Fällen das von dem Betätigungsglied bewegte Verschluß stück auf beiden Seiten hydraulischer Beaufschlagung. Mit den Merkmalen der Erfindung wird demgegenüber der Vorteil erzielt, daß das Verschlußstück der öffnenden Kraft des Betätigungsgliedes nicht den geringsten Widerstand entgegensetzt.It is true that in devices that serve other purposes, actuating devices for locking pieces arranged separately from these, but without, as the invention provides, it in the Provide stops in both directions. In all of these cases, too, is subject to that of the actuator moving locking piece on both sides hydraulic actuation. With the features the invention has the advantage that the locking piece of the opening force of the actuator does not offer the slightest resistance.

Es wird nämlich infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung des Verschlußstücks sowie der Relativbeweglichkeit zwischen diesem und dem Betätigungsglied beim Öffnen des Ventils infolge des Druck- Unterschiedes vor und hinter dem Ventil eine Kraft wirksam, die das Ventil ungehindert in Öffnungsrichtung bis zu dem vom Gehäuse gebildeten Anschlag verschiebt, womit der gesamte Druckflußquerschnitt freigegeben wird und der UmlaufdruckAs a result of the design of the closure piece according to the invention and the relative mobility between this and the actuating member when the valve is opened due to the pressure difference in front of and behind the valve, a force is effective that moves the valve unhindered in the opening direction up to the stop formed by the housing, whereby the entire pressure flow cross-section is released and the circulation pressure

90» 507/31590 »507/315

Claims

niedrig gehalten werden kann. Das Verschluß stück steht dabei nicht unter Einwirkung einer Feder wie bei den bekannten Ausführungsformen und wird auch nicht auf der dem Sitz abgewandten Seite von dem vor dem Ventil herrschenden Druck (Umlaufdruck) beaufschlagt, sondern ist unmittelbar nach erstmaligem Abheben von seiten des Betätigungsteiles ohne Überwindung einer Gegenkraft verschiebbar. Unterstützt wird dieser Effekt durch die Saugwirkung des von der Pumpe zum Behälter strömenden Druckmittels, das den Druck hinter dem Ventil noch weiter vermindert. In Fällen, in denen die Differenz zwischen den Drücken in den Leitungen von der Pumpe und zu dem Behälter nur minimal ist, kanu zur Sicherung der vollständigen öffnung des Ventils noch eine Feder zwischen Betätigungsglied und Verschluß stück angeordnet werden. Die erfindungsgemäße Ausführungsform gestattet durch Änderung der Vorspannung der Abstützfeder des Betätigungsteiles, den Umschaltdruck den Erfordernissen entsprechend einzustellen, ohne Änderung des Verhältnisses oberer Umschaltpunkt zu unterem Umschaltpunkt zu bewirken, wobei unter dem oberen Umschaltpunkt dabei der Punkt zu verstehen ist, an welchem das Ventil auf Stellung »Um lauf« umschaltet, also nach Füllung des Speichers, während der untere Umschaltpunkt den Punkt kennzeichnet, bei welchem das Ventil von Stellung »Umlauf« auf Stellung »Speicher laden« umschaltet. Die fehlende Abhängigkeit zwischen der Änderung des Umschaltpunktes und des Verhältnisses vom oberen zum unteren Umschaltpunkt resultiert daraus, daß sich unabhängig von der Vorspannung der Feder deren Kraftzuuahme während des Leerweges nicht ändert, oder, mit anderen Worten, die Arbeitsfähigkeit, die \vährend des Leerweges, also des Weges, den das Betätigungsglied bis zum Anschlag an das Verschlußstück zurückzulegen hat, in der Feder aufgespeichert wird, ist nämlich, unabhängig von der gewählten Federvorspannung, unter Voraussetzung eines gleichbleibenden Leerweges stets gleich groß. Jedoch erlaubt die erfindungsgemäße Ausführungsform zusätzlich auch eine Änderung des Verhältnisses von oberem zu unterem Umschaltpunkt, und zwar durch eine Änderung der Federkonstanten der Abstützfeder des Betätigungsgliedes. Diese Möglichkeit ergibt sich ebenfalls durch die Einschaltung eines Leerweges zwischen dem Beginn der Verschiebung des Betätigungsgliedes und dessen Anschlag an das Verschlußstück, also im wesentlichen durch die Tatsache einer Relativbeweglichkeit zwischen Betätigungsglied und Verschlußstück. Es geht nämlich in das Verhältnis oberer Umschaltpunkt zu unterem Umschaltpunkt die Federkonstante proportional ein, so daß eine Änderung dieser gleichbedeutend mit einer Änderung dieses Verhältnisses ist. Die Abbildung zeigt einen Schnitt durch eine mögliche Ausführungsform der Erfindung, in welchem das Ventil in der Stellung »Speicher laden« gezeigt ist. In dem Gehäuse 1 ist die Bohrung, an die die von der Pumpe kommende Leitung angeschlossen ist, mit 2, die zu dem Behälter führende Rücklaufbohrung mit 3 und die zum Speicher führende Bohrung mit 4 bezeichnet. Die Verbindung zwischen den Bohrungen 2 und 3 wird durch die verschiedene Querschnitte aufweisende Bohrung 5 hergestellt, in welcher das Verschlußstück 8 verschiebbar ist. In der zu dem Speicher führenden Bohrung 4 ist ein Rückschlagventil 6 angeordnet. Das Betätigungsglied 7 für das 'Verschlußstück 8 und das Verschlußstück 8 sind in der Bohrung 5 flüssigkeitsdicht und verschiebbar gelagert, wobei das Verschlußstück die Aufgabe hat, den Durchfluß von der Pumpe zum Behälter zu sperren oder freizugeben. Das Betätigungsglied 7 besteht aus einem über die hinter dem Rückschlagventil 6 von der Bohrung 4 abzweigenden Querbohrung 9 vom Speicherdruck beaufschlagten Kolbenteil 7a sowie einer sich in Richtung auf das Ventil daran schließenden, abgesetzten Kolbenstange 7 b mit einem tellerförmigen Ende 7c, das einmal als Federteller für die Feder 10 dient und zum anderen als Mitnehmer für das Verschlußstück 8 bei Schließen des Ventils. Die Feder 10 kann dabei in ihrer Vorspannung einstellbar wie auch auswechselbar angeordnet sein. Das Verschlußstück 8 ist abdichtend in der Gehäusebohrung 5 geführt, deren Absatz 11 als Sitz für die kegelförmige Dichtfläche 12 des Verschlußstücks 8 dient. Dieses ist zwischen dem Teller 7 c sowie dem durch den Absatz der Kolbenstange 7 b gebildeten Anschlag 13 frei verschieblich und umgibt den Kolbenstangenteil verminderten Querschnittes mit Spiel 14. Das Verschlußstück 8 ist als Stufenkolben ausgebildet, was zur Folge hat, daß es der Aufladedruck des Speichers auf seinen Sitz 11 drückt. Wie schon ausgeführt, zeigt die Abbildung das Ventil in Stellung »Speicher laden«. Es ist also die Verbindung zwischen der Pumpe und dem Behälter unterbrochen, während eine Verbindung zum Speicher durch Abheben des Rückschlagventils 6 hergestellt ist. Durch die hinter dem Rückschlagventil 6, in Strömungsrichtung gesehen, abzweigende Querboihrung9 wird das .Kolbenteil 7a des Betätigungsgliedes 7 von dem Speicherdruck beaufschlagt. Das Betätigungsglied 7 verharrt so lange in seiner Ausgangsstellung, die dann eingenommen ist, wenn- der Teller 7 c an dem Versohlußstück 8 anliegt, solange der Speicherdruck nicht ausreicht, um die Gegenkraft der Feder 10 zu überwinden. Nach Überwindung der Federkraft beginnt eine Verschiebung des Kolbens 7a gegen die Wirkung der Feder 10 um den zwischen Verschluß stück 8 und Betätigungsglied 7 bestehenden Leerweg, wonach ein schlagartiges Abheben des Verschlußstücks 8 von seinem Sitz erfolgt und somit die Verbindung zu dem Behälter freigegeben wird, wonach das Rückschlagventil 6 schließt. Nach - Öffnen des Ventils wird das Verschlußstück in Öffnungsrichtung bis zur Anlage am Gehäuse verschoben, so daß ein ungehinderter Durchfluß von der Pumpe zum Behälter stattfinden kann. Ist der Speicherdruck so weit abgefallen, daß die Federkraft 10 die auf das Betätigungsglied 7 wirkende Gegenkraft überwindet, so erfolgt eine Verschiebung des Betätigungsgliedes 7 nach rechts (s. Abbildung). Nach einem kurzen Leerweg legt sich das tellerförmige Ende 7 c des Ber tätigungsgliedes 7 an das Verschlußstück 8 an, so daß es zwangläufig mitgenommen wird. Patentansprüche:can be kept low. The closure piece is not under the action of a spring as in the known embodiments and is not acted on the side facing away from the seat by the pressure prevailing in front of the valve (circulation pressure), but is immediately after the first lifting from the side of the actuating part without overcoming a Slidable counterforce. This effect is supported by the suction effect of the pressure medium flowing from the pump to the container, which further reduces the pressure behind the valve. In cases in which the difference between the pressures in the lines from the pump and to the container is only minimal, a spring can be arranged between the actuating member and the closure piece to ensure that the valve is fully open. The embodiment according to the invention allows, by changing the bias of the support spring of the actuating part, to adjust the switching pressure according to the requirements, without causing a change in the ratio of the upper switching point to the lower switching point, the upper switching point being the point at which the valve is in position "Circulation" switches over, ie after the storage tank has been filled, while the lower switchover point marks the point at which the valve switches from the "Circulation" position to the "Load storage tank" position. The lack of dependency between the change in the switchover point and the ratio of the upper to the lower switchover point results from the fact that, regardless of the preload of the spring, its increase in force does not change during the idle travel, or, in other words, the work capacity that is maintained during the idle travel, that is, the path that the actuating member has to cover as far as the stop on the breech block is stored in the spring, is namely always the same, regardless of the spring preload selected, provided that the idle path remains constant. However, the embodiment according to the invention also allows a change in the ratio of the upper to the lower switching point, namely by changing the spring constant of the support spring of the actuating member. This possibility also results from the inclusion of an idle path between the beginning of the displacement of the actuating member and its stop on the locking piece, that is to say essentially from the fact that the actuating member and the locking piece can move relative to each other. This is because the spring constant is proportionally included in the ratio of the upper switching point to the lower switching point, so that a change in this is equivalent to a change in this ratio. The figure shows a section through a possible embodiment of the invention, in which the valve is shown in the "load memory" position. In the housing 1, the bore to which the line coming from the pump is connected is denoted by 2, the return bore leading to the container is denoted by 3 and the bore leading to the reservoir is denoted by 4. The connection between the bores 2 and 3 is established by the bore 5, which has different cross-sections and in which the closure piece 8 can be displaced. A check valve 6 is arranged in the bore 4 leading to the memory. The actuating member 7 for the 'closure piece 8 and the closure piece 8 are fluid-tight and displaceably mounted in the bore 5, the closure piece having the task of blocking or releasing the flow from the pump to the container. The actuating member 7 consists of a piston part 7a, which is acted upon by the accumulator pressure via the transverse bore 9 branching off from the bore 4 behind the check valve 6, and a stepped piston rod 7b that closes in the direction of the valve and has a plate-shaped end 7c, which is used as a spring plate for the spring 10 serves and on the other hand as a driver for the closure piece 8 when the valve is closed. The preload of the spring 10 can be arranged so as to be adjustable as well as interchangeable. The closure piece 8 is sealingly guided in the housing bore 5, the shoulder 11 of which serves as a seat for the conical sealing surface 12 of the closure piece 8. This is freely movable between the plate 7 c and the stop 13 formed by the shoulder of the piston rod 7 b and surrounds the piston rod part of reduced cross-section with play 14. The locking piece 8 is designed as a stepped piston, which has the result that it is the charging pressure of the memory on its seat 11 presses. As already stated, the illustration shows the valve in the "load storage tank" position. The connection between the pump and the container is thus interrupted, while a connection to the memory is established by lifting the check valve 6. Through the transverse bore 9 branching off behind the check valve 6, seen in the direction of flow, the piston part 7a of the actuating member 7 is acted upon by the accumulator pressure. The actuating member 7 remains in its initial position, which is assumed when the plate 7c is in contact with the Versohlußstück 8, as long as the storage pressure is not sufficient to overcome the counterforce of the spring 10. After overcoming the spring force begins a displacement of the piston 7a against the action of the spring 10 to the existing between the closure piece 8 and actuator 7 free travel, after which a sudden lifting of the closure piece 8 takes place from its seat and thus the connection to the container is released, after which the check valve 6 closes. After - opening the valve, the closure piece is moved in the opening direction until it rests on the housing, so that an unimpeded flow from the pump to the container can take place. If the accumulator pressure has dropped so far that the spring force 10 overcomes the counterforce acting on the actuating member 7, the actuating member 7 is shifted to the right (see figure). After a short idle travel, the plate-shaped end 7 c of the Ber actuating member 7 attaches to the locking piece 8, so that it is inevitably taken along. Patent claims:

1. Ventil zum Aufladen hydraulischer oder pneumatischer Speicher im Nebenschluß mit einem einen drucklosen Rücklauf sperrenden oder freigebenden Verschluß stück, auf das ein unter Feclerwirkung stehendes druckbeaufschlagtes Betätigungsglied einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (8) mit Spiel zwischen zwei Anschlägen (7 c, 13) des Betätigungsgliedes (7 a, 7 b) frei beweglich ist.1. Valve for charging hydraulic or pneumatic accumulator in the shunt with a non-pressurized return blocking or releasing closure piece on which a pressurized actuator under Fecler action acts, characterized in that the closure piece (8) with play between two stops (7 c, 13) of the actuator (7 a, 7 b) is freely movable.