DE19813038B4 - Hydraulikkreis und Hydraulikventil - Google Patents

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Abstract

Hydraulikkreis (10) mit einer Hydraulikpumpe (12) und wenigstens zwei von einem von der Hydraulikpumpe (12) erzeugten Hydraulikdruck angetriebenen Verbrauchern (18, 22), wobei die Verbraucher (18, 22) in dem Hydraulikkreis (10) in Serie angeordnet sind und parallel zu wenigstens dem zweiten Verbraucher (22) in einem diesen zweiten Verbraucher (22) überbrückenden Überbrückungskanal (38) ein Schwelldruckventil (40) angeordnet ist, welches von einem an wenigstens dem ersten Verbraucher (18) anliegendem Druck derart steuerbar ist, dass bei einem vorbestimmten ersten Schwelldruck am ersten Verbraucher (18) das Schwelldruckventil (40) den Überbrückungskanal (38) öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulikpumpenseitiger Eingang (48) des Schwelldruckventiles (40) gleichzeitig als zusätzlicher Steuereingang derart ausgebildet ist, dass bei einem vorbestimmten zweiten Schwelldruck an diesem hydraulikpumpenseitigen Eingang (48) das Schwelldruckventil (40) den Überbrückungskanal (38) öffnet, nämlich einerseits der Steuereingang (52) des Schwelldruckventiles (40) über eine Steuerleitung (42) von einem an dem ersten Verbraucher (18) herrschenden Druck, insbesondere dem ersten Schwelldruck ansteuerbar ist und...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hydraulikkreis mit einer Hydraulikpumpe und wenigstens zwei von einem von der Hydraulikpumpe erzeugten Hydraulikdruck angetriebenen Verbrauchern, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • In einem Hydraulikkreis wird üblicherweise ein oder mehrere Verbraucher durch die von einer Hydraulikpumpe erzeugten und vom einem Hydraulikfluid übertragenen Energie angetrieben. Bei mehreren Verbrauchern muss für eine einwandfreie Funktion aller Verbraucher in jedem Lastzustand derselben die Hydraulikpumpe auf die maximale Last bei maximaler Leistung aller Verbraucher ausgelegt sein. Dies ist jedoch teuer und aufwendig und steht üblicherweise in keinem Verhältnis zum Nutzen, da ein Betriebszustand mit gleichzeitig maximaler Leistungsaufnahme aller Verbraucher sehr selten und wenn überhaupt meist nur kurz eintritt.
  • Ein Beispiel für einen in jedem Kraftfahrzeug mit Servolenkung oder Hilfskraftlenkung vorhandenen Hydraulikkreis ist eine Zahnstangen-Hydrolenkung, wobei eine Hydraulikpumpe Hydraulikfluid, wie beispielsweise Hydrauliköl, durch einen Drehschieber und Lenkzylinder einer Lenkung pumpt. Hierbei ist jedoch ein konstanter Durchfluss von Hydrauliköl erforderlich, wie beispielsweise 7 Liter pro Minute, wohingegen die von einer Brennkraftmaschine angetriebene Hydraulikpumpe in Abhängigkeit von der Drehzahl unterschiedliche Durchflussraten fördert. Daher wird in einer Servolenkung üblicherweise der Antrieb der Hydraulikpumpe derart dimensioniert, dass bereits bei einer Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine die für die Lenkhilfe beispielsweise erforderlichen 7 Liter pro Minute gefördert werden. Ferner ist zusätzlich in Serie im Hydraulikkreis vor der Lenkung ein Stromregler angeordnet, welcher einen konstanten Durchfluß von beispielsweise 7 Liter pro Minute gewährleistet und eine darüber hinaus geförderte Menge an Hydrauliköl über eine Rücklaufleitung an die Hydraulikpumpe ableitet. Zusätzlich ist üblicherweise parallel zur Lenkung im Hydraulikkreis ein Druckbegrenzungsventil angeordnet.
  • Dieses System hat jedoch den Nachteil, dass der von dem Stromregler über die Rücklaufleitung abgeleitete Hydrauliköl-Strom als Verlustleitung ungenutzt bleibt. Es ist zwar beispielsweise aus der DE 43 25 113 A1 ein Stromregelventil für eine Lenkhilfepumpe bekannt, welche die Funktion des Stromreglers und Druckbegrenzers in einem Bauteil vereint, jedoch auch hier bleibt der vom Stromregler abgeleitet Hydrauliköl-Strom ungenutzt. Wollte man diese Energie dadurch nutzen, dass man einen zusätzlichen Verbraucher einschleift, ergibt sich jedoch das Problem, dass die Lenkung und der zusätzliche Verbraucher in der Summe einen höheren maximalen Leistungsbedarf haben als die Nennleistung oder Maximalleistung der Hydraulikpumpe. Da jedoch die Funktion der Servolenkung in keinem Betriebszustand von dem zusätzlichen Verbraucher beeinträchtigt sein darf, müsste die Hydraulikpumpe entsprechend größer dimensioniert werden. Dies macht jedoch sofort alle Vorteile der Nutzung der Verlustleistung des Stromreglers zunichte, da dann der Betrieb des zusätzlichen Verbraucher in einem eigenen Hydraulikkreis günstiger ist.
  • So ist im Stand der Technik ein Hydraulikkreis bekannt ( DE 43 40 873 A1 ), bei dem auf verschiedene Art und Weise ein an einem Schwelldruckventil anliegender Schwelldruck gemessen wird. Einerseits wird über eine separate Steuerdruckleitung ein möglicher Schwelldruck gemessen, der dann in die Steuerung des Schwelldruckventiles einfließen kann. Eine weitere Alternative zeigt ein elektrisch betätigbares Schwelldruckventil bzw. die Ermittlung eines Druckes am Eingang des Schwelldurckventiles über eine Steuerdruckleitung. Über dieses so gesteuerte Schwelldruckventil ist also nur der Einfluss eines einzigen bestimmten Schwelldruckes ermittelbar bzw. regelbar. Schließlich zeigt die WO 97 04262 die Ausbildung eines möglichen Schwelldruckventiles für einen entsprechenden Hydraulikkreislauf. Die bisher im Stand der Technik bekannten Hydraulikkreisläufe sind aber noch nicht optimal ausgebildet, insbesondere können Schwelldrücke im Eingang eines Schwelldruckventiles auftreten, wie auch aufgrund von hydraulischen Einflüssen Schwelldrücke in der zu einem weiteren Verbraucher vorgesehenen Hydraulikleitung auftreten können, die dem Schwelldruckventil nachgeschaltet sind.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikkreis derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die oben genannten Nachteile vermieden sind, insbesondere die in einem Hydraulikkreis auftretenden Schwelldrücke optimal berücksichtigt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hydraulikkreis der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Dazu ist es bei einem Hydraulikkreis der o. g. Art vorgesehen, dass die Verbraucher in dem Hydraulikkreis in Serie angeordnet sind und parallel zu wenigstens einem zweiten Verbraucher in einem diesen zweiten Verbraucher überbrückenden Kanal ein Schwelldruckventil angeordnet ist, welches von einem an wenigstens einem ersten Verbraucher anliegenden Druck derart steuerbar ist, dass bei einem vorbestimmten ersten Schwelldruck am ersten Verbraucher das Schwelldruckventil den Überbrückungskanal öffnet.
  • Dies hat den Vorteil, dass von einer Hydraulikpumpe in einem einzigen Hydraulikkreis mehrere Verbraucher antreibbar sind, wobei ein jeweiliger erster Verbraucher bei hohem Energiebedarf einen jeweiligen zweiten Verbraucher abschalten kann, so dass die Hydraulikpumpe lediglich derart dimensioniert sein muss, dass sie eine Vollast an dem oder den ersten Verbrauchern liefern kann. eine Auslegung der Hydraulikpumpe auf einen Vollastzustand, in dem alle Verbraucher deren jeweilige maximale Lastaufnahme beanspruchen, ist somit durch eine primäre Lastpriorität bzw. Bevorzugung des bzw. der ersten Verbraucher entbehrlich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Verbraucher eine Servolenkung und der zweite Verbraucher beispielsweise ein Lüftermotor. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise ein über den Stromregler ablaufender, überschüssiger Hydraulikstrom, welcher an sich eine Verlustleistung darstellt, durch einen Lüftermotor ausgenutzt, wobei die Servolenkung gegenüber dem Lüftermotor Priorität besitzt. Mit anderen Worten wird der Lüftermotor überbrückt, wenn die Servolenkung in einer Lastspitz die Vollast der einzigen Hydraulikpumpe benötigt.
  • Der Hydraulikkreis ist beispielsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet und die Hydraulikpumpe ist dabei von einem Antriebsaggregat, insbesondere einer Brennkraftmaschine, angetrieben.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind drei oder mehr Verbraucher in einem einzigen Hydraulikkreis mit einer einzigen, lediglich für eine Vollast des ersten Verbrauchers dimensionierte Hydraulikpumpe dadurch antreibbar, dass zwei oder mehr zweite Verbraucher vorgesehen sind, wobei der Druck am ersten Verbraucher alle jeweiligen Schwelldruckventile der zweiten Verbraucher ansteuert. Bei einem Vollastzustand an dem ersten Verbraucher oder bei Vollastzustand an einem der ersten Verbraucher werden hierbei schlagartig alle zweiten Verbraucher abgeschaltet bzw. überbrückt.
  • Eine vorbestimmte Prioritätenaufteilung für die von der Hydraulikpumpe zur Verfügung stehende Antriebsenergie im Hydraulikkreis erzielt man dadurch, dass zwei oder mehr erste Verbraucher und zwei oder mehr zweite Verbraucher vorgesehen sind, wobei jeder Druck eines jeden ersten Verbrauchers wenigstens ein Schwelldruckventil von wenigstens einem zweiten Verbraucher ansteuert.
  • Eine kaskadenartige Prioritätsabfolge für die in dem Hydraulikkreis vorhandene Antriebsenergie erzielt man dadurch, dass zwei oder mehr zweite Verbraucher vorgesehen sind, wobei ein Druck wenigstens eines zweiten Verbrauchers gleichzeitig ein Schwelldruckventil wenigstens eines anderen zweiten Verbrauchers steuert. Je nach Zunahme des Lastzustandes bzw. Energiebedarfes der einzelnen Verbraucher, wird einer nach dem anderen mit aufsteigender Priorität abgeschaltet, bis nur noch der oder die prioritätshöchsten ersten Verbraucher, welche reine erste Verbraucher ohne Schwelldruckventil sind, mit Hydraulikenergie versorgt werden. Hierbei ist dann jeder steuernde zweite Verbraucher gleichzeitig ein erster Verbraucher.
  • Lastspitzen und Überlastung des Hydraulikkreises, beispielsweise durch kurzzeitiges oder dauerhaftes Blockieren eines Hydraulikmotors eines jeweiligen zweiten Verbrauchers, sind dadurch vermieden, dass ein hydraulikpumpenseitiger Eingang des Schwelldruckventiles gleichzeitig als zusätzlicher Steuereingang derart ausgebildet ist, dass bei einem vorbestimmten zweiten Schwelldruck an diesem hydraulikpumpenseitigen Eingang das Schwelldruckventil den Überbrückungskanal öffnet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist parallel zu wenigstens einem zweiten Verbraucher ein Rückschlagventil, parallel zur Hydraulikpumpe ein Druckbegrenzungsventil und/oder parallel zu wenigstens einem ersten Verbraucher ein Druckbegrenzungsventil angeordnet.
  • Eine Last- und/oder Drehzahlregelung eines jeweiligen zweiten Verbrauchers erzielt man dadurch, dass parallel zu wenigstens einem zweiten Verbraucher ein elektrisch steuerbares Ventil angeordnet ist.
  • Bei einem Hydraulikventil der o. g. Art ist es vorgesehen, dass der Kolben derart ausgebildet ist, dass er die Bohrung in zwei voneinander getrennte Räume teilt, wobei ein erster Raum von einer ersten Kolbenfläche abgegrenzt mit dem Steuereingang verbunden ist und ein zweiter Raum von einer zweiten Kolbenfläche abgegrenzt mit dem Eingang und, je nach Kolbenstellung, wahlweise mit dem Ausgang verbunden ist, wobei ein Umfang der zweiten Fläche an einer Wandung der Bohrung anschlägt und eine Feder den Kolben in Anschlagrichtung mit Kraft beaufschlagt, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass der Druck am Steuereingang den Kolben mit einer Kraft entgegengesetzt zur Federkraft beaufschlagt, wobei die ersten Fläche, die zweite Fläche und die Feder derart dimensioniert sind, dass der Kolben bei einem ersten vorbestimmten Druck am Steuereingang und/oder bei einem zweiten vorbestimmten Druck am Eingang den zweiten Raum zum Ausgang hin öffnet.
  • Dies hat den Vorteil, dass das Hydraulikventil in der Art eines Schwelldruckventiles bei Überschreiten eines ersten vorbestimmten Schwelldruckes am Steuereingang und/oder bei Überschreiten eines zweiten vorbestimmten Schwelldruckes am Eingang schlagartig öffnet. Dieser Öffnungsvorgang kann dabei langsam oder schnell erfolgen. Auf diese Weise steht ein im wesentlichen digitalartig arbeitendes Hydraulikventil zur Verfügung, d. h.: bei vorbestimmten Druckverhältnissen ist das Ventil entweder offen oder geschlossen. Dies ist in vorteilhafter Weise insbesondere zum wahlweisen Überbrücken eines hydraulischen Verbrauchers geeignet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Fläche auf einem ersten Kolbenteil und die zweite Fläche auf einem zweiten Kolbenteil ausgebildet, wobei die Kolbenteile mittels einer Kolbenstange voneinander beabstandet und zwischen sich den zweiten Raum bildend miteinander starr verbunden sind.
  • Eine platzsparende und kompakte Bauweise erzielt man dadurch, dass im zweiten Kolbenteil ein dritter Raum ausgespart und an einem von der Kolbenstange abgewandten Ende offen zur Aufnahme der Feder ausgebildet ist.
  • Eine entsprechende Entlüftung des dritten Raumes erzielt man dadurch, dass der dritte Raum eine fluidleitende Verbindung zum zweiten Raum und/oder zu einem Hydraulikfluidtank aufweist.
  • Einen festen und dichten Ventilsitz erzielt man dadurch, dass die Wandung der Bohrung, an der die zweite Fläche anschlägt, mit einem vorbestimmten Winkel bzgl. der zweiten Fläche ausgebildet ist. Ferner gewährleistet dies, dass die Flächen des Kolbens, welche den zweiten Raum abgrenzen, verschieden groß sind, so dass sich die auf den Kolben durch den Druck am Eingang wirkende Kraft nicht aufhebt, sondern eine vorbestimmte Kraftkomponente in Richtung entgegen der Federkraft aufweist. Dadurch ist in vorteilhafter Weise eine Auslösung bzw. Öffnung des Ventils auch bereits bei Überschreiten des zweiten vorbestimmten Druckes am Eingang sichergestellt, so dass eine Doppelfunktion des Hydraulikventils realisiert ist: 1. Drucküberwachung und Auslösung bzw. Öffnung des Ventils bei einem ersten vorbestimmten Druck am Steuereingang und 2. Durcküberwachung und Auslösung bzw. Öffnung des Ventils bei dem zweiten vorbestimmten Druck am Eingang.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
  • 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hydraulikkreises und
  • 2 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Hydraulikventils.
    •
  • Die in 1 beispielhaft dargestellte Ausführungsform eines Hydraulikkreises 10 umfaßt eine Hydraulikpumpe 12, welche aus einem Ölsumpf 14 ein Hydraulikfluid, wie beispielsweise ein Hydrauliköl, fördert. Parallel zur Hydraulikpumpe 12 ist ein Druckbegrenzungsventil 16 geschaltet. Nach der Hydraulikpumpe 12 sind in Serie zwei Verbraucher geschaltet, nämlich eine Lenkung 18 als erster Verbraucher und ein Lüfter 20 mit Hydraulikmotor 22 als zweiter Verbraucher. Dieser Lüfter 20 ist beispielsweise Teil eines Kühlkreislaufes für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug.
  • In Serie vor der Lenkung ist ein Stromregler 24 eingeschleift, welcher einen konstanten Durchsatz von Hydrauliköl an die Lenkung 18 von beispielsweise 7 Liter pro Minute gewährleistet. Ein von der Hydraulikpumpe 12 darüber hinausgehender Volumenstrom wird vom Stromregler 24 über eine Rücklaufleitung 26 mit einem Sieb 27 und einem Filter 29 abgezweigt und dem Ölsumpf 14 nahe einer Ansaugstelle der Hydraulikpumpe 12 wieder zugeführt. Dies hat den Vorteil, daß ggf. in dem zurückgeleiteten Hydrauliköl noch vorhandene kinetische Energie durch das sofortiges wieder Ansaugen durch die Hydraulikpumpe genutzt und so die Hydraulikpumpe 12 entlastet wird. Ferner ist parallel zur Lenkung 18 ein Druckbegrenzungsventil 28 angeordnet. Aus der Lenkung 18 wird über eine Rücklaufleitung 30 Hydrauliköl zurück zum Ölsumpf 14 befördert, welches durch die Lenkung 18 geflossen ist und dort Arbeit verrichtet hat. Da dieses Hydrauliköl ggf. erwärmt ist, läuft dieses an einer von der Ansaugstelle der Hydraulikpumpe 12 entfernten Stelle in den Ölsumpf 14, damit es sich vor einem erneuten Ansaugen durch die Hydraulikpumpe 12 abkühlen kann. In der gesamten Betriebsphase der Lenkung kommt es somit zu einem mehr oder weniger starken überschüssigen Abstrom über die Rücklaufleitung 26, was eine Verlustleistung darstellt. Diese Verlustleistung wird nun vom Lüfterhydraulikmotor 22 wenigstens teilweise genutzt.
  • Parallel zum Hydraulikmotor 22 des Lüfter 20 ist ein elektrisch steuerbares Hydraulikventil 32 angeordnet, welches von einem elektrischen Steuermittel 34 derart angesteuert wird, daß die Drehzahl je nach Bedarf im Kühlkreislauf einstellbar ist. Da der Lüfter 20 in einem Kraftfahrzeug ggf. von einem Fahrtwind angetrieben wird und dann ggf. der Hydraulikmotor 22 selbst als Pumpe Hydrauliköl fördert, ist mit einem parallel geschalteten Rückschlagventil 36 sichergestellt, daß es zu keinen unerwünschten Überdrücken im Hydraulikkreis 10 kommt.
  • Der Lüfterhydraulikmotor 22 benötigt beispielsweise bei voller Last einen Druck von 16 bar und die Lenkung 18 einen Druck von 80 bar. Hinzu kommen Leitungsverluste und Drosselverluste, welche wegen der hier maßgebliche Abhängigkeit von der Viskosität des Hydrauliköls stark temperaturabhängig sind und beispielsweise 10 bar betragen. Die Hydraulikpumpe einer Servolenkung hat beispielsweise einen maximalen Betriebsdruck von 120 bar. Wenn also Lenkung 18 und Lüfterhydraulikmotor 22 mit voller Last arbeiten so summiert sich zumindest in kurzzeitigen Betriebsphasen der Systemdruck im Hydraulikkreis auf einen Druck oberhalb des maximalen Druckes der Hydraulikpumpe 12. Dies kann jedoch zu einer eingeschränkten Funktionsfähigkeit der Lenkung 18 führen, was in jedem Fall zu vermeiden ist.
  • Daher ist im Hydraulikkreis parallel zum Lüfterhydraulikmotor 22 ein Überbrückungskanal 38 mit einem Schwelldruckventil 40 angeordnet, welches über eine Steuerleitung 42 von einem an der Lenkung herrschenden Druck angesteuert wird. Sobald dieser Druck einen vorbestimmten ersten Schwellwert überschreitet, also bei hohem Energiebedarf der Lenkung 18 beispielsweise bei einem plötzlichen und schnellen Lenkmanöver, öffnet das Schwelldruckventil 40 den Überbrückungskanal 38, so dass der Lüfterhydraulikmotor 22 überbrückt wird uns sämtliche Hydraulikenergie in die Lenkung 18 fließt. Der Lüfter 20 ist somit für die Dauer des großen Leistungsbedarfes der Lenkung 18 abgeschaltet. Da üblicherweise derartige Betriebsphasen äußerst selten und kurzzeitig auftreten gibt es keine Probleme in einem dem Lüfter 20 zugeordneten Kühlkreislauf da es nur zu kurzzeitigen Drehzahleinbrüchen des Lüfters 20 kommt.
  • Der dargestellte Hydraulikkreis ist lediglich beispielhaft mit nur zwei Verbrauchern 22 und 18 dargestellt. Das System aus erstem Verbraucher 18, der einen zweiten Verbraucher 22 ggf. abschaltet ist auch auf drei und mehr Verbraucher erweiterbar. So schaltet in der oben angegebenen Weise beispielsweise ein einziger erster Verbraucher, welcher die höchste Priorität hat, alle anderen zweiten Verbraucher bei entsprechendem Leistungsbedarf des ersten Verbrauchers ab. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass ein erster Verbraucher einen zweiten Verbraucher abschaltet und dieser zweite Verbraucher seinerseits als erster Verbraucher einen anderen zweiten Verbraucher abschalten kann, so dass sich eine kaskadenartige Prioritätenabfolge ergibt, wobei die entsprechenden vorbestimmten Drücke bzw. Schwelldrücke, bei denen jeweils abgeschaltet wird, entsprechend absteigend oder aufsteigend gewählt sind. Auch eine Kombination dieser Kaskadenanordnung mit der vorgenannten Anordnung mit ersten Verbrauchern, welche jeweils mehrere zweite Verbraucher abschalten ist möglich. Der Ausdruck „erster Verbraucher" bezeichnet dabei einen Verbraucher im Hydraulikkreis, welcher gegenüber einem mit „zweiter Verbraucher" gekennzeichneten Verbraucher im Hydraulikkreis eine höhere Priorität bzgl. einer Hydraulikenergiezuführung hat. Mit anderen Worten schaltet jeder erste Verbraucher wenigstens einen zweiten Verbraucher bei hohem Leistungsbedarf des ersten Verbrauchers ab. Hierbei kann ein zweiter Verbraucher seinerseits wieder wenigstens einen anderen zweiten Verbraucher abschalten, so dass ein zweiter Verbraucher auch gleichzeitig eine erster Verbraucher sein kann.
  • 2 zeigt beispielhaft eine bevorzugte Ausführungsform des Schwelldruckventiles 40. Dieses umfasst ein Gehäuse 44 mit einer Bohrung 46, einen stromaufseitigen Eingang 48, einen stromabseitigen Ausgang 50 und einem Steuereingang 52, welche jeweils mit der Bohrung 46 verbunden sind. Diese sind zur Veranschaulichung der Einbaulage im Hydraulikkreis 10 auch in 1 bezeichnet. Die Bohrung 46 ist von einem Deckel 54 verschlossen.
  • In der Bohrung 46 ist ein Kolben 56 mit einem ersten Kolbenteil 58, einem zweiten Kolbenteil 60 und einer diese verbindende Kolbenstange 62 axial verschiebbar angeordnet. Der Kolben 56 teilt die Bohrung 46 in einen mit dem Steuereingang 52 verbundenen ersten Raum 64 und einen mit dem Eingang 48 verbundenen zweiten Raum 66. Der Kolben 56 trennt dabei den ersten Raum 64 mit einer ersten Fläche 68 auf dem ersten Kolbenteil 58 und den zweiten Raum mit einer zweiten Fläche 70 auf dem zweiten Kolbenteil 60 ab. Die beiden Räume 64 und 66 sind vom Kolben 56 voneinander vollständig getrennt.
  • Ein Umfang der zweiten Fläche 70 schlägt an einer schrägen Wandung 72 der Bohrung 46 in der Art eines Ventilsitzes an, so dass je nach axialer Verschiebung des Kolbens 56 der Ausgang 50 wahlweise mit dem zweiten Raum 66 verbunden ist oder nicht. Ist der zweite Raum 66 mit dem Ausgang 50 verbunden, so ist das Hydraulikventil 40 und damit der Überbrückungskanal 38 (1) offen. Das zweite Kolbenteil 60 bildet einen dritten Raum 74 aus, in dem eine Feder 76 angeordnet ist, welche sich am Deckel 54 abstützt und eine Kraft auf den Kolben 56 in Anschlagrichtung an der schrägen Wandung 72 ausübt. Der Steuereingang 52 und die erste Fläche 68 sowie die zweite Fläche 70 sind derart angeordnet, dass die jeweiligen Drücke im Eingang 48 sowie im Steuereingang 52 eine Kraft auf den Kolben 56 entgegen der Federkraft ausüben. In Ruhestellung wird somit der Kolben 56 mit dem Umfang der zweiten Fläche 70 gegen die schräge Wandung 72 gedrückt, wodurch der zweite Raum 66 vom Ausgang 50 abgetrennt ist. In diesem Zustand ist das Hydraulikventil 40 und damit der Überbrückungskanal 38 (1) geschlossen.
  • Durch die schräge Wandung 72 ergibt sich eine zweite Fläche 70 welche größer ist als die entsprechend im zweiten Raum 66 gegenüberliegende Fläche des ersten Kolbenteiles 58, so daß sich aufgrund des Druckes am Eingang 48 eine resultierende Kraftkomponente entgegen der Federkraftrichtung ergibt. Ferner ist die zweite Fläche 70 größer dimensioniert als die erste Fläche 68, so daß ein das Ventil 40 öffnender Schwelldruck am Eingang 48 niedriger ist als ein das Ventil 40 öffnender Schwelldruck am Steuereingang 52.
  • Im Betrieb öffnet somit das Schwelldruckventil 40 schlagartig und digitalartig sofort einen Durchgang vom Eingang 48 zum Ausgang 50, sobald im Steuereingang 52 ein erster vorbestimmter Schwelldruck und/oder im Eingang 48 ein zweiter vorbestimmter Schwelldruck überschritten wird, Der erste vorbestimmte Schwelldruck ist dabei beispielsweise kleiner, gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Schwelldruck. Dies ist mit einer entsprechenden Dimensionierung von Feder 76 sowie Flächen 68 und 70 einstellbar. In der in 2 dargestellten beispielhaften Ausführungsform des Schwelldruckventiles 40 ist der zweite auslösende Schwelldruck niedriger als der erste auslösende Schwelldruck.
  • Der dritte Raum 74 ist beispielsweise, wie in 2 dargestellt, über ein Loch 78 mit dem zweiten Raum 66 zur Entlüftung verbunden. Es ist jedoch auch möglich, statt dessen ein fluidleitende Verbindung vom dritten Raum 74 zu einem Hydrauliköltank oder zum Ölsumpf 14 (1) vorzusehen.

Claims (16)

  1. Hydraulikkreis (10) mit einer Hydraulikpumpe (12) und wenigstens zwei von einem von der Hydraulikpumpe (12) erzeugten Hydraulikdruck angetriebenen Verbrauchern (18, 22), wobei die Verbraucher (18, 22) in dem Hydraulikkreis (10) in Serie angeordnet sind und parallel zu wenigstens dem zweiten Verbraucher (22) in einem diesen zweiten Verbraucher (22) überbrückenden Überbrückungskanal (38) ein Schwelldruckventil (40) angeordnet ist, welches von einem an wenigstens dem ersten Verbraucher (18) anliegendem Druck derart steuerbar ist, dass bei einem vorbestimmten ersten Schwelldruck am ersten Verbraucher (18) das Schwelldruckventil (40) den Überbrückungskanal (38) öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulikpumpenseitiger Eingang (48) des Schwelldruckventiles (40) gleichzeitig als zusätzlicher Steuereingang derart ausgebildet ist, dass bei einem vorbestimmten zweiten Schwelldruck an diesem hydraulikpumpenseitigen Eingang (48) das Schwelldruckventil (40) den Überbrückungskanal (38) öffnet, nämlich einerseits der Steuereingang (52) des Schwelldruckventiles (40) über eine Steuerleitung (42) von einem an dem ersten Verbraucher (18) herrschenden Druck, insbesondere dem ersten Schwelldruck ansteuerbar ist und dass andererseits der hydraulikpumpenseitige Eingang (48) über die Ausbildung einer entgegen einer Federkraft wirkenden zweiten Fläche (70) des Schwelldruckventiles (40) von einem hier wirkenden zweiten Schwelldruck ansteuerbar ist.
  2. Hydraulikkreis (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbraucher (18) eine Servolenkung mit einem in Serie vorgeschalteten Stromregler (24) ist.
  3. Hydraulikkreis (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbraucher (22) ein Lüfterhydraulikmotor für einen Lüfter (20) eines Kühlkreislaufes ist.
  4. Hydraulikkreis (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikkreislauf (10) in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist und die Hydraulikpumpe (12) von einem Antriebsaggregat, insbesondere einer Brennkraftmaschine, angetrieben ist.
  5. Hydraulikkreis (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr zweite Verbraucher (22) vorgesehen sind, wobei der Druck am ersten Verbraucher (18) alle jeweiligen Schwelldruckventile (40) der zweiten Verbraucher (22) ansteuert.
  6. Hydraulikkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr erste Verbraucher (18) vorgesehen sind, wobei jeder Druck eines jeden ersten Verbrauchers (18) wenigstens ein Schwelldruckventil (40) von wenigstens einem zweiten Verbraucher (22) ansteuert.
  7. Hydraulikkreis (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr zweite Verbraucher (22) vorgesehen sind, wobei ein Druck wenigstens eines zweiten Verbrauchers (22) gleichzeitig ein Schwelldruckventil (40) wenigstens eines anderen zweiten Verbrauchers (22) steuert.
  8. Hydraulikkreis (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu wenigstens einem zweiten Verbraucher (22) ein Rückschlagventil (36) angeordnet ist.
  9. Hydraulikkreis (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu wenigstens einem ersten Verbraucher (18) ein Druckbegrenzungsventil (28) angeordnet ist.
  10. Hydraulikkreis (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Hydraulikpumpe (12) ein Druckbegrenzungsventil (16) angeordnet ist.
  11. Hydraulikkreis (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu wenigstens einem zweiten Verbraucher (22) ein steuerbares Ventil (32) angeordnet ist.
  12. Hydraulikventil (40), zum Einsatz als Schwelldruckventil in einem Hydraulikkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einem stromaufseitigen Eingang (48), einem stromabseitigen Ausgang (50) sowie mit einem Steuereingang (52), an welchem ein Steuerdruck anlegbar ist, wobei eine mit dem Eingang (48), dem Ausgang (50) und dem Steuereingang (52) verbundene Bohrung (46) mit einem darin axial verschiebbar gelagerten Kolben (56) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (56) derart ausgebildet ist, dass er die Bohrung (46) in zwei voneinander getrennte Räume teilt, wobei ein erster Raum (64) von einer ersten Kolbenfläche (68) abgegrenzt mit dem Steuereingang (52) verbunden ist und ein zweiter Raum (66) von einer zweiten Kolbenfläche (70) abgegrenzt mit dem Eingang (48) und, je nach Kolbenstellung, wahlweise mit dem Ausgang (50) verbunden ist, wobei ein Umfang der zweiten Fläche (70) an einer Wandung (72) der Bohrung (46) anschlägt und eine Feder (76) den Kolben (56) in Anschlagrichtung mit Kraft beaufschlagt, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass der Druck am Steuereingang (52) den Kolben (56) mit einer Kraft entgegengesetzt zur Federkraft beaufschlagt, wobei die erste Fläche (68), die zweite Fläche (70) und die Feder (76) derart dimensioniert sind, dass der Kolben (56) bei einem ersten vorbestimmten Druck am Steuereingang (52) und/oder bei einem zweiten vorbestimmten Druck am Eingang (48) den zweiten Raum (66) zum Ausgang (50) hin öffnet.
  13. Hydraulikventil (40) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fläche (68) auf einem ersten Kolbenteil (58) und die zweite Fläche (70) auf einem zweiten Kolbenteil (60) ausgebildet ist, wobei die Kolbenteile (58, 60) mittels einer Kolbenstange (62) voneinander beabstandet und zwischen sich den zweiten Raum (66) bildend miteinander starr verbunden sind.
  14. Hydraulikventil (40) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Kolbenteil (60) ein dritter Raum (74) ausgespart und an einem von der Kolbenstange (62) abgewandten Ende offen zur Aufnahme der Feder (76) ausgebildet ist.
  15. Hydraulikventil (40) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Raum (74) eine fluidleitende Verbindung (78) zum zweiten Raum (66) und/oder zu einem Hydraulikfluidtank aufweist.
  16. Hydraulikventil (40) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (72) der Bohrung (46), an der die zweite Fläche (70) anschlägt, mit einem vorbestimmten Winkel bzgl. der zweiten Fläche (70) ausgebildet ist.
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