DE2226610A1

DE2226610A1 - Steuerventilanordnung fuer hydraulische stroemung

Info

Publication number: DE2226610A1
Application number: DE2226610A
Authority: DE
Inventors: Robin Adam Cochrane
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1972-05-31
Publication date: 1973-01-04
Also published as: JPS5241887B1; ZA723407B; GB1382593A; AU4258072A; FR2141142A5; DE2226610C3; US3812675A; ES403323A1; DE2226610B2

Description

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Steuerventilanordnung für hydraulische Strömung„

Eine Ventilanordnung dieser Art weist ein Gehäuse auf mit einem Einlaßkanal zum Anschluß an eine Quelle eines unter Druck stehenden hydraulischen Fluids, einen ersten Auslaßkanal zum Anschluß an eine Druckspeichereinrichtung, ein erstes₍ normalerweise geschlossenes Rückschlagventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Einlaßkanal und dem ersten Auslaßkanal, welches sich Öffnet, wenn der Druck im Einlaßkanal einen vorherbestimmten ersten Wert übersteigt und sich schließt, wenn dieser Druck einen zweiten vorherbestimmten, größeren Wert als den ersten übersteigt, einen zweiten Auslaßkanal zum Anschluß an eine durch Druck betätigbare Einrichtung, und ein zweites, normalerweise geschlossenes Ventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Einlaßkanal und dem zweiten Auslaßkanal. welches sich öffnet, wenn der Druck im zweiten Auslaßkanal mindestens den genannten zweiten vorherbestimmten Wert erreichte

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Bei einer Steuerventilanordnung für hydraulische Strömung der genannten Art sieht die Erfindung vor, daß das zweite Ventil von einer Rückstellfeder normalerweise in geschlossene Stellung gepreßt ist, und daß die Bewegung des zweiten Yentils in geöffnete Stellung entgegen der Kraft der Rückstellfeder durch einen Differentialkolben bewirkt wird,, der in einer Stufenbohrung arbeitet und dessen Ende mit kleinerer Querschnittsfläche auf das zweite Ventil wirkt, während das Ende mit größerer Querschnittsfläche dem Druck im Einlaßkanal ausgesetzt ist und der so betätigbar ist, daß er das zweite Ventil öffnet, wenn die vom Druck im ersten Auslaßkanal auf ihn ausgeübte Kraft mindestens die Kraft der Rückstellfeder übersteigt O

Wenn im zweiten Auslaßkanal Druck vorhanden ist, so wirkt dieser Druck auf das Ende des Differentialkolbens mit der kleineren Fläche₀ Infolgedessen wird der Differentialkolben so betätigt, daß er das zweite Ventil nur dann öffnet, wenn die vom Druck im ersten Auslaßkanal auf ihn ausgeübte Kraft so groß ist, daß sie die kombinierte Kraft der Rückstellfeder und der vom Druck im zweiten Auslaßkanal auf ihn ausgeübten Kraft übersteigt.

Wenn der Differentialkolben im Sinne des üffnens des zweiten Ventils bewegt wird, wird der Einlaßkanal in Verbindung mit dem zweiten Auslaßkanal gebrachte Infolgedessen kann die druckbetätigbare Einrichtung durch die Zufuhr hydraulischen Fluids unter Druck von einer Quelle eines unter Druck stehenden hydraulischen Fluids betätigt werden,

Zweckmäßigerweise kann die Steuerventilanordnung für hydraulische Strömung in die hydraulische Bremsanlage eines Fahrzeugs eingebaut sein, in der Fluid unter Druck

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zum Betätigen der Bremsanlage in einem an den ersten Auslaßkanal angeschlossenen hydraulischen Speicher gespeichert icto Ein Behälter zur Zufuhr hydraulischen Fluids zur Quelle des hydraulischen Fluids, zweckmäßigerweise eine Hochdruckpumpe, ist an den zweiten Auslaßkanal angeschlossen, und zwischen dem zweiten Auslaßkanal und dem Behälter ist eine Verbindung vorgesehen, die zu einer Kraftlenkungsleitung des Fahrzeugs führt_o

Wenn also der hydraulische Speicher voll geladen ist, das heißt bei einem Druck, "bei dem sich das erste Ventil schließt, wird Fluid unter Druck von der Druckquelle der Kraftlenkungsleitung durch das zweite Ventil zugeführt„

Die Erfindung wird nachfolgend mit vorteilhaften Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläuterte

Figo 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Steuerventilanordnung für" hydraulische Strömung längs der Linie 1-1 in Fig« 2\

Figo 2 zeigt einen Schnitt durch die Steuerventilanordnung "gemäß Figo 1 längs der Linie 2-2 in Figo 1₀

Bei der in den Zeichnungen dargestellten Steuerventilanordnung ist ein Gehäuse 1 mit einer abgesetzten oder ' abgentuften Längsbohrung versehen, die einen inneren Abschnitt 2 mit kleinstem Durchmesser, einen Zwischenabschnitt 3 mit größerem Durchmesser und einen äußeren Abschnitt^mit größtem Durchmesser aufweist» Mit dem äußeren Bohrungsabnchnitt 4 steht ein radialer Einlaßkanal 5 in Verbindung, und vom radialen Kanal 5 führt ein Kanal 6 im Gehäuse parallel zur Stufenbohrung in eine Kammer 7 mit erweitertem Durchmesser, die über einen radialen Kanal 8 an den Bohrungsaforioiiiiilt 2 angeschlossen ist* Der B ohrungs ab schnitt 2 ist

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feimer an einen ersten^radialen Auslaßkanal 9 angeschlossen. Das Gehäuse 1 ist mit noch einer weiteren Längsbohrung 10 versehen, die einen zweiten Auslaßkanal bildet, welcher an seinem inneren Ende mit dem Bohrungsabschnitt 4 von größtem Durchmesser in Verbindung steht„

Die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 5 und dem ersten Auslaßkanal 9 wird von einem ersten Ventil 11 gesteuert, welches in der Kammer 7 angeordnet ist„ Das Ventil 11 weist einen ringförmigen Ventilsitz 12, der in eine An-Senkung 13 im benachbarten Ende des Kanals 6 eingesetzt ist, sowie einen Ventilschließkörper 14 auf, der zum Eingriff mit dem Sitz 12 bestimmt und innerhalb einer mit mehreren radialen Auslaßöffnungen 16 versehenen Führung 15 gegenüber dem Sitz bewegbar geführt ist«,

Die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 5 und dem zweiten Auslaßkanal 10 ist von einem zweiten Ventil 17 gesteuert» Das Ventil 17 weist ein ringförmiges Ventilsitzglied 18 mit einem sich axial erstreckenden Flansch 19 auf, in dem eine Radialdichtung 20 zum abdichtenden Eingriff mit der Wand des Bohrungsabschnitts 4 abgestützt ist₀ Das freie Ende des Flansches 19 ist mittels einer in das offene Ende des BohrungsabSchnitts 4 eingeschraubten Hülsenmutter 22 gegen eine Schulter 21 an einer Stufe des abgestuften Durchmessers zwischen den Bohrungsabschnitten 3 und 4 geklemmte Das innere, freie Ende der Hülsenmutter ist mit mindestens zwei radialen Öffnungen 23 versehen, durch die der Einlaßkanal 5 mit dem Inneren der Hülsenmutter 22 kommuniziert_o

Ein Ventilschließkörper 24 in Form einer Kugel sum Eingriff mit einem eine mittlere Öffnung in dem Ventilsitzglied 18 umgebenden Sitz 25 ist in einer Aussparung 27 im inneren Ende einer Schubstange 28 angeordnet» Normalerweise

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wird die Kugel 24 von einer zwischen einer radialen Anschlagsplatte 30 auf der Schubstange 28 und dem geschlossenen äußeren Ende der Hülsenmutter 22 wirkenden Schraubenfeder in Eingriff gegen den Sitz 25 gedrückt.

An einer an einer Stufe dea abgestuften Durchmessers zwischen den Bohrungsabschnitten 2 und 3 gebildeten Schulter 32 ist eine ringförmige Platte 31 mittels einer sich axial erstreckenden und radial mit Öffnungen versehenen Hülse 33 festgeklemmt, die zwischen dem Sitzglied 18 und einer mit der Platte 31 in Eingriff stehenden Hingdichtung 34 anliegt» Der Bohrungsabschnitt 2 und die Wand einer in der Platte 31 ausgebildeten mittleren Öffnung 35» deren Durchmesser kleiner? ist als der des Bohrungsabschnitts 2_f bilden gemeinsam eine Stufenbohrung, in der ein Differentialkolben 36 arbeitet. Dasjenige Ende des Differentialkolbens 36, das den größeren Durchmesser hat, ist hydraulischem Druck im radialen Kanal 8 ausgesetzt, während der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser, durch die Platte 31 und die Dichtung 34 hindurchragt und an seinem freien Ende mit der Kugel 24 in Eingriff treten kann, um diese von ihrem Sitz 25 weg zu bewegen, wenn der Druck, dem das Ende des Kolbens 36 mit dem größeren Durchmesser ausgesetzt ist, so groß ist, daß er auf den Kolben 36 eine Kraft ausübt, die die in entgegengesetz-ter Richtung auf den Kolben im Sinne einer Schließbewegung ausgeübte Kraft übersteigt«,

Die Steuerventilanordnung kann in eine kraftbetätigte hydraulische Bremsanlage eines Fahrzeugs eingebaut werden₀ Bei einem solchen Einbau ist der Einlaßkanal 5 an eine .Druckquelle eines hydraulischen Fluids, beispielsweise eine Hochdruckpumpe 37 angeschlossen, die von der Hauptantriebsquelle des Fahrzeugs oder von einem anderen Motor angetrieben wird, während der erste Auslaßkanal-9 an einen

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hydraulischen Speicher 38 angeschlossen ist, der in das äußere Ende einer erweiterten Bohrung eingeschraubt ist, in die der Kanal 9 kontinuierlich übergeht₀ Der zweite Auslaßkanal 10 ist mit einem Anschluß an eine Kraftlenkungsleitung des Fahrzeugs verbunden, der zwischen dem zweiten Auslaßkanal 10 und einem Behälter für Fluid angeordnet ist.

Normalerweise ist das zweite Ventil 17 geschlossen, und das erste Ventil 11 öffnet sich, wenn es mit einem ersten vorherbestimmten Druck im Einlaßkanal 5 beaufschlagt wird ο Auf diese Weise wird Fluid von der Pumpe durch die Kanäle 5» 6, 8 und 9 dem hydraulischen Speicher 38 zugeführt ο Wenndsr hydraulische Speicher 38 voll gefüllt ist, schließt automatisch bei einem zweiten,vorherbestimmten Druck das erste Ventil 11 und unterbricht die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 5 und dem ersten Auslaßkanal 9«

Der Druck des Fluids im hydraulischen Speicher 38 und im ersten Auslaßkanal 9 wirkt auf das Ende des Differentialkolbens 36 mit dem größeren Durchmesser und übt auf den Kolben 36 eine größere Kraft auf als die der Schraubenfeder 29ο Infolgedessen bewegt sich der Differentialkolben 36 zum Ende der Stufenbohrung, in der er arbeitet, und öffnet dadurch das zweite Ventil 17«. Dann wird Fluid unter Druck von der Pumpe durch den Sitz 25 und die Öffnungen in der Hülse 35 dem zweiten Auslaß 10 zugeführt mit dem Ergebnis, daß die Kraftlenkungsleitung-mit Druck beaufschlagt wird»

Wenn das zweite Ventil 17 geöffnet ist, wirkt Fluid im Einlaßkanal 5 und im zweiten Auslaßkanal 10 auf das ünde des Differentialkolbens 36 mit dem kleineren Durchmesser, um die bereits von der Schraubenfeder 29 im Sinne eiriex· Schließbewegung auf den Ventilschließkörper 24 ausgeübte Kraft zu verstärken. Die relativen Durchmesser eier eütre-;engesetzten Enden des Differentialkolbens 36 sind also t-.o _t\o-

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wählt, daß unter derartigen Bedingungen sichergestellt ist, daß die vom Differentialkolben 36 auf die Kugel 24 ausgeübte Kraft so groß ist, daß sie die Kugel äußer Eingriff mit ihrem Sitz 25 hält«,

Sollte der Druck im hydraulischen Speicher 38 unter den zweiten vorherbestimmten Wert absinken, wird der auf das die größere Fläche aufweisende Ende des DifferentialkDlbens 36 wirkende Druck vermindert, und das zweite Ventil 17 schließt sich, um die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 5 und dem zweiten Auslaßkanal 10 zu unterbinden„ Danach öffnet sich das erste Ventil 11, so daß der hydraulische Speieher · 58 erneut bis zu dem genannten zweiten vorherbestimmten Wert geladen wird, woraufhin sich das erste Ventil 11 wieder schließt und.das zweite Ventil 17 wieder öffnet, wie oben beschrieben*

Ein zwischen einer Schulter am -Differentialkolben 36 und der Platte 31 liegender Raum des Bohrungsabschnitts 2 ist stets durch einen Kanal 39 zur Atmosphäre entlüftete Das gewährleistet, daß beim Zusammenbau kein Druck zwischen der Dichtung 54 und einer im Kolben 56 angeordneten Dichtung 40 eingeschlossen und daß während des Betriebs kein Vakuum erzeugt wird»

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Claims

Ansprüche

1J Steuerventilanordnung für hydraulische Strömung mit einem Gehäuseι das einen Einlaßkanal zum Anschluß an eine Quelle eines unter Druck stehenden hydraulischen Fluids hatι einem ersten Auslaßkanal zum Anschluß an eine Druckspeichereinrichtung, einem ersten^normalerweise geschlossenen Rückschlagventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Einlaßkanal und dem ersten Auslaßkanal, welches sich öffnet, wenn der Druck im Einlaßkanal einen ersten vorherbestimmten Wert übersteigt und sich schließt, wenn der Druck einen zweiten vorherbestimmten, größeren Wert als den ersten übersteigt, einem zweiten Auslaßkanal zum Anschluß an eine druckbetätigbare Einrichtung, und mit einem zweiten, normalerweise geschlossenen Ventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Einlaßkanal und dem zweiten Auslaßkanal,.welches sich öffnet, wenn der Druck im zweiten Auslaßkanal mindestens den zweiten vorherbestimmten Wert erreicht, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Ventil (17) normalerweise von einer Rückstellfeder (29) in geschlossene Stellung gepreßt ist und daß die Bewegung des zweiten Ventils (17) in geöffnete Stellung entgegen der Kraft der Rückstellfeder von einem Differentialkolben (36) bewirkt wird, der in einer Stufenbohrung arbeitet und dessen Ende mit kleinerer Fläche auf das zweite Ventil (17) wirkt, während das Ende mit größerer Fläche dem Druck im Einlaßkanal (5) ausgesetzt ist und der so betätigbar ist, daß er das zweite

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Ventil öffnet, wenn die vom Druck im ersten Auslaßkanal (9) auf ihn ausgeübte Kraft mindestens die Kraft der Rückstellfeder übersteigt.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch . gekennzeichnet , daß der Druck im zweiten Auslaßkanal (10) auf das Ende des Differentialkorbens (36) mit kleinerer Fläche wirkt, und daß der Differentialkorben (36) geeignet ist, das zweite Ventil (17) nur dann zu öffnen, wenn die vom Druck im ersten Auslaßkanal (9) auf das zweite Ventil ausgeübte Kraft so groß ist, daß sie die kombinierte Kraft der Rückstellfeder (29) und die vom Druck im zweiten Auslaßkanal auf das zweite Ventil ausgeübte Kraft übersteigt₀

3 ο Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Stufenbohrung, in der der Differentialkolben (36) arbeitet, in einem Gehäuse

(1) vorgesehen ist, und daß das Ende des Kolbens mit kleinerer Jläche durch einen Ventilsitz (18) ragt, der zwischen dem Einlaßkanal und dem zweiten Auslaßkanal angeordnet ist, wobei ein Ventilkörper (24) zum Eingriff mit dem Sitz mittels einer Druckfeder (29) gegen den Sitz gepreßt ist, die zwischen dem Ventilkörper und einem an der von der Stufenbohrung entfernten Seite des Sitzes im Gehäuse angeordneten Anschlag (22) wirkt ο

4 ο Ventilanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkörper (24) in einer Aussparung in einem Ende einer Schubstange (28) angeordnet ist, und daß die Druckfeder zwischen einem Anschlag (30) an der Schubstange und dem Anschlag (22) am Gehäuse wirkt₀

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