DE2813858A1 - Hydraulischer selbstschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft hydraulische Selbstschalter zur Anordnung zwischen einer Pumpe und einem Druckspeicher, um in dem letzteren den Druck der Flüssigkeit zwischen bestimmten Werten zu halten.

:,s sind bereits Selbstschalter mit einem Rückschlagventil in einer Zufuhrleitung des Speichers und vor diesan Ventil mit einer Ableitung des Druckes der Pumpe zur Ansaugung bekannt, wobei ein Schaltorgan den entgegengesetzten Wirkungen einer Feder und des Druckes ausgesetzt ist, der vor dem Rückschlagventil herrscht, welche Wirkungen das Bestreben haben, das Schaltorgan in

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die Schließstellung und in die Offenstellung der erwähnten Ableitung zu belasten, und ferner Mittel vorgesehen sind, um die plötzliche Bewegung des Schaltorgans aus der einen in die andere der erwähnten Schließ- und Offenstellungen bei den erwähnten bestimmten Druckwerten herbeizuführen.

Für den letzterwähnten Zweck können vor allem mehr oder weniger komplizierte, empfindliche und sichere Mittel verwendet werden.

Für den gewöhnlich in Kraftfahrzeugen oder in Werkzeugmaschinen vorkommenden Druckbereich in der Größenordnung von 150 bis 200 Bar, hat sich ergeben, daß, wenn ein einfaches bistabiles Element verwendet werden soll, beispielsweise ein Federteller aus Stahl, man dazu verleitet wird, einen Federteller aus dünnem Blech herzustellen, dessen Durchmesser zu groß ist. Ein solcher Federteller hat einen unzulässigen Raumbedarf und läßt allein zwei stabile symmetrische Stellungen mit bezug auf die Ebene seines Begrenzungskreises zu, jedoch läßt er auch andere stabile Stellungen zu, die komplizierteren Verformungen seiner Fläche ermöglichen.

Wenn vorgesehen wird, nur eine gekrümmte Federlamelle statt eines Federtellers zu verwenden, so ergibt sich, daß ein genaues Einbauen erforderlich ist, was schwierig durchzuführen ist, wenn eine Großserienfertigung mit den gewünschten Betriebsbedingungen hergestellt werden soll.

Die Erfindung bringt eine Lösung dieses Problems und unterscheidet sich durch die Verwendung eines Federtellers, der mit seinem inneren Rand mit dem erwähnten Schaltorgan verbunden ist und einen Elastizitätsmodul hat, der niedriger als 10 000 da N/mm ist und eine Streckfestlgkeitsgrenze

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vorzugsweise ebenfalls so hoch wie möglich unter den gegebenen Bedingungen aufweist.

Im besonderen erhält man, wenn ein solcher Federteller aus einer bekannten Legierung von Kupfer mit Beryllium mit einem Gehalt zwischen 2 % und 2,5 % Beryllium hergestellt wird, bei einem zulässigen Raumbedarf eine symmetrische und konstante Krümmung für die gewünschte Verwendung und ein gutes mechanisches Verhalten im Gebrauch, ohne daß beim Zusammenbau eine hohe Präzision oder besondere Einbaumaßnahmen erforderlich sind, was bei einer Großserienfertigung zu vermeiden ist.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydraulischen Selbstschalters wird nachfolgend beispielsweise für eine Pumpe mit Druckspeicher in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen pneumatischen Selbstschalters nach der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung nach Fig. 1 teilweise im Schnitt nach der LMe II-II desselben;

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 eine Ansicht im Aufriß des erfindungsgemäßen Schalters, gesehen in der Richtung des Pfeils V in Fig. 2, wobei die Ausnehmung für den Federteller offen ist.

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Der allgemein mit 1 bezeichnete erfindungsgemäße pneumatische Selbstschalter besitzt eine Austrittskammer 2, mit der ein Druckspeicher 3 dichtend verschraubt werden kann und in welche ein Austrittsrohrstutzen 4 mündet, der mit dem Betriebskreislauf verbunden werden kann.

Diese Kammer 2 wird über ein Kugelrückschlagventil 5 beliefert, dessen Körper 6 durch Einpressen in das Ende einer Bohrung des Gesamtblocks 6 gehalten wird, während am anderen Ende der Bohrung ein Pumpkolben 8 vorgesehen ist, der durch eine innere Druckfeder 9 belastet ist, welche sich gegen einen Exzenter 10 abstützt. Der letztere weist einen Zwischenlaufring 10a auf und seine Antriebsachse 11 ist durch Lager 12 im Block gelagert und bei 13 in einem Deckel 14, welcher mit dem Block das untere Gehäuse der Pumpe bildet. Die Achse 11 ist ausserhalb des Blocks mit einer Riemenscheibe 15 für den Drehantrieb versehen.

Die Bohrung 7 begrenzt eine Pumpenkammer 16 zwischen dem Kolben 8 und einem Druckventil 17, das zwischen dem Körper 6 des Rückschlagventils und seinem eigenen Sitz 18 angeordnet ist, der seinerseits durch Einpressen in der Bohrung gehalten wird und als Abstützung für die Feder 9 dient. Der Kolben 8 ist hohl und dient als Führung für die Feder, weist jedoch radiale öffnungen 19 auf, die in seiner unteren Totpunktzone mit einem Saugraum 20 der zu pumpenden Flüssigkeit in Verbindung treten können, mit welchem eine Verbindungsleitung 21 mit dem nicht dargestellten Behälter für die hydraulische Anlage verbunden ist.

Zwischen dem Körper 6 und dem Sitz 18 ist eine Druckkammer 22 vorgesehen, welche die Feder 23 des Druckventils enthält. Der Körper 6 weist eine axiale Druckleitung auf, mit welcher die Kugel 5 des Rückschlagventils zusammenwirkt, und radiale Kanäle 24, von denen mindestens einer die Kammer 22 in stän-

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diger Verbindung mit einer Abzweigleitung 25 hält, welche mit einer Bohrung 26 des Blocks verbunden ist, in welcher ein Schaltschieber 27 beweglich ist.

Dieser Schieber weist eine Nut 28 auf, die sich zwischen zwei Dichtflächen 29, 30 befindet, wobei die Nut 28 und die Dichtfläche 29 mit der Leitung 25 zusammenwirken, um sie gegebenenfalls mit einer Flüssigkeitsrückführleitung zur Saugseite in Verbindung zu setzen, die auf diese Weise in das untere hier durchgeschmierte Pumpengehäuse mündet, das mit einem Rohrstutzen 32 zur Verbindung mit dem nicht dargestellten Behälter der Anlage versehen ist.

Am Ende der Dichtfläche 29 und der Bohrung 26 ist eine Kammer 33 vorgesehen, die ständig mit einer Querleitung 34 in Verbindung steht, welche durch eine weitere Querleitung 35 mit der Basis der Austrittskammer 2 verbunden ist. Die Leitung 34 bildet an ihrem Ende, das demjenigen entgegengesetzt ist, welches in die Kammer 33 mündet, einen Sitz für die Kugel 36 eines Sicherheitsventils mit einem Schaft 37, der durch eine Feder 38 von bestimmter Vorspannung belastet ist, welche im Körper 39 des Ventils angeordnet ist, welches dicht mit einem Rohransatz 40 des Blockes verschraubt ist. Letzterer bildet eine Entspannungskammer 41, zu welcher sich das Ventil im Falle eines bestimmten Drucküberschusses im Verbraucherkreis öffnet, der an die Kammer 2 angeschlossen ist, wie beschrieben. Diese Vorrichtung ermöglicht ferner das Entspannen des Speichers durch Ingangsetzen der Hochdruckpumpe oder für die Beeinflussungen der hydraulischen Organe.

Diese Entspannungskammer 41 steht mit dem unteren Gehäuse der Pumpe über eine Leitung 42 sowie andere, wie nachfolgend näher beschrieben wird, in Verbindung. Die Leitung 25, die Bohrung 26 und die Leitung 42, die von der Aussenwand des

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Blockes ausgehen, sind mit Verschlußkugeln 43, 44 bzw. 45 versehen.

An seinem Ende, das dem entgegengesetzt ist, welches dem Gebrauchsdruck in der Kammer 33 unterzogen ist, ist der Schieber 27 der Wirkung einer Druckfeder 46 ausgesetzt, die zwischen einem Abstützteller 47 am Schieber und einem am Block angebrachten Deckel 48 angeordnet ist.

In dem zwischen dem Abstützteller 47 und der Bohrung 26 des Schiebers vorgesehenen Raum ist ein Federteller 49 mit seinem abstehenden Rand angeordnet.

Dieser letztere wird an seinem Umfang zwischen zwei Dichtungsringen 50 gehalten, die in einer Nut angeordnet sind, welche zwischen dem Deckel 48 und dem Körper des Blockes 1 vorgesehen ist. Er ist mit dem Schieber durch seinen inneren Rand verbunden, welcher mit zwei Pederringen 51 und 52 zusammenwirkt, die durch ein Zwischenstück 57 voneinander getrennt sind, welche ein kleines Spiel ermöglichen, derart, daß sich der Federteller 49 entweder in Abstützung an dem Federring 51 befindet oder in Abstützung an dem Federring 52 je nach dem Sinn seiner Konkavität. Die Federringe 51 und 52 stützen sich gegen eine Schulter 53 des Schiebers und gegen eine Mutter 54 ab, die auf das Gewindeende aufgeschraubt ist, welches der Schieber 27 der dem Abstützteller 47 zugekehrten Seite aufgeschraubt ist.

Die Leitung 42 mündet in die Kammer 55, die zwischen dem Federteller 49 und dem Körper des Blockes 1 vorgesehen ist und diese Kammer steht über eine Leitung 56 mit der Leitung 31 in Verbindung, welche in das untere Gehäuse der Pumpe mündet.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schalters ist wie folgt.

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Wenn, wie in Fig. 3 dargestellt, die Wirkung der Feder 46 und der Tellerfeder 49 auf den Schieber 27 der Kraft überlegen ist, welche durch den Gebrauchsdruck auf den Querschnitt des Schiebers in der Kammer 33 ausgeübt wird, wird der Schieber 27 in die dargestellte Stellung gebracht, in welcher die Fläche 29 die Ableitung 25 verschließt, was zur Folge hat, daß die Förderung der gepumpten Flüssigkeit nun zum Speicher durch gleichzeitiges öffnen der Druckventile und des Rückschlagventils 5 erfolgt.

Wenn sodann der in der Kammer 33 herrschende Druck beginnt, auf den Schieber 27 eine Kraft auszuüben, welche diejenige der Feder 46 und des Federtellers 49 überwiegt, bewegt sich der letztere nach dem Stattfinden einer leichten Verformung ruckartig in einen umgekehrten stabilen Zustand, der in Fig. 3 mit gestrichelter Linie angegeben ist, wobei er den Schieber 27 in eine solche Stellung mitnimmt, daß dessen Nut 28 die Ableitungen 25 und die Leitung 31 miteinander in Verbindung bringt, d.h. die Fördermenge der Pumpe wird nun zum Behälter der Anlage über das untere Gehäuse der Pumpe zurückgeleitet, wobei das Rückschlagventil 5 geschlossen bleibt.

Da die Kraft, die auf den Schieber 27 durch den Federteller 49 ausgeübt wird, sowie die zum Herbeiführen einer umgekehrten Verformung der Tellerfeder zu überwindende Kraft dann im gleichen Sinne wirken, wie diejenige, die auf den Schieber 27 durch den Nutzungsdruck ausgeübt wird (obwohl sie sich vorher der Wirkung dieses Druckes entgegengesetzt haben), ergibt sich, daß der stabile Zustand der Tellerfeder 49 in der mit gestrichelter Linie gezeichneten Stellung und derjenige des Schiebers 27, der mit ihm verbunden ist, in Wirkung treten unter der Kraft der Feder 46, jedoch nur bei einem WErt des Nutzungsdrucks in der Kammer 33, dar wesentlich niedriger als für die Unterbrechung des Pumpvorgangs

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ist, so daß der Abstand vor allem durch die Charakteristik des Federtellers bestimmt wird, welche Werte durch die Wahl der Feder 46 bestimmt werden können, nämlich durch Einstellen mittels einer Regelung des Druckes derselben.

Eine bistabile Wirkungsweise des Schiebers 27 läßt sich daher in Abhängigkeit von den bestimmten Druckwerten der Trennung bzw. Verbindung der Pumpe mit dem Speicher wieder herbeiführen.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

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Claims (4)

1. Ansprüche :

   Hydraulischer Selbstschalter zur Anordnung zwischen einer Pumpe und einem Druckspeicher, um den Flüssigkeitsdruck im letzteren zwischen zwei bestimmten Werten zu halten, mit einem Rückschlagventil in einer Zufuhrleitung des Speichers und vorgeschaltet diesem Ventil mit einer Umleitung der Förderung der Pumpe zur Saugseite, wobei ein Schieberorgan vorgesehen ist, das den entgegengesetzten Wirkungen einer Feder und des Druckes ausgesetzt ist, der nachgeschaltet dem Rückschlagventil herrscht, welche Wirkungen das Bestreben haben, das Schieberorgan in die Schließstellung und in die Offenstellung der Umleitung zu belasten, wobei Mittel vorgesehen sind, um die plötzliche

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   ORIGINAL INSPECTED

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   Bewegung des Schieberorgans aus der einen zur anderen der erwähnten Schließ- und Offenstellungen bei den erwähnten bestiramten Druckwerten herbeizuführen, welche Mittel durch einen Federteller gebildet werden, der mit seinen inneren Rand mit dem Schieber verbunden ist, dadurch gekannzeichnet, daß der Federteller (49) ein Elastizitätsmodul von weniger als 10 000 da N/mm²' hat und eine Streckfestigkeitsgrenze, die unter der vorliegenden Bedingung ebenso hoch wie möglich ist.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (49) aus einer Legierung von Kupfer mit Beryllium besteht, wobei der Gehalt an Beryllium zwischen 2 und 2,5 % liegt.
3. 3. Schalter nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller an seinem Umfang zwischen zwei Dichtungsringen (50) gehalten wird.
4. 4. Schalter nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (49) mit dem Schieberorgan durch die Einspannung seines inneren Randes zwischen zwei am Schieber festgemachten Ringen verbunden ist.

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