DE2830291C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Speicherladeventil gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der DE-PS 10 55 909 ist ein derartiges Speicherlade­ ventil bekannt, bei dem das Rückschlagventil und das Schaltventil nebeneinanderliegend in einem Ventilgehäuse angeordnet sind. Vom Schließglied, das als hülsenförmiges Sitzventilglied ausgebildet ist, ist die Verbindung von einer mit dem Druckanschluß verbundenen Einlaßkammer zu einer mit dem Rücklaufanschluß verbundenen Auslaßkammer absperrbar. Das Schließglied ist zwischen zwei Anschlägen des Schaltkolbens frei beweglich verschiebbar und besitzt eine bei geschlossenem Schaltventil in Schließrichtung vom Druck am Druckanschluß beaufschlagte Wirkfläche. Bei geöffnetem Schaltventil ist das Schließglied druckausge­ glichen. Der Schaltkolben ist koaxial zum Schließglied des Schaltventils angeordnet und trennt mit dem einen Ende eine mit dem Speicheranschluß verbundene Druckkammer ab. Mit dem anderen Ende ist er mit Spiel durch die Boh­ rung des hülsenförmigen Schließglieds hindurchgeführt. Eine an diesem Ende anliegende Druckfeder beaufschlagt den Schaltkolben in Schließrichtung entgegen dem auf das an­ dere Ende wirkenden Speicherdruck.

Das Schließglied des Schaltventils dieses bekannten Spei­ cherladeventils ist zwar bei geschlossenem Schaltventil in Schließrichtung hydraulisch verspannt und wird beim Öffnen des Schaltventils druckausgeglichen, so daß beim Öffnen eine der Schließkräfte wegfällt und so die Öff­ nungsbewegung beschleunigt erfolgen kann. Diese beschleu­ nigte Öffnungsbewegung ist aber für bestimmte Anwendungs­ fälle noch nicht schnell genug.

Weiterhin ist ein Ablaßventil für eine Druckflüssigkeits­ zuleitung bekannt (DE-PS 8 21 145), die über ein Rück­ schlagventil zu einem Druckflüssigkeitssystem führt, in dem der Druck in einem bestimmten Bereich gehalten werden soll, wobei das Ablaßventil ein Hauptventil hat, auf das ein kleiner Kolben, der einseitig vom Druck im Druckflüs­ sigkeitssystem beaufschlagt ist, derartig wirkt, daß das Hauptventil anfänglich etwas geöffnet wird, wenn der Systemdruck über einen bestimmten Wert ansteigt und wobei das Hauptventil weiterhin mit einem größeren Kolben zu­ sammenwirkt, der federbelastet ist, so daß er das Haupt­ ventil bei normalen Arbeitsbedingungen auf seinem Sitz hält, der aber unter dem Einfluß der Flüssigkeit, die das Hauptventil nach dem erwähnten anfänglichen Öffnen pas­ siert, eine weitere und größere Öffnung des Hauptventils zu bewirken, bestimmt ist, um den Druck in der Flüssig­ keitszuleitung rasch zu vermindern. Die Bauweise dieses bekannten Ven­ tils wird als platzraubend empfunden, da verschiedene quer zu­ einander verlaufende Bohrungen für das Hauptventil, den größeren Kolben und das schwach federbelastete Ventil vorgesehen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Speicherladeventil zu schaffen, bei dem die völlige Öffnung des Ventildurch­ gangs des Schaltventils schlagartig und sehr schnell er­ folgt. Dabei soll der Aufbau des Speicherladeventils einfach und platzsparend sein und eine billige Herstel­ lung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Speicherladeventil erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs gelöst.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beiden Abbildungen hervor, die in vereinfachter Darstellung, im Schnitt und teilweise rein schematisch, die wichtigsten Bauteile eines Speicherladeventils gemäß einer Ausführungsart der Erfindung zeigen, und zwar ist in

Fig. 1 ein in einem Hydraulikkreis zur Versorgung eines hydraulischen Bremskraftverstärkers angeordnetes Speicherladeventil und in

Fig. 2 ein in einem Hydraulikkreis zur Versorgung eines hydraulischen Bremskraftverstärkers und einer Servolenkung 37 angeordnetes Spei­ cherladeventil dargestellt.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Speicherladeven­ tile 1 haben den gleichen Aufbau. In einem Gehäuse 2 sind koaxial nebeneinander eine Auslaßkammer 3, eine Einlaßkammer 4, eine Druckkammer 5 und eine Federkammer 6 ausgebildet. Ebenfalls koaxial mündet ein Rücklaufanschluß 7 in die Auslaßkammer 3. Radial mündet in die Einlaßkammer 4 ein mit einer Pumpe 8 verbundener Druckanschluß 9 und in die Druckkammer 5 ein mit einem Druckspeicher 10 verbundener Speicheranschluß 11. Die Federkammer 6 ist über eine Lüftungsbohrung 12 mit der Atmosphäre verbunden.

Ein im Gehäuse 2 verschiebbar angeordneter Schaltkolben 38 durchragt alle Kammern 3, 4, 5 und 6, wobei durch den Schaltkolben 38 die Verbindungen zwischen der Einlaßkammer 4 und der Druckkammer 5 sowie zwischen der Druckkammer 5 und der Federkammer 6 abgesperrt sind.

Gegenüber dem im Bereich der Einlaßkammer 4 verschiebbaren Teil des Schaltkolbens 38 ist dieser an dem in die Druckkammer 5 und die Federkammer 6 ragenden Teil, nämlich dem Betätigungskolben 39, in seinem Durchmesser erweitert, so daß er im Bereich der Druckkammer 5 eine Beaufschlagungsfläche 14 hat, die vom Speicherdruck, der auch in der Druckkammer 5 herrscht, in Richtung zur Federkammer 6 hin druckbeaufschlagt ist. Entgegen dieser Druckbeaufschlagung wirkt auf den Schaltkolben 13 eine in der Federkammer 6 angeordnete und am Gehäuse 2 abgestützte Druckfeder 15.

An seinem in die als Stufenbohrung ausgebildete Einlaßkammer 4 und Auslaßkammer 3 hineinragenden Ende ist der Schaltkolben 38 mit einer Erweiterung versehen, die an ihrer zur Auslaßkammer 3 gerichteten Seite als Schlußglied 16 ausgebildet ist, das mit einem Ventilsitz 17 zusammenarbeitet, der am Übergang von der als kleine Stufe ausgebildeten Auslaßkammer 3 zur als große Stufe ausgebildeten Einlaßkammer 4 ausgebildet ist. Die Stirnseite des Schaltkolbens 38 bildet eine erste druckbeaufschlagbare Wirkfläche 18, während der erweiterte Teil des Schaltkolbens 13 zur Einlaßkammer 4 hin eine entgegengesetzt zur Wirkfläche 18 druckbeaufschlagbare zweite Wirkfläche 19 bildet.

Der Schaltkolben 38 ist als Hohlkolben ausgebildet, dessen koaxialer Innenraum 20 über Radialbohrungen 21 bzw. 21′ mit der Einlaßkammer 4 verbunden ist. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 ist die Radialbohrung 21′ eine Drosselbohrung.

Zur Auslaßkammer 3 hin ist der Innenraum 20 über eine Bohrung 22 verbunden, in der ein Schließglied 23 axial verschiebbar, dichtend geführt ist. Das Schließglied 23 ist an seinem zum Rücklaufanschluß 7 gerichteten, erweiterten Teil als Kolben-Sitzventil 24 ausgebildet, das mit der als Ventilsitz 25 ausgebildeten Mündung des Rücklaufanschlusses 7 in die Auslaßkammer 3 zusammenwirkt. Der erweiterte Teil des Schließgliedes 23 bildet gleichzeitig einen mit der Stirnseite des Schaltkolbens 38 zusammenwirkenden Anschlag 26, durch den die Bewegungsfreiheit des Schließglieds 23 in Öffnungsrichtung begrenzt wird. Ein weiterer Anschlag 27 ist am anderen, in den Innenraum 20 ragenden Ende des Schließglieds 23 ausgebildet und wirkt mit einem Anschlag 28 des Schaltkolbens 38 zusammen. Die Anschläge 26, 27 und 28 sind so einander zugeordnet, daß bei Anlage des Schließgliedes 16 des Schaltkolbens 38 auf seinem Ventilsitz 17 das Kolben-Sitzventil 24 von seinem Ventilsitz 25 abgehoben werden kann, wobei der dabei mögliche Bewegungshub kleiner ist als der Bewegungshub zwischen den Anschlägen 27 und 28.

Damit das bei Betrieb der Pumpe 8 vom Pumpendruck an seinem in den Innenraum 20 ragenden Ende beaufschlagte Schließglied 23 bei nicht fördernder Pumpe 8 den Durchgang von der Anschlußkammer 3 zum Rücklaufanschluß nicht geschlossen hält, ist im Innenraum 20 zwischen dem Schaltkolben 38 und dem Schließglied 23 eine Feder 29 geringer Kraft angeordnet, die auf das Schließglied 23 in Öffnungsrichtung einwirkt.

Über eine im Schließglied 23 ausgebildete Drosselbohrung 30 ist die Auslaßkammer 3 mit dem Rücklaufanschluß 7 verbunden, so daß sich bei geschlossenen Durchgängen von der Einlaßkammer 4 zur Auslaßkammer 3 und von der Auslaßkammer 3 zum Rücklaufanschluß 7 kein Druck in der Auslaßkammer 3 aufbauen kann.

Der Innenraum 20 ist über eine koaxiale Bohrung 31 und ein Rückschlagventil 32 mit einer Ventilkammer 33 verbindbar, von der Radialbohrungen 34 in die Druckkammer 5 führen.

Die Funktion des Speicherladeventils 1 ist folgende: Bei nicht fördernder Pumpe 8 und bei einem Speicherdruck unterhalb eines bestimmten Drucks befindet sich das Speicherladeventil 1 in der dargestellten Stellung; d. h. das Rückschlagventil 32 und die Verbindung von der der Einlaßkammer 4 zur Auslaßkammer 3 sind geschlossen; die Verbindung von der Auslaßkammer 3 zum Rücklaufanschluß 7 ist geöffnet.

Wird die Pumpe 8 in Betrieb gesetzt, baut sich in der Einlaßkammer 4 ein Druck auf, der auf das Schließglied 23 entgegen der Kraft der Feder 29 einwirkt und dieses bis zur Anlage des Kolben-Sitzventils 24 auf seinem Ventilsitz 25 verschiebt.

Der Schaltkolben 38 wird durch die Druckfeder 15 und den auf die Wirkfläche 19 einwirkenden Pumpendruck mit seinem Schließglied 16 auf den Ventilsitz 17 gepreßt. Sollte Lecköl durch diesen geschlossenen Ventildurchgang in die drucklose Auslaßkammer 3 gelangen, so kann es, ohne einen Druck aufzubauen, über die Drosselbohrung 30 abfließen.

Das von der Pumpe 8 geförderte Druckmittel gelangt über die Einlaßkammer 4, die Radialbohrung 21 bzw. 21′ in den Innenraum 20 und von da über die Bohrung 31, das Rückschlagventil 32, die Ventilkammer 33 und die Radialbohrungen 34 in die Druckkammer 5, von wo es zum Druckspeicher 10 und Verbraucher gelangt. Da die Beaufschlagungsfläche 14 des Schaltkolbens 38 größer ist als die Wirkfläche 19, wird beim Laden des Druckspeichers 10 nach und nach ein Druck erreicht, dessen auf die Beaufschlagungsfläche des Schaltkolbens 38 wirkende Kraft größer ist als die in entgegengesetzter Richtung auf das Schaltventil 13 einwirkenden Kräfte der Druckfeder 15 und des auf die Wirkfläche 19 einwirkenden Pumpendrucks.

Dadurch wird der Schaltkolben 38 nach rechts verschoben, so daß der Durchgang von der Einlaßkammer 4 zur Auslaßkammer 3 geöffnet wird und sich der Pumpendruck auch in der Auslaßkammer 3 aufbauen kann. Der Querschnitt der Drosselbohrung 30 ist so klein, daß er diesen Druckaufbau nicht beeinflußt.

Da die Wirkfläche 18 größer ist als die Wirkfläche 19, fällt durch Druckausgleich der Wirkfläche 19 die in Schließrichtung auf den Schaltkolben 38 einwirkende Kraft weg, wogegen eine in Öffnungsrichtung wirkende Kraft durch die Beaufschlagung der Wirkfläche 18 mit dem Pumpendruck auf den Schaltkolben 38 einwirkt. Diese in Öffnungsrichtung gerichtete Kraft entspricht dem Produkt aus der Differenzfläche der Wirkflächen 18 und 19 und dem Pumpendruck.

Da sich nun plötzlich die auf den Schaltkolben 38 einwirkenden Kräfte zugunsten der in Öffnungsrichtung wirkenden Kraft wesentlich geändert haben, wird der Schaltkolben weiter stark in Öffnungsrichtung beschleunigt und reißt bei Ineingriffkommen der Anschläge 27 und 28 das Schließglied 23 mit sich, so daß der Durchgang von der Auslaßkammer 3 zum Rücklaufanschluß 7 schlagartig völlig geöffnet wird. Diese Öffnungsbewegung des Schließgliedes 23 wird außerdem noch durch die Feder 29 unterstützt.

Das von der Pumpe geförderte Druckmittel kann nun, nachdem auch das Rückschlagventil 32 geschlossen ist, über den Rücklaufanschluß 7 abfließen.

Ist der Speicherdruck wieder so weit gesunken, daß die Druckfeder 15 den Schaltkolben 13 nach links verschieben kann, so schließt sich wieder der Durchgang von der Einlaßkammer 4 zur Auslaßkammer 3, das Schließglied 23 wird wieder in Schließstellung verschoben und der Druckspeicher 10 wird wieder über das Rückschlagventil 32 aufgeladen.

Bei dem Einbau des erfindungsgemäßen Speicherladeventils in den in Fig. 1 dargestellten Hydraulikkreis ist als Verbraucher ein hydraulischer Bremskraftverstärker 35 an den Druckspeicher 10 angeschlossen, während der Rücklaufanschluß 7 mit einem drucklosen Behälter 36 verbunden ist.

Claims (1)

1. Speicherladeventil mit einem mit einer Pumpe verbundenen Druckanschluß in eine Einlaßkammer, einem Rücklaufanschluß und einem mit einem Druckspeicher verbundenen Speicheranschluß, wobei der Druckanschluß über ein Rückschlagventil mit dem Speicheranschluß und bei Erreichen eines bestimmten Speicherdrucks über ein Schaltventil mit dem Rücklaufanschluß verbindbar ist, das über einen Schaltkolben verfügt, der entgegen der Kraft einer Feder vom Speicherdruck in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist und an dem ein Schließglied angeordnet ist, durch das der Rücklaufanschluß absperrbar ist und das bei geschlossenem Schaltventil vom Pumpendruck in Schließrichtung beaufschlagt ist, gekennzeichnet durch ein zusätzliches, kleines Kolben-Sitzventil (24), welches - koaxial im Schaltventil (13) angeordnet und axial in ihm verschiebbar ist - und mit einem Sitz (25) in der Mündung einer Auslaßkammer (3) zum Rücklaufanschluß (7) zusammenwirkt, wobei das kleine Kolben-Sitzventil (24) dauernd vom Pumpendruck in Schließrichtung beaufschlagt ist und in rückwärtiger Richtung nach Durchlauf eines Freiweges zwischen dem Schaltventil (13) und dem Kolben-Sitzventil (24) von der Öffnungsbewegung des Schaltventils (13) mechanisch mitnehmbar und damit zu öffnen ist, wobei eine beim Durchlauf des Freiweges weiter gespannte Feder (29) durch Entspannung mit Beginn des Öffnens des kleinen Kolben-Sitzventils (24) ein weiteres Öffnen desselben beschleunigt und daß das Schließglied (16) des Schaltventils (13) zwei Wirkflächen (18, 19) aufweist, wobei die erste, größere Wirkfläche (18) in der Auslaßkammer (3) liegt und in Öffnungsrichtung des Schaltventils vom Pumpendruck beaufschlagbar und die zweite, kleinere Wirkfläche (19) die in Schließrichtung des Schaltventils vom Pumpendruck beaufschlagte ist.