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Speicherladeventil
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Zusatz zu Patent e (Aktenzeichen P 2849877.3) Das Hauptpatent bezieht
sich auf ein Speicherladeventil mit einem an einer Druckmittelquelle angeschlossenen
Druckanschluß, mit einem ersten Verbreucheranschluß, an den ein erster Verbraucher
anschließbar ist, mit einem zweiten verbraucheranschluß, an der ein Druckspeicher
und ein zweiter Verbraucher mit geschlossener Mitte anschließbar ist, mit einer
speicherdruckabhängig schaltenden Ventilanordnung, durch die der Druckanschluß unterhalb
eines bestimmten Spei.cherdruclcs über eine Drosselstelle mit dein zweiten Verbraucheranschluß
und oberhalb eines bestimmten Speicherdrucks mit dem erste Verbraucheranschluß verbindbar
ist, wobei die Ventilanordnung ein von einen Steuerdruck steuerbares Sperrventil
aufweis t, durch das unterhalb des bestimmte Speicherdrucks die Verbindung von Druckanschluß
zunl ersten Verbraucheranschluß absperrbar ist, wobei der Ventildurchgang des Sperrvcntils
bei geöffneter Mitte des zweiten Verbrauchers absperrbar ist.
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Bei dem im Hauptpatent ..... (Aktenzeichen P 2849877.3) beschriebenen
Speicherladeventil, das dem Oberbegriff entspricht, kann eile Absperrung des Ventildurchgangs
des Sperrventils nur bei geöffneter Kitte des z-:eitcn Verbrauchers erfolgen. Dies
geschieht dadurch, daß bei geöffneter Mitte eine normalerweise an einem drucklosen
Behälter angeschlossene Kolbenkammer, die an einer
Stirnseite von
einem Betätigungskolben begrenzt ist, mit dem zweiten Verbraucheranschluß verbunden
und so druckbeaufschlagt wird.
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Da diese Kolbenkammer permanent mit der Wirkfläche eines Steuerventils
verbunden ist, bei deren Drucl;beaufsehlagung das Steuerventil eine Verbindung des
Steuerdrucks zum Sperrventil öffnet, wird auch bei jeder Druckbeaufschlagung der
Kolbenkammer die Wirkfläche druckbeaufschlagt und damit das Steuerventil in seine
dem Steuerdruck zum Sperrventil öffnende Stellung geschaltet. Aufgrund des dann
geschlossen Sperrventils kann jetzt der Druckspeicher aufgeladen werden.
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Da der am zweiten Verbraucheranschluß herrschende Druck auch der Druck
ist, von dem das Steuerventil iii Öffnungsrichtung beaufschlagt lfird, und da dieser
Druck dem im Druckspeicher enthaltenen Druck entspricht, ist bei durch Leckverluste
völlig entleertem Druckspeicher auch bei geöffneter Mitte des zweiten Verbrauchers
kein Umschalten des Steuerventils möglich, so daß auch keine Aufladung des Druckspeichers
erfolgen kann.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein bpeicherladeventil nachdem
Oberbegriff zu schaffen, das bei einer wesentlichen Reduzierung der Geräuschentwicklung
eine Aufladung des Druckspeichers sicherstellt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurell-gelöst, daß vom zweiten
Verbraucher ein druckerzeugendes Aggregat betätigbar ist, das eine Druckammer aufweist,
in der bei geöffneter Mitte des zweiten Verbrauchers Druckaifbaubar ist, wobei die
Zuleitung des Steuerdrucks zum Sperrventil durch ein abhängig vom Druck in der Druck-
kammer
schaltendes Steue-rventil steuerbar ist. Dariiit wird erreicht, daß eine Speicherladung
und damit eine Pumpenförderung mit hohen Druck nur dann erfolgen harz, wenn der
Speicherdruck ein bestim;iites Niveau unterschritten hat und gleichzeitig der zweite
Verbraucher betätigt ist, wobei keine Funktionsbeeinträchtigung bei völlig entleertem
Druckspeicher erfolgt.
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In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann das Steuerventil
ein 3/2-Wegeventil sein, in dessen einer Schaltstellung die Zuleitung des Steuerdrucks
und in dessen anderer Schaltstellung ein druckloser Rücklauf mit dem Sperrventil
verbunden ist.
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Dabei kann das Steuerventil ein Schließglied mit einer Wirkfläche
aufweisen, die im Sinn einer Verbindung der Zuleitung des Steuerdrucks mit dem Sperrventil
drucke aufschlagbar ist und die mt der Druckkammer des Druck erzeugenden Aggregats
verbunden ist. Vorteilhafterweise kann das Schließglied des Steuerventils von einer
Feder in die die Verbindung der Zuleitung des Steuerdrucks mit dem Sperrventil sperrende
Schaltstellung beaufschlagt sein, deren Federkraft geringer ist, als die die Wirkfläche
beaufschlagende Druckkraft des in der Druckkammer aufbaubaren Drucks.
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Die Zuleitung des Steuerdrucks führt vorteilhafterweise von der vom
Druckanschluß zum zweiten Verbraucheranschluß führendVerbindung hinter der Drosselstelle
zum Sperrventil, wobei in der Zuleitung ein Schaltventil und das Steuerventil in
Reihe angeordnet sind.
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Das Schaltventil kann ein speicherdruckabhängig sohaltendes 3/2-Wegeventil
sein, durch das oberhalb eines bestimmten Speicherdrucks der vom Schaltventil zum
Sperrventil führende Teil der Zuleitung mit einem drucklosen RUcklauf
und
unterhalb des bestimmten Speicherdrucks mit dem von der Verbindung zum Schaltventil
führenden Teil der Zuleitung verbunden ist.
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In einer alternativen Ausbildung kann das Schaltventil auch ein speicherdruckabhängig
schaltendes 4/?-Wegeventil sein, durch das oberhalb des bestimmten Speicherdrucks
die vom Schaltventil zum Sperrventil führende Zuleitung mit einem drucklosen Rücklauf
und einer zum zweiten Verbraucheranschluß führenden Leitung verbunden ist, in der
ein einen Rückstrom vom zweiten Verbraucher zwn Schaltventil sperrendes Rückschlagventil
angeordnet ist, unddurch das unterhalb des bestimmten Speicherdrucks die vom Schaltventil
zum Sperrventil führende Zuleitung mit einer vom Druckanschluß über eine Drosselstelle
zinn Schaltventil führenden Verbindung und der Leitung verbunden ist.
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Der zweite Verbraucher kann ein Bremskraftverstärker und das druckerzeugende
Aggregat ein Hauptzylinder sein-, dessen Druckkammer mit der Wirkfläche des Steuerventils
verbunden ist. Dieser Hauptzylinder kann ein Tandemhauptzylinder mit einer ersten
und einer zweiten Druckiammer Eeifl, die je einem Bremskreis zugeordnet sind, wobei
die Druckkangnern über eine Ventilanordnung mit der W-irkfläche des Steuerventils
verbindbar sind.
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Vorteilhafterweise sind dabei die Druckkammern über Druckleitungen
mit einer Steuerleitung und über diese mit der Wirkfläche des Steuerventils-- verbunden,
wobei in den Druckleitungen - jeweils ein den Rückstrom zur Druckkammer sperrendes
Rückschlagventil angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß tei ausfall eines der
beiden Bremskreise trotzdem der in dem intakten Bremskreis vorhandene Druck die
Wirkfläche des Steuerventils beaufschlagen kann.
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Ebenfalls zur Absicherung der Funktion bei Ausfall eines der beiden
Bremskreise dient es, wenn die Druckkammern
jeweils über eine Druckleitung
mit einem 3/2-Wegeventil verbunden sind, in dessen erster Schaltstellung die eine
Druckleitung und in dessen zweiter Schaltstellung die zweite te Druckleitung mit
einer zur Wirkfläche des Steuerventils führenden Steuerleitung verbunden ist, wobei
das Wegeventil in Ruhestellung und bei Druckbelastung beider Druckkammern sich in
der ersten Startstellung und bei druckentlasteter erster und druckbelasteter z-eiter
Druckkammer sich in der zweiten Schaltstellung befindet. Dadurch ist grundsätzlich
der intakte Bremkreis nit der Wirkfläche des Steuerventils verbunden. Das 3/2-Wegeventil
kann dabei in die erste Schaltstellung federbelastet sein; so wie vom Druck der
ersten Druckkammer in die zweite Schaltstellung und von Druck der zweiten Druckkaiimer
in die erste Schaltstellung druckbelastet sein.
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Um bei Ausfall des an die erste Druckkammer angeschlossenen Bremskreises
eine permanente Verbindung des zweiten Druckkreises zur Wirkfläche sicherzustellen
kann bei druckentlasteter erster Druckkammer und druckbelasteter zweiter Drucldcaninier
das 3/2-Wegeventil in seine zweite Schaltstellung einrastbar sein.
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Der Tandemhauptzylinder kann ein Stufen-Tandemhauptzylinder sein,
wobei die erste Druckkammer die kleinere und die zweite Druckkammer die größere
Stufe bildet.
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In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Speicherladeventil
im Schnitt dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Das dargestellte Speicherladeventil 1 weist einen Druckanschluß 2
auf, an den eine Pumpe 3 mit ihrer Förderleitung angeschlossen ist. Über ein Sperrventil
4 ist der Druckanschluß 2 mit einem ersten Verbraucheranschlud 5 verbindbart an
den eine im Umlaufprinzip arbeitende Ser-
volenkung eines k'raftfahrzeugs
angesclllossen sein kann.
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Über eine Drosselstelle 6 und ein Schaltventil 7 sowie ein Rückschlagventil
8 ist der Druckanschluß 2 auch unit einem zweiten Verbraueheransehluß 9 verbindbar.
An dem zweiten Verbraucheranschluß 9 ist sowohl ein hydro-pneumatischer Druckspeicher
10 als auch ein hydraulische Bremskraftverstärker 11 angeschlossen.
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Das Schaltventil 7 weist eine Kammer 12 auf, in der eine Kugel 13
als Ventilglied angeordnet ist. Sich gegenLiberliegend munden die Verbindung 14
vom Druckanschluß zum Schaltventil 7 und eine zu einem drucklosen Rücklauf 15 führende
Leitung in die Kammer 12, wobei die Mündungen der Verbindung 14 und der zum Rücklauf
15 führenden Leitung in die rammer 12 Ventilsitze bilden, auf die sich die Kugel
13 als Schließglied auflegen kann. Weicher dieserbeiden I)ruckmittellanale von der
Kugel 13 abgesperrt wird, ist abhängig vom Speicherdruck im Druckspeicher 10.
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Oberhalb eines bestimmten Speicherdrucks wird die Kugel 13 von einem
vom Speicherdruck entgegen der Kraft einer Feder 17 beaufschlagten Schaltkolben
16 in die die Verbindung 14 absperrende Schaltstellung verschoben, während unterhalb
eines bestimmten Speicherdrucks die rede 17 den Schaltkolben 16 in die entgegengesetzte
Richtung verschiebt, so daß die Kugel 13 die Verbindung von der Kammer 12 zum Rücklauf
15 absperrt.
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Weiterhin münden sich ebenfalls gegenüberliegend eine von der Kammer
12 über das Rückschlagventil 8 zum zweiten Verbraucheranschluß 9 führende Leitung
18 und ein von der Kammer 12 über ein Steuerventil 19 zu einer Druckkammer 20 des
Sperrventils 4 führende Zuleitung 21 in die Kammer 12. Darait sind die Zuleitung
21 und die Leitung 18
je nach Schaltstellung des Schaltventils
7 und damit auch je nach dem Druckniveau 111 Druckspeicher 10 ist dem Druckanschluß
2 bzw. mit dein drucklosen Rücklauf 15 verbunden.
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Das Sperrventil 4 besteht aus eine in einer zylindrischen Bohrung
22 axial verschiebbaren Kolben 23, der die zylindrische Bohrung 22 in die Druckkammer
20 und eine mit dem Druckanschluß 2 verbundene damit 24 unterteilt, so daß die zur
Druckkc"mmer 20 gerichtete Stirnfläche des Kolbens 23 von einem Steuerdruck beaufschlagbar
ist und die zur Kammer 24 gerichtete Stirnfläche vcn Förderdruck der Pumpe 3 beaufschlagt
ist. Durch den Kolben 23 ist der radial in die zylindrische Bohrung 22 einmündende
erste Verbraucheranschluß 5 zw.lindest weitgehend abgesperrt, wobei der Kolben 23
in Öffnungsrichtung vom Förderdruck der Puinpe 3 und In Schlie3richtung neben dein
Steuerdruck auch von einer Druckfeder 25 beaufschlagbar ist.
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Der Steuerdruck ist ein durch die Drosselstelle 6 gegenüber dem Pumpendruck
reduzierter Druck, der von der Kammer 12 des Schaltventils 7 nur bei geöffnetem
Schaltventil 7 und bei entsprechend eingestelltem Steuerventil 19 über die Zuleitung
21 zur Druckkammer 20 gelangen kann.
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Das Steuerventil 19, dessen Schließglied 26 ein Schieber ist, verbindet
in der einen Schaltsteliung die Druckkammer 20 des Sperrventils 4 mit dem drucklosen
Rücklauf 15 und in der anderen Schaltstellung iiber die Zuleitung 21 mit der Kammer
12 des Schaitventils 7. Das Schließglied 26 weist eine Wirkfläche 27 auf, die entgegen
der Kraft einer Feder 28 druckbeaufschlagbar ist.
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An dem Bremskraftverstärker 11 ist ein ein druckerzeugendes Aggregat
bildender T ndemahuptzylinder 35 angebaut, der von der Druckstange 37 des Bremskraftverstärkers
1 1 betätigbar ist.
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Der Tandemhauptzylinder 36 weist eine erste Druckkammer 38, die einem
Vorderachsbrelr.skreis 39 zugeordnet ist und eine zweite Druckkammer 40, die einem
Hinterachsbremskreis 41 zugeordnet ist, auf.
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Über eine erste Druckleitung 42 ist der Vorderachsbremskreis 39 und
damit die erste Druckkammer 38 und über eine zweite Druckleitung 44 der Hinterachsbremskreis
41 und damit die zweite Druckkammer 4-0 mit einem 3/2-Wageventil verbunden. In dessen
erster Schaltstellung ist die erste Druckleitung 42 und in dessen zweiter Schaltstellung
ist die zweite Druckleitung 44 mit einer zur Wirkfläche 27 des Steucrventils 19
führenden Steuerleitung 45 verbunden. Das 3/2-Wegwventil 43 ist in seiner ersten
Schaltstellung federbelastet sowie vom Druck der ersten Druckkammer 38 in die zweite
Schaltstellung und vom Druck der zweiten Druckkammer 40 in die erste Schaltstellung
druckbelastet. Außerde:u ist das 3/2-Wegeventil 43 in seiner zweiten Schaltstellung
einrastbar.
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Bei Betätigung der Bremse wird von der Druckstange 57 des Bremskraftverstärkers
1 1 der Druckstangekolben 46 des Tandemhauptzylinders 36 sowie über das in der zweiten
Druckkammer 40 befindliche Druckmittel der Kolben 47 beaufschlagt, so daß sich in
den beiden Druckkammern 38 und 40 Druck aufbaut. Ueber die Druckleitung 42 und das
3/2-Wegeventil 43 wirkt der Druck der Druckkammer 38 auf die Wirkfläche 27 des Schließglieds
26 des Steuerventils 19, so daß bei betätigter Bremse das Steuerventil 19 die Verbindung
von der Zuleitung 21 zur Druckkammer 20 des Sperrventils 19 öffnet.
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Sollte der Vorderachsbrcmskreis 39 defekt sein, so daß sich in der
Druckkammer 38 beim Bremsen kein Druck aufbaut, baut sich aber noch in der zweiten
Druckkammer 40 ein Druck auf. Da das 3/2-Wegeventil 43 nur noch in die zweite Schaltstellung
druckbelastet ist wird es entgegen der Federbelastung in die zweite Schaltstellung
umgeschaltet und rastet in dieser ein. Nun kann der in der zweiten Druckkammer 40
herrschende Druck iiber die Druckleitung 44 und das 3/2-Wegeventil 43 und die Steuerleitung
45 die Wirkfläche 27 des Steuerventils 19 beaufschlagen inJ dieses umschalten.
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Bei nicht betätigter Bremse ist die Wirkfläche 27 nicht druckbeaufschlagt.
Die Feder 28 schiebt dann das Schließglied 26 in die die Druckkammer 20 mit dem
drucklosen Rücklauf 15 verbindende Schaltstellung. Sinkt der Speicherdruck un ter
ein bestimmtes Niveau ab und vird aber die Eremse nicht betätigt, so bleibt die
Druckkammer 20 des Sperrventils 4 druckentlastet. Der iii Schließrichtung nur von
der Druckfeder 25, in Öffnungsrichtung aber vom Förderdruck der Pumpe 3 beaufschlagte
Kolben 23 bleibt in Öffnungsstellung, so daß das geförderte Druckmittel vom Druckanschluß
2 zum ersten Verbraucheranschluß 5 strömt.
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Die gleiche Schaltstellung nimmt der Kolben 23 des Sperrventils 4
auch ein, wenn der Speicherdruck oberhalb eines bestimmten Druckniveaus ist.
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Ist aber der Speicherdruck unterhalb eines bestimmten Niveaus, so
daß die Kammer 12 des Schaltventils 7 über die Verbindung 14 und die Drosselstelle
6 mit dem Druck anschluß 2 verbunden ist, und wird auch die Bremse betätigt, so
gelangt von einer der Druckkammern 38 oder 40 Druck auf die Wirkfläche 27 des Schließglieds
26 des Steuerventils 19 und schaltet dieses in die die Druckicammer
20
des Sperrventils 4 über die Zuleitung 21 mit der Kammer 12 des Schaltventils 7 verbindende
Stellung. Dadurch kann der als Steuerdruck dienende, in der Kammer 12 herrschende
Druck in der Druckkammer 20 den Kolben 23 beaufschlagen und diesen zusammen mit
der Druclcfeder 25 in Schließrichtung verschicben. Damit wird der erste Verbraucheranschluß
5 zumindest weitgehend vom Druckanschluß 2 abgesperrt und das geförderte Druckmittel
über die Verbindung 14, die Drosselstelle 6, das Schaltventil 7 und das Rückschlagventil
8 dem zweiten Verbraucheranschluß 9 sowie dem Druckspeicher 10 zugeführt, so daß
dieser aufgeladen wird.
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Eine Aufladung des Druckspeichers, dessen Speicherdruck zwn Beispiel
durch Leckage an den einzelnen Ventilen unter ein bestimmtes Druckniveau abgefallen
ist, erfolgt also nur, wenn am Bremskraftverstärker auch tatsächlich ein Druckinittelbedarf
herrscht. Ein solches Entleeren des Druckspeichers kann z.Bvbei einer längeren Autobahnfahrt
erfolgen, bei der längere Zeit kein Breisvergang erfolgt ist.
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Mit der Erfindung wfrd vermieden, daß die Pumpe 3, obwohl kein tatsächlicher
Bedarf am Bremskraftverstärker 11 besteht, mit hohem Druck arbeiten und den Druckspeicher
10 aufladen muß. Das Druckniveau des über das Sperrventil 4 der meist auf Umlauf
geschalteten Servolenkung zugeführten Drucks ist wesentlich niedriger als der zum
Aufladen des Druckspeichers 10 erforderliche Druck.
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Da die Förderung von Druckmittel mit hohem Druck wesent lich höhere
Geräusche verursacht als die Förderung von Druckmittel mit geringem Druck und durch
das erfindungsgemäße Speicherladeventil die Förderung von Druckmittel mit- hohem
Druck erheblich reduziert wird, wird auch eine erhebliche Reduzierung der insbesondere
im Kraftfahrzeug störenden Geräuschbelästigung erreicht.
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L e e r s e i t e