DE3101923C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckbegrenzungsventil-Anordnung für zwei Arbeitskreise gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Eine derartige Druckbegrenzungsventil-Anordnung ist aus der US-PS 28 46 850 bekannt. Diese Ventilanordnung soll zur ver­ einfachten Steuerung einer Anzahl von Hydraulikmotoren ein­ gesetzt werden, die von einer einzigen Hydraulikpumpe ver­ sorgt werden. Dabei sind in einem ersten Arbeitskreis ein Speicher sowie ein oder mehrere Hydraulikmotoren vorgesehen und in einem zweiten Arbeitskreis ein über ein Ventil ge­ steuerter Lenkungsmotor. Ein Steuerventil weist zwei feder­ belastete Kolben auf, deren erster in einer ersten Stellung eine Verbindung vom Druckanschluß zum ersten Arbeitskreis öffnet. In einer zweiten Stellung, in die der erste Kolben durch die Wirkung des vom Speicherdruck beaufschlagten zwei­ ten Kolbens bringbar ist, verschließt er diese Verbindung. Vorrangig wird die Bewegung des ersten Ventilkolbens in seine zweite Schaltstellung jedoch durch die Betätigung eines Ventilschiebers und einen dadurch hervorgerufenen Druckan­ stieg in der Kammer bewirkt. Eine dauernde Verbindung zwi­ schen dem Druckanschluß und dem zweiten Verbraucheranschluß besteht über eine im ersten Kolben ausgebildete, mit einer Drossel versehene Verbindung. Die Drosselstelle hat dabei die Aufgabe, den für diese zweite Steuerfunktion erforderlichen Druckaufbau in der Kammer zu bewirken. Sie muß daher vor allem in der Stellung des ersten Kolbens offen sein, in der die Pumpe unmittelbar mit dem ersten Verbraucher verbunden ist, da in dieser Stellung nur über den Drosselkanal ein Druckaufbau am Anschluß des zweiten Verbrauchers möglich ist. Die Drossel dient damit zur Schaffung einer Steuerfunktion, bei der durch Sperrung der offenen Mitte des zweiten Ver­ brauchers eine Druckbeaufschlagung des Ventilkolbens erzeugt wird, die den zweiten Verbraucher mit Vorrang mit dem Druck­ anschluß der Druckmittelquelle verbindet, während bei Druck­ begrenzungsanlagen für einen Bremskreis und eine Niveau­ regelung vorrangig der erste Verbraucher mit Druck versorgt werden soll. Die bekannte Ventilanordnung ist außerdem durch den relativ komplizierten Aufbau, insbesondere das Erfor­ dernis eines zweiten Kolbens sehr aufwendig.

Aus der DE-OS 26 43 713 ist ein Vorrangventil bekannt, dessen Ventilkolben sowohl von der Druckbeaufschlagung einer ersten Servokammer als auch von der Druckbeaufschlagung einer zwei­ ten Servokammer gesteuert wird, wobei letztere sowohl vom Druck am Pumpenausgang als auch vom Druck am ersten Verbrau­ cheranschluß abhängig sein kann. Dabei wird die Schaltfunk­ tion zusätzlich durch zwei Drosselstellen kontrolliert. Hierdurch soll ein Vorrangventil geschaffen werden, welches eine Nebenstörströmung zu einem zweiten Verbraucher so lange zuläßt, wie die Vorrangströmung nicht darunter leidet oder der Vorrangströmungspfad blockiert ist und welches die Vor­ rangströmung drosselt, wenn die Anlage eine Maximalgeschwin­ digkeit oder eine Maximaldrehzahl zu überschreiten droht. Dieses bekannte Ventil dient somit der Festlegung einer Rangfolge verschiedener Pumpen einer Hydraulikanlage und dem Schutz dieser Pumpen vor Überlastung.

In der DE-OS 28 21 393 wird eine hydraulische Kraftanlage für Niveauregelungs- und Bremsanlagen eines Fahrzeugs beschrie­ ben, bei der die Druckversorgung für Brems- und Niveaurege­ lungsanlagen aus demselben Speicher erfolgt. Ist ein vorbe­ stimmter Druck erreicht, wird über eine Druckbegrenzungsvor­ richtung die Bremsanlage vom Speicher getrennt. Eine Mittel­ stellung, in der beide Verbraucheranschlüsse gleichzeitig mit Druck beaufschlagt werden, ist bei dieser Ventilanordnung nicht vorgesehen, so daß die Brems- bzw. Niveauregelungsan­ lagen alternativ mit Druck versorgt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Druck­ begrenzungs-Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach im Aufbau ist und bei der die Niveauregelung einen höheren Druck haben kann als die Bremskraftverstärkung, wobei gewährleistet bleibt, daß die Bremskraftverstärkung vorrangig mit Druck versorgt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Damit wird eine Druckbegrenzungsventil-Anordnung geschaffen, bei der trotz eines möglichst hohen Druckes für die Niveau­ regelung mit einfachen mechanischen Mitteln gewährleistet ist, daß die Bremskraftverstärkung vorrangig mit Druck ver­ sorgt wird und wobei insbesondere ausgeschlossen wird, daß der Ventilkolben in einer mittleren, beide Verbraucheran­ schlüsse verbindenden Stellung stehenbleibt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sehen vor, daß die Drosselstelle eine Blende bzw. ein Drosselspalt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Steuerdruckan­ schluß mit dem Druckspeicher verbunden.

Um auf besonders einfache Weise zu gewährleisten, daß der von der Niveauregelung gebildete zweite Arbeitskreis einen höheren Druck als der Bremskreis haben kann, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß zur Federbelastung des Ventilkolbens eine Druckfeder vorgesehen ist, deren Kraft­ zunahme bezogen auf den Federweg gering bzw. deren Federkenn­ linie degressiv ist.

Vorteilhafterweise ist die Druckfeder im Ventilgehäuse angeord­ net, wobei zur Einstellung der Federkraft axial in das Ventilgehäuse ein Schraubeinsatz eingeschraubt ist, an dem die Druck­ feder mit ihrem einen Ende anliegt. Bevorzugt liegt das andere Ende der Druckfeder an einer Druckplatte an, an deren anderer Seite wiederum der Ventilkolben anliegt.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sehen vor, daß zur Begrenzung des Bewegungsweges des Ventilkolbens ein Anschlag vorgesehen ist, der in einfacher Weise als Teil des Schraubeinsatzes ausgebildet sein kann.

Vorteilhafterweise ist am Ventilgehäuse ein weiterer Anschluß vorgesehen, der mit einem drucklosen Behälter verbindbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Druckbegrenzungsventil-Anordnung für einen Brems­ kreis mit Druckspeicher und eine Niveauregelung,

Fig. 2 eine Teilansicht einer Drosselstelle in der Druckbegren­ zungsventil-Anordnung der Fig. 1, wobei die Federkraft in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkolbens darge­ stellt ist, und

Fig. 3 eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform der Drosselstelle.

In Fig. 1 ist ein Druckbegrenzungsventil 1 für einen Bremskreis mit einem Druckspeicher und eine Niveauregelung dargestellt. Das Druckbegrenzungsventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2 mit einem Druckanschluß 3, einem ersten Verbraucheranschluß 4, einem zweiten Verbraucheranschluß 5, einem Steuerdruckanschluß 6 sowie einem weiteren Anschluß 7 auf. Der Druckanschluß 3 ist über eine Leitung 8 mit einer Pumpe 9 verbunden.

Der erste Verbraucheranschluß 4 steht über eine Leitung 10 und ein Rückschlagventil 11 mit dem Druckspeicher 12 in Verbindung. Von der Leitung 10 geht zwischen dem Rückschlagventil 11 und dem Druckspeicher 12 eine Zweigleitung 13 ab, die zu einem nicht näher dargestellten Bremskraftverstärker 14 und zum Steuerdruck­ anschluß 6 führt.

Vom zweiten Verbraucheranschluß 5 führt eine Leitung 15 über einen mechanischen Niveauschalter 16 in Form eines 3/3-Wegeven­ tils zu einem drucklosen Behälter 17 bzw. zu den nicht näher dargestellten Federbeinen der Niveauregelung 18.

Das Ventilgehäuse 2 des Druckbegrenzungsventils 1 weist eine zentrale Bohrung 19 auf, in der ein Ventilkolben 20 angeordnet ist. Der Ventilkolben 20 bildet in seinem mittleren Abschnitt einen Ringraum 21, in den der Druckversorgungsanschluß 3 mündet. Der Ringraum 21 steht in einer ersten Schaltstellung, in die der Ventilkolben 20 federbelastet ist, in Verbindung mit dem ersten Verbraucheranschluß 4 und bildet in der zweiten Schalt­ stellung eine Verbindung zum zweiten Verbraucheranschluß 5, wobei in einer Mittelstellung beide Verbraucheranschlüsse 4 und 5 mit dem Ringraum 21 verbunden sind. Am Übergang des vom mitt­ leren Abschnitt des Ventilkolbens 20 gebildeten Ring­ raumes 21 zum Endabschnitt 22 ist, um eine sichere Schalt­ funktion zu erreichen, eine Drosselstelle 23 bzw. 24 vorge­ sehen.

Die in Fig. 2 über der Federkennlinie dargestellte Anordnung der Drosselstelle 23 zeigt, daß die Drosselstelle 23 von einem schräg verlaufenden Kanal 25 gebildet wird, der vom Ringraum 21 zum zweiten Verbraucheranschluß 5 führt und in den eine Blende 26 eingesetzt ist.

Die in Fig. 3 gezeigte Drosselstelle 24 wird von einem Drossel­ spalt 27 gebildet, der am Übergang vom,den Ringraum 21 bildenden Abschnitt verringerten Durchmessers zum Endabschnitt 22 vollen Durchmessers des Ventilkolbens 20 in Form eines zylindrischen Abschnittes 28 gebildet wird, der gegenüber dem Endabschnitt 22 im Durchmesser etwas verringert ist. Die Drosselstellen 23 u. 24 sind so ausgelegt, daß bei dem vorgegebenen Maximaldruck nicht die gesamte Fördermenge zum zweiten Verbraucheranschluß 5 bzw. zum zweiten Arbeitskreis fließen kann. Dadurch wird auch die Druckanstiegsgeschwindigkeit im Druckspeicher 12 beeinflußt.

In die sich an die zentrale Bohrung 19 anschließende Erweite­ rung 29 der Bohrung 19 ist ein zum Ventilkolben 20 hin offener Schraubeinsatz 30 eingesetzt. Im Inneren des Schraubeinsatzes 30 ist ein zentraler Zapfen 31 vorgesehen, der einen Anschlag für eine Druckplatte 32 bildet, an deren einer Seite der Ventilkol­ ben 20 und an deren anderer Seite eine Druckfeder 33 anliegt, deren anderes Ende sich am Schraubeinsatz 30 abstützt.

Nachfolgend ist die Arbeitsweise der Druckbegrenzungsventil- Anordnung beschrieben:

Die von der Pumpe 9 geförderte Druckflüssigkeit durchströmt das Druckbegrenzungsventil 1 in der dargestellten Ladestellung und füllt den Druckspeicher 12. Der Speicherdruck beaufschlagt über die Leitung 13 den Ventilkolben 20. Den Gegendruck erzeugt die Druckfeder 33. Nach Erreichen des von der Druckfeder 33 vorge­ gebenen Druckes wird der Druckspeicher 12 am ersten Verbraucher­ anschluß 4 von der Pumpe 9 getrennt und der zweite Arbeitskreis, d. h. die Niveauregelung 18, wird über den zweiten Verbraucher­ anschluß 5 angeschlossen.

Wird aus dem Druckspeicher 12 Druckflüssigkeit entnommen, dann geht der Ventilkolben 20 wieder in die gezeichnete Stellung zu­ rück und der Druckspeicher 12 wird wieder geladen.

Die Steuerung erfordert, daß in der Mittelstellung beide Ver­ braucheranschlüsse 4 und 5 mit der Pumpe 9 verbunden sind. Dadurch ist eine Stellung des Ventilkolbens 20 möglich, bei welcher die Pumpe 9 dauernd gegen Druck arbeiten muß bzw. erst durch Druckerhöhung im zweiten Arbeitskreis der Ventilkolben 20 weiter nach rechts gegen die Kraft der Druckfeder 33 verschoben und damit der erste Verbraucheranschluß 4 gesperrt wird.

Um zu vermeiden, daß das Druckbegrenzungsventil 1 in einer ersten Zwischenstellung stehenbleibt, sind die Drosselstellen 23 bzw. 24 vorgesehen. Bei maximalem Speicherdruck läßt die Blende 26 der Drosselstelle 23 beispielsweise nur 50% der Fördermenge durch, d. h. die Restmenge muß weiterhin in den Druckspeicher 12 gehen. Dadurch steigt der Druck in einer von der linken Stirn­ seite des Ventilkolbens 20 begrenzten Steuerdruckkammer 34 an und schiebt den Ventilkolben 20 nach rechts durch. Dieses Durch­ schalten ist notwendig, um die Pumpe 9 garantiert auf Umlauf­ druck zu schalten. Sofern der Ventilkolben 20 nicht durch­ schaltet, stellt sich an der Pumpe 9 der Druck ein, der dem Durchflußwiderstand an der Drosselstelle 23, 24 entspricht.

Claims (9)

1. Druckbegrenzungsventil-Anordnung für zwei Arbeitskreise, insbesondere einen Bremskreis mit Druckspeicher und eine Niveauregelung, mit einem Ventilgehäuse, das einen mit einer Druckversorgungsquelle verbindbaren Druckanschluß, einen ersten, mit dem ersten Arbeitskreis, insbesondere dem Brems­ kreis verbindbaren Verbraucheranschluß, einen zweiten, mit dem zweiten Arbeitskreis, insbesondere der Niveauregelung verbind­ baren Verbraucheranschluß und einen mit dem ersten Ver­ braucheranschluß verbindbaren Steuerdruckanschluß aufweist, der in eine von einer Stirnseite eines Kolbens begrenzte Steuerdruckkammer führt, wobei der Druckanschluß in einen vom Ventilkolben gebildeten Ringraum mündet, der in einer ersten Schaltstellung, in der er federbelastet ist, eine Verbindung zum ersten Verbraucheranschluß bildet, und in der zweiten Schaltstellung eine Verbindung zum zweiten Verbraucheranschluß bildet, wobei in einer Mittelstellung beide Verbraucheran­ schlüsse mit dem Ringraum verbunden sind, und mit einer im Ventilgehäuse angeordneten Drosselstelle, die den Ringraum in einer Mittelstellung des Ventilkolbens mit dem zweiten Verbraucheranschluß verbindet, und die so ausgelegt ist, daß bei einem vorgegebenen Maximaldruck nicht die gesamte Förder­ menge zum zweiten Verbraucheranschluß gelangt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuerdruckkammer (34) von einer Stirn­ seite des Ventilkolbens (20) begrenzt ist und daß in der ersten Schaltstellung des Ventilkolbens (20) die Drosselstelle (23, 24) vom Ventilkolben verschlossen ist, so daß eine Ver­ bindung nur zum ersten Verbraucheranschluß (4) besteht.

2. Druckbegrenzungsventil-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (23, 24) als Blende (26) oder als Drosselspalt (27) ausgebildet ist.

3. Druckbegrenzungsventil-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruckanschluß (6) mit dem Druckspeicher (12) verbunden ist.

4. Druckbegrenzungsventil-Anordnung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Federbelastung des Ventilkolbens (20) eine Druckfeder (33) vorgesehen ist, deren Kraftzunahme bezogen auf den Federweg gering ist.

5. Druckbegrenzungsventil-Anordnung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Federbelastung des Ventilkolbens (20) eine Druckfeder (33) vorgesehen ist, deren Federkennlinie degressiv ist.

6. Druckbegrenzungsventil-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (33) im Ventilgehäuse (2) angeordnet ist, wobei zur Einstellung der Federkraft axial in das Ventilgehäuse (2) ein Schraubeinsatz (30) eingeschraubt ist, an dem die Druckfeder (33) mit ihrem einen Ende anliegt.

7. Druckbegrenzungsventil-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Druckfeder (33) an einer Druckplatte (32) anliegt, an deren anderer Seite der Ventilkolben (20) anliegt.

8. Druckbegrenzungsventil-Anordnung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Bewegungsweges des Ventilkolbens (20) ein Anschlag (31) vorgesehen ist, der vorzugsweise ein Teil des Schraubein­ satzes (30) ist.

9. Druckbegrenzungsventil-Anordnung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilgehäuse (2) ein weiterer Anschluß (7) vorgesehen ist, der mit einem drucklosen Behälter (17) verbindbar ist.