DE3320047A1 - Hydraulische ventilanordnung - Google Patents

Hydraulische ventilanordnung

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DE3320047A1 DE19833320047 DE3320047A DE3320047A1 DE 3320047 A1 DE3320047 A1 DE 3320047A1 DE 19833320047 DE19833320047 DE 19833320047 DE 3320047 A DE3320047 A DE 3320047A DE 3320047 A1 DE3320047 A1 DE 3320047A1
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Description

R. 18722
20.5.1983 My/Pi
ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1
Hydraulische Ventilanordnung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Ventilanordnung zur Versorgung eines Vorrangmotors und eines Zusatzmotors mit Druckmittel von einer Pumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Ventilanordnung aus -der US-PS 3 979 908 "bekannt, bei welcher ein Vorrang-Strömungskreis sowie ein Zusatz-Strömungskreis über ein Prioritatsventil mit Druckmittel versorgt werden, das drei Wege aufweist und mit einem von einer einzigen Feder belasteten Steuerschieber mit zwei Steuerkanten arbeitet.-Von Nachteil bei dieser Ventilanordnung ist nun, daß die zwei Steuerkanten im Prioritatsventil zu unterschiedlicher. Federvorspannungen und damit Druckgefällen führen. Vor allem kann dies dazu führen, daß die Größe des zum bevorrechtigten Strömungskreis fließenden Druckmittelstroms - abhängig wird von den Drücken im Vorrangmotor und im Susatzmotor. Besonders unangenehm wird diese 2rscheinung dann, wenn im bevorrechtigen Kreis ein Lenkungsventil
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liegt unA der Öl strom zur Lenkung erheblich sinkt, wenn der; Lenkungsdruck den Druck des Zusatzmotors übersteigt. Eine solche Stromänderung stört das Lenkverhalten und kann sogar zur Gefahr werden.
Ferner ist aus der US-PS h 023 6k6 eine lastdruckabhängig arbeitenden Ventilanordnung bekannt, bei der eine Regelpumpe einen bevorzugten Lenkungskreis sowie über ein 2Wege-Prioritätsventil einen zweiten Strömungskreis mit Druckmittel versorgt. Obwohl diese Ventilanordnung mit dem 2Wege-Prioritätsventil einfach baut, hat sie doch den Nacht eil, daß hier bei Parallelbetrieb beider Strömungskreise der Druckmittelstrom zum bevorrechtigten Lenkungskreis nicht begrenzbar ist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße hydraulische Ventilanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit relativ geringem Bauaufwand der Druckmittelstrom zum vorrangigen Strömungskreis unabhängig wird von den Drücken in beiden Strömungskreisen. Durch die beiden Federn für Prioritätsventil und Drosselventil sind gleiche, niedrige Druckgefälle einstellbar, so daß Druckverluste niedrig gehalten werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Ventilanordnung möglich. Gemäß den Ansprüchen 2 bis' 5 läßt
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sich eine besonders kompakte und einfache Bauweise der Ventilanordnung erreichen. Be-sonders vorteilhaft ist eine Ausbildung gemäß Anspruch 6, wodurch sich unterschiedliche Prioritäten zwischen mehreren Druckmittelströmen erreichen lassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.
Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die hydraulische Ventilanordnung im Zusammenhang mit einer hydraulischen Steuereinrichtung, Figur 2 einen Längsschnitt durch die baulich ausgeführte Ventilanordnung nach Figur 1, Figur 3 ein Diagramm mit Kennlinien, welche den Zusammenhang zwischen dem Volumenstrom zum bevorrechtigten Strömungskreis und den Drücken in beiden Strömungskreisen für die Ventilanordnung nach Figur 1 im Unterschied zu einer vorbekannten Ventilanordnung veranschaulicht und Figur h eine zweiten Ventilanordnung im Zusammenhang mit einer Steuereinrichtung in vereinfachter Darstellung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Figur 1 zeigt eine Steuereinrichtung 10, bei der eine hydraulische Ventilanordnung 1J einen Vorrang-Strömungskreis 12 sowie einen Zusat z-Strömungskr'eis 13 mit Druckmittel von einer lastdruckabhängig gesteuerten Verstellpumpe 1U versorgen kann.
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Die Ventilanordnung 11 weist ein 2Wege-Prioritätsventil 15 sowie ein 2Wege-Drosselventil 1b auf, deren beide Eingänge 17 ,18 parallel an den Ausgang der Verstellpumpe 1k angeschlossen sind. Von einem Ausgang 19 des Prioritätsventils 15 führt eine Vorrangleitung 21 zu einem bevorrechtigten, ersten Wegeventil 22, das seinerseits einen Vorrangmotor 23 steuert. Das Prioritätsventil 15 Iiat einen Steuerschieber 2k, der von einer Feder 25 in.Richtung einer Ausgangsstellung 26 belastet ist, in der er seinen Eingang 17 mit seinem Ausgang 19 verbindet. In derselben Richtung wie die Feder 25 ist der Steuerschieber 2k über eine erste Steuerleitung 27 mit einem Lastdruck aus dem Vorrang-Strömungskreis 12 beaufschlagbar, der im ersten Wegeventil 22 stromabwärts einer Drosselstelle 28 abgreifbar ist. Zugleich wirkt der Druck stromaufwärts der Drosselstelle 28 über eine zweite Steuerleitung 29 auf den Steuerschieber 2k entgegen der Kraft der Feder 25, so daß die von der Drosselstelle 28 verursachte Druckdifferenz entgegen der Federkraft am Steuerschieber 2k wirksam werden kann.
Das zum Prioritätsventil 15 parallel geschaltete Drosselventil 16 hat einen Ausgang 31, von dem erne Zusatzleitung 32 ausgeht. An die Zusat-zleitung 32 ist im Zusatz-Strömungskreis ein zweites Wegeventil 33 angeschlossen, das einen Zusatzmotor 3^ steuert. An die Zusatzleitung 32, die durch eine Endplatte 3 5. verschlossen ist, können parallel zum zweiten Wegeventil 33 weitere Wegeventile angeschlossen werden. Das Drosselventil .16 hat einen Steuerschieber 36, der von einer Feder 37 in Richtung einer Grundstellung 38 belastet ist, in der er seinen Eingang 18 vom Ausgang trennt. In derselben Richtung wird der Steuerschieber 36 des Drosselventils 16 vom Druck in der ersten Steuerleitung 27 beaufschlagt. In entgegengesetzter Richtung wirkt auf den Steuerschieber 36 der Druck in der zwei-
- r-
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ten Steuerleitung 29, der ihn in Richtung einer Arbeitsstellung 39 zu drücken sucht, in welcher er die Verbindung zwischen dem Eingang 18 und dem Ausgang 31 aufsteuert. Der Steuerschieber 36 im Drosselventil 16 wird somit von der gleichen Druckdifferenz beaufschlagt wie der Steuerschieber 2k des Prioritätsventils 15.
Der Lastdruck in der ersten Steuerleitung 27 kann zudem über ein Wechselventil kl dem. Regler k2 der Verstellpumpe Ik eingegeben werden. Das Wechselv.entil kl ist dabei so geschaltet, daß es den maximalen Lastdruck aus dem Vorrang-Strömungskreis 12 oder dem Zusatz-Strömungskreis 13 zum Regler k2 weiterleitet.
Bevor auf die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 eingegangen wird, soll die konstruktive Ausführung der Ventilanordnung 11 anhand von Figur 2 näher erläutert werden. Wie Figur 2 näher zeigt, weist die Ventilanordnung 11 in einem Gehäuse ^3 eine durchgehende Schieberbohrung kh auf. In der Schieberbohrung kk sind durch ringförmige Erweiterungen vier Arbeitskammern ausgebildet, von denen eine erste Zulaufkammer ^5 mit dem Eingang 17, eine erste Auslaßkammer k6 mit dem Ausgang 19, eine zweite Zulaufkammer kj mit dem Eingang 18 sowie eine zweite Auslaßkammer kQ mit dem Ausgang 31 Verbindung haben. Die beiden erstgenannten Kammern ^5, ^6 sind Teile des Prioritätsventils 15, dessen Steuerschieber 2k als Hohlschieber ausgebildet ist und eine erste Steuerkante ko aufweist, mit der er die Verbindung zwischen den beiden Kammern k5, k6 beeinflußt. Der Hohlschieber 2k begrenzt mit seinem stirnseitigen Ende in der Schieberbohrung kk eine erste Federkammer 50 j welche die Feder 25 aufnimmt. Die Feder 25 drückt den Hohl-
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schieber 2U gegen einen in der ersten Auslaßkammer ausgebildeten Anschlag 51, wodurch er in der gezeichneten Ausgangsstellung 26 mit seiner von Querbohrungen gebildeten, ersten Steuerkante Uo. die Verbindung zwischen den beiden Kammern U5, U6 auf steuert.
Die beiden anderen Arbeitskammern U7 5 U8 bilden Teile des Drosselventils 16, dessen Steuerschieber 36 als voller Kolbenschieber ausgebildet ist, der mit einer zweiten Steuerkante 52 die Verbindung zwischen dem Eingang 18 und dem Ausgang 31 steuert. Der Kolbenschieber 36 begrenzt mit seinem außenliegenden, stirnseitigen Ende in der Schieberbohrung UU eine zweite Federkammer 53, welche die Feder 37 des Drosselventils 16 auf- nimmt. Die Feder 37 drückt den Kolbenschieber 36 in die gezeichnete Grundstellung 38, in welcher er am Anschlag 51 anliegt und mit seiner zweiten Steuerkante 52 die Ver bindung zwischen den beiden Arbeitskammern UT und U8 zusteuert. Die beiden außen liegenden Federkammern 50, 53 stehen über die verzweigt ausgebildete, erste Steuerleitung 27 miteinander in Verbindung. Die beiden Federn 25 und 37 von Prioritätsventil und Drosselventil sind hinsichtlich Stärke und Kennlinie untereinander gleich ausgebildet. Die zweite Steuerleitung 29 nach Figur 1 ist in der Ventilanordnung 11 nach Figur 2 in der ersten Aus laßkammer U6 integriert, die zugleich für den Hohlschieber 2U und den Kolbenschieber 36 als Steuerkammer arbeitet.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 1G wird wie
folgt erläutert, wobei anhand von Figur 1 und Figur 2
nur soweit darauf eingegangen wird, als zum Verständnis der Erfindung notwendig ist.
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Werden die Motoren 23, 31+ in "beiden Strömungskreisen 12 und 13 nicht betätigt, so steuert das Prioritätsventil 15 in seiner Ausgangsstellung 26 die Verbindung von der Verstellpumpe 1h zur Vorrangleitung 21 auf, während das Drosselventil 16 die Verbindung von der Verstellpumpe 1k zur Zusatzleitung 32 unterbricht.
Wird nun mit Hilfe des ersten Wegeventils 22 der Vorrang motor 23 angesteuert, so sorgt die Ventilanordnung 11 dafür, daß der Vorrang-Strömungskreis 12 bevorrechtigt mit Druckmittel' versorgt wird. Erst wenn die als Meßblende arbeitende Drosselstelle 28 im ersten Wegeventil 22 eine Druckdifferenz erzeugt, die einen vorgegebenen Wert übersteigt, bewirkt diese Druckdifferenz eine Auslenkung der Steuerschieber 2h und 36 jeweils gegen die Kraft ihrer Federn 25 bzw. 37· Dabei drosselt die erste Steuerkante U9 im Prioritätsventil die Verbindung zur Vorrangleitung 2] ab, während gleichzeitig in umgekehrter Weise die zweite Steuerkante 52 im Drosselventil 3 6 die Verbindung zur Zusatzleitung 32 aufsteuert. Der Zusatz-Strömungskreis 13 kann somit erst mit Druckmittel versorgt werden, wenn der bevorrechtigte Strömungskreis 12 mit einem Ölstrom vorbestimmter Größe versorgt wird.
Wird dabei parallel zum Vorrang-Strömungskreis 12 der Zusatz-Strömungskreis 13 betrieben, so wird die über die Vorrangleitung 21 zum Vorrangmotor 23 fließende Druckmittelmenge von den Drücken in beiden Strömungskreisen 12 und 13 nicht beeinflußt. Diesen Sachverhalt zeigt näher die Figur 3 in einem Diagramm, bei dem der Volumenstrom Q.' zum Vorrang-Strömungskreis 12 in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck P im selben Strömungskreis
22
- tr-
12 dargestellt ist. Dabei zeigt die durchgezogene Kennlinie 5^ den Sachverhalt für die erfindungsgemäße Ventilanordnung 11, voraus zu erkennen ist, daß der in den Vorrang-Strömungskreis 12 gesteuerte Volumenstrom konstant ist und zwar unabhängig davon, welches Verhältnis die beiden Arbeitsdrücke in den beiden Strömungskreisen 12 und
13 zueinander haben. Dies wird vor allem dadurch erreicht, daß das Drosselventil 16 unbeeinflußt vom Prioritätsventil 15 wirksam werden kann und den gleichen Druck- und Federkräften ausgesetzt ist. Demgegenüber zeigen die Linien 55, 56 und 5T die Druckabhängigkeit des Volumenstroms zum Vorrang-Strömungskreis 12 für ein vorbekanntes Prioritätsventil, bei dem ein einseiner Steuerschieber die Verbindung von der Verstellpumpe zu beiden Strömungskreisen steuert und von einer einzigen Feder beaufschlagt wird. Die gestrichelten Kennlinien 55 bis 5T für das "vorbekannte Prioritätsventil veranschaulichen dabei deutlich, wie der Volumenstrom zum bevorrechtigten Strömungskreis von einem oberen Niveau 58 stets auf ein niedrigeres Niveau 59 immer dann absinkt, wenn der Druck im bevorrechtigten Strömungskreis den Druck im Zusatz-Strömungkreis übersteigt. Dabei gilt die Kennlinie 55 für einen entsprechend niedrigen Druck im Zusatz-Strömungskreis, während die Kennlinie 5T die Verhältnisse bei einem entsprechend hohen Druck im Zusatz-Strömungskreis veranschaulicht. Die druckunabhängige Volumenstrom-Versorgung des Vorrang-Strömungskreises 12 ist besonders dann von Vorteil, wenn das erste Wegeventil 22 ein Lenkungsventil ist, so daß sich das Lenkungsverhalten nicht verändert und damit gefährliche Störungen ausgeschaltet werden.
Die Figur h zeigt erne zweite Steuereinrichtung βθ mit einer zweiten Ventilanordnung 61 , die sich von der- Ven-
tilanordnung 11 nach Figur 1 dadurch unterscheidet, daß dem Prioritätsventil 15 und dem ersten Drosselventil 1 noch ein zweites Drosselventil 62 parallel geschaltet ist. An das zweite Drosselventil 62 ist ein drittes Wegeventil 63 angeschlossen, das Teil eines dritten Strömungskreises 6^ ist. Das zweite Drosselventil 62 ist "baulich gleich ausgebildet wie das erste Drosselventil 16 und unterscheidet sich von letzterem nur dadurch, daß es über eine dritte (65) sowie eine vierte Steuerleitung 66 von einer Druckdifferenz angesteuert wird, die von einer zweiten Drosselstelle 67 im zweiten Wegeventil 33 verursacht werden kann.
Die Wirkungsweise der zweiten Steuereinrichtung 60 entspricht sinngemäß derjenigen der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1, wobei jedoch die zweite Ventilanordnung 61 unterschiedliche Prioritäten für die drei Strömungskreise setzt. Während wie bisher der Vorrang-Strömungskreis 12 vor dem Zusatz-StrÖmungskreis 13 mit Druckmittel versorgt wird, ist darüber hinaus durch das zweite Drosselventil 62 der Zusatz-Strömungskreis 13 bevorrechtigt gegenüber dem dritten Strömungskreis 6k.
Selbstverständlich lassen sich an den gezeigten Ausführungsformen Änderungen vornehmen, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann z.B. in der zweiten Steuereinrichtung oO das zweite Drosselventil 62 mit derselben Druckdifferenz beaufschlagt werden, wie das erste Drosselventil ] 6 , so daß der Zusatz-Strömungskreis 13 und dritte Strömungskreis 6^ dieselben Priorität aufweisen.
Obwohl die in Figur 2 .gezeigte Bauart eine besonders vorteilhafte Kombination darstellt, können Prioritätsventil und Drosselventil auch getrennt voneinander angeorde^it werden.
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Claims (1)

  1. R. 18722
    20.5.1983 My/Pi
    ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1
    Ansprüche
    C 1 .J Hydraulische Ventilanordnung zur Versorgung eines Vorrangmotors und eines Zusatzmotors mit Druckmittel von einer Pumpe, wobei in den Vorrang-Strömungskreis eine Drosselstelle geschaltet ist, deren Druckdifferenz entgegen einer Federkraft auf ein "bewegliches Steuerglied eines Prioritätsventils einwirken kann, wobei das Steuerglied von der Federkraft in Richtung einer Ausgangsstellung gedruckt wird, in der es die Verbindung zum Vorrangmotor aufsteuert und von der Druckdifferenz in Richtung einer Arbeitsstellung belastbar ist, in der diese Verbindung zugesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Prioritätsventil als 2¥egeventil (15) ausgebildet ist und parallel zu ihm zwischen die Pumpe (,11O und den Zusatz-Strömungskreis (13) ein 2Wege-Drosselventil (16) geschaltet ist, dessen Steuerglied (36) von einer Feder (3T) in Richtung einer den zugeordneten Strömungskreis (13) sperrenden Grundstellung (38) gehalten wird und von der Druckdifferenz entgegen der Federkraft in Richtung einer die Verbindung aufsteuernden Arbeitsstellung (39) belastet ist.
    2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerglieder (2^, 36") von Prioritätsven-
    18722
    til (15) und Drosselventil (16) in der gleichen Schieberbohrung (hk) angeordnet sind und ihre am -weitesten auseinander liegenden Enden in Federkammern (50, 53) ragen, in denen jeweils eine der Federn (25, 37) angeordnet ist, während ihre einander zugewandten Enden in eine gemeinsame Steuerkammer (U-6) ragen.
    3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied des Prioritätsventils
    (15) als Hohlschieber (2*4·) ausgebildet ist und die gemeinsame Steuerkammer (U6) zugleich als Auslaßkammer (h6) für den Vorrang-Strömungskreis (12) dient, und daß insbesondere das Steuerglied des Drosselventils (16) als voller Kolbenschieber (36) ausgebildet ist.
    k. Ventilanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerkammer (h6) ein Anschlag (51) für beide als Steuerschieber ausgebildeten Steuerglieder (2^, 36) angeordnet ist und die- Steuerkammer (U6) zwischen zwei Zulauf kammern (^5> ^7) liegt, von denen die erste (^5) dem Prioritätsventil (15) und die zweite (hf) dem Drosselventil
    (16) zugeordnet ist.
    5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn (25, 37) gleich stark ausgebildet sind und die Federkammern (50, 53) miteinander Verbindung (27) haben.
    6. Ventilanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß .zum Prioritätsventil (15) und zum Drosselventil (-16.) ein zweites Drosselventil (62) parallel geschaltet
    18722
    — "3 _
    ist, das dem ersten Drosselventil (16) entspricht und zwischen die Pumpe (1U) und einen dritten Stromungskreis geschaltet ist.
    T. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Drosselventil von der gleichen Druckdifferenz angesteuert wird wie das erste Drosselventil.
    8, Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Drosselventil (62) von einer im ersten Zusatz-Strömungskreis (13) von einer zweiten Drosselstelle (67) abgegriffenen Druckdifferenz angesteuert wird.
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