DE4223765C1

DE4223765C1 - Hydraulic switch valve for hydro-accumulator circuit - has control piston loaded with pressure from a user connection against force of return spring

Info

Publication number: DE4223765C1
Application number: DE19924223765
Authority: DE
Inventors: Joachim 5628 Heiligenhaus De Peiffer; Walter 4040 Neuss De Brandenburger; Willi 5657 Haan De Clarenbach
Original assignee: Integral Hydraulik and Co
Current assignee: Integral Accumulator GmbH and Co KG
Priority date: 1992-07-18
Filing date: 1992-07-18
Publication date: 1993-08-26
Anticipated expiration: 2012-07-19

Abstract

A first user connection (A) is connected to the circuit, and a second connection (S) for the accumulator is connected to the hydro-accumulator. The control piston (22) is limited by stops (31,5) in the form of a floor and a stop plate in its stroke corresp. to its two switch positions. The control piston, paused in its first switch position at least up to a first pressure level exceeding the gas tension of the hydro-accumulator, opens the connections (A,S) at a second higher pressure level. USE/ADVANTAGE - A hydraulic switch valve with which in the circuit after a first run a pressure is produced without delay which is higher than the gas tension, and during the normal switch cycle of the hydraulic circuit normal flow in and out of the hydro-accumulator is possible.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Schaltventil für einen Hydrospeicher-Kreislauf mit einem Speicherladeventil oder einem Druckschalter zum druckabhängigen Zu- und Abschalten einer Druckquelle sowie mit einem Sicherheitsventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulic switching valve for a hydraulic accumulator circuit with a accumulator charging valve or a pressure switch for pressure-dependent switching on and off a pressure source and a safety valve with the Features of the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, daß Hydrospeicher in vielen hydraulischen Kreisläufen in Verbindung mit Speicherladeventilen oder Druckschaltern zur Energie-Einsparung, zur Verringerung der Wärmeentwicklung und zur Verminderung des Verschleißes eingesetzt werden. Diese Vorteile werden dadurch erzielt, daß das Druckmittel durch ein Speicherladeventil zeitweilig bei ausreichend gefülltem Hydrospeicher auf drucklosen Umlauf geschaltet wird bzw. ein Druckschalter den Antriebsmotor abschaltet. Der Hydrospeicher wird dabei unter Speicherung von Druckmittel bis zum oberen Abschaltdruck aufgeladen und versorgt dann während der Umlauf- bzw. Abschaltphase den Kreislauf, wobei der Druck auf den unteren Zuschaltdruck absinkt. Dieser Zyklus wiederholt sich. Die zu diesen Funktionsweisen gehörenden Schaltungen in Kombination mit einem Sicherheitsventil zählen zu den Grundschaltungen der Hydraulik und sind seit langem z. B. durch die Firmenschriften "FAWCETT, handbook of the Greer- Mercier hydro-pneumatic accumulator, 6M/12.61/L.H.X, Seite 11" oder "Ehrenreich-Hydraulik, Hydr. Krafteinheiten, 60-02, April 1959" bekannt. Dabei ist klar, daß diese Grundschaltungen durch Hinzufügen weiterer Steuergeräte und insbesondere druckbetätigter Schaltventile in komplette, funktionsfähige Kreisläufe erweitert werden können. Ein grundsätzlicher, sich aber nur in bestimmten Anwendungsfällen negativ bemerkbar machender Nachteil eines derartigen Kreislaufes besteht darin, daß der Hydrospeicher wie ein Zeitglied wirkt, welches beim ersten Anfahren den Druckaufbau verzögert. Dies ist so zu verstehen, daß der Druck im System zwar sehr schnell bis zur Höhe der Gasvorspannung ansteigt, dann jedoch in Abhängigkeit von Speichergröße und Speichermenge pro Zeiteinheit nur noch verzögert zunimmt. Es ist also ohne besondere Maßnahmen nicht möglich, in einem Kreislauf mit einem Hydrospeicher unmittelbar nach dem Einschalten der Druckversorgung einen Druckanstieg auf einen oberhalb der Gasvorspannung liegenden Druck zu erreichen. Während die Wartezeit bei der Paarung "große Pumpe-kleiner Hydrospeicher" vielleicht klein genug wäre, kann die Wartezeit bei der Paarung "kleine Pumpe-großer Hydrospeicher" unzulässig lang werden. Dies ist z. B. bei manchen Kreisläufen in der Kraftfahrzeughydraulik der Fall, wo bestimmte hydraulische Funktionen bereits unmittelbar nach dem Starten des Fahrzeuges ausführbar oder zumindest abgefragt sein müssen.It is known that hydraulic accumulators in many hydraulic Circuits in connection with accumulator charging valves or Pressure switches to save energy, to reduce the Development of heat and to reduce wear be used. These advantages are achieved in that the pressure medium temporarily through a storage valve sufficiently filled hydraulic accumulator on pressureless circulation is switched or a pressure switch the drive motor switches off. The hydraulic accumulator is thereby storing Pressure medium charged and supplied up to the upper cut-off pressure then the circuit during the circulation or switch-off phase, whereby the pressure drops to the lower cut-in pressure. This cycle repeated. Those belonging to these functions Circuits in combination with a safety valve are included the basic circuits of hydraulics and have long been z. B. through the company publications "FAWCETT, handbook of the Greer- Mercier hydro-pneumatic accumulator, 6M / 12.61 / L.H.X, page 11 " or "Ehrenreich Hydraulics, Hydr. Power Units, 60-02, April 1959 ". It is clear that these basic circuits by Add more control units and in particular pressure actuated switching valves in complete, functional Circuits can be expanded. A basic, yourself but only negatively noticeable in certain applications Disadvantage of such a cycle is that the hydraulic accumulator acts like a timer, which at the first time the pressure build-up is delayed. This is so too understand that the pressure in the system is very fast up to The amount of gas preload increases, but then depending of memory size and amount of memory per unit of time only delay increases. So it is not without special measures possible in a circuit with a hydraulic accumulator directly pressure increases after switching on the pressure supply to reach a pressure above the gas bias. While waiting for the pairing "big pump-smaller Hydro accumulator "might be small enough, the waiting time not allowed in the pairing "small pump-large hydraulic accumulator" become long. This is e.g. B. in some circuits in the Automotive hydraulics the case where certain hydraulic Functions immediately after starting the vehicle must be executable or at least queried.

Ausgehend von diesen Überlegungen ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schaltventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszugestalten, daß in dem Kreislauf einerseits nach dem erstmaligen Anfahren sofort und ohne Verzögerung ein Druck erzeugbar ist, der höher als die Gasvorspannung ist, und andererseits während der normalen Schaltzyklen des Hydraulikkreises keinerlei weitere Beeinflussung mehr stattfindet, d. h. daß ganz normale Strömung in den und aus dem Hydrospeicher möglich ist. Die Ausgestaltung soll einfach, billig und klein bauend sein. Nach einer weiteren Aufgabe soll auch die Absicherung des Hydrospeichers mit in das Schaltventil integriert werden.Based on these considerations, it is the object of the invention a switching valve according to the preamble of claim 1 to design that in the cycle on the one hand after the when starting for the first time, immediately and without delay can be generated, which is higher than the gas bias, and on the other hand, during the normal switching cycles of the Hydraulic circuit no further influence takes place, d. H. that normal flow in and out of Hydraulic accumulator is possible. The design should be simple, be cheap and small. After another task should also the protection of the hydraulic accumulator in the switching valve to get integrated.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.This object is achieved with the Features of the characterizing part of claim 1.

Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß der Steuerkolben bereits unterhalb des unteren Zuschaltdruckes an seinem Anschlag anliegt, damit quasi starr mit dem Gehäuse verbunden ist und damit praktisch keine Wirkung mehr entfaltet. In seiner ersten Schaltstellung sperrt er jedoch den Hydrospeicher vom Kreislauf ab, so daß dieser keinesfalls im Sinne eines verzögerten Druckaufbaus Druckmittel speichern kann.The advantage of this solution is that the control piston already below the lower cut-in pressure at its stop is applied so that it is virtually rigidly connected to the housing and with practically no effect. In his first Switch position, however, it blocks the hydraulic accumulator from the circuit from, so that this is in no way delayed Can build up pressure medium.

Anspruch 2 richtet sich auf die Ausbildung des Federtellers als Ventilkörper, der mit einem Ventilsitz am Ende einer Längsbohrung im Steuerkolben im Sinne eines Sicherheitsventils zusammenwirkt. Claim 2 is aimed at the formation of the spring plate as Valve body with a valve seat at the end of one Longitudinal bore in the control piston in the sense of a safety valve cooperates.

Anspruch 3 bezieht sich auf einen gestuften Steuerkolben.Claim 3 relates to a stepped control piston.

Anspruch 4 bezieht sich auf einen am Steuerkolben angeordneten umlaufenden Kragen, der an den Anschlägen anstößt.Claim 4 relates to an arranged on the control piston all-round collar that abuts the stops.

Anspruch 5 richtet sich auf eine der automatischen Entleerung des Hydrospeichers dienende Verbindung zum Ablauf, die in der ersten Schaltstellung des Steuerkolbens geöffnet ist.Claim 5 is directed to automatic emptying of the hydraulic accumulator serving connection to the drain, which in the first switching position of the control piston is open.

Anspruch 6 bezieht sich darauf, daß diese Verbindung gedrosselt ist.Claim 6 relates to the fact that this connection is throttled is.

Anspruch 7 richtet sich auf ein zwischen Hydrospeicher und Verbraucheranschluß eingebautes Rückschlagventil, welches in Richtung Verbraucheranschluß schließt.Claim 7 is aimed at a between hydraulic accumulator and Consumer connection built-in check valve, which in Direction consumer connection closes.

Anspruch 8 bezieht sich auf die konstruktive Ausgestaltung des Rückschlagventils innerhalb einer Ventilhülse.Claim 8 relates to the structural design of the Check valve inside a valve sleeve.

Anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.Using one shown in the pictures The embodiment is explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Schaltventil, wobei der Hydrospeicher nur in einer Teilansicht dargestellt ist. Fig. 1 shows a section through a switching valve according to the invention, the hydraulic accumulator being shown only in a partial view.

Fig. 2 zeigt in einem verkleinerten Ausschnitt den Steuerkolben in seiner ersten Schaltstellung. Fig. 2 shows a reduced section of the control piston in its first switching position.

Fig. 3 zeigt den gleichen Ausschnitt mit dem Steuerkolben in seiner zweiten Schaltstellung. Fig. 3 shows the same section with the control piston in its second switching position.

Fig. 4 schließlich zeigt den Steuerkolben in seiner zweiten Schaltstellung mit ansprechendem Sicherheitsventil. Fig. 4 shows the control piston in its second switching position with an attractive safety valve.

Fig. 5 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt einen abgeänderten Steuerkolben, der in seiner ersten Schaltstellung den Hydrospeicher zum Ablauf entlastet. Fig. 5 shows an enlarged section of a modified control piston, which relieves the hydraulic accumulator for the drain in its first switching position.

Fig. 6 zeigt die Anordnung eines Rückschlagventils zwischen Hydrospeicher und Verbraucheranschluß. Fig. 6 shows the arrangement of a check valve between the hydraulic accumulator and consumer connection.

In einem Gehäuse 1 ist eine mehrfach abgesetzte Bohrung 2 angeordnet, deren linker Teil als Federraum 3 dient. An den Federraum 3 schließt sich eine Partie 4 größeren Durchmessers an, die zur Aufnahme einer Anschlagscheibe 5 und einer Ventilhülse 6 vorgesehen ist. An die Partie 4 schließt sich ein Gewinde 7 an, das in einiger Entfernung von seinen beiden Enden von einer Ringnut 8 unterbrochen ist. In den inneren Teil des Gewindes 7 ist ein Gewindestopfen 9 geschraubt, der auf die Ventilhülse 6 einwirkt, diese auf die Anschlagscheibe 5 und diese wiederum auf einen zwischen dem Federraum 3 und der Partie 4 gebildeten Absatz 10 drückt und somit axial festlegt. In den von der Ringnut 8 aus gesehen außen liegenden Teil des Gewindes 7 wird ein Anschlußstück 11 geschraubt, welches nach außen durch eine Dichtung 12 abgedichtet wird. Die Ventilhülse 6 besitzt eine Durchgangsbohrung 13, die sich zum federraumseitigen Ende zu einer Ansenkung 14 erweitert. Etwa in der Mitte der axialen Ausdehnung wird die Durchgangsbohrung 13 von einer Querbohrung 15 angeschnitten, die beidseitig in einer am äußeren Mantel der Ventilhülse eingestochenen Ringnut 16 mündet. Das Anschlußstück 11 besitzt einen Gewindeanschluß 17, der als Druckanschluß P dient und der sich zu einer Bohrung 18 verjüngt, die ihrerseits an ihrem Ende konisch zu einem Ventilsitz 19 aufgeweitet ist. Der Ventilsitz 19 wirkt mit einer Kugel 20 zusammen und bildet mit dieser ein Rückschlagventil. Die Führung der Kugel 20 erfolgt in einem Innensechskant 21 entsprechender Größe, der sich zentrisch in dem Gewindestopfen 9 befindet und daher auch zu dessen Befestigung dient bzw. trotz der Kugelführung an den Sechskantflächen in den Ecken genügend Durchlaßquerschnitt für das Druckmittel hat. In der Längsbohrung 13 gleitet ein in Form eines Stufenkolbens ausgebildeter Steuerkolben 22, dessen Stufe 23 in der Ansenkung 14 angeordnet ist und dort einen Kragen 24 besitzt, der nach einem gewissen Hub an der Anschlagscheibe 5 anstößt, die ansonsten einen zentrischen Durchlaß für die Stufe 23 besitzt. Der Steuerkolben 22 besitzt eine Längsbohrung 25, die sich an ihrem federraumseitigen Ende zu einem Ventilsitz 26 erweitert. Auf dem Ventilsitz 26 sitzt ein in Form eines zapfenartigen Ansatzes ausgebildeter Ventilkörper 27 auf, der Teil eines Federtellers 28 ist, der im Federraum 3 geführt wird und von einer sich gehäuseseitig abstützenden Rückstellfeder 29 belastet wird. Steuerkolben 22 und Ansenkung 14 sind so bemessen, daß der Steuerkolben 22 die Querbohrung 15 verschließt, wenn der Kragen 24 am Boden 31 der Ansenkung 14 anliegt. Die Querbohrung 15 ist jedoch voll geöffnet, wenn der Kragen 24 an der Anschlagscheibe 5 anliegt. Die wirksame stirnseitige Steuerkante des Steuerkolbens 22 wird mit 30 bezeichnet. In den Federraum 3 mündet dem Absatz 10 benachbart und etwa dem Ventilkörper 27 gegenüberliegend ein Ablaufanschluß T. An die Ringnut 16 ist ein Speicheranschluß S angeschlossen, in den ein nur teilweise dargestellter Hydrospeicher 32 geschraubt ist. In die Ringnut 8 mündet ein Verbraucheranschluß A, an welchen der eigentliche Verbraucher angeschlossen wird.In a housing 1 , a multi-step bore 2 is arranged, the left part of which serves as a spring chamber 3 . A section 4 of larger diameter adjoins the spring chamber 3 and is provided for receiving a stop disk 5 and a valve sleeve 6 . At the end of the section 4 there is a thread 7 which is interrupted at some distance from its two ends by an annular groove 8 . In the inner part of the thread 7 , a threaded plug 9 is screwed, which acts on the valve sleeve 6 , presses it onto the stop disc 5 and this in turn presses it onto a shoulder 10 formed between the spring chamber 3 and the portion 4 and thus axially fixes it. A connector 11 is screwed into the part of the thread 7 lying on the outside, as seen from the annular groove 8 , which is sealed to the outside by a seal 12 . The valve sleeve 6 has a through bore 13 which widens toward the countersink 14 toward the spring chamber end. Approximately in the middle of the axial extent, the through bore 13 is cut by a transverse bore 15 which opens on both sides in an annular groove 16 which is pierced in the outer jacket of the valve sleeve. The connector 11 has a threaded connection 17 , which serves as a pressure connection P and which tapers to a bore 18 , which in turn is flared at its end to a valve seat 19 . The valve seat 19 interacts with a ball 20 and forms a check valve with it. The ball 20 is guided in a hexagon socket 21 of appropriate size, which is located centrally in the threaded plug 9 and therefore also serves to fasten it or, despite the ball guide on the hexagonal surfaces in the corners, has sufficient passage cross section for the pressure medium. In the longitudinal bore 13 slides a control piston 22 designed in the form of a step piston, the step 23 of which is arranged in the countersink 14 and there has a collar 24 which, after a certain stroke, abuts the stop disc 5 , which otherwise has a central passage for the step 23 owns. The control piston 22 has a longitudinal bore 25 which widens at its spring chamber end to a valve seat 26 . On the valve seat 26 is seated in the form of a peg-like extension valve body 27 which is part of a spring plate 28 which is guided in the spring chamber 3 and is loaded by a return spring 29 which is supported on the housing side. Control piston 22 and countersink 14 are dimensioned such that the control piston 22 closes the transverse bore 15 when the collar 24 abuts the bottom 31 of the countersink 14 . However, the transverse bore 15 is fully open when the collar 24 abuts the stop disc 5 . The effective front control edge of the control piston 22 is designated 30 . An outlet connection T opens into the spring chamber 3 adjacent to the step 10 and approximately opposite the valve body 27. A storage connection S is connected to the annular groove 16 and a hydraulic accumulator 32, which is only partially shown, is screwed into it. A consumer connection A, into which the actual consumer is connected, opens into the annular groove 8 .

Zur Erläuterung der Funktion sei angenommen, daß der Druckanschluß P mit einer nicht näher dargestellten Druckquelle verbunden sei und zwischen der Druckquelle und dem Druckanschluß 17 irgendwo ein Speicherladeventil eingebaut sei, das bei Erreichen eines oberen Schaltdruckes in einer mit dem Verbraucheranschluß A kommunizierenden Steuerleitung die Druckquelle mit dem Ablauf verbindet und diese Verbindung wieder trennt, wenn der Druck in der Steuerleitung wieder auf einen unteren Schaltdruck gesunken ist. Es wird weiterhin vorausgesetzt, daß der oder zumindest einer der hinter dem Verbraucheranschluß A liegenden Verbraucher beim Anfahren aus dem drucklosen Zustand unverzüglich mit Druck versorgt werden muß, beispielsweise um eine mechanisch betätigte Feststelleinrichtung für einen Hydrozylinder hydraulisch lösen zu können, bevor dieser über weitere Steuergeräte gesteuert seinen eigentlichen Arbeitstakt beginnt. Das am Druckanschluß P ankommende Druckmittel strömt durch die Bohrung 18 und hebt dann selbsttätig die Kugel 20 von ihrem Sitz ab. Der Steuerkolben 22 befindet sich dann in der in Fig. 2 dargestellten Stellung, in welcher der Durchfluß zum Speicheranschluß S noch gesperrt ist. Das Druckmittel fließt daher ausschließlich über die Ringnut 8 zum Verbraucheranschluß A. Wenn dort der Druck weiter ansteigt, pflanzt sich dieser durch den Innensechskant 21 an der Kugel 20 vorbei in die Durchgangsbohrung 13 und auf die Stirnfläche des Steuerkolbens 22 fort. Dabei wird irgendwann die Vorspannung der Rückstellfeder 29 überwunden und der Steuerkolben 22 beginnt seinen Hub, wobei er schließlich bei Erreichen des zweiten Druckniveaus mit seiner stirnseitigen Steuerkante 30 die Querbohrung 15 und damit die Verbindung zum Hydrospeicher 32 öffnet. Der Hydrospeicher 32 wird nun unter weiterem Druckanstieg geladen. Dabei bewegt sich der Steuerkolben 22 solange weiter, bis er mit seinem Kragen 24 entsprechend der Fig. 3 an der Anschlagscheibe 5 im Sinne einer Hubbegrenzung anstößt. Bei jedem weiteren Druckanstieg bleibt der Steuerkolben 22 nun unbeweglich und nimmt eine quasi starre Stellung ein. Damit der Steuerkolben 22 auch beim unteren Zuschaltdruck des Speicherladeventils noch an seinem Anschlag anliegt, muß nicht nur das zweite Druckniveau (Öffnen der Steuerkante 30) niedriger liegen, sondern auch der Druck, bei welchem sich der Steuerkolben 22 an die Anschlagscheibe 5 legt, muß noch unter dem unteren Schaltdruck liegen. Obwohl sich der Druck durch die Längsbohrung 25 bis unter den Ventilkörper 27 fortpflanzt, wird dieser in den beschriebenen Druckbereichen nicht von seinem Ventilsitz 26 abgehoben, da die wirksame Fläche des Ventilsitzes 26 gegenüber dem Querschnitt des Steuerkolbens 22 verringert ist. Das Flächenverhältnis ist so gewählt, daß der Ventilkörper 27 auch bei Erreichen des oberen Abschaltdruckes geschlossen bleibt. Erst bei Erreichen des noch weiter oberhalb liegenden dritten Druckniveaus wird der Ventilkörper 27 von seinem Ventilsitz 26 abgehoben, so daß das Druckmittel in den Federraum 3 und von dort drucklos zum Ablaufanschluß T strömen kann (Fig. 4). Dieser Fall sollte jedoch in Verbindung mit einem funktionsfähigen und richtig eingestellten Speicherladeventil nornalerweise nicht eintreten. Bemerkenswert ist, daß die Druckbegrenzung wegen des festgelegten Steuerkolbens 22 immer präzise mit dem gleichen Druck erfolgt und aus dem gleichen Grunde eine offene Verbindung zwischen dem Sekundärkreis und dem Primärkreis besteht. Der Hydrospeicher 32 kann also ohne Schwierigkeiten den Verbraucher versorgen, wenn erst einmal das zweite Druckniveau überschritten ist. To explain the function, it is assumed that the pressure connection P is connected to a pressure source, not shown in any more detail, and that between the pressure source and the pressure connection 17 a storage valve is installed somewhere, which, when an upper switching pressure is reached, communicates the pressure source in a control line communicating with the consumer connection A. connects the drain and disconnects this connection again when the pressure in the control line has dropped again to a lower switching pressure. It is further assumed that the or at least one of the consumers located behind the consumer connection A must be supplied with pressure immediately when starting up from the depressurized state, for example in order to be able to hydraulically release a mechanically actuated locking device for a hydraulic cylinder before it is controlled by further control devices his actual work cycle begins. The pressure medium arriving at the pressure port P flows through the bore 18 and then automatically lifts the ball 20 from its seat. The control piston 22 is then in the position shown in FIG. 2, in which the flow to the storage port S is still blocked. The pressure medium therefore flows exclusively via the annular groove 8 to the consumer connection A. If the pressure there increases further, it transports itself through the hexagon socket 21 past the ball 20 into the through bore 13 and onto the end face of the control piston 22 . At some point the preload of the return spring 29 is overcome and the control piston 22 begins its stroke, finally opening the transverse bore 15 and thus the connection to the hydraulic accumulator 32 with its front control edge 30 when the second pressure level is reached. The hydraulic accumulator 32 is now charged with a further increase in pressure. The control piston 22 continues to move until its collar 24 , as shown in FIG. 3, abuts the stop disc 5 in the sense of a stroke limitation. With each further increase in pressure, the control piston 22 now remains immobile and assumes a quasi-rigid position. So that the control piston 22 is still at its stop even at the lower switch-on pressure of the accumulator charging valve, not only must the second pressure level (opening of the control edge 30 ) be lower, but also the pressure at which the control piston 22 lies against the stop disk 5 must still be are below the lower switching pressure. Although the pressure propagates through the longitudinal bore 25 to below the valve body 27 , the latter is not lifted from its valve seat 26 in the pressure ranges described, since the effective area of the valve seat 26 is reduced compared to the cross section of the control piston 22 . The area ratio is selected so that the valve body 27 remains closed even when the upper cut-off pressure is reached. Only when the third pressure level, which is still further above, is reached is the valve body 27 lifted from its valve seat 26 , so that the pressure medium can flow into the spring chamber 3 and from there without pressure to the outlet connection T ( FIG. 4). However, this should not normally occur in connection with a functioning and correctly set accumulator charging valve. It is noteworthy that the pressure limitation because of the fixed control piston 22 is always carried out precisely at the same pressure and for the same reason there is an open connection between the secondary circuit and the primary circuit. The hydraulic accumulator 32 can therefore supply the consumer without difficulty once the second pressure level has been exceeded.

In vielen Kreisläufen wird aus sicherheitstechnischen Erwägungen heraus die Forderung gestellt, daß der Hydrospeicher bei Stillstand der Anlage zur Vermeidung ungewollter Bewegungen automatisch drucklos gemacht werden müsse. Diese Forderung kann gemäß Fig. 5 einfach dadurch erfüllt werden, daß ein Steuerkolben 22′ eine Ringnut 33 besitzt, welche in der ersten Schaltstellung die Querbohrung 15 geringfügig im Sinne einer Drosselstelle überdeckt. Die Ringnut 33 steht weiterhin mit einer Querbohrung 34 in Verbindung, die von einer in der Ansenkung 14 mündenden Längsbohrung 35 geschnitten wird. Damit besteht in der ersten Schaltstellung eine Verbindung zwischen dem Speicheranschluß S und dem Ablaufanschluß T. Es ist klar, daß zur Vermeidung hydraulischer Kurzschlüsse die Verbindung zum Ablauf spätestens dann geschlossen werden sollte, wenn die Verbindung vom Druckanschluß P zum Hydrospeicher 32 geöffnet wird. Damit ist in jedem Fall der Hydrospeicher 32 gegen Überlastungen abgesichert, da er entweder direkt mit dem Ablauf T verbunden ist oder aber in der zweiten Schaltstellung in der bereits beschriebenen Weise durch Druckbegrenzung abgesichert ist. Ein unzulässig hoher Druckanstieg durch Erwärmung wäre selbst bei einem klemmenden Steuerkolben und einer geringen positiven Überdeckung vermieden, da ein Steuerkolben Leckage hat und Druckanstiege durch Erwärmung langsam erfolgen.In many circuits, for safety reasons, there is a requirement that the hydraulic accumulator must be depressurized automatically when the system is at a standstill to avoid unwanted movements. This requirement can of FIG. 5 can be easily fulfilled in that a control piston 22 'has an annular groove 33 which slightly overlaps in the first switching position the transverse bore 15 in the sense of a throttle point. The annular groove 33 is also connected to a transverse bore 34 which is cut by a longitudinal bore 35 opening into the countersink 14 . Thus, in the first switching position there is a connection between the storage port S and the drain port T. It is clear that to avoid hydraulic short circuits, the connection to the drain should be closed at the latest when the connection from the pressure port P to the hydraulic accumulator 32 is opened. In any case, the hydraulic accumulator 32 is thus protected against overloads, since it is either connected directly to the outlet T or, in the second switching position, is protected by pressure limitation in the manner already described. An impermissibly high pressure increase due to heating would be avoided even with a sticking control piston and a low positive overlap, since a control piston has leakage and pressure increases due to heating take place slowly.

Da der Steuerkolben 22 erst öffnet, wenn ein anfänglicher, höher als die Gasvorspannung und höher als der erste benötigte Arbeitsdruck liegender Druck sich am Verbraucheranschluß A aufgebaut hat, wird folglich der Steuerkolben 22 umgekehrt bei dem gleichen Druck schließen und damit die Trennung des Hydrospeichers vom Verbraucher bewirken, was zur Folge hat, daß am Verbraucher in Notsituationen wie z. B. Stromausfall die im Hydrospeicher 32 gespeicherte Druckmittelmenge nicht voll genutzt werden kann. Für den Fall, daß die volle Nutzung wünschenswert oder notwendig ist, kann zwischen Hydrospeicheranschluß S und Verbraucheranschluß A ein in Richtung auf den letzteren öffnendes Rückschlagventil eingebaut werden. Entsprechend Fig. 6 wird in einer Ventilhülse 6′′ eine die Längsbohrung 13 und die Ringnut 16 verbindende Querbohrung 15′ von gestuften Längsbohrungen 36 angeschnitten, die von der Stirnfläche 37 der Ventilhülse 6′′ aus gebohrt sind. Der Absatz 38 zwischen den Bohrungsstufen dient als Ventilsitz für eine Kugel 39, die mit radialem Spiel in der Stufe größeren Durchmessers beweglich ist und zusammen mit dem Ventilsitz 38 ein Rückschlagventil bildet. Zur Vergrößerung des Strömungsquerschnittes kann diese Anordnung auch mehrfach vorhanden sein. Die Hubbegrenzung der Kugel 39 in Öffnungsrichtung erfolgt durch den Gewindestopfen 9. Es ist klar, daß die Kugel 39 hermetisch dicht schließt, solange der Druck am Verbraucheranschluß A höher ist als jener am Speicheranschluß S, was zumindest in der Startphase der Fall ist. Ein selbsttätiges Öffnen erfolgt immer dann, wenn der Druck am Verbraucheranschluß A niedriger ist als am Speicheranschluß S. Dies wird insbesondere bei Ausfall der Druckquelle und ansonsten bei Entnahme aus dem Hydrospeicher 32 während eines von einem Speicherladeventil bewirkten drucklosen Umlaufs der Fall sein.Since the control piston 22 only opens when an initial pressure higher than the gas preload and higher than the first required working pressure has built up at the consumer port A, the control piston 22 will consequently close at the same pressure and thus the separation of the hydraulic accumulator from the consumer effect, which has the consequence that the consumer in emergency situations such. B. power failure the amount of pressure medium stored in the hydraulic accumulator 32 cannot be fully used. In the event that full use is desirable or necessary, a check valve opening towards the latter can be installed between the hydraulic accumulator connection S and the consumer connection A. According to FIG. 6 is cut in a valve sleeve 6 '' has a longitudinal bore 13 and the annular groove 16 connects the transverse bore 15 'of stepped longitudinal holes 36 which are drilled from the end face 37 of the valve sleeve 6' 'of. The shoulder 38 between the bore stages serves as a valve seat for a ball 39 , which is movable with radial play in the stage of larger diameter and forms a check valve together with the valve seat 38 . To increase the flow cross section, this arrangement can also be present several times. The stroke 39 limits the stroke in the opening direction by means of the threaded plug 9 . It is clear that the ball 39 closes hermetically as long as the pressure at the consumer port A is higher than that at the storage port S, which is the case at least in the starting phase. An automatic opening always occurs when the pressure at the consumer port A is lower than at the storage port S. This will be the case in particular if the pressure source fails and otherwise when it is removed from the hydraulic accumulator 32 during an unpressurized circulation caused by a storage charging valve.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs- und Anwendungsbeispiel beschränkt. Insbesondere in der Gestaltung des Steuerkolbens 22, 22′ sind viele Varianten denkbar. So muß z. B. die Längsbohrung 25 zwar stirnseitig enden, aber sie muß nicht als Durchgangsbohrung ausgeführt sein. Der Steuerkolben muß auch nicht gestuft sein, jedoch kann bei einem glatten Kolben das Verhältnis von Ventilsitz-Fläche und Querschnitt des Steuerkolbens ein gewisses Maß nicht überschreiten, was u. U. die Druckbegrenzung erst bei einem vergleichsweise (zu) hohen Druck ermöglicht. Auch die Anschläge können anders gestaltet sein. So könnte selbst ein glatter Steuerkolben mit Hilfe einer oder zweier Hülsen im Hub begrenzt sein. Verschiedene Mittel sind auch denkbar, um die Verbindung zwischen Hydrospeicher 32 und Ablauf T zu bewirken, wobei ein Teil des Strömungsweges auch durch das Gehäuse verlaufen könnte. Innerhalb des Gehäuses könnte auch das Rückschlagventil zwischen Hydrospeicher und Verbraucheranschluß angeordnet sein. The invention is not limited to the illustrated embodiment and application example. In particular in the design of the control piston 22 , 22 ', many variants are conceivable. So z. B. the longitudinal bore 25 end face, but it does not have to be designed as a through hole. The control piston does not have to be stepped, but with a smooth piston the ratio of valve seat area and cross-section of the control piston can not exceed a certain amount, which u. U. the pressure limitation only possible at a comparatively (too) high pressure. The stops can also be designed differently. Even a smooth control piston could be limited in the stroke with the help of one or two sleeves. Various means are also conceivable to effect the connection between the hydraulic accumulator 32 and the outlet T, wherein part of the flow path could also run through the housing. The check valve could also be arranged between the hydraulic accumulator and the consumer connection within the housing.

BezugszeichenlisteReference list

1 Gehäuse
2 Bohrung
3 Federraum
4 Partie
5 Anschlagscheibe
6, 6′, 6′′ Ventilhülse
7 Gewinde
8 Ringnut
9 Gewindestopfen
10 Absatz
11 Anschlußstück
12 Dichtung
13, 13′ Durchgangsbohrung
14 Ansenkung
15, 15′ Querbohrung
16 Ringnut
17 Druckanschluß
18 Bohrung
19 Ventilsitz
20 Kugel
21 Innensechskant
22, 22′ Steuerkolben
23, 23′ Stufe
24, 24′ Kragen
25 Längsbohrung
26 Ventilsitz
27 Ventilkörper
28 Federteller
29 Rückstellfeder
30 Steuerkante
31 Boden
32 Hydrospeicher
33 Ringnut
34 Querbohrung
35 Längsbohrung
36 Längsbohrung
37 Stirnfläche
38 Ventilsitz
39 Kugel
P Druckanschluß
A Verbraucheranschluß
S Speicheranschluß
T Ablaufanschluß 1 housing
2 holes
3 spring chamber
4 game
5 stop disc
6, 6 ', 6 ''valve sleeve
7 threads
8 ring groove
9 threaded plugs
10 paragraph
11 connector
12 seal
13, 13 'through hole
14 countersink
15, 15 'cross hole
16 ring groove
17 pressure connection
18 hole
19 valve seat
20 bullet
21 hexagon socket
22, 22 'spool
23, 23 ′ level
24, 24 ′ collar
25 longitudinal bore
26 valve seat
27 valve body
28 spring washers
29 return spring
30 control edge
31 bottom
32 hydraulic accumulators
33 ring groove
34 cross hole
35 longitudinal bore
36 longitudinal bore
37 end face
38 valve seat
39 bullet
P pressure connection
A consumer connection
S memory connection
T drain connection

Claims

1. Hydraulisches Schaltventil für einen Hydrospeicher-Kreislauf mit einem Speicherladeventil oder einem Druckschalter zum druckabhängigen Zu- oder Abschalten einer Druckquelle sowie mit einem Sicherheitsventil, welches Schaltventil beinhaltet

a) ein Gehäuse;
b) einen in dem Gehäuse längsverschieblichen Steuerkolben, der durch die Kraft einer über einen Federteller angreifenden Rückstellfeder in Richtung einer ersten, die Verbindung zwischen einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß unterbrechenden Schaltstellung belastet wird und vom Druck eines Zulaufs auf einer wirksamen Fläche entgegen der Kraft der Rückstellfeder in Richtung einer zweiten, die Anschlüsse verbindenden Schaltstellung belastet wird,

1. Hydraulic switching valve for a hydraulic accumulator circuit with a accumulator charging valve or a pressure switch for switching a pressure source on or off as a function of pressure, and with a safety valve which includes a switching valve

a) a housing;
b) a longitudinally displaceable control piston which is loaded by the force of a return spring engaging via a spring plate in the direction of a first switching position interrupting the connection between a first connection and a second connection and by the pressure of an inlet on an effective surface against the force the return spring is loaded in the direction of a second switching position connecting the connections,

gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden, einzeln zum Teil bekannter Merkmale:

c) Der erste Anschluß (Verbraucheranschluß A) ist mit dem Kreislauf, der zweite Anschluß (Speicheranschluß S) mit dem Hydrospeicher (32) verbunden;
d) Der Steuerkolben (22, 22′) ist durch gehäusefeste Anschläge (Boden 31; Anschlagscheibe 5) entsprechend seinen zwei Schaltstellungen im Hub begrenzt;
e) Der Steuerkolben (22, 22′) verharrt in seiner ersten Schaltstellung mindestens bis etwas oberhalb eines ersten, die Gasvorspannung des Hydrospeichers (32) übersteigenden Druckniveaus, öffnet die Verbindung (A-S) bei einem zweiten höheren Druckniveau, und erreicht seinen federseitigen Anschlag (Anschlagscheibe 5) bei einem noch höheren Druckniveau, das aber niedriger als der untere Zuschaltdruck des Speicherladeventils oder des Druckschalters ist.

characterized by the combination of the following features, some of which are known:

c) The first connection (consumer connection A) is connected to the circuit, the second connection (storage connection S) to the hydraulic accumulator ( 32 );
d) The control piston ( 22 , 22 ') is limited by housing-fixed stops (bottom 31 ; stop plate 5 ) according to its two switching positions in the stroke;
e) The control piston ( 22 , 22 ') remains in its first switching position at least slightly above a first pressure level which exceeds the gas preload of the hydraulic accumulator ( 32 ), opens the connection (AS) at a second higher pressure level, and reaches its spring-side stop ( Stop disc 5 ) at an even higher pressure level, but which is lower than the lower cut-in pressure of the accumulator charging valve or the pressure switch.

2. Hydraulisches Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (22, 22′) eine permanent mit dem Kreislauf (Verbraucheranschluß A) verbundene Längsbohrung (25) besitzt, die in seiner federseitigen Stirnfläche unter Bildung eines Ventilsitzes (26) mündet, mit welchem ein als Teil des Federtellers (28) ausgebildeter Ventilkörper (27) im Sinne eines Sicherheitsventils zusammenarbeitet, welches bei einem oberhalb des oberen Abschaltdruckes des Speicherladeventils oder des Druckschalters beim Anliegen des Steuerkolbens (22, 22′) an seinem federseitigen Anschlag (Anschlagscheibe 5) öffnet, wobei der Federraum (3) über einen dritten Anschluß (T) zum Tank entlastet ist.2. Hydraulic switching valve according to claim 1, characterized in that the control piston ( 22 , 22 ') has a longitudinal bore ( 25 ) permanently connected to the circuit (consumer connection A), which opens into its spring-side end face to form a valve seat ( 26 ), with which a valve body ( 27 ) designed as part of the spring plate ( 28 ) cooperates in the sense of a safety valve which, when the control piston ( 22 , 22 ') is above the upper cut-off pressure of the accumulator charging valve or the pressure switch, against its spring-side stop (stop disc 5 ) opens, the spring chamber ( 3 ) being relieved to the tank via a third connection (T).

3. Schaltventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (22, 22′) als Stufenkolben ausgeführt ist, wobei die Stufe (23) größeren Durchmessers den Ventilsitz (26) enthält, dessen Wirkfläche zumindest geringfügig kleiner ist als die druckbeaufschlagte Wirkfläche des Steuerkolbens (22).3. Control valve according to claim 2, characterized in that the control piston ( 22 , 22 ') is designed as a stepped piston, the step ( 23 ) of larger diameter containing the valve seat ( 26 ), the effective area of which is at least slightly smaller than the pressurized active area of the Control piston ( 22 ).

4. Schaltventil nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (22, 22′) mit einem umlaufenden Kragen (24) versehen ist, der mit den gehäusefesten Anschlägen (Boden 31; Anschlagscheibe 5) in Kontakt kommt.4. Switching valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the control piston ( 22 , 22 ') is provided with a circumferential collar ( 24 ) which comes into contact with the stops fixed to the housing (bottom 31 ; stop disc 5 ).

5. Schaltventil nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (22′) in seiner ersten Schaltstellung eine Verbindung zwischen dem Speicheranschluß (S) und dem Ablaufanschluß (T) herstellt und diese Verbindung spätestens dann unterbricht, wenn der Speicheranschluß (S) mit dem Druckanschluß (P) verbunden wird. 5. Control valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the control piston ( 22 ') in its first switching position establishes a connection between the storage connection (S) and the drain connection (T) and interrupts this connection at the latest when the storage connection (S) is connected to the pressure port (P).

6. Schaltventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Speicheranschluß (S) und dem Ablaufanschluß (T) bereits in der ersten Schaltstellung des Steuerkolbens (22′) gedrosselt ist.6. Switching valve according to claim 5, characterized in that the connection between the storage port (S) and the drain port (T) is throttled already in the first switching position of the control piston ( 22 ').

7. Schaltventil nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicheranschluß (S) mit dem Verbraucheranschluß (A) über ein in Richtung Verbraucheranschluß (A) öffnendes Rückschlagventil (Ventilsitz 38, Kugel 39) verbunden ist.7. Switching valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the storage connection (S) with the consumer connection (A) via a in the direction of the consumer connection (A) opening check valve (valve seat 38 , ball 39 ) is connected.

8. Schaltventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (22) in einer Durchgangsbohrung (13) einer im Gehäuse (1) festgelegten Ventilhülse (6′′) geführt ist, welche Durchgangsbohrung (13) zusammen mit einer sie in einem gewissen Abstand von ihrem stirnseitigen Ende anschneidenden, zum Speicheranschluß (S) führenden und vom Steuerkolben (22) auf und zu steuerbaren Querbohrung (15′) angeschnitten wird, wobei zwischen Stirnfläche (37) und Querbohrung (15′) mindestens eine Stufenbohrung (Längsbohrung 36) verläuft, deren Absatz zwischen den Stufen als Ventilsitz (38) für eine Kugel (39) dient und mit dieser zusammen das Rückschlagventil bildet.8. Control valve according to claim 7, characterized in that the control piston ( 22 ) in a through bore ( 13 ) of a housing ( 1 ) fixed valve sleeve ( 6 '') is guided, which through bore ( 13 ) together with one in a certain Cutting distance from its front end, to the accumulator connection (S) and from the control piston ( 22 ) to and from controllable transverse bore ( 15 ') is cut, with at least one stepped bore (longitudinal bore 36 ) between the end face ( 37 ) and the transverse bore ( 15 ') runs, the paragraph between the stages serves as a valve seat ( 38 ) for a ball ( 39 ) and together with this forms the check valve.