DE2163643A1

DE2163643A1 - Vorrichtung zum Aufladen eines Druckspeichers

Info

Publication number: DE2163643A1
Application number: DE19712163643
Authority: DE
Inventors: Jerome Theodore; Lewis Richard Lowell; South Bend Ind. Ewald (V.StA.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1970-12-21
Filing date: 1971-12-21
Publication date: 1972-07-06
Also published as: IT944142B; FR2118904B1; JPS5250343B1; US3692039A; AU3689571A; CA940799A; FR2118904A1; GB1346513A

Description

Vorrichtung zum Aufladen eines Druckspeichers

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufladen eines Druckspeichers. Sie ist insbesondere zum Gebrauch in der hydraulischen Anlage eines Fahrzeuges gedacht, um den
Druck im Druckspeicher zu steuern, so dai3 eine Anzahl von
Bremsvorgangen selbst dann durchgeführt werden kann, wenn der i'ahrzeugmotor nicht mehr läuft.

Solche Vorrichtungen sind schon bekannt, beispielsweise aus der US-Patentschrift ilo. 2.977.761. Dabei ist die Ladevorrichtung ein Teil des Bremsventils, obv/ohl sie natürlich auch in einem eigenen Gehäuse untergebracht sein kann. Die Schwierigkeit
bei diesem sowie bei anderen bekannten Vorrichtungen ist die, daß der speicher bis auf einen Druckwert aufgeladen wird, der gleich dem Kingangedruck der Ladevorrichtung ist, ohne die
Greife dieses .urucka zn berücksichtigen. Eine wesentliche Aufgabe -lar Krf Lndung iat es, diesen Wach teil zu vermeiden.

i>er .

ialuii* gemaü der Erfindung besteht aus einem. Gehäuse,!

v.Lnl'-ilS mit einer iltröaiun^smitteldruckq.uelle. in Verbindung'

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steht, einem Auslad, v/elcher mit einem hydraulischen System verbunden ist, und einer Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Speicher, sowie einer Ventilanordnung, die den Druck an dem erwähnten Einlaß zum Laden des Speichers steuert. Erfindungsgemäß ist ein Ventil in der Verbindung vorgesehen, das schließt und ein weiteres Einströmen in den Speicher verhindert, sobald der Strömungsmitteldruck einen vorbestimmten Viert erreicht hat.

Mit diesen Merkmalen wird erreicht, daß die Druckspeicherladevorrichtung gemäß der Erfindung den Ladevorgang des Speichers bei einem vorbestimmten Druckv/ert beendet, unabhängig von der Höhe des Strömungsmitteluruckes am Einlaß der Ladevorrichtung. Auf diese Art und Weise wird eine Beschädigung des Druckspei- „ chers verhindert.

Die Erfindung ermöglicht ferner, daß der Druckspeicher stets voll geladen ist, während noch genügend Strömungsmittel durch

die Vorrichtung fließt, um ein hydraulisches System wie z.B. : die Servolenkung eines Fahrzeugs zu betreiben.

Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 stellt eine achematische Darstellung der hydraulischen Anlage eines Fahrzeugs einschließlich der erfindungs- j'

geimißen Ladevorrichtung dar.

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Pig. 2 ist ein Querschnitt durch die in Fig. 1 schematisch dargestellte Ventilanordnung.

In der Zeichnung ist ein Ventil 1o zum Aufladen eines Druck- : Speichers dargestellt, dessen Gehäuse 12 drei Bohrungen 14, 16 und 18 auf v/eist. Die Bohrung ist über einen Einlaß 2o mit dem Auslaß "bzw. der xiruekseite der Pumpe 22 des Fahrzeugs verbunden; über einen Auslaß 24 ist die Bohrung 14 mit einem Einlaß 26 der Servolenkeinrichtung des Fahrzeugs verbunden. Ein Auslaß 28 verbindet die Bohrung 16 mit dem .Druckspeicher 3o und ein weiterer Durchlaß 32 verbindet die Bohrung 18 mit dem Strömungsmittelbehälter 34 des hydraulischen Systems des Fahrzeugs. Der Einlaß des hydraulischen Bremsverstärkers 36 ist mit dem Druckspeicher 3o verbunden. Der Auslaß des Bremsverstärkers 36 wie der Auslaß der Servolenkung 26 ist mit dem Behälter 34 verbunden. Der Bremsverstärker 36 kann so ausgeführt sein, daß er mit dem Druckspeicher zusammenwirken kann. Der Einlaß der , Pumpe 22 ist ebenfalls mit dem Behälter 34 verbunden.

In der Bohrung 14 ist eine Ventilanordnung 38 angeordnet, die einen Gegendruck erzeugt, um einen genügend hohen Strömungsmitteldruck zur Ladung des Druckspeichers 3o am Einlaß 2o sicherzustellen, j±e den Gegendruck erzeugende Ventilanordnung 38 umfaßt einen Kolben 4o, v.elcher mittels einer Feder 44 gegen ■einen Ventilsitz 42 an der V'andung >^r "^ohrun^ 14 gedrückt wird.

In dieser Lage wirkt der Kolben 4o mit dem Ventilsitz 4-2 derart

eine Öffnung entsteht, die den zusammen, daß/Strömunc smittelstrom s ischen dem Einlaß 7.ο und

.dem Auslaß 24 beschränkt. ie auf: ier ^uichnuii*' ersichtlich i

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j - 4- -

■ unterteilt der Kolben 4 ο die Bohrung 14 in eine erste Kammer

^: 46 und eine zweite Kammer 48. Ein Kanal 5o verbindet die Kammer 46 mit der Bohrung 16. Innerhalb der Kammer 46 befindet sich ein Filter 52, das Premdpartikel aus dem in den Verbindungs-

5o
kanal/fließenden Strömungsmittel entfernt» Ein Rückschlagventil

53 befindet sich in dem Verbindungskanal 5o um ein Rückströmen j des Strömungsmittels von der Bohrung 16 nach der Kammer 46 zu

verhindern. Ein Ventil 54 ist in der Bohrung 16 angeordnet und weist einen Ventilsitz 56 an der Wandung der Bohrung 16 auf. Es umfaßt weiterhin einen Ventilkopf 58 ₉ der mit dem Ventilsitz 56 zusammenwirkt, der die Strömung zwischen dem Kanal 5o und dem Auslaß 28 steuert und einen Kolben 6o, der mit dem Ventilkopf 58 verbunden ist. Der Ventilkopf selbst ist in der Bohrung 16 verschiebbar angeordnet. Der Kolben unterteilt die Bohrung 16 in eine erste Kammer 62 und eine zweite Kammer 64. Eine Feder 66 drückt den Ventilkopf 58 elastisch vom Ventilsitz weg.

Ein in der Bohrung 18 angeordnetes Ventil 68 .veist ein Ringteil 7o mit einer Bohrung 72 auf, an deren entgegengesetzten i-Jnden Ventilsitze 74 und 76 ausgebildet sind, j^er ringförmige Teil 7ο unterteilt die Bohrung 18 in eine erste Kammer 78, ..eiche mit dem Auslaß 28 über einen Kanal 8o verbunden ist, und eine ζ ,eite Kammer 82, welche mit dem Behälter 34 durch den Durchlaß 32 verbunden ist. jüie äußere ümfangsfläche des Kingteils 7o ist mit einer Nut versehen, die einen Ringraum 84 zwischen dem Ring-

über teil 7o und der V/andung der Bohrung 18 bildet, welcher/einen

Kanal Ö6 mit der Bohrung 72 verbunden ist. Ein Kanal 88 ver-

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bindet den Ringraura 84 mit den Kammern 64 und 48. Ein Kolben 9o ist verschiebbar in der Bohrung 72 gelagert; jedoch besteht genügend Spiel zwischen dem Kolben und der ifandung der Bohrung 72, damit Strömungsmittel am Kolben 9o vorbei und in den Kanal 86 einströmen kann. Je eine Kugel ist an den Enden des Kolbens 9o befestigt, der jedoch lang genug ist, daß eine der beiden Kugeln 92, 94 stets von ihren entsprechenden Ventilsitzen 74 oder76 entfernt gehalten ist. Federn 96 und 98 drücken die entsprechenden Kugeln 92, 94 gegen ihre Ventilsitze 74 bzw.76. Da jedoch die Federn 98 wesentlich stärker ist als die Feder 96, liegt die Kugel 94 normalerweise am Ventilsitz 76 an, während die Kugel 92 gewöhnlich et-.-:as von dem Ventilsitz 74 entfernt ist, so daß genügend Strömungsmittel von der Kammer 78 in -en Äingraum 84 strömen kann, jedoch gleichzeitig eine Strömung in die Kammer 82 verhindert ist.

Me /irkungsvreise der Vorrichtung ist folgendermaßeni In i'ig, 2 sind die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung 1o in der Lage dargestellt, die sie während der Entladung des !Druckspeichers 3o einnehmen. Dabei beaufschlagt die Feder 44 den Kolben 4o derart, Täa3 der Zustrom von Strömungsmittel an dem Ventil 42 dosiert wird; die Fed&r 66 hält den Ventilkopf 58 vom Ventilsitz 56 fern; die Feder" 98 drückt die Kugel 94 an den Ventilsitz 76, während die Kugel 92 vom Ventilsitz 74 abgehoben ist, sobald der F&hrzeugmotor läuftj, treibt die Pumpe Strömungsmittel in den Einlaß 2o. Da der Kolben 4o die für die strömung maßgebende Öffnung mit d'-m Ventilsitz 42 bestimmt, wird ein höherer FiUsaigkeitadruok in dem· Teil der Kammer 46 ar«

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reicht, der links von dem Ventilsitz 42 liegt, als am Auslaß 24. Daher gelangt ein Teil des Strömungsmittels, welches durch den Einlaß 2o strömt, in den Kanal 5o, während der liest, welcher durch den Einlaß 2o strömt, an dem Tentilsiite 42 vorbei und dann durch den Auslaß 24 abströmt. Vom Kanal 5© strömt das Strömungsmittel durch das Rückschlagventil 53 in die Kammer 62, am Ventilkopf 58 vorbei und schließlieh durch den Auslaß in den Druckspeicher 3o. Mit zunehmendem juruekan1;ieg im Speicher 3o wird Strömungsmittel durch den Kanal in die Kammer 78 ge-

leitet. Aus der Kammer 78 fließt Strömungsmittel an der Kugel 92 vorbei in die Bohrung 72, durch den Kanal 86 und in den ?_Lingraum 84. Aus dem Ringraum 84 wird es in die Hammer 64 und durch die Verbindung 88 in die Kammer 48 geleitet. JDa der Druck in der Kammer 48 im wesentlichen gleich dem des Speichers 3o ist, überschreitet der ^ruck in der Kamiaer 46 norfflelerweise den der Kammer 48 um einen Betrag, der proportional der Kraft der Feder 44 ist. Falls der jjruek in der Kammer 46 wesentlich unter dem der Kammer 48 liegt, wird die Feder 44 den Kolben 4o in einekurzzeitige Berührung mit dem Ventilsitz 42 bringen. Da die Strömungsmenge durch den EinlaS 2o im wesentlichen konstant ist j, wird der Druck in der Xaaaer 46 sofort eowerit en- steigen, daS da* Gleichgewicht xm Kolben 4o wieder hergestellt

dun
ist* Da d@r Druck in der Kammer 46/ia Speicher 3o iaaer üfcerstsigt» wenn die Pumpe in Betrieta ist und der Speicher aufgeladen wird_f wird auch eine gleichmäßig· Strömung durch den, Kanal 5o vorl?«i aa Ventilkopf 58 Jn den Speieher 3o ermöglicht.

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Wie oben erwähnt, wird der Druck vom Speicher 3o in die Kammer ί 78 durch den Kanal 8o übertragen. ^ir/enn also der Druck im Speicher 3o den vorbestimmten Wert erreicht hat, so daiä der Druck in der Kammer 78 groß genug ist, um die Kraft der Feder 98 zu überwinden, wird die Kugel 92 in Berührung mit dem Ventilsitz i 74 gebracht, wodurch die Strömung zwischen der Kammer 78 und dem Ringraum 84 beendet wird, Weiterhin wird die Kugel 94 vom Ventilsitz 76 abgehoben, um einen Druckausgleich zwischen dem fiingraum 84 und dem Behälter 34 über die Kammer 82 und das Auslaß 32 zu bewirken. Da die Kammern 64 und 48 über den Ringrauiü 84 miteinander verbunden sind, wird zwischen ihnen und dem Behälter 34 ein Druckausgleich erreicht, wenn der Druck des Speichers 3o den vorbestimmten Viert erreicht hat. Da das Strömungsmittel in dem Behälter 34 unter atmosphärischem Druck steht, wird der Druck in der Kammer 48 sofort auf einen 7ert herabgesetzt, der weit unter dem der Kammer 46 liegt, wodurch das Strömungsmittel hohen Druckes den Kolben 4o nach rechte in Fig. 2 bewegt und damit von dem Ventilsitz 42 abhebt„ Damit wird eine ungehinderte Strömung zwischen dem Einlaß 2o und dem Auslaß 24 ermöglicht. Natürlich wird auch die Kammer 64 zu diesem Zeitpunkt an den Behälterdruck angeglichen. Daher drückt das Strömungsmittel hohen Druckes am Einlaß 2o, welches über den Kanal5ο auf den Kolben 6o des Ventils wirkt, den Veutilkopf 58 in Diehtberührüng mit dem Ventilsitz 56, wodurch verhindert wird, daß Strömungsmittel in den Speicher 3o strömt. Der Druck im Speicher, der auf den Ventilkopf 58 wirkt, drückt auch den erwähnten Ventilkopf in Dichtberührung mit dem Ventilsitz 56. Ventilanordnungen bekannter Bauart gestatten manchmal ein wei-

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- 8 j teres Aufladen des Druckspeichers, selbst wenn dieser auf

I seinen vorbestimmten Druck geladen war. Es ist jedoch offensichtlich, daß dies nicht geschehen kann, wenn erfindungsgemäße Ventile benutzt werden. Selbst wenn der Druck am Einlaß

j 2o höher werden sollte als der Druck im Speicher, so daß ein

I Teil des Strömungsmlttels in den Kanal 5o strömen vriirde, so kann doch kein Strömungsmittel am Ventilsitz 56 vorbeiströmen,

^: wenn der Speicher bis zum vorbestimmten i'Jaximaldruck geladen ist.

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Claims

Patentansprüche

1.J Vorrichtung zum Aufladen eines Druckspeichers, "bestehend aus einem Gehäuse mit einem Einlaß, der mit einer Strömungsmitteldruckquelle verbunden ist, qinem Auslaß, der mit einer hydraulischen Anlage verbunden ist und einer Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Druckspeicher, sowie einer Ventilanordnung, die den Druck am Einlaß zum Laden dea Druckapeiohers steuert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (54) in der Verbindung (62) angeordnet ist, das geschlossen wird und einen weiteren Zustrom zu dem Druckspeicher (3o) verhindert, nachdem der Strömungsmitteldruck im Speicher einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1_r dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (54) einen Ventilsita (56) in der Verbindung (62) aufweist, sowie einen-Ventilkopf (58) zur Anlage an den Ventilsitz (56) und ein Ventilglied (6o„ 66), das den Ventil kopf (58) von dem Ventilsitz (56) abhebt, sobald der Druck in dem .Druckspeicher unter dem vorbestimmten Wert ist und

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das den "Ventilkopf (58) an den Ventilsitz (56) anlegt, sobald der Druck im Druckspeicher den vorher bestimmten Wert erreicht hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied aus einem Kolben (-60) besteht, der gleitend in einer Bohrung (16) des Gehäuses (12) angeordnet ist und die Bohrung (16) in eine erste und eine zweite Kammer (62 r bzw» 64) unterteilt, wobei die erste Kammer (62) mit dem > Einlaß (2o)_r und die zweite Kammer (64) mit dem Druckspei- ^: eher (3o) verbunden ist, sobald der Druck im Druckspeicher ■ unter den vorbestimmten Wert ist, und mit dem Behälter (34) verbunden is-t_f wenn der Druck im Speicher (3o) den vorbestimmten Wert erreicht hat, daß ferner eine elastisch· Vorrichtung (66f) in der zweiten Kammer angeordnet iet, wodurch der Brück an den Kolbenenden ist wesentlichen gleich ist, wenn die zweite Kammer (64) mit dem Druckspeicher (3o) verbunden iat, wobei die elastische Vorrichtung (66) den Kolben (60) in der VentilÖffnungslage hält und dieser ungleiche« Druck unterliegt, wenn die zweite Kammer (64) mit de« Behalte!· (34) verbunden iet, und wobei der Strämnngsaitteldruek in der ersten Kammer (62} den Kolben (6e) in die Ytatilsahlieeiage entgegen die Kraft der elastische* Vorrichtung C66) verschiebt.

4. Vorrichtung nsoh Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, da· der Ventilsitz (56) in de* Bohrung (16) zwischen ier ersten

Kammer (62) und einer dritten Kammer angeordnet 1st, welche

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den Ventilkopf (58) aufnimmt und mit dem Druckspeicher (3o) j

I verbunden ist, wobei der Ventilkopf (58) an dem Kolben (6o)

befestigt ist.

j 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß j die Ventilanordnung (38) eine im Gehäuse (12) angeordnete

Bohrung (14) und einen Kolben (4o) aufweist, der die Bohrung in zwei Kammern (46 und 48) unterteilt, von denen eine Kammer (46) den Einlaß (2o) mit dem Auslaß (24) und mit der Verbindung (5o) verbindet, sowie einen Ventilsitz (42) ™ in der ersten Kammer (46) zwischen dem J'Jinlaß und dem Auslaß und eine elastische Vorrichtung (44) in der ζ eiten Kammer (48), die den Kolben (4o) auf den Ventilsitz (.42) drückte

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dauurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4o) aus einem zylindrischen überstehenden Kopf besteht und der Ventilsitz (42) einen zylindrischen Teil aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Kopf, wobei Λ der Kopf bei Berührung mit dem zylindrischen Teil eine Strömungsmitteldrosselung zwischen dem Einlaß (2o) und dem Auslaß (24) vermittelt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die zx/eite Kammer (48) mit dem zweiten Ventil (68) in Ver- ,

bindung steht, das die zweite Kammer ^ 48) mit dem Druckspeicher (3o) verbindet, sobald der Druck im .Jrucksrieicher unter dem vorbestimmten ".'ert ist,und das die zveite Kammer

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mit dem Behälter (34) verbindet, sobald, der Druck im Druckspeicher den vorbestimmten :ert erreicht hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4o) in der Bohrung (14) zwischen einer Schließstellung, bei der der iJruck am iiinlaß (2o) unterhalb des Drucks in der z.eiten Kammer (48) liegt, einer Drossel, "bei der der Druck am Einlaß (2o) den Druck in der zweiten Kammer um einen '-ietrag übersteigt, der der Kraft der elastischen Vorrichtung (44) proportional ist, und einer Offenstellung verschiebbar ist, bei der der Druck am Einlaß (2o) den Druck in der ζ ,eiten Kammer um einen Betrag übersteigt, der größer ist als die Kraft der elastiscnen Vorrichtung (44).

'·). Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Ventil (6b)ferner das in der Verbindung angeordnete Ventil (54) steuert, um das Ventil (54) zu schiiessen, sobald der ^ruck im Druckspeicher (3o) den vorbestimmten \/ert erreicht hat.

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