DE2624844C2 - Speicherladeventil - Google Patents

Description

bekannt, das direkt gesteuert ist Der Druckanschluß ist über ein zwischengeschaltetes Rückschlagventil mit einem Verbraucheranschluß und einem Speicheranschiuß und über ein Sperrventil mit dem Rücklaufanschluß verbunden. Auf das Schließglied des Sperrventils wirkt eine von einem verschiebbaren Steuerkolben in Abhängigkeit vom Speicherdruck aufgebrachte Kraft in Öffnungsrichtung. Das Schließglied weist unterschiedlich große druckbeaufschlagte Flächen auf, bei deren Beaufschlagung eine resultierende Kraft in Schließlichtung auf das Schließglied ausgeübt wird, die noch durch die Kraft einer sich am Schließglied abstützenden Druckfeder vergrößert wird, und die das Schließglied bis zu einem vorbestimmten Speicherdruck gegen den gehäusefesten Ventilsitz preßt Bei Überschreiten dieses vorbestimmten Speicherdrucks wird das Sperrventil vom Steuerkolben geöffnet und der Druckanschluß mit dem Rücklauf verbunden.

Bei dieser gegen eine zunehmende Federkraft öffnenden Ventileinrichtung vergrößert sich der öffnungsquerschnitt während des öflfnungsvorgangs nur langsam; überdies besteht die Möglichkeit, daß sich ein unerwünschter, stationärer Zustand bei nur geringem Öffnungsquerschnitt einstellt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Speicherladeventil nach dem Oberbegriff zu schaffen, das nach Erreichen eines bestimmten Maximaldrucks schnell den gesamten Ventildurchgang öffnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilsitz und das Schließglied innerhalb eines zwischen Anschlägen verschiebbaren Kolbens angeordnet sind, und daß der Kolben durch eine Feder im Sinne einer Vergrößerung des Ventilöffnungsquerschnitts beaufschlagt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß sich am Ventildurchgang keine unerwünschte Drosselstelle bildet

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Schließglied eine Prallfläche auf. die von dem das Sperrventil durchströmenden Druckmittel in Schließrichtung des Sperrventils beaufschlagbar ist; der Kolben weist eine Prallfläche auf, die von dem durchströmenden Druckmittel in Öffnungsrichtung des Sperrventils beaufschlagbar ist Durch die Anordnung von Prallflächen an Kolben bzw. Schließglied des Sperrventils wird die Schaltbewegung des betreffenden Bauteils, die der Durchströmrichtung des Druckmittels entspricht, durch den Druckmittelstrom unterstützt

Die Kraft der Feder, die den Kolben im Sinne einer Vergrößerung des Ventilöffnungsquerschnittes beaufschlagt, ist vorteilhafterweise um de;n Verschiebewiderstand des Kolbens in der zylindrischen Bohrung geringer als die hydraulische Verriegelungskraft

Eine raumsparende Ausführung der Erfindung sieht vor, daß das Schließglied ein zylindrisches Führungsteil aufweist mit dem es in einer Axialbohrung des Kolbens verschiebbar und abgedichtet geführt ist und daß der wirksame Querschnitt des Ventilsit2:es größer ist als der Querschnitt der Axialbohrung. Damit werden die zur hydraulischen Verriegelung erforderlichen unterschiedlichen Wirkflächen an Kolben und Schließglied erreicht

Vorteilhafterweise mündet der D'ruckanschluß radial in die zylindrische Bohrung, wobei im Bereich der Mündung des Druckanschlusses eine: Ringnut im Kolben ausgebildet ist, von der Verbindungskanäle zur Kammer im Kolben führen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß die Feder sich am Schließglied abstützt Während der Verschiebebewegung bleib.i bei nnit dem Ventilsitz hydraulisch verriegeltem Schließglied die Federkraft unverändert

Die zwischen Kolben und Schließglied angeordnete Feder umschließt vorteilhafterweise das Führungsteil des Schließglieds und ist mit einem Ende an einem ringförmigen Ansatz an dem dem Verschlußstück entgegengesetzten Ende des Führungsteils abgestützt und mit dem anderen Ende am Kolben in Anlage. Die Druckfeder kann dabei mit einem Ende am Ventilgehäuse abgestützt und mit dem anderen Ende an dem ringförmigen Ansatz des Führungsteils in Anlage sein. Dadurch wird eine geringe Baugröße und eine Anordnung der Federn außerhalb der von Druckmittel durchströmten Räume erzielt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt und wird im foigenden näher beschrieben.

Das in der Zeichnung dargestellte Speicherladeventil weist ein Ventilgehäuse 1 auf, in dem ein Druckanschluß 2 ausgebildet ist, der über ein federbelastetes Rückschlagventil 3 mit einem Speicheranschluß 4 und über ein Sperrventil 5 mit einem Rücklaufanschluß 6 verbunden ist. Weiterhin ist der Druckanschluß 2 über ein Druckaufbauventil 7 mit dem Rücklaufanschluß 6 verbunden.

Das Sperrventil 5 besteht aus einem in einer zylindrischen Bohrung 8 zwischen zwei Anschlägen 9 und 10 verschiebbaren Kolben 11, in dem eine Kammer

12 ausgebildet ist. Die Kammer 12 ist über einen koaxial ausgebildeten Durchlaß 13 mit einer Rücklaufkammer 14 der zylindrischen Bohrung 8 verbunden, von der der Rücklaufanschluß 6 zu einem Behälter 15 führt. Die Kammer 12 ist weiterhin über Verbindungskanäle 16 mit einer an der Mantelfläche des Kolbens 11 radial umlaufenden Ringnut 17 verbunden, in deren Bereich der DruckanschluS 2 radial in die zylindrische Bohrung 8 einmündet.

Ein Schließglied 18 ist mit einem zylindrischen Führungsteil 19 in einer zentrischen Axialbohrung 20 im Kolben 11 verschiebbar geführt wobei das Schließglied 18 mit dem einen, mit einem Verschlußstück 21 versehenen Ende in die Kammer 12 hineinragt und mit dem anderen Ende über eine Druckfeder 22 am Ventilgehäuse 1 abgestützt ist Diese Druckfeder 22 liegt an einem am Schließglied 18 ausgebildeten ringförmigen Ansatz 23 an, zwischen dem und dem Kolben 11 eine weitere Feder 24 mit Vorspannung angeordnet ist.

Die Druckfeder 22 drückt über das Schließglied 18, das mit seinem Verschluß 21 auf der Mündung des Durchlasses 13 zur Anlage kommt, den Kolben 11 gegen den Anschlag 9, wobei die Mündung des Durchlasses 13 der Ventilsitz 35 des Sperrventils 5 ist und so die Druckfeder 22 das Sperrventil 5 geschlossen hält.

Der Durchflußquerschnitt des Durchlasses 13 ist größer als der Querschnitt der zentrischen Axialbohrung 20.

Ein der Kraft der Druckfeder 22 entgegenwirkender Steuerkolben 25, der vom Speicherdruck beaufschlagt ist ragt mit einem Druckbolzer. 26 durch den Durchlaß

13 und liegt an dem Verschlußstück 21 an.

Das Druckaufbauventil 7 besteht aus einem in einer Bohrung 27 verschiebbar angeordneten Kolbenschieber 28, durch den ein radialer Durchlaß 29 durch die Bohrung 27, der vom Druckanschluß 2 zum Rücklaufanschluß 6 führt, absperrbar ist.

In der Bohrung 27 sind zu beiden Seiten des Kolbenschiebers 28 Kammern gebildet, wobei die eine

Kammer eine Federkammer 30 ist, in der eine Feder 31 angeordnet ist, die den Kolbenschieber 28 in die andere Kammer, die Druckkammer 32, verschiebt. Ist der Kolbenschieber 28 in die Druckkammer 32 verschoben, so ist der radiale Durchlaß 29 des Druckaufbauventils 7 geöffnet und Druckmittel kann von dem Druckanschluß 2 über eine Drosselt des radialen Durchlasses 29 zum Rücklaufanschluß 6 fließen.

Die Federkammer 30 ist mit dem Rücklaufanschluß 6 verbunden, während die Druckkammer 32 über eine Drosselbohrung 34 mit dem Druckanschluß 2 in Verbindung steht.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Speicherladeventils ist wie folgt:

Herrscht im Speicher 36 ein Druck, der unterhalb des zulässigen Höchstdruckes ist, so befinden sich Rückschlagventil 3, Sperrventil 5 und Druckaufbauventil 7 in der dargestellten Stellung. Die Pumpe 37 fördert über den radialen Durchlaß 29 des Druckaufbauventils 7 und den Rücklaufanschluß 6 direkt zum Behälter 15. Durch die Drossel 33 des radialen Durchlasses 29 baut sich im Druckanschluß 2 ein Staudruck auf, der sich über die Drosselbohrung 34 auch in die Druckkammer 32 des Druckaufbauventils 7 fortsetzt und mit steigendem Druck den Kolbenschieber 28 entgegen der Kraft der Feder 31 verschiebt, so daß der radiale Durchlaß 29 geschlossen wird.

Durch den sich im Druckanschluß 2 weiter erhöhenden Druck wird nun das Rückschlagventil 3 geöffnet, so daß der Speicher 36 aufgeladen wird.

Wird der zulässige Höchstdruck im Speicher 36 erreicht, so überwindet die auf den Steuerkolben 25 einwirkende Druckkraft die Kraft der Druckfeder 22 und verschiebt das Schließglied 18 mit dem Kolben 11 zum Anschlag 10 hin.

Da der Durchflußquerschnitt des Durchlasses 13 größer ist als der Querschnitt der zentrischen Axialbohrung 20, sind bei geschlossenem Sperrventil Schließglied 18 und Kolben 11 vom Druck am Druckanschluß 2 hydraulisch verriegelt, so daß Schließglied 18 und Kolben 11 in verriegeltem Zustand verschoben werden.

Kommt der Kolben 11 an dem Anschlag 10 zur Anlage, so wird von dem Steuerkolben 25 nur noch das Schließglied 18 weiter verschoben und dadurch sein Verschlußstück 21 vom Ventilsitz 35 abgehoben. Da sich durch das Öffnen des Durchlasses 13 der Druck in der Kammer 12 sofort abbaut, ist auch die hydraulische Verriegelung von Schließglied 18 und Kolben 11 aufgehoben und die Feder 24, deren Kraft geringer ist als die hydraulische Verriegelungskraft, verschiebt nun schlagartig den Kolben 11 nach links. Diese Bewegung wird dadurch noch unterstützt, daß das die Kammer 12 durchströmende Druckmittel auf die Prallfläche 39 des Kolbens 11 auftrifft und diesem zusätzlich einen Impuls in Öffnungsrichtung gibt. Dadurch ist sofort der gesamte Querschnitt des Durchlasses 13 geöffnet, wodurch auch sofort der Druck im Druckanschluß 2 abfällt und das Rückschlagventil 3 schließt.

Gleichzeitig baut sich auch der Druck in der Druckkammer 32 ab, und das Druckaufbauventil 7 schaltet wieder in Öffnungsstellung.

Beim Abfallen des Drucks im Speicher 36 verschieben sich durch die Kraft der Druckfeder 22 Kolben 11 und Schließglied 18 mit geöffnetem Durchlaß 13 bis zur Anlage des Kolbens 11 am Anschlag 9.

Der sich nun bei der sich fortsetzenden Schließbewegung des Schließglieds 18 in der Kammer 12 langsam aufbauende Druck, die Kraft der Druckfeder 22 und der durch das auf die Prallfläche 38 des Schließglieds 18 auftreffende Druckmittel hervorgerufene, in Schließrichtung auf das Schließglied 18 wirkende Impuls führen dazu, daß der letzte Teil der Schließbewegung sehr schnell erfolgt.

Nachdem das Sperrventil 5 geschlossen ist, baut sich im Druckanschluß 2 wieder ein Druck auf, der zum Schließen des Druckaufbauventils 7 und zum öffnen des Rückschlagventils 3 führt, so daß der Speicher 36 wieder aufgeladen wird.

Der Druckaufbau im Druckanschluß 2 vor dem eigentlichen Ladevorgang hat den Vorteil, daß die Luft, die nach einem Stillstand der Anlage in das Drucksystem gelangt ist, bei Inbetriebnahme der Anlage erst aus dem Drucksystem zum Behälter gefördert wird, bevor der Speicher 36 geladen wird. Es ist somit sichergestellt daß keine Luft in den Speicher 36 gelangen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Speicherladeventil mit einem Druckanschluß, der mit einem Speicheranschluß und über ein Sperrventil mit einem Rücklaufanschluß verbunden ist, wobei das Sperrventil ein von einer Druckfeder in Schließrichtung belastetes Schließglied aufweist, das bei geschlossenem Sperrventil vom Druck am Druckanschluß in Schließrichtung beaufschlagt und mit einem Ventilsitz hydraulisch verriegelt ist, mit einem vom Speicherdruck beaufschlagten, verschiebbaren Steuerkolben, der entgegen der Kraft der Druckfeder auf das Schließglied einwirkt und durch den eine Verbindung der vom Druck am Druckanschluß beaufschlagbaren Seite des Schließgliedes mit dem Rücklaufanschluß herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (35) und das Schließglkd (18) innerhalb eines zwischen Anschlägen (9, 10) verschiebbaren Kolbens (11) angeordnet sind, und daß der Kolben (11) durch eine Feder (24) im Sinne einer Vergrößerung des Ventilöffnungsquerschnitts beaufschlagt ist

2. Speicherladeventil nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (18) eine Prallfläche (38) aufweist, die von dem das Sperrventil (5) durchströmenden Druckmittel in Schließrichtung des Sperrventils (5) beaufschlagbar ist, und daß der Kolben (11) eine Prallfläche (39) aufweist, die von dem durchströmenden Druckmittel in Öffnungsrichtung des Sperrventils (5) beaufschlagbar ist.

3. Speicherladeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Feder (24) um den Verschiebewiderstand des Kolbens (11) in der zylindrischen Bohrung (8) geringer ist als die hydraulische Verriegelungskraft.

4. Speicherladeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (18) ein zylindrisches Führungsteil (19) aufweist, mit dem es in einer Axialbohrung (20) des Kolbens (11) verschiebbar und abgedichtet geführt ist und daß der wirksame Querschnitt des Ventilsitzes (35) größer ist als der Querschnitt der Axialbohrung (20).

5. Speicherladeventi! nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckanschluß (2) radial in die zylindrische Bohrung (8) mündet und im Bereich der Mündung des Druckanschlusses (2) eine Ringnut (17) im Kolben (11) ausgebildet ist, von der Verbindungskanäle (16) zur Kammer (12) im Kolben (11) führen.

6. Speicherladeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (24) sich am Schließglied (18) abstützt.

7. Speicherladeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (24) das Führungsteil (19) des Schließglieds (18) umschließt, mit einem Ende an einem ringförmigen Ansatz (23) an dem dem Verschlußstück (21) entgegengesetzten Ende des Führungsteils (19) abgestützt ist und mit dem anderen Ende am Kolben (11) in Anlage ist.

8. Speicherladeventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (22) mit einem Ende am Ventilgehäuse (1) abgestützt ist und mit dem anderen Ende an dem ringförmigen Ansatz (23) des Führungsteils (19) in Anlage ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Speicherladeventil mit einem Druckanschluß, der mit einem Speicheranschluß und über ein Sperrventil mit einem Rücklaufanschluß verbunden ist, wobei das Sperrventil ein von einer Druckfeder in Schließrichtung belastetes Schließglied aufweist, das bei geschlossenem Sperrventil vom Druck am Druckanschluß in Schließrichtung beaufschlagt und mit einem Ventilsitz hydraulisch verriegelt ist, mit einem vom Speicherdruck beaufschlagten, ίο verschiebbaren Steuerkolben, der entgegen der Kraft der Druckfeder auf das Schüeßglied einwirkt und durch den eine Verbindung der vom Druck am Druckanschluß beaufschlagbaren Seite des Schließgliedes mit dem Rücklaufanschluß herstellbar ist.

Aus der GB-PS 5 76 167 ist ein Speicherladeventil mit einem Druckanschluß bekannt, der über ein Rückschlagventil mit einem Speicheranschluß und über ein Sperrventil mit einem Rücklaufanschluß verbunden ist Das Sperrventil weist ein Schließglied auf, das als

topfförmiger Schieber ausgebildet ist Über ein in dem topfförmigen Schieber axial verschiebbar angeordnetes Verschlußstück eines Vorsteuerventils wird das Schließglied von einer Druckfeder gegen einen ringförmigen, gehäusefesteh Ventilsitz gedrückt. Das in dem Schließglied verschiebbar angeordnete Verschlußstück des Vorsteuerventils verschließt einen koaxial im Boden des topfförmigen Schließglieds ausgebildeten Durchlaß, durch den die beiden Stirnseiten des Schließglieds verbindbar sind. Von einem durch den Durchlaß hindurchragenden und an dem Verschlußstück anliegenden Bolzen eines vom Speicherdruck entgegen der Kraft der Druckfeder beaufschlagbaren Steuerkolbens kann das Verschlußstück von seinem Sitz am Durchlaß abgehoben und so eine Verbindung beider Stirnseiten des Schließgliedes hergestellt werden.

Erreicht der Speicherdruck seinen maximal zulässigen Wert, so verschiebt sich der Steuerkolben entgegen der Kraft der Druckfeder und öffnet den Durchlaß des Vorsteuerventils, so daß die vom Druck am Druckanschluß beaufschlagte Seite mit dem Rücklaufanschluß verbunden ist und der Druck sich abbaut Der Druck am Druckanschluß öffnet das Sperrventil, so daß die Pumpe über den Druckanschluß direkt zum Rücklaufanschluß fördert.

Dieser Öffnungsvorgang erfolgt sehr langsam., da sich bei Erreichen des maximalen Speicherdrucks zuerst das Vorsteuerventil langsam öffnet Während des ganzen Öffnungsvorgangs muß sich außerdem der Speicherdruck noch weiter erhöhen, damit das Verschlußstück

so des Vorsteuerventils entgegen der ansteigenden Kraft der Druckfeder vom Steuerkolben weiter in Öffnungsrichtung verschoben werden kann.

Aus der US-PS 32 46 664 ist ein Speicherladeventil bekannt, das ein Vorsteuerventil aufweist. Ein Ventilschieber öffnet bzw. schließt den Druckanschluß zum Speicher und den Rücklaufanschluß in Abhängigkeit vom Vorsteuerventil. Im Vorsteuerventil ist ein Schließglied innerhalb des Kolbens eines Vorsteuer-Ventilschiebers angeordnet, das in zwei Stellungen schaltbar ist, in denen es jeweils an einem zugeordneten Ventilsitz des Kolbens anliegt Abhängig von der Stellung dieses Schließgliedes wird der Ventilschieber für den Druck- bzw. Rücklaufanschluß im Hauptventil gesteuert.

Der Aufbau dieses Speicherladeventils bedingt ein langsames Öffnen bzw. Verschließen des Druckanschlusses zum Speicher.
Aus der DE-OS 24 40 903 ist ein Speicherladeventil