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EP0821765B1 - Ladeventilanordnung zum laden eines speichers - Google Patents

Ladeventilanordnung zum laden eines speichers Download PDF

Info

Publication number
EP0821765B1
EP0821765B1 EP96908107A EP96908107A EP0821765B1 EP 0821765 B1 EP0821765 B1 EP 0821765B1 EP 96908107 A EP96908107 A EP 96908107A EP 96908107 A EP96908107 A EP 96908107A EP 0821765 B1 EP0821765 B1 EP 0821765B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
pump
control
valve
reservoir
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96908107A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0821765A1 (de
Inventor
Hubertus Mies
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Mannesmann Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann Rexroth AG filed Critical Mannesmann Rexroth AG
Publication of EP0821765A1 publication Critical patent/EP0821765A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0821765B1 publication Critical patent/EP0821765B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/027—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices

Definitions

  • the invention relates to a charging valve arrangement for charging a Memory.
  • Generic loading valve arrangements are for example for loading hydraulic accumulators with hydraulic fluid used.
  • FIG. 5 shows a circuit diagram of a conventional valve arrangement, which as a loading valve for loading a memory with Hydraulic fluid is operated.
  • the reference symbol S gives the hydraulic accumulator, which from the pump P on a throttle point D and a check valve RV with hydraulic fluid is supplied.
  • the reference symbol N gives one Consumer at a switching valve SV with hydraulic fluid can be supplied.
  • Via the throttle point D and the control valve REV will also use the control line SL Hydraulic pressure applied.
  • the control valve REV is through the hydraulic pressure in the control line SL "clamped".
  • the shown control valve REV has three positions A, B, C.
  • Figure 5 shows the control valve REV in position A. In this position A the hydraulic pressure from the pump P applied to the control line SL via the throttle point D. In position B all connections of the control valve are REV locked and in position C the control line relieved into the tank T.
  • the control valve is on both sides clamped by the hydraulic pressure in the control line SL, wherein the piston K1 on the right in Figure 5, the move the control valve REV to the relief position C. wants to have a smaller area than the counteracting one Piston K2.
  • On the right side of the REV control valve further acts another piston K3, with the pressure of the memory S is applied. So he tries also the control valve in the relief position C. bring. Counteracts this piston K3 and piston K1 a spring F on the left side of the control valve REV, where the spring F is supported by the piston K2.
  • the pressure line SiV to the left of the shuttle valve provides the signal pressure line the consumer V.
  • the loading process for the memory S is described below.
  • the switching valve SV is only used for control of the hydraulic flow to the consumer N and has no influence on the charging process.
  • the switching valve SV is in charging mode locked and thus remains without in terms of charging Function.
  • the piston K2 compensates the piston during the charging process K3.
  • the piston K1 alone acts against the spring F.
  • the pistons K1 and K2 are relieved; the piston K3 then suddenly acts on the spring F, so that a switching step occurs (force, travel, hysteresis).
  • a switching step occurs (force, travel, hysteresis).
  • the memory S is empty or largely empty, there is the control valve REV in the position shown A.
  • memory V becomes "slow” via the throttle point D and the check valve RV fully charged. Is a reached certain pressure in the accumulator S, the piston brings K1 the control valve REV in position B.
  • pistons K2 and K3 compensate during charging, so that the control valve REV is set to position B.
  • the pressure at which the control valve is moved can be adjusted via the Spring F can be adjusted. In position B the will pressure already built up in the control line SL and the pump continues to deliver hydraulic fluid. If the Pressure in storage S continues to increase, the control valve REV in brought the position C in which the pressure from the control line is relieved into the tank. By collapsing of the pressure in the control line, the pump P receives when the Boost pressure is the highest pressure in the charge valve assembly, a signal to reduce funding to idle funding.
  • the object of the invention is to provide a charging valve arrangement create an overload of the memory S and the valve, whose housing usually consists of GG 30, sure prevented.
  • the features of claim 1 firstly achieve that the memory when a limit pressure of the pump is disconnected, so that overloading in any case of the accumulator is safely excluded by means of the pump and second, that the load pressure of the consumer is not on can affect the memory. In this way, a loading valve assembly created with an effective storage backup, by means of overloading the accumulator and the valve itself can be safely excluded.
  • the pump can be controlled via a control line.
  • the pressure in the control line is controlled by a control valve controlled, which has a relief position, in which the control line is relieved into a tank, so that the pressure in the control line breaks down and the pump accordingly, a signal for throttling the delivery rate Idle promotion receives if the boost pressure or accumulator pressure is the highest pressure in the system at this time.
  • the control valve can have an additional intermediate position be provided in the control line via a throttle is relieved into a tank. This way, a more continuous control process achieved.
  • the control valve can limit the boost pressure in the valve to a set value.
  • the control valve is preferably by the storage pressure controlled, in the idle position the power of a Counteracts spring.
  • the charging current increases during charging.
  • the control valve can use the control pressure be clamped, the clamping being carried out so that the Spring is supported.
  • control line is either with the storage or the pump in connection, the control line advantageously via fluid is applied to a throttle point.
  • the main valve that connects the accumulator to the pump or disconnects, is controlled by the memory pressure.
  • the force of a spring can counteract the accumulator pressure Act.
  • the spring can also be controlled by the control pressure in the Control line are supported.
  • the pump can be controlled directly from the control line or a switching valve can be controlled via the control line be that when the pressure in the control line drops is brought into a relief position and in this position the line connected to the pump to control this relieved, so that the pump indirectly via the control line is controlled. If the memory pressure is directly Control of the pump used results in failure of the shuttle valve forced to failure of a memory circuit, so a brake circuit.
  • the charging function is provided without any problems even at very high pressures and thus a safe shutdown is guaranteed in any case when the memories are loaded.
  • a reliable function of the charging function is also ensured in the event that the pressure of adjacent consumers is higher than the storage pressure, which is clear from the description of the exemplary embodiments. In this way, destruction of the accumulator or the charging valve is reliably ruled out.
  • a particularly compact loading valve arrangement is obtained if the valve to disconnect the memory and part of the Control line with throttle point combined in one housing become.
  • the advantage is that no high pressure in Housing is present.
  • a corresponding integrated charging valve is described in detail in the description of the figures for FIG. 4.
  • Figure 1 shows the circuit diagram of a first embodiment.
  • Figure 2 shows the circuit diagram of a second embodiment.
  • Figure 3 shows the circuit diagram of a third embodiment.
  • FIG. 4 shows an integrated charging valve according to FIG. 1 in the Cross-section.
  • Figure 5 shows the circuit diagram of a charging operation according to the State of the art.
  • the invention is explained below with reference to FIG. 1.
  • the pump 1 delivers hydraulic fluid via a check valve 2 and a switching valve 3 in the open position 3A of the switching valve 3 in the memory 4.
  • the check valve does not necessarily have to be present. With the stake the check valve will provide additional security if the pump drive fails and the pump line is closed or consumers achieved. One leads from pump 1 further line to consumers V. The load report this Consumer takes place via line 8, which is to the right of the shuttle valve is shown.
  • the pump 1 delivers a Throttle 10 also in the control line 9, which is the control valve 11 clamped in the manner shown, so that when loading the position 11B of the control valve 11 is effected, the Piston area of the right piston 12 is larger than that of left piston 13 so that pressure in the control line 9 the Supported spring 14, which tries the control valve 11 in the to bring shown locked position 11A, in the the control valve 11 will be located when loading the memory 4.
  • the circuit diagram shown is not a direct one Coupling of pistons 12 and 15 to the switching piston of the control valve 11 shows. Basically, the coupling can be both done directly as well as indirectly.
  • the piston 13 is direct connected to the switching piston.
  • the pistons 12 and 15 act against each other, the spring shown on the piston 15 only acts as an auxiliary spring and is negligible in terms of strength is.
  • the boost pressure P LS increases until the piston 13 shifts the switching piston of the control valve 11 to FIG. 11B and the boost pressure is thus kept constant during charging.
  • the pistons 12 and 15 act on the switching piston at the end of the charging process.
  • the small auxiliary spring only causes a shift so that a stop disc does not come loose between the pistons.
  • the spring 14 counteracts a piston 15 with the accumulator pressure is acted upon and tries the control valve 11th in the relief position 11C. Between the locked Position 11A and the relief position 11C is one Intermediate position 11B is provided in which the control line throttled in a tank 16 is relieved.
  • the idling is carried out via the control valve 11 into the tank 16. If the accumulator pressure drops, a force jump occurs at the switching piston and the control valve jumps into the throttled position 11b locked position 11A back. After a certain pressure has been built up, the control valve is brought into position 11B and controls the pressure build-up in it. As soon as the pump pressure is then greater than the storage pressure, the pump 1 delivers into the storage. The flow rate of pump 1 depends on the pressure difference of the P pump - P accumulator . The pump pressure rises to P LS + delta P controller .
  • the switching valve 103 arranged exactly as in the first embodiment; the way it works is also identical.
  • the control line 109 is not from the pump 101 supplied with fluid, but from the memory 104.
  • the accumulator pressure is via a throttle 110 and the control valve 111A on the control line 109 and thus applied to the line arm 109'd of the pump regulator.
  • the throttle 110 is not absolutely necessary and can also be omitted.
  • the third exemplary embodiment according to FIG. 3 differs from the second embodiment only in that the Pump regulator with line arm 209 'not directly over the Pressure in the control line 209 is controlled, but with the pressure in the control line 209 controlled an additional valve if the pressure in the control line collapses 209 the pressure in the line arm 209 'or in the pump regulator relieved and so switches the pump 201 back to idling.
  • This structure has the advantage that no charging current flows and also that the failure of the LS line has no influence on the memory (s).
  • the additional valve 217 shown has a throttled open Position 217A and a relief position 217C. Becomes as in embodiment 2, the control valve 211 due a high storage pressure brought into the relief position, so the auxiliary valve 217 is powered by the spring 218 in the relief position 217C and the line arm 209 'relieved into a tank 219. The pump 201 will accordingly switched to idle funding.
  • the control valve 211 switches back to the open position 211A shown and pressure can build up again in the control line 209.
  • the additional valve 217 is initially moved against the force of the spring 218 into the middle position 217A, in which pressure can also build up again in the line arm 209 ', as a result of which the pump is switched back to full delivery capacity.
  • the memory 204 is protected by the additional valve 217.
  • the pressure of the pump P pump may be higher and depends on the pressure of the consumer P Verb .
  • FIG 4 describes an integrated charging valve in which the Circuit diagram according to Figure 1 was implemented.
  • this loading valve are the switching valve and part of the control line integrated with throttle.
  • the charging valve has an outer housing part 21, the one has central inlet 22 for connecting the pump. Of this inlet 22 leads to the throttling points of a throttle chain 26 an outer control channel 24 on the circumference of an inserted one Sleeve 23 to the end opposite the outlet 25 of the charging valve.
  • the output connected to the control channel 24 25 is connectable to the control line and is in the shown manner connected to the control valve 11.
  • the area of the control channel is four pockets as a choke chain 26 is provided, which has a throttle point in the control channel 24 form.
  • a second channel 27 initially leads through the central axis the sleeve 23, if necessary, via a return valve and then on the inner periphery between the sleeve 23 and a cylinder member 28 along.
  • a piston 29 is displaceably mounted in the cylinder component 28, that of a spring 30 on the exit 25 side is pushed towards the inlet 22.
  • the piston 29 In the illustrated Position, the piston 29 is in its right-hand side End position. In this position, the fluid in channel 27 via holes 37 in the cylinder component 28 to grooves 31 on the circumference of the piston 29 passed and via these grooves 31 to the memory output 32.
  • the memory output 32 is on the one hand with the Fluid storage (not shown) and on the other hand with the Control valve 11 in the manner shown to control the Control valve 11 connected.
  • the grooves 31 do not extend over the entire length of the Piston 29, but only over that shown in Figure 4 Area of the piston 29. That is, in the end position shown of the piston 29, the grooves 31 extend from the radial inward connecting portion 37 of the channel 27 straight to memory output 32, in this position of the Piston 29 connects the channel 27 to the accumulator 32 to enable.
  • the grooves 31 are also bores 33 and 34 connected to a space 35 on the piston crown of the piston 29.
  • the housing part 21, the sleeve 23 and the cylinder component 28 are sealed against one another by means of seals 36.
  • the piston 29 When loading the memory, the piston 29 is in the shown position. The fluid flows through the inlet 22 and the channel 27 through the grooves 31 of the piston 29 and the Storage outlet 32 to the storage or to the control valve 11.
  • the accumulator pressure is less than the charge pressure Ls during charging. At the "end of charge” the accumulator pressure reaches almost the same level as the Ls pressure. Since the spring is very strong, the piston closes, relieving the Ls line in the tank 16. The spring ensures switching reliability even when the oil is dirty. The piston prevents the accumulator (s) from loading when the pressure P V rises.
  • the switching valve 3 is controlled solely by the control valve 11.

Landscapes

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Description

Die Erfindung betrifft eine Ladeventilanordnung zum Laden eines Speichers. Gattungsgemäße Ladeventilanordnungen werden beispielsweise zum Laden von hydraulischen Speichern mit Hydraulikflüssigkeit eingesetzt.
Figur 5 zeigt ein Schaltschema einer herkömmlichen Ventilanordnung, die als Ladeventil zum Laden eines Speichers mit Hydraulikflüssigkeit betrieben wird. Das Bezugszeichen S gibt dabei den Hydraulikspeicher an, der von der Pumpe P aus über eine Drosselstelle D und ein Rückschlagventil RV mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Das Bezugszeichen N gibt einen Verbraucher an, der über ein Schaltventil SV mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden kann. Über die Drosselstelle D und das Regelventil REV wird auch die Steuerleitung SL mit Hydraulikdruck beaufschlagt. Das Regelventil REV ist durch den Hydraulikdruck in der Steuerleitung SL "eingespannt". Das dargestellte Regelventil REV hat drei Stellungen A, B, C. In Figur 5 ist das Regelventil REV in Stellung A dargestellt. In dieser Stellung A wird der Hydraulikdruck von der Pumpe P über die Drosselstelle D auf die Steuerleitung SL aufgebracht. In der Stellung B werden alle Anschlüsse des Regelventils REV gesperrt und in der Stellung C wird die Steuerleitung in den Tank T entlastet.
Wie in Figur 5 dargestellt, ist das Regelventil beidseitig von dem Hydraulikdruck in der Steuerleitung SL eingespannt, wobei der Kolben K1 auf der in der Figur 5 rechten Seite, der das Regelventil REV in die Entlastungsstellung C bringen möchte, eine kleinere Fläche aufweist als der entgegenwirkende Kolben K2. Auf der rechten Seite des Regelventils REV wirkt des weiteren ein weiterer Kolben K3, der mit dem Druck des Speichers S beaufschlagt wird. Dieser versucht somit ebenfalls das Regelventil in die Entlastungsstellung C zu bringen. Diesem Kolben K3 und dem Kolben K1 entgegen wirkt eine Feder F auf der linken Seite des Regelventils REV, wobei die Feder F von dem Kolben K2 unterstützt wird. Die Druckleitung SiV links des Wechselventils stellt die Signal-Druckleitung der Verbraucher V dar.
Im folgenden wird der Ladevorgang für den Speicher S beschrieben. Das Schaltventil SV dient lediglich zur Steuerung des Hydraulikstromes zum Verbraucher N und hat keinen Einfluß auf den Ladevorgang. Das Schaltventil SV ist im Ladebetrieb verschlossen und bleibt somit bezüglich des Ladebetriebes ohne Funktion.
Während des Ladevorganges kompensiert der Kolben K2 den Kolben K3. Somit wirkt der Kolben K1 alleine entgegen der Feder F. Am Ende des Ladevorganges wird die Kolben K1 und K2 entlastet; der Kolben K3 wirkt dann plötzlich auf die Feder F, so daß ein Schaltsprung erfolgt (Kraft, Weg, Hysterese). Ist der Speicher S leer bzw. weitgehend leer, befindet sich das Regelventil REV in der dargestellten Stellung A. Der Speicher V wird in dieser Stellung "langsam" über die Drosselstelle D und das Rückschlagventil RV vollgeladen. Ist ein bestimmter Druck im Speicher S erreicht, bringt der Kolben K1 das Regelventil REV in die Stellung B. Wie bereits ausgeführt, kompensieren sich die Kolben K2 und K3 während des Ladens, so daß das Regelventil REV in die Stellung B gebracht wird; dabei wird durch die Dynamik des Sytems auch eine Zwischenstellung A/B bewirkt. Durch die Entlastung der Druckleitung in den Tank T sinkt der Druck in den Kolben K1 und K2 auf Tankniveau ab, so daß nur noch der Kolben K3 wirksam ist. Der Kraftsprung am Kolben bewirkt einen Wegsprung des Kolbens, wobei eine Schalthystere von ca. 18 % auftritt.
Der Druck, ab dem das Regelventil bewegt wird, kann über die Feder F eingestellt werden. In der Stellung B wird der sich bereits in der Steuerleitung SL aufgebaute Druck gehalten und die Pumpe fördert weiter Hydraulikflüssigkeit. Steigt der Druck im Speicher S weiter an, wird das Regelventil REV in die Stellung C gebracht, in der der Druck aus der Steuerleitung in den Tank entlastet wird. Durch das Zusammenbrechen des Drucks in der Steuerleitung bekommt die Pumpe P, wenn der Ladedruck der höchste Druck in der Lade-Ventilanordnung ist, ein Signal die Förderung auf Leerlaufförderung zu drosseln.
Sinkt der Druck im Speicher S ab, wird das Regelventil in umgekehrter Weise von der Feder F wieder in die Stellung C gebracht. In dieser Stellung kann sich aufgrund der Leerlaufförderung wieder ein Druck in der Steuerleitung SL aufbauen, der ab einem vorbestimmten Druck der Pumpe das Signal gibt, wieder auf volle Förderleistung hochzufahren. Ein Kurzschluß am Regelventil bewirkt somit ein Abschalten der Pumpe; wohingegen andernfalls der Druck steigt, bis das delta P des Regelventils für eine Pumpenförderung größer Null erreicht ist. Diese Ladeanordnung hat jedoch gewisse Nachteile. Der Speicher S wird bis zum Abschalten der Pumpe P weitergeladen. Werden Verbraucher in V höher als der Abschaltdruck der Lade-Ventilanordnung belastet, so werden die Speicher bis zu diesem Ladedruck geladen. Übersteigt der Lastdruck dabei den maximal zulässigen Speicherdruck, kommt es zu einer Zerstörung des Speichers S oder auch des Ventils.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Ladeventilanordnung zu schaffen, die eine Überlastung des Speichers S und des Ventils, dessen Gehäuse üblicherweise aus GG 30 besteht, sicher verhindert.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 wird erstens erreicht, daß der Speicher bei Erreichen eines Grenzdrucks von der Pumpe abgetrennt wird, so daß in jedem Fall ein Überladen des Speichers mittels der Pumpe sicher ausgeschlossen wird und zweitens, daß der Lastdruck des Verbrauchers nicht auf den Speicher wirken kann. Auf diese Weise wird eine Ladeventilanordnung mit einer effektiven Speichersicherung geschaffen, mittels der eine Überlastung des Speichers und des Ventils selbst sicher ausgeschlossen werden kann.
Die Steuerung der Pumpe kann über eine Steuerleitung erfolgen. Dabei wird der Druck in der Steuerleitung über ein Regelventil gesteuert, das eine Entlastungsstellung aufweist, in der die Steuerleitung in einen Tank entlastet wird, so daß der Druck in der Steurleitung zusammenbricht und die Pumpe entsprechend ein Signal zum Drosseln der Förderleistung auf Leerlaufförderung erhält, falls der Ladedruck bzw. Speicherdruck zu diesem Zeitpunkt der höchste Druck im System ist.
Das Regelventil kann mit einer zusätzlichen Zwischenstellung versehen sein, in der die Steuerleitung über eine Drosselstelle in einen Tank entlastet wird. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicherer Steuervorgang erzielt. Das Regelventil kann den Ladedruck im Ventil somit auf einen Einstellwert begrenzen.
Das Regelventil wird bevorzugter Weise durch den Speicherdruck angesteuert, dem in der Leerlaufstellung die Kraft einer Feder entgegenwirkt. Während des Ladens steigt der Ladestrom. Das Regelventil kann dabei mittels des Steuerdrucks eingespannt werden, wobei die Einspannung so erfolgt, daß die Feder unterstützt wird.
Die Steuerleitung ist entweder mit dem Speicher oder der Pumpe in Verbindung, wobei die Steuerleitung vorteilhaft über eine Drosselstelle mit Fluid beaufschlagt wird.
Das Hauptventil, das den Speicher mit der Pumpe verbindet oder diese Verbindung trennt, wird über den Speicherdruck gesteuert. Dem Speicherdruck entgegen kann die Kraft einer Feder wirken. Die Feder kann auch durch den Steuerdruck in der Steuerleitung unterstützt werden.
Die Pumpe kann direkt von der Steuerleitung angesteuert werden oder über die Steuerleitung kann ein Schaltventil gesteuert werden, das bei Absinken des Druckes in der Steuerleitung in eine Entlastungsstellung gebracht wird und in dieser Stellung die mit der Pumpe zur Steuerung dieser verbundene Leitung entlastet, so daß die Pumpe mittelbar über die Steuerleitung gesteuert wird. Wird der Speicherdruck direkt zur Steuerung der Pumpe verwendet, führt ein Ausfall des Wechselventils zwangsweise zum Ausfall eines Speicherkreises, also eines Bremskreises.
Bei der Ladeventilanordnung gemäß der Erfindung ist die Ladefunktion problemlos auch bei sehr hohen Drücken gegeben und somit wird in jedem Fall ein sicheres Abschalten gewährleistet, wenn die Speicher geladen sind. Darüberhinaus wird auch die Ladezeit kürzer weil das delta P = PPumpe - PSpeicher groß ist, was anhand der Ausführungsbeispiele erläutert wird. Ein zuverläßige Funktion der Ladefunktion wird auch für den Fall gewährleistet, daß der Druck nebengeschalteter Verbraucher höher ist als der Speicherdruck, was aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele klar wird. Auf diese Weise wird eine zerstörung des Speichers oder auch des Ladeventils sicher ausgeschlossen.
Eine besonders kompakte Ladeventilanordnung wird erhalten, wenn das Ventil zum Abtrennen des Speichers und ein Teil der Steuerleitung mit Drosselstelle in einem Gehäuse zusammengefaßt werden. Dabei besteht der Vorteil, daß kein Hochdruck im Gehäuse anliegt. Ein entsprechendes integriertes Ladeventil wird detailiert in der Figurenbeschreibung zu Figur 4 beschrieben.
Die Erfindung wird folgend detailiert anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben.
Figur 1 zeigt das Schaltschema eines ersten Ausführungsbeispiels.
Figur 2 zeigt das Schaltschema eines zweiten Ausführungsbeispiels.
Figur 3 zeigt das Schaltschema eines dritten Ausführungsbeispiels.
Figur 4 zeigt ein integriertes Ladeventil gemäß Figur 1 im Querschnitt.
Figur 5 zeigt das Schaltschema eines Ladebetriebes nach dem Stand der Technik.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur 1 erläutert. Die Pumpe 1 fördert Hydraulikflüssigkeit über ein Rückschlagventil 2 und ein Schaltventil 3 in der offenen Stellung 3A des Schaltventils 3 in den Speicher 4. Das Rückschlagventil muß jedoch nicht unbedingt vorhanden sein. Mit dem Einsatz des Rückschlagventils wird jedoch eine zusätzliche Sicherheit bei Ausfall des Pumpenantriebes und verschlossener Pumpenleitung bzw. Verbraucher erzielt. Von der Pumpe 1 führt eine weitere Leitung zu Verbrauchern V. Die Lastmeldung dieser Verbraucher erfolgt über die Leitung 8, die rechts des Wechselventils dargestellt ist.
Ab einem bestimmten Grenzdruck im Speicher 4 wird das Schaltventil 3 mittels des Kolbens 7 gegen die Kraft der Feder 5 in die gesperrte Stellung 3B geschaltet und somit der Speicher sowohl von der Pumpe 1 als auch von dem Verbraucher abgekoppelt.
Wie aus der Figur 1 zu ersehen, wird die Feder 5 bei diesem Ausführungsbeispiel von einem Kolben 6 unterstützt, der von der Steuerleitung 9 angesteuert wird. Die Funktionsweise des Regelventils 11 und damit der Druckauf- und -abbau in der Steuerleitung 9 wird folgend erläutert.
Beim Laden des Speichers 4 fördert die Pumpe 1 über eine Drossel 10 auch in die Steuerleitung 9, die das Regelventil 11 in der dargestellten Weise einspannt, so daß beim Laden die Stellung 11B des Regelventils 11 bewirkt wird, wobei die Kolbenfläche des rechten Kolbens 12 größer ist als die des linken Kolbens 13, so daß Druck in der Steuerleitung 9 die Feder 14 unterstützt, die versucht das Regelventil 11 in die dargestellte gesperrte Stellung 11A zu bringen, in der sich das Regelventil 11 beim Laden des Speichers 4 befinden wird. Zu beachten ist, daß das dargestellte Schaltbild keine direkte Kopplung der Kolben 12 und 15 an den Schaltkolben des Regelventiles 11 zeigt. Grundsätzlich kann die Kopplung sowohl direkt als auch indirekt erfolgen. Der Kolben 13 ist direkt mit dem Schaltkolben verbunden. Die Kolben 12 und 15 wirken gegeneinander, wobei die am Kolben 15 eingezeichnete Feder nur als Hilfsfeder wirkt und kräftemäßig vernachlässigbar ist.
Der Ladedruck PLS steigt, bis der Kolben 13 den Schaltkolben des Regelventils 11 nach 11B verschiebt und der Ladedruck somit während des Ladens konstant gehalten wird. Dabei wirken die Kolben 12 und 15 am Ende des Ladevorgangs auf den Schaltkolben. Die kleine Hilfsfeder bewirkt lediglich eine Verschiebung, damit eine Anschlagscheib zwischen den Kolben nicht lose kommt.
Der Feder 14 entgegen wirkt ein Kolben 15, der mit dem Speicherdruck beaufschlagt wird und versucht, das Regelventil 11 in die Entlastungsstellung 11C zu bringen. Zwischen der gesperrten Stellung 11A und der Entlastungsstellung 11C ist eine Zwischenstellung 11B vorgesehen, in der die Steuerleitung gedrosselt in einen Tank 16 entlastet wird.
Die Steuerleitung 9 ist über den Leitungsarm 9' mit der Pumpe 1 bzw. dem Pumpenregler verbunden, die über den Druck in dem Leitungsarm 9' gesteuert wird. Ist dieser Druck hoch, arbeitet die Pumpe mit vollem delta P, bricht dieser Druck zusammen, so geht die Förderleistung der Pumpe auf Leerlaufbetrieb zurück. Ist der Druck PLS = 0, so regelt die Pumpe den "Ruhedruck" des Systems aus PLS > 0, so regelt die Pumpe den Betriebsdruck bzw. das delta P aus.
In der in Figur 1 gezeigten Stellung zum Laden des Speichers 4 ist die Steuerleitung 9 durch das Regelventil 11 gesperrt, so daß in der Steuerleitung 9 durch die Pumpe 1 ein hoher Druck aufgebaut wird. Bei Überschreiten eines bestimmten Speichergrenzdrucks bringt der Kolben 13 das Regelventil 11 gegen die Kraft der Feder 14 und die Differenzkraft der Kolben 15 und 12 in die Entlastungsstellung 11C. In dieser Stellung 11C wird die Steuerleitung 9 in den Tank 16 entlastet, so daß der Druck in der Steuerleitung 9 sowie dem Leitungsarm 9' zusammenbricht. Die Pumpe 1 schaltet entsprechend auf Leerlaufförderung.
Solange der Speicherdruck nicht absinkt und das Schaltventil 3 nicht in die offene Stellung 3A zurückschaltet, erfolgt die Leerlaufförderung über das Regelventil 11 in den Tank 16. Sollte der Speicherdruck abfallen, erfolgt ein Kraftsprung am Schaltkolben und das Regelventil springt über die gedrosselte Stellung 11b in die gesperrte Stellung 11A zurück. Nachdem ein bestimmter Druck aufgebaut ist, wird das Regelventil in Stellung 11B gebracht und regelt in dieser den Druckaufbau. Sobald der Pumpendruck dann größer als der Speicherdruck ist, fördert die Pumpe 1 in den Speicher. Der Förderstrom der Pumpe 1 hängt dabei von der Druckdifferenz des Ppumpe - PSpeicher ab. Der Pumpendruck steigt auf PLS + delta PRegler.
Bei der Erläuterung der weiteren Ausführungsbeispiele wird im wesentlichen auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel eingegangen, ohne daß die Gemeinsamkeiten nochmals detailliert erläutert werden.
Zu Figur 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Schaltventil 103 genauso angeordnet wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel; die Arbeitsweise ist ebenso identisch. Abweichend zum ersten Ausführungsbeispiel wird jedoch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel die Steuerleitung 109 nicht von der Pumpe 101 mit Fluid versorgt, sondern von dem Speicher 104. Wie aus Figur 2 zu sehen, wird der Speicherdruck über eine Drossel 110 und das Regelventil 111A auf die Steuerleitung 109 und damit auf den Leitungsarm 109'des Pumpenreglers aufgebracht. Die Drossel 110 ist nicht unbedingt nötig und kann auch entfallen.
Analog zum ersten Ausführungsbeispiel wird ab einem bestimmten Speicherdruck das Regelventil 111 von der dargestellten Stellung 111A, die einen Druckaufbau in der Steuerleitung 109 gestattet, in die Entlastungsstellung 111B gebracht, in der die Steuerleitung 109 in den Tank 116 entlastet wird. Entsprechend bricht der Druck im Leitungsarm 109' zusammen und die Pumpe 101 schaltet auf Leerlaufförderung zurück. Sobald der Speicherdruck unter einen vorbestimmten Druck absinkt, schalten die Ventile wieder in die dargestellten Stellungen zurück und es kann sich aufgrund der Leerlaufförderung der Pumpe 101 wieder ein Druck in der Steuerleitung aufbauen, so daß die Pumpe 101 wieder auf volle Förderleisung hochgeschaltet wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird durch das Schaltventil 103 der Speicher 104 ab einem bestimmten Druck von der Pumpe 101 und dem Verbraucher getrennt, was den Vortei hat, daß kein Ladestrom fließt.
Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß der Pumpenregler mit dem Leitungsarm 209' nicht direkt über den Druck in der Steuerleitung 209 gesteuert wird, sondern mit dem Druck in der Steuerleitung 209 ein Zusatzventil gesteuert wird, das bei einem zusammenbrechen des Drucks in der Steuerleitung 209 den Druck im Leitungsarm 209' bzw. im Pumpenregler entlastet und so die Pumpe 201 auf Leerlaufförderung zurückschaltet. Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß kein Ladestrom fließt und des weiteren daß der Ausfall der LS-Leitung keinen Einfluß auf den bzw. die Speicher hat.
Das dargestellte Zusatzventil 217 weist eine gedrosselte offene Stellung 217A und eine Entlastungstellung 217C auf. Wird wie beim Ausführungsbeispiel 2 das Regelventil 211 aufgrund eines hohen Speicherdruckes in die Entlastungsstellung gebracht, so wird das Zusatzventil 217 von der Kraft der Feder 218 in die Entlastungsstellung 217C gebracht und der Leitungsarm 209' in einen Tank 219 entlastet. Die Pumpe 201 wird entsprechend auf Leerlaufförderung geschaltet.
Geht der Speicherdruck zurück, schaltet das Regelventil 211 wieder in die dargestellte offene Stellung 211A zurück und es kann sich in der Steuerleitung 209 wieder Druck aufbauen. Durch diesen Druckaufbau wird über den Kolben 220 das zusatzventil 217 gegen die Kraft der Feder 218 zunächst in die mittlere Stellung 217A verschoben, in der sich auch wieder Druck im Leitungsarm 209' aufbauen kann, wodurch die Pumpe wieder auf volle Förderleistung geschaltet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Speicher 204 über das Zusatzventil 217 abgesichert. Der Druck der Pumpe Ppumpe darf dabei höher sein und hängt vom Druck der Verbraucher PVerb ab.
Figur 4 beschreibt ein integriertes Ladeventil, bei dem das Schaltschema gemäß Figur 1 umgesetzt wurde. In dieses Ladeventil sind das Schaltventil und ein Teil der Steuerleitung mit Drosselstelle integriert.
Das Ladeventil weist ein äußeres Gehäuseteil 21 auf, das einen zentralen Einlaß 22 zum Anschluß der Pumpe aufweist. Von diesem Einlaß 22 führt über die Drosselstellen einer Drosselkette 26 ein äußerer Steuerkanal 24 am Umfang einer eingesetzten Hülse 23 zu dem dem Ausgang 25 entgegengesetzten Ende des Ladeventils. Der mit dem Steuerkanal 24 verbundene Ausgang 25 ist mit der Steuerleitung verbindbar und wird in der dargestellten Weise mit dem Regelventil 11 verbunden. Im vorderen Bereich des Steuerkanals sind vier Taschen als Drosselkette 26 vorgesehen, die eine Drosselstelle im Steuerkanal 24 ausbilden. Ein zweiter Kanal 27 führt zunächst durch die Mittelachse der Hülse 23 ggf. über ein Rückschlaventil und dann an deren inneren Umfang zwischen der Hülse 23 und einem Zylinderbauteil 28 entlang.
In dem Zylinderbauteil 28 ist ein Kolben 29 verschieblich gelagert, der von einer Feder 30 auf der Seite des Ausgangs 25 in Richtung der Einlaß 22 gedrängt wird. In der dargestellten Stellung befindet sich der Kolben 29 in seiner rechtsseitigen Endposition. In dieser Position wird das Fluid im Kanal 27 über Bohrungen 37 im Zylinderbauteil 28 zu Nuten 31 am Umfang des Kolbens 29 geleitet und über diese Nuten 31 zum Speicherausgang 32. Der Speicherausgang 32 ist einerseits mit dem Fluidspeicher (nicht dargestellt) und andererseits mit dem Regelventil 11 in der dargestellten Weise zur Steuerung des Regelventils 11 verbunden.
Die Nuten 31 erstrecken sich nicht über die ganze Länge des Kolbens 29, sondern nur über den in der Figur 4 dargestellten Bereich des Kolbens 29. Das heißt, in der dargestellten Endposition des Kolbens 29 reichen die Nuten 31 von dem radial einwärtsgerichteten Verbindungsabschnitt 37 des Kanals 27 gerade bis zum Speicherausgang 32, um in dieser Stellung des Kolbens 29 eine Verbindung des Kanals 27 mit dem Speicher 32 zu ermöglichen. Die Nuten 31 sind des weiteren über Bohrungen 33 und 34 mit einem Raum 35 am Kolbenboden des Kolben 29 verbunden. Das Gehäuseteil 21, die Hülse 23 und das Zylinderbauteil 28 sind mittels Dichtungen 36 gegeneinander abgedichtet.
Folgend wird die Funktionsweise des Ladeventils erläutert. Beim Laden des Speichers befindet sich der Kolben 29 in der gezeigten Stellung. Das Fluid strömt über den Einlaß 22 und den Kanal 27 weiter über die Nuten 31 des Kolbens 29 und den Speicherauslaß 32 zu dem Speicher bzw. zu dem Regelventil 11.
Gleichzeitig strömt das Fluid gedrosselt über die Drosselkette 26 und den Steuerkanal 24 zu dem Ausgang 25. Da sich das Regelventil 11 beim Ladevorgang in der gesperrten Stellung 11A befindet, ist in der Steuerleitung ein Druck vorhanden und die Pumpe fördert entsprechend. In der Stellung 11B begrenzt der Kolben den Druck. Steigt der Druck im Speicher an, so steigt auch der Druck in den Nuten 31 und damit in dem Raum 35 am Kolbenboden.
Der Speicherdruck ist während des Ladens kleiner als der Ladedruck Ls. Am "Ladeende" erreicht der Speicherdruck fast die gleiche Höhe wie der Ls-Druck. Da die Feder sehr stark ist, schließt der Kolben, wodurch die Ls-Leitung in den Tank 16 entlastet wird. Mittels der Feder wird Schaltsicherheit auch bei verschmutzten Öl gewährleistet. Der Kolben unterbindet das Laden des bzw. der Speicher, wenn der Druck PV steigt. Das Abschalten des Schaltventils 3 wird alleine über das Regelventil 11 gesteuert.
Auf diese Weise wird die bereits zu Figur 1 erläuterte Arbeitsweise realisiert. Wird nunmehr über das Regelventil 11 die Steuerleitung entlastet, fällt auch der Druck auf das hintere Kolbenende 38 weg und der Kolben 29 kehrt nicht sofort bereits bei einem geringfügigen Absinken des Speicherdrucks wieder in die dargestellte Stellung zurück, sondern verbleibt länger in der gesperrten Stellung, bis der Speicherdruck unter einen allein durch die Kraft der Feder 30 vorgegebenen Mindestdruck absinkt. Erst dann kehrt der Kolben 29 in die Durchgangsstellung zurück und gleichzeitig schaltet auch das Regelventil 11 wieder zurück, so daß sich in der Steuerleitung aufgrund der Leerlaufförderung der Pumpe wieder Druck aufbauen kann und die Pumpe wieder auf volle Leistung hoch geschaltet wird.

Claims (13)

  1. Ladeventilanordnung mit einem Schaltventil (3, 103, 203), das mit einer Pumpe (1, 101, 201) und einem Speicher (4, 104, 204) verbindbar ist und in einer ersten Stellung die Pumpe (1, 101, 201) mit dem Speicher(4, 104, 204) verbindet und in einer zweiten Stellung die Pumpe (1, 101, 201) von dem Speicher (4, 104, 204) trennt, wobei eine Trennung von Pumpe (1, 101, 201) und Speicher (4, 104, 204) ab einem bestimmten Speichergrenzdruck oder Ausgangsdruck des Bremssystems erfolgt und der Druck der Pumpe (1, 101, 201) und/oder der Druck des Speichers (4, 104, 204) an ein Regelventil (11, 111, 211) zur Regelung der Pumpe (1, 101, 201) anlegbar sind und ein angeschlossener Verbraucher vom Speicher (4, 104, 204) so trennbar ist, daß der Lastdruck des Verbrauchers nicht auf den Speicher (4, 104, 204) wirkt.
  2. Ladeventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (11, 111, 211) eine erste Stellung aufweist, in der der Speicher (4, 104, 204) mit einer Steuerleitung zur Steuerung der Pumpe (1, 101, 201) verbunden ist und eine zweite Stellung, in der die Steuerleitung in einen Tank (16, 116, 216) entlastet wird.
  3. Ladeventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1, 101, 201) mit einer Steuerleitung verbindbar ist und das Regelventil (11, 111, 211) eine erste Stellung aufweist, in der die Steuerleitung gesperrt ist und eine zweite Stellung, in der die Steuerleitung in einen Tank (16, 116, 216) entlastet wird.
  4. Ladeventilanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (11, 111, 211) eine Zwischenstellung aufweist, in der die Steuerleitung über eine Drosselstelle in den Tank (16, 116, 216) entlastet wird, und daß die Steuerleitung über eine Drosselstelle mit dem Speicher (4, 104, 204) oder der Pumpe (1, 101, 201) verbindbar ist.
  5. Ladeventilanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (11, 111, 211) mittels des Druckes in der Steuerleitung eingespannt ist, wobei die auf das Regelventil (11, 111, 211) in Entlastungsrichtung wirkende Fläche geringer ist als die entgegengesetzt wirkende Fläche.
  6. Ladeventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (11, 111, 211) über den Speicherdruck angesteuert wird, dem die Kraft einer Feder entgegenwirkt.
  7. Ladeventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (3, 103, 203) über den Speicherdruck angesteuert wird, dem die Kraft einer Feder entgegenwirkt, wobei die Feder das Schaltventil (3, 103, 203) in die erste Stellung drängt.
  8. Ladeventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (3, 103, 203) zusätzlich von dem Druck einer Steuerleitung angesteuert wird, der die Feder unterstützt.
  9. Ladeventilanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1, 101, 201) über den Druck in der Steuerleitung steuerbar ist, und daß über den Druck der Steuerleitung ein Zusatzventil gesteuert wird, das bei Absinken des Drucks in der Steuerleitung in eine Entlastungsstellung gebracht wird, in der die mit der Pumpe (1, 101, 201) zur Steuerung dieser verbundene Leitung entlastet wird.
  10. Ladeventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadruch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Anschluß für die Pumpe (1, 101, 201) und einen verschieblichen Kolben (29) aufweist, wobei das Fluid in einer ersten Stellung des Kolbens (29) vom Anschluß durch das Gehäuse über zumindest einen Kanal am Umfang des Kolbens (29) entlang zu einem Speicheranschluß strömen kann und in einer zweiten Stellung des Kolbens (29) die Verbindung vom Gehäuse zum Umfang des Kolbens (29) unterbrochen ist.
  11. Ladeventilanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (29) von einer Feder (30) in die erste Stellung belastet wird und mit einer Bohrung versehen ist, die den Kanal mit der der Feder (30) entgegengesetzten Stirnseite des Kolbens (29) verbindet.
  12. Ladeventilanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Steuerkanal aufweist, der den Anschluß für die Pumpe (1, 101, 201) mit dem Anschluß für die Stuerleitung verbindet.
  13. Ladeventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkanal mit einer Drosselstelle versehen ist, daß die Drosselstelle durch eine Drosselkette (26) ausgebildet wird und daß die Drosselkette (26) durch vier erweiterte Räume ausgebildet wird.
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