DE2108763A1 - Hydraulisch betatigbares Steuerventil, insbesondere fur Bremsenhilfsantnebe - Google Patents

Description

Hydraulisch betätigbares Steuerventil, insbesondere für Bremsenhilfsantriebe

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches System mit einem hydrau-

lisch betätigbaren Steuerventil, durch welches normalerweise die ;

i Druckmittelbetätigung eines AusgangsSteuerorgans, so eines Haupt-!

bremszylinders als Funktion manueller Betätigung eines Eingangs- j

Steuerkörpers, so eines Bremspedales steuerbar ist, und durch j welches die Strömung des Druckmittels in einem hydraulischen ; Steuerelement, so einer Antriebssteuerung aufrechterhalten wird, j

Bekannt sind hydraulisch wirkende Anlagen für auf hydraulischem ; Wege betätigbare Steuerventile mit einem Gehäuse, dessen Einlaß« und Auslaßöffnungen über eine Einlaß- und Auslaßverbindung an
eine hydraulische Druckmittelquelle und einen Hydraulikspeicher
angeschlossen sind, um den Arbeitsdruck an einer Arbeitsöffnung i zu steuern, welche mit einem druckmittelbetätigbaren Gerät in ;

Verbindung steht, wobei ο ine Strömung des hydraulischen Druckmittel- «ibex¹ «ine Aus Liftoff nun»;, des Hehäunt»?; und eine Verbindung ; in ';U.'.n ir· ,t f»ir; fia \ν,-Λν -in L ί α --.i.f. . ."i teufr ■ t .', in auf recihtf-ifhalten wird

10 9 8 ') 7/1127

~ ²

und das hydraulische Steuerorgan über eine Rückleitung an den Hydraulikspeicher angeschlossen ist, unter Verwendung eines bewegbaren Spindelkörpers im hydraulischen Steuerventil, welcher bei Betätigung durch einen, gegen diesen vorgespannten Eingangssteuerungkörper sich aus einer ersten Anschlagposition, in welcher zwei normale Druckmittelverbindungen, die erste zwischen einer Ablaßöffnung und der Arbeitsöffnung, und die zweite zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung bestehen, in eine zweite Anschlagposition bewegbar ist, um die erste Druckmittelverbindung zu beenden und um anschließend die Einlaßöffnung mit der Arbeitsöffnung zu verbinden und gleichzeitig die zweite Druckmittelverbindung einzuschnüren.

Im hydraulisch wirkenden System dieser als bekannt anzusehenden ' Art kann die Einschnürung bzw. Begrenzung der Druckmittelströmung ! in der zweiten Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen

mit Fehlern behaftet sein, wenn der bewegbare Spindelkörper aus seiner ersten Position verlagert wird. Da hydraulische Steuerungsorgane, wie Servosteuerungen einen im wesentlichen konstanten Druckmittelvorrat benötigen, muß das hydraulische System so ausgebildet sein, daß in jeder Lage des bewegbaren Spindelkörpers

j des Steuerventiles ein ausreichender Druckmittelstrom in der

j hydraulischen Hilfs- oder Servosteuerung vorhanden ist. In hy-

draulischen Systemen dieser Art, iat das hydraulische Steuerventil mit einer druckmittelbetätigbaren Vorrichtung versehen, um den bewegbaren Spindelkörper in seine erste Position zurückzuführen, wenn der das Ausgangs-Steuerorgan betätigende Druck des hydraulischen Mediums einen vorbestimmten Wert erreicht hat;

-j-

1 0 ¹J H ; 7 / 1 j / 7

dabei wird die Druckmittelzufuhr zum hydraulischen Steuerungsorgan verbessert. Indess.en kann bei Betätigung des Ausgangs-Druckgeräts die zweite Druckmittelverbindung momentan geschlossen werden.

Um diese Nachteile zu beseitigen und um das hydraulische System zu vereinfachen, wurde dieses erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß das hydraulische System einen konstanten Querschnitt aufweisen den Kanal besitzt, welcher zwischen der hydraulischen Druckmittelquelle und dem hydraulischen Steuerorgan eine begrenzte Durch- | trittsflache aufweist, 'um eine Minimalströmung im Steuerorgan aufrechtzuerhalten, wenn der bewegbare Spindelkörper des Steuerventils aus seiner ersten Anschlagposition betätigt wird.

Mit Hilfe einer derartigen Ausgestaltung des hydraulischen System! gewährleistet der konstanten Querschnitt aufweisende Kanal eine minimale Druckmittelströmung im hydraulischen Steuerorgan.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. ' "

Fig. 1 ist eine Teil-Längsschnittansicht eines hydraulischen Systiia» nach der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines hydraulisch betätigbaren Steuerventils, dessen Spindelkörper in seiner ersten Anschlagposition dargestellt ist;

Fig. 2 ist eine Teil-Längsschnittansicht des in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Steuerventils, dessen Spindelkörper sich in seiner zweiten Anschlagposition befindet;

-U-

109837/1127

Fig. 3 ist eine Schnittansicht des hydraulischen Steuerventils von Linie 3-3 in Fig. 2; und

Fig. k ist eine Teil-Längsschnittansicht eines weiteren, hydraulisch betätigbaren Steuerventils in einem hydraulischen System nach der vorliegenden Erfindung.

Das in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellte, hydraulische System besteht aus einem druckmittelbetätigten Gerät, so dem hydraulischen Hilfs- oder Servoantrieb Io für einen Hauptbremszylinder (nicht dargestellt), welcher an einem Fahrzeug zwischen einer Antriebs-Steuerpumpe 2o und einer Antriebs-Steuerübersetzung 22 vorgesehen ist. Der hydraulische Hilfs- bzw. Servoantrieb Io ist mit einem Gehäuse 12 versehen, welches das Gehäuse eines hydraulischen Steuerventils darstellt. Das Gehäuse weist eine Einlaß-Öffnung^ eine Auslaßöffnung 16 und eine Rückführungs- oder Ablaßöffnung 18 auf. Die Einlaßöffnung IU steht über eine Leitung 15 mit einer hydraulischen Druckquelle in Verbindung, so mit der Hochdruckseite der Antriebs-Steuerungspumpe 2o, während die Auslaßöffnung mit Hilfe der Leitung 17 an ein hydraulisches Steuerungsgerät angeschlossen ist, so mit der Antriebs-Steuerungsübersetzung 22. Die Ablaßöffnung steht über eine Leitung 19 mit einem hydraulischen Speicher in Verbindung, so mit der Niederdruckseite der Antriebssteuerungspumpe 2o; die gleiche Verbindung besteht über die Leitung 21 mit der Auslaßöffnung der Antriebs-Steuerungsübersetzung 22.

Ein bewegbarer Spindelkörper 2k ist innerhalb einer Bohrung 26 des Gehäuses verschiebbar und steuert die Druckmittelverbindung

109837/1127

zwischen den Öffnungen 14, 16 und 18. Der Spindelkörper 24 weist einen stufenweise abgesetzten Abschnitt auf, welcher einen im Durchmesser größeren Teil 28 und einen im Durchmesser kleineren Teil 32 bildet. Der Teil 28 ist mit einer schmalen Vertiefung 3o ausgestattet. Die Teile 28 und 32 des Spindelkörpers wirken mit im Durchmesser größeren und kleineren Teilen 34 und 36 der Bohrung 6 zusammen» um die Strömung des Druckmittels durch den Servoantrieb Io zu steuern. Die Ablaßöffnung 18 steht mit einer Nut 37 des Spindelkörpers 24 in Verbindung. Der Spindelkörper 24 ist '

aus einer ersten Lage innerhalb des Gehäuses in eine zweite Lage j i bewegbar; die erste Position wird durch Anlage eines Endes 38 ' des Spindelkörpers an einem Anschlag 4o gemäß Fig. 1 der Zeichnungen bestimmt» während die zweite Position durch die Anlage I des anderen Endes 42 des Spindelkörpers an einem Anschlag 44 des : gegenüberliegenden Endes der Bohrung gemäß Fig. 2 der Zeichnungen , bestimmt wird. Ein elastischer Körper 46 spannt den Spindelkörper 24 in Richtung der ersten Position. \

Der Spindelkörper 24 ist weiterhin mit mehreren am Umfang im Ab- ι stand zueinander befindlichen, radial sich erstreckenden Kanälen 48 ausgestattet, welche mit einer Nut 5o in der Wand der Bohrung in Verbindung stehen und somit die Verbindung zu einer in Längsrichtung sich erstreckenden Arbeitsöffnung 52 im Spindelkörper 24 herstellen. Die Arbeitsöffnung 52 endet in einer (nicht dargestellten) Öffnung am Ende 38 des Spindelkörpers, so daß die Arbeitsöffnung 52 mit einer Antriebskammer 54 innerhalb des Gehäuses 12

I in Verbindung steht. i

1098*17/ 1 127

Ein Kolben 56 ist in einer in Längsrichtung sich erstreckenden Bohrung 58 des Gehäuses 12 verschiebbar, wobei ein Ende des Kolbens 56 in seiner Schiebebewegung in der Antriebskammer 54 geführt ist. Die Bewegung des Kolbens 56 wird über eine Schiebestange 59 auf einen gewöhnlichen Hauptbremszylinder (nicht dar- '-. gestellt) übertragen. Dieser ist in Sicht von Fig. 1 der Zeichnungen an der linken Seite des Gehäuses 12 angeordnet. Wenn die j Schiebestange 59 gemäß Fig. 1 der Zeichnungen nach links gedrückt wird, wird innerhalb des Hauptbremszylinders in normaler Weise ein Druck erzeugt. Eine Rückführungsfeder 6o drückt den Kolben 56 nach rechts, wenn die Bremsen freigegeben bzw. entspannt sind.

Die Betätigung der Fahrzeugbremsen wird durch Bewegung eines Eingangs-Steuerungskörpers eingeleitet, so mit Hilfe einer durch den Fahrer bzw. Bedienungsmann betätigbaren Schiebestange 62, welche sich vom Gehäuse 12 in das Fahrerabteil erstreckt und ' welche an einem gewöhnlichen Bremspedal befestigt ist. Eine am j Kolben 56 angebrachte Strebe 66 weist ein Paar von Schenkeln 7o auf, welche sich im wesentlichen parallel zu den Armen des Schenkels erstrecken. Ein Ende eines Paars von Hebeln 68 (von welchen nur einer dargestellt ist) ist verschwenkbar jeweils an '■ einem der Schenkel 7o der Strebe 66 angelenkt, währendüie anderen Enden der Hebel 68 verschwenkbar am Spindelkörper 24 angreifen. Ein U-förmiges Element 72 ist verschiebbar an der Schiebestange 62 angeordnet. Die Hebel 68 sind an der durch Bezugs-

numroer 7H bezeichneten Stelle verschwenkbar an den entsprechenden Schenkeln des U-förmigen Körpers 72 angelenkt. Wenn der Servoantrieb Io in normaler Weise wirkt, dann hält eine Feder 76 das

— 7 —

10983 7/1127

U-förmige Element 72 in Anlage an einer Mutter 78 auf der Schiebej stange 62, um zu gewährleisten, daß die Bewegung der Schiebestange über die Hebel 68 auf den Spindelkörper 24 übertragen wird Sollte jedoch eine Fehlfunktion verhindern, daß Druckmittel in dem die Antriebskammer 54 eingeleitet wird, wenn die durch den Fahrer ausgeübte Kraft an der Schiebestange 62 die durch die Feder ausgeübte Kraft übersteigt, dann bewegt sich die Schiebestange 62 relativ zum Element 72, wodurch die Feder 76 zusammengedrückt wird. Die Schiebestange kommt in Anlage mit dem Kolben 56, um in manueller Wei^se die Fahrzeugbremsen anzulegen bzw. zu betätigen.

Wenn die Bremseides Fahrzeugs freigegeben sind, dann befindet sich der Spindelkörper 2«* in der in Fig. 1 dargestellten Lage. In dieser Position wird das Druckmittel in der Antriebskammer über die Arbeitsöffnung 52, die Kanäle 48 und die Nuten 5o und

die
37 in/Ablaßöffnung 18 abgeführt. Die Strömung des Druckmittels durch die Einlaßöffnung 14 wird im wesentlichen ohne Behinderung zur Auslaßöffnung 16 überführt.

Wenn der Fahrer die Bremsen anlegt, dann wird die Schiebestange 62 gemäß Fig. 1 der Zeichnungen nach links gedrückt. Die Bewegung der Schiebestange 62 wird mit Hilfe der Strebe 66 auf den Kolben 56 übertragen. Gleichzeitig wird die Bewegung der Schiebestange über die Hebel 68 auf den Spindelkörper 24 übertragen, um diesen gemäß Fign. 1 und 2 nach links gerichtet in die aus Fig. 2 ersichtliche Position zu bewegen. Wenn der Spindelkörper 24 verschoben ist, dann wirkt er mit der Wand der Bohrung 26 zusammen, um die Druckmittelverbindung zwischen den Nuten 5o und 37 zu

109837/1127

unterbinden. Der Spindelkörper sperrt infolgedessen die Ablaßöffnung 18 gegenüber dem in der Antriebskammer 54 befindlichen Druckmittel ab. Gleichzeitig wird der eine Mittelgröße aufweisende. Teil des Spindelkörpers 24 im einen geringeren Druchmesser auf- : weisenden Teil 36 der Bohrung 2 6 aufgenommen. Da der Durchmesser ' des Teils 3o geringer ist als der Teil 36 der Bohrung, wird zwischen der Einlaßöffnung 14 und der Auslaßöffnung 16 ein Kanal 8o konstanten Querschnittes gebildet. Wie sich aus Fig. 3 der Zeichnungen ergibt kann sich der Teil 3o mittleren Durchmessers nur um einen bestimmten Teil des Umfanges erstrecken, so daß die Querschnittsfläche des Kanals 8o begrenzt ist. Die Querschnittsfläche dieses Kanals wird genau bestimmt, um ein ausreichendes Strömungsvolumen zu?Betätigung der Antriebs-Steuerungs-

22
übersetzung/zu bemessen.

Da die Strömung durch den Kanal 8ο begrenzt ist, steigt der Druck innerhalb der Einlaßöffnung 14 an, wobei ein Anteil der Druckmittelströmung in die Nut 5o gedrückt wird. Von dort besteht über ! den Kanal 48 und die Arbeitsöffnung 42 eine Verbindung mit der Antriebskammer 54. Das Druckmittel innerhalb der Antriebskammer 54 wirkt auf der Seite des Kolbens 56, um diesen gemäß Fig. 1 der Zeichnungen nach links zu verschieben. Dies stellt eine hydraulische Hilfefür den Fahrer des Fahrzeuges dar, wenn die Bremsen angelegt werden. Wenn der Fahrer die Bremsen entlastet bzw. freigibt, dann drückt der elastische Körper 4 6 den Spindelkörper 24 nach rechts gemäß Fig. 1 der Zeichnungen. Wenn die Bremsen entlstet sind, drücken die Federn 46 und 6o den Spindelkörper 24 und den Kolben 5 6 in die in der Zeichnung dargestellte Lage.

- 9 1098 3 7/1127

Bei der in Fig. 4 der Zeichnungen dargestellten weiteren Aisführung$- form der vorliegenden Erfindung weisen entsprechende Bauteile
gleiche Bezugsnummern auf. Gemäß Fig. 4 ist ein Kanal 82 im Gehäuse 12 vorgesehen, um die Einlaßöffnung 14 mit der Auslaßöffnung! 16 zu verbinden. Der Spindelkörper 24 ist lediglich mit den Teilen, 28 und 32 größeren und kleineren Durchmessers versehen. Wenn der ' Spindelkörper 24- gemäß Fig. 1 der Zeichnungen nach links gedrückt ι

wird, kommt der im Durchmesser größere Teil 32 des Spindelkörpers j

j verschiebbar mit dem im Durchmesser kleineren Teil 36 der Bohrung

26 in Anlage, so daß die Druckmittelverbindung zwischen Einlaß- I öffnung 14 und Auslaßöffnung 16 unterbunden ist. Der sich in der
Einlaßöffnung 14 dadurch bildende Druckanstieg leitet einen Teil

der Druckmittelströmung über den Kanal 82 in Richtung der Auslaß-

öffnung 16. Der Durchmesser des Kanals wird genauestens bestimmt,

so daß nur ein Teil der in den Einlaß gelangenden Strömung zum ■

Auslaß geleitet wird, während verbleibendes Druckmittel mit Hilfe ' des Spindelkörpers 24 in die Antriebskammer 54 geführt wird. Ein

konstanter Vorrat an Druckmittel an der Antriebs-Steuerungsüber- \

Setzung 2 2 ist infolgedessen gewährleistet. * \

10 )h >// i 1 2 7

Claims (5)

1. j The Bendix Corporation

   Executive Offices
   Bendix Center

   Southfield, Michigan 482o2/USA 24. Februar 1971

   Anwaltsakte M-1499

   Patentansprüche

   ydraulisch betätigbares Steuerventil mit einem Gehäuse, dessen Einlaß- und Auslaßöffnungen über eine Einlaß- und Auslaßverbindung an eine hydraulische Druckmittelquelle und einen Hydraulikspeicher angeschlossen sind, um den Arbeitsdruck

   mit an einer Arbeitsöffnung zu steuern, welche/einem druckmittel- , betätigbaren Gerät in Verbindung steht, wobei eine Strömung des hydraulischen Druckmittels über eine Auslaßöffnung des Gehäuses und eine Verbindung in wenigstens ein hydraulisches Steuerorgan aufrechterhalten wird und das hydraulische Steuer-; organ über eine Rückleitung an den Hydraulikspeicher ange- j schlossen ist, unter Verwendung eines bewegbaren Spindelkörpers im hydraulischen Steuerventil, welcher bei Betätigung ' durch einen, gegen diesen vorgespannten EingangsSteuerungskörper sich aus einer ersten Anschlagposition, in welcher zwei normale Druckmittelverbindungen, die erste zwischen einer Ablaßöffnung und der Arbeitsöffnung, und die zweite zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung bestehen, in eine zweite ArischLagpoaitixn bewegbar ist, um die erste Druckmittclverbin-

   10^837/1127

   dung zu beenden und um anschließend die Einlaßöffnung mit der i

   Arbeitsöffnung zu verbinden und gleichzeitig die zweite Druck- i mitteIverbindung einzuschnüren, dadurch gekennzeichnet, daß j das hydraulische System einen konstanten Querschnitt aufweisen-j den Kanal (80) besitzt, welcher zwischen der hydraulischen ; Druckmittelquelle und dem hydraulischen Steuerorgan eine
   begrenzte Durchtrittsflache aufweist, um eine Minimalströmung
   im Steuerorgan aufrechtzuerhalten, wenn der bewegbare Spindel-j körper (24) des Steuerventils aus seiner ersten Anschlagposition betätigt wird. '

   ^v - i
2. 2. Hydraulisch betätigbares Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch \ gekennzeichnet, daß der beschränkten Querschnitt aufweisende
   Kanal zwischen den Eingangs- und Ausgangsverbindungen (15-17)
   angeordnet ist.
3. 3. Hydraulisch betätigbares Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beschränkten Querschnitt besitzende

   Bereich (82) im Gehäuse des hydraulischen Steuerventils
   zwischen Einlaß- und Auslaßöffnung angeordnet ist.
4. 4. Hydraulisch betätigbares Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch¹ gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) eine die Einlaß- und

   Auslaßöffnungen verbindende Bohrung (26) aufweist, innerhalb I

   Welcher der bewegbare Spindelkörper (24) verschiebbar äst,
   wobei eine Nut (32) in der Wand des Spindelkörpers einen Teil (32) von kleinerem Radius und einen Teil (28) von größerem
   Radius erzeugt, daß die Nut mit der Einlaßöffnung (14) zusammeii-

   - ³ - j

   10 9837/1127

   .21'0876'Gf - * -11

   wirkt, so daß eine Druckmittelverbindung zwischen Einlaß- und Auslaßöffnung durch die Durchtrittsöffnung gebildet ist, welche zwischen den einander gegenüberliegenden Teilen (34-32) der Wände der Bohrung und des Spindelkörpers besteht, daß die Durchtrittsöffnung durch Wirkung des im Durchmesser größeren Teils (28) der Wand des Spindelkörpers mit dem Teil (34) der Bohrungswand einschnürbar ist, wenn der Spindelkörper in eine zweite Anschlagposition bewegt wird, wobei sich der Teil (34) der Bohrungswand nahe der Auslaßöffnung befindet, und daß in wenigstens einem der einander gegenüberlxegenden Teile eine flache Vertiefung (3o) vorgesehen ist, welche den konstanten Querschnitt aufweisenden Kanal von begrenzter Durchtrittsöffnung bildet.
5. 5. Hydraulisch betätigbares Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Vertiefung aus einer stufenweise abgesetzten Nut (3o, 32) im größeren Durchmesser aufweisenden Teil des Spindelkörpers besteht, und daß sie mit dem Teil der Bohrungswand nahe der Auslaßöffnung zusammenwirkt, wenn der Spindelkörper in seine zweite Position bewegt wird.

   10 9 8 3 7/1127