DE2206001A1 - Druckschaltventil - Google Patents

Description

R. 684
18.1.72 Wd/Sm

Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilf sanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Druckschaltventil

Die Erfindung betrifft ein Druckschaltventil mit einem entgegen Federkraft verschiebbaren Steuerschieber, der eine Verbindung von einer Pumpe zu einem Druckspeicher solange herstellt, bis ein durch die Federkraft bestimmter Druck im Druckspeicher erreicht ist, vorauf die Verbindung zum Druckspeicher unterbrochen v/ird und eine Verbindung von der Pumpe zu einein drucklosen Behälter solange hergestellt wird, bis der Druck im Druckspeicher auf einen unteren Wert gefallen ist.

Ein derartiges, bekanntes Ventil besteht in wesentlichen aus einem vom Druck im Druckspeicher beaufschlagten Hilfsventil, das ein Hauptventil steuert. Dieses dient zur Entlastung der Pumpe, wenn der Druckspeicher seinen Fülldruck erreicht hat (US-PS 2 807 274). Die Pumpe lädt den Druckspeicher wieder auf, wenn in diesem der Druck auf einen bestimmten 'Wert ge-

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fallen ist. Dieser Druckbereich, die sogenannte Schaltspanne, wird beim bekannten Ventil durch ein zusätzliches Drosselventil erreicht. Für ein derartiges Ventil sind also mehrere Hilfsventile notwendig, wodurch es kompliziert und störanfällig wird.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Druckschaltventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das keinerlei Hilfsventile .benötigt und dadurch sehr einfach und billig baut.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Federkraft durch die Kombination einer Tellerfeder und einer Schraubenfeder erzeugt wird, und daß die Tellerfeder als durchschnappende, an ihrem Außenrand fest gehaltene Feder ausgebildet ist.

Besonders zweckmäßig ist es, den Steuerschieber in einer Bohrung des Steuerzapfens einer Radialkolbenpumpe zu führen. Hierdurch ergibt sich eine sehr kompakte Baueinheit für eine Pumpe mit zugehörigem Druckschaltventil.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Druckschaltventil; Fig, 2 einen Teilschnitt längs II der Fig. 1; Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Kombination des

Druckschaltventils mit einer Radialkolbenpumpe; Fig. 4 ein Diagramm.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Ventilgehäuse bezeichnet, das einen Ringraum 2 hat, der durch einen eine mittige Auswölbung 4 aufweisenden Deckel 3 verschlossen ist. In den Ringraum 2 mündet eine Bohrung 5» in der ein Steuerschieber 6 dicht gleitend ge-

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führt ist. Die Bohrung 5 erweitert sich am Ende des Ventilgehäuses zu einer Auslaßbohrung 7» an welche eine nicht dargestellte Verbraucherleitung angeschlossen ist.

In die Bohrung 5 mündet eine Bohrung 8, die in eine Auslaßbohrung 9 übergeht, welche über eine Leitung 10 Verbindung mit einem Druckmittelbehälter 11 hat. Quer zur Bohrung 5 verläuft im Ventilgehäuse eine Bohrung 12, die sich zu einer Einlaßbohrung 13 erweitert, welche über eine Leitung 14 mit einer Pumpe 15 verbunden ist. Von der Bohrung 12 gehen zwei Bohrungen 16,17 aus, welche die Bohrung 5 teilweise schneiden. Die Durchdringungen der Bohrungen 16,17 mit der Bohrung 5 liegen in geringem Abstand zur Mündungsstelle der Bohrung 8 in die Bohrung 5· Die beiden Bohrungen 16,17 münden in eine Bohrung 18, die sich zu einer. Auslaßbohrung 19 erweitert, welche über eine Leitung 20 mit einem Druckspeicher 21 verbunden ist. Von der Auslaßbohrung 19 führt eine. Bohrung 22 zur Auslaßbohrung 7· In der Bohrung 18 ist ein Rückschlagventil 23 angeordnet, das aus einem Sitzteil 24 und einem kugelförmigen Ventilkörper 25 besteht. Das Sitzteil wird durch ein Schraubteil 26 mit mittiger Bohrung festgehalten. Der Hub des kugelförmigen Ventilkorpers wird durch einen Stift 27 begrenzt. Das Rückschlagventil vermag sich in Richtung zur Auslaßbohrung 19 hin zu öffnen.

Der Steuerschieber 6 hat eine längliche Ringnut 28, welche in Ruhestellung des Ventils die Bohrungen 8 und 16,17 nicht miteinander verbindet. Ein Endteil des Steuerschiebers ragt in den Ringraum 2 und hat dort einen Bund 29, an dem sich eine Scheibe 30 abstützt. Am Außenumfang der Scheibe 30 ist eine Schulter 31 ausgebildet, an welcher sich eine Tellerfeder 32 abstützt. Der äußere Rand der Tellerfeder wird vom Deckel 3 und einer Gehäuseschulter 33 fixiert. An den Bund 29 des

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Steuerschiebers schließt sich ein Zapfen 34 an, an dem sich ein Federteller 35 abstützt. Am Federteller 34- ruht das eine Ende einer Schraubenfeder 36, deren anderes Ende sich an der Auswölbung 4 des Deckels 3 abstützt. Der Deckel 3 ist mit Hilfe eines Sprengrings 37 in seiner Lage festgehalten.

Fördert die Pumpe 15 Druckmittel über die Leitung 14 in die Einlaßbohrung 13 und befindet sich der Steuerschieber 6 in seiner in der Fig. 1 dargestellten Neutralstellung, so gelangt das Druckmittel über die Bohrung 12 in die Bohrungen 16,17, von dort in die Bohrung 18 und das sich nun öffnende Rückschlagventil 23 und die Auslaßbohrung 19 in den Druckspeicher 21. Der Druck im Druckspeicher pflanzt sich über die Bohrung 22 auch zur Auslaßbohrung 7 fort und wirkt somit beim Verbraucher und auch auf die freie Stirnseite des Steuerschiebers 6. Bei zunehmendem Druck verschiebt sich der Steuerschieber 6 allmählich nach rechts entgegen der Kraft der Federn 33»36. Ist nun im Druckspeicher und im Verbraucherkreis ein bestimmter Höchstdruck erreicht, dann schnappt die Tellerfeder durch, d. h. .sie wird schlagartig über ihre gestreckte Lage hinaus nach der anderen Richtung hin durchgebogen. Im selben Augenblick' stellt die Ringnut 28 am Steuerschieber Verbindung her zwischen der Bohrung 12 über die Bohrung 16,17 zur Bohrung 8 und damit zur Leitung 10 und zum Behälter 11. Das hat zur Folge, daß das von der Pumpe weiterhin geförderte Druckmittel nun drucklos zum Druckmittelbehälter 11 gefördert wird, d. h. die Pumpe ist entlastet. Aus dem Druckspeicher 21 kann kein Druckmittel zur Auslaßbohrung 9 entweichen, da das Rückschlagventil durch den im Druckspeicher herrschenden Druck geschlossen ist. Es besteht aber weiterhin Verbindung vom Druckspeicher über die Leitung 22 zum Verbraucher, der nun also völlig vom Druckspeicher her mit Druckmittel versorgt wird.

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Ist der Druck im Verbraucherkreis auf einen bestimmten Wert gefallen, so drücken die beiden Federn 32,36 den Steuerschieber schlagartig wieder nach links, worauf seine Ringnut 28 die Verbindung von der Bohrung 12 zur Bohrung 8 unterbricht. Nunmehr tritt wieder der vorherige Zustand ein, in dem die Pumpe Druckmittel zum Druckspeicher fördert.

Das Diagramm nach der Fig. 4- zeigt die Charakteristik der beiden Federn 32 und 36. Auf der Abszisse ist der Federweg aufgetragen, auf der Ordinate der Förderdruck bzxtf. die Kraft der Federn. Die Kennlinie a der Schraubenfeder ist eine

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Gerade, die schräg ansteigt, d. h./Federkraft ist proportional dem Federweg. Die Kennlinie b der Tellerfeder hat zu Beginn auch etwa eine proportionale Charakteristik, jedoch ist der Anstieg der Federkraft bezüglich des Federwegs wesentlich größer als der der Schraubenfeder 36. Nach einem gewissen Federweg erreicht die Kennlinie einen größten Wert und fällt dann ziemlich rasch auf einen unteren Wert ab, wobei der Federweg weiterhin zunimmt. Es entsteht dadurch eine Kurve mit einem Hochpunkt und einem Tiefpunkt. Nach Erreichen des Tiefpunktes steigt die Federkennlinie wieder etwas an. Die Kurve c stellt die Addition der beiden Kennlinien a und b dar. Hoch- und Tiefpunkt sind mit d und e bezeichnet.

Die Kurve c wird von zwei parallel zur Abszisse verlaufenden Linien f und g geschnitten bzw« tangiert, welche den beiden Schaltdrücken entsprechen, z, B» oberer Schaltdruck 208 bar, unterer Schaltdruck 185 bar. Der Umschaltpunkt h liegt zwischen den Punkten d und e. Der Unterschied zwischen d und e wird als Schaltspanne bezeichnet. Die beiden Federn haben in eingebautem Zustand eine bestimmte Vorspannung; ihre Federwege sind begrenzt. Hat der Druck den Wert 185 bar erreicht (Linie f), so wird der Steuerschieber allmählich entgegen der Kraft der Federn ver-

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schoben. Kurz nach Erreichen des oberen Druckwerts d schnappt die Tellerfeder durch, worauf der Steuerschieber Verbindung von der Pumpe zum Behälter herstellt. Er bewegt sich dabei bis zu einem Endanschlag (Anlage der Scheibe 30 am Deckel 3). Bei fallendem Druck wird nun der Steuerschieber von den Federn wieder nach links verschoben, bis die Tellerfeder wieder nach der anderen Seite durchschnappt.

Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 ist das Druckschaltventil mit einer Radialkolbenpumpe kombiniert. Dadurch· ergibt sich eine sehr kompakte Bauweise.

Das Gehäuse der Pumpe ist mit 40 bezeichnet. Es ist einerseits von einem Deckel 41 verschlossen, andererseits von einem Deckel 42, der ähnlich ausgebildet ist wie der Deckel 3 des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 1. Zwischen dem Deckel 41 und dem Gehäuse 40 ist ein zylindrischer Hohlraum 43 gebildet, in dem der Rotor 44 der Radialkolbenpumpe liegt. Her Rotor 44 ist von einer im Deckel 41 gelagerten Triebwelle 45 angetrieben. Im Rotor sind mehrere Radialbohrungen 46 ausgebildet, in denen Kolben 47 geführt sind, deren aus den Radialbohrungen herausragende Kolbenböden an einem Ring 48 gleiten. Auf die Bauart der Pumpa sei nicht weiter eingegangen, da sie bekannt ist. Der Rotor 44 rotiert auf einem Steuerzapfen 49, der eine mittige Bohrung 50 hat, die über einen Kanal 51 und eine Bohrung 52 mit einem Behälter 53 verbunden sind. Dieser Kanal und die Bohrungen führen zur Saugseite der Pumpe. In der Bohrung 50 ist dicht und fest ein Yerschlußstopfen 5O¹ angeordnet, der die Bohrung 50 von einer ebenfalls im Steuerzapfen verlaufenden Bohrung 54 trennt. In dieser Bohrung ist der Steuerschieber 6 dicht gleitend geführt. Er ist genauso ausgebildet, wie im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1. Dasselbe gilt für die Anordnung der Federn 32 und 36.

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Vom Kanal 51 führt eine Schrägbohrung 55 an die Ringnut 28 des Steuerschiebers. Von einem zwischen dem Stopfen 50' und dem Steuerschieber 6 gebildeten Raum 56 führt ein Kanal 57 zu einer im Gehäuse 40 ausgebildeten Bohrung 58, die über eine Leitung 59 Anschluß zum Druckspeicher 21 hat. In der Bohrung ist wiederum ein Rückschlagventil 60 angeordnet. Von der Bohrung 58 verläuft eine Bohrung 61 in den Steuerzapfen 49, welche wie im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 (Bohrungen 16,17) die Bohrung 54· des Steuerschiebers anschneidet. Von der Bohrung 61 verläuft im Steuerzapfen eine Bohrung 62 zur Druckseite der Pumpe. Außerdem führt von der Bohrung 57 eine Bohrung 63 zu einer Auslaßbohrung 64, an welche der Verbraucher angeschlossen ist.

Die Funktion des Druckregelventils ist wiederum genau dieselbe wie oben beschrieben. Befindet sich der Steuerschieber 6 in Neutralstellung, so wird das von der Pumpe in die Bohrung 62 geförderte Druckmittel einerseits über den Kanal 57«die Bohrung 58 und die Leitung 54 dem Druckspeicher zugeleitet, andererseits über die Bohrung 63 und die Auslaßbohrung 64 zum Verbraucher. Die Verbindung von der Bohrung 61 zur Bohrung ist unterbrochen. Im Raum 56 herrscht ebenfalls der Förderdruck der Pumpe und wirkt auf den Steuerschieber. Ist der obere Schaltpunkt erreicht, dann wird der Steuerschieber so weit entgegen der Kraft der Federn 32,36 nach links verschoben, daß Verbindung hergestellt wird zwischen der Bohrung 61 über die Ringnut 28 am Steuerschieber zur Bohrung 55· Das von der Pumpe nunmehr geförderte Druckmittel fließt über die Bohrungen 62 und 61, die Schrägbohrung 55, den Kanal 51 und die Bohrung 52 zum Behälter 53·

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Claims (4)

1. Robert Bosch GmbH R. 684

   Ansprüche

   11.)DruckschaItventil mit einem entgegen Federkraft verschiebbaren Steuerschieber, der eine Verbindung von einer Pumpe zu einem Druckspeicher solange herstellt, bis ein durch die Federkraft bestimmter Druck im Druckspeicher erreicht ist, worauf die Verbindung zum Druckspeicher unterbrochen wird und eine Verbindung von der Pumpe zu einem drucklosen Behälter solange hergestellt wird, bis der Druck im Druckspeicher auf einen unteren Wert gefallen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft durch die Kombination einer Tellerfeder (32) und einer Schraubenfeder (36) erzeugt wird, und daß die Tellerfeder als durchschnappende, an ihrem Außenrand festgehaltene Feder ausgebildet ist.
2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder mittelbar über eine Scheibe (30) am Steuerschieber (6) angreift.
3. 3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Federn in der Endlage, in der die Verbindung von der Pumpe (15) zum Druckspeicher (21) hergestellt ist, vorgespannt sind.
4. 4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (6) in einer Bohrung (54) des Steuer-

   . Zapfens (49) einer Radialkolbenpumpe geführt ist, und daß das Druckschaltventil baulich mit der Radialkolbenpumpe vereinigt ist. /

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