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Speicherladeventil für zwei Arbeitskreise
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Die Erfindung betrifft ein Speicherladeventil für zwei Arbeitskreise,
insbesondere einen Bremskreis mit Druckspeicher und eine Niveauregelung, mit einem
Ventilgehäuse, das einen mit einer Druckversorgungsquelle verbindbaren Druckanschluß
und einen mit dem einen Arbeitskreis, insbesondere der Niveauregelung, verbindbaren
Verbraucheranschluß sowie einen mit dem Druckspeicher verbindbaren Anschluß aufweist,
ferner mit einem vom Druck der Druckversorgungsquelle beaufschlagbaren, im Ventilgehäuse
von einer ersten in eine zweite Schaltstellung verschiebbaren Schaltkolben und mit
einem Ventil in einer Verbindung des Druckanschlusses mit dem Verbraucheranschluß.
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Ein derartiges Speicherladeventil ist aus der DE-OS 26 25 555 bekannt.
Bei diesem Speicherladeventil münden der Verbraucheranschluß, der Druckanschluß,
ein Rücklaufanschluß sowie der Speicheranschluß in eine Ventilkammer, wobei der
Druckanschluß und der Rücklaufanschluß sich diametral gegenüberliegend einmünden
und der Speicheranschluß und der Verbraucheranschluß
sich ebenfalls
diametral gegenüberliegend, rechtwinklig zu Druck- und Rücklaufanschluß in die Ventilkammer
einmünden.
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Die Mündungen des Druckanschlusses und des Rücklaufanschlusses sind
als Ventilsitze ausgebildet und durch ein Schließglied, das durch eine in der Ventilkammer
mit Spiel angeordnete Kugel gebildet ist, verschließbar. Durch den Rücklaufanschluß
ragt ein Stößel des Schaltkolbens. Der Schaltkolben, der in einer zylindrischen
Bohrung verschiebbar geführt ist, ragt mit dem dem Stößel entgegengesetzten Ende
in eine Druckkammer, während er mit dem stößelseitigen Ende in eine Federkammer
ragt und von einer in dieser Federkammer abgestützten Feder in die Druckkammer gedrückt
wird. Der Rücklaufanschluß führt von der Ventilkammer zu der Federkammer, von der
eine Verbindung zu einem nicht dargestellten Behälter führt.
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Ist der Druck in der Druckkammer unterhalb eines bestimmten Schaltdruckes,
so ist der Schaltkolben in die Druckkammer verschoben, wobei der Stößel nicht bis
zu der als Schließglied dienenden Kugel durch den Rücklaufanschluß ragt. Der am
Druckanschluß herrschende Druck beaufschlagt das Schließglied und preßt dieses auf
den Ventilsitz des Rücklaufanschlusses, so daß dieser abgesperrt ist. Uber die Ventilkammer
sind der Verbraucheranschluß und der Speicheranschluß mit dem Druckanschluß verbunden,
so daß diese vom Druckanschluß her beaufschlagt werden. Erreicht der Druck in der
Druckkammer den bestimmten Schaltdruck des Schaltventils, so überwindet die auf
den Schaltkolben wirkende Druckkraft die entgegengerichtete Kraft der Feder und
verschiebt den Schaltkolben, so daß der Stißel des Schaltkolbens sofort an dem Schließglied
anliegt.
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Jetzt überwindet der den Schaltkolben beaufschlagende Druck zusätzlich
zur Kraft der Feder noch die Druckkraft, mit der
das Schließglied
auf den Ventilsitz gepreßt ist und hebt das SchLießglied vom Ventilsitz ab.
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Um bei diesem Ventil bei Erreichen eines bestimmten Schaltdruckes
ein sicheres und schnelles Umschalten von der ersten in die zweite Schaltstellung
zu ermöglichen, ist im Rücklaufanschluß eine Drossel angeordnet.
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Zur Steuerung des Zuflusses zu einen zweiten Verbraucher ist bei dem
bekannten Speicherladeventil ein Bypassventil vorgesehen, das einen in einer Zylinderbohrung
verschiebbar angeordneten Bypasskolben aufweist, der in öffnungsrichtung vom Druck
der Druckmittelquelle und in Schließrichtung von einer Feder sowie einem Steuerdruck
beaufschlagt wird. Das bekannte Speicherladeventil arbeitet zwar zufriedenstellend,
ist jedoch im Aufbau relativ aufwendig. Dies ergibt sich unter anderem daraus, daß
bei dem bekannten Speicherladeventil der zweite Arbeitskreis eine im Umlaufprinzip
arbeitende Servolenkung eines Kraftfahrzeuges sein kann, die Vorrang vor dem Bremskreis
hat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein im Aufbau vereinfachtes,
billiges Speicherladeventil zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Venteilglied
des in der Verbindung des Druckanschlusses mit dem Verbraucheranschluß angeordneten
Ventils der als Sitzventil ausgebildete Schaltkolben ist, daß dez Schaltkolben zwei
Druckflächen aufweist, von denen eine a]s Sitzfläche ausgebildet ist, deren wirksame
Fläche durch das Schließen des Ventilgliedes reduziert wird, und daß im Ventilgehäuse
ein weiterer Kolben
in einem Abstand zum Schaltkolben angeordnet
und mit diesem lose gekoppelt ist, der eine Druckfläche aufweist, die entgegen dem
Druck einer Feder vom Speicherdruck beaufschlagbar ist.
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Durch diese Lösung wird ein Speicherladeventil, insbesondere für einen
Bremskreis mit einem Druckspeicher und mit einem rückwirkungsfreien Anschluß für
zusätzliche Verbraucher geschaffen, das sehr einfach im Aufbau ist und preisgünstig
hergestellt werden kann.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß der Druckanschluß
und der Verbraucheranschluß in einen gemeinsamen Ventilgehäuseraum münden, in dem
der Ventilsitz für den Schaltkolben ausgebildet ist, und daß der Schaltkolben einen
kegelstumpfförmigen Abschnitt aufweist, dessen Kegelfläche die Sitzfläche und dessen
Grundfläche die andere Druckfläche bildet.
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Damit wird ein besonders einfacher und gedrängter Aufbau des Speicherladeventils
erreicht.
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Eine einfache Verbindungsmöglichkeit der beiden Kolben ergibt sich
gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch, daß zur losen Kopplung
de. Schaltkolbens mit dem weiteren Kolben eine Stange vorgesehen ist, die in Längsbohrungen
der Kolben eingesetzt ist, so daß die Kolben darauf verschiebbar sind, und die Stane
Anschläge für die Kolben aufweist.
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Um den Schaltkolben schnell in seine offene Stellung zu bringen, ist
zweckmäßigerweise der Schaltkolben in die offene Stellung vom Druck einer Feder
belastet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sehen vor,
daß
der Druckanschluß mit dem Druckspeicheranschluß über eine Leitung verbunden ist,
in der ein Rückschlagventil angeordnet ist, und daß von einer die Druckversorungsquelle
mit dem Druckanschluß verbindenden Leitung eine Zweigleitung über ein Druckbegrenzungsventil
zu einem drucklosen Behälter führt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels naher
erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
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Das in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellte Speicherladeventil
1 weist ein Ventilgehäuse 2 auf, welches einen Druckanschluß 3, einen Verbraucheranschluß
4 und einen Druckspeicheranschluß 5 besitzt.
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Das Ventilgehäuse 2 weist eine erste Bohrung 6 mit einem Durchmesser
d1 auf, in der ein Szhaltkolben 7 axial verschiebbar geführt ist. Der Schaltkolben
7 besitzt zwei Endabschnitte 8 und 9, die einen an den Durchmesser d1 angepaßten
Durchmesser aufweisen und einen mittleren Abschnitt 10 mit kegelstumpfförmigem Querschnitt,
der zwei Druckflächen 11 und 12 aufweist. Der mittlere Abschnitt 10 ist in einer
stufenförmigen Erweiterung 13 des Ventilgehäuses 2 angeordnet, die einen ersten
Abschnitt 14 mit einem Durchmesser d2, der größer als der Durchmesser d1 ist, aufweist
und einen zweiten Abschnitt 15, dessen Durchmesser gegenüber dem des ersten Abschnittes
14 vergrößert ist, um den Teil des mittleren Abschnittes 10 mit dem größeren Durchmesser
aufzunehmen. Der stufenförmige Übergang 16 vom ersten Abschnitt 14 zum zweiten Abschnitt
15 bildet einen (nicht näher dargestellten) Ventilsitz für die kegelige Druckfläche
11 des mittleren Abschnittes 10 des Schaltkolbens 7.
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Im Ventilgehäuse 2 ist ein weiterer Kolben 17 verschiebbar angeordnet.
Dieser ist gestuft ausgeführt und weist einen ersten Abschnitt 18 auf, der im Durchmesser
dem Durchmesser d1 der ersten Bohrung 6 angepaßt ist und der von dieser Bohrung
6 geführt wird. Ein zweiter Abschnitt 19 des Kolbens 17 weist einen gegenüber dem
Durchmesser d1 vergrößerten Durchmesser auf und gleitet in einer zweiten Bohrung
20 mit einem entsprechenden Durchmesser d3.
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In der gezeigten Stellung haben die einander gegenüberliegenden Stirnflächen
21 und 22 der Kolben 7 und 17 einen Abstand Hy.
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y Die Kolben 7 und 17 sind mittels einer Stange 23 lose gekoppelt.
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Die Stange 23 weist Anschläge 24 und 25 auf, die in einem Abstand
voneinander angeordnet sind, der der Länge der beiden Kolben 7 und 17 sowie des
Abstandes H entspricht. Die Stange 23 y ist in zentralen Längsbohrungen 26 und 27
in den Kolben 7 und 17 geführt. An den einander entgegengesetzten Stirnflächen 28
und 29 der Kolben 7 und 17 liegen Druckfedern 30 und 31 mit ihren einen Enden an,
die sich mit ihren anderen Enden an den Enden der Bohrungen 6 und 20 abstützen.
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In den ersten Abschnitt 14 der stufenförmigen Erweiterunq 13 mündet
der Verbraucheranschluß 4, der über eine Leitung 32 mit einer nicht näher dargestellten
Niveauregelung 33 verbunden ist.
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In den zweiten Abschnitt 15 der stufenförmigen Erweiterung 13 mündet
der Druckans<:hluß 3, der über eine Leitung 34 mit der Druckversorgungsquele
35 verbunden ist. Von der Leitung 34 geht eine Zweigleitung 36 ab, die über ein
Druckbegrenzungsventil 37 zu einem drucklosen Behälter 38 führt. Der Druckspeicheranschluß
5 mündet in eine Erweiterung 39 am Übergang von der Bohrung 6
zur
Bohrung 20 im Bereich des Kolbens 17. Vom Druckspeicheranschluß 5 führt eine Leitung
40 zum Druckspeicher 41. Von der Leitung 40 geht eine Zweigleitung 42 ab, die-zu
einem nicht näher dargestellten Bremskraftverstärker 43 führt. Der Druckversorgungsanschluß
3 bzw. die Leitung 34 ist über eine Leitung 44, in die ein Rückschlagventil 45 geschaltet
ist, mit dem Druckspeicheranschluß 5 bzw. der Leitung 40 verbunden.
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Die Arbeitsweise des dargestellten Speicherladeventils 1 ist nachfolgend
beschrieben: Das Speicherladeventil 1 hat zwei stabile Endstellungen, deren eine
in der Figur dargestellt ist. Ausgehend von dieser Endstellung wird bei einem Sinken
des Druckniveaus im Druckspeicher 41 der Kolben 17 von der Druckfeder 31 nach links
verschoben und trifft mit seiner Stirnfläche 22 nach Durchlaufen des Abstandes Hy,
, mit dem die Hysterese zwischen dem oberen und unteren Schaltpunkt des Druckspeiclers
41 einstellbar ist, gegen die gegenüberliegende Stirnfläche '1 des Schaltkolbens
7. Der Schaltkolben 7 wird im folgenden vom Kolben 17 mitgenommen, wodurch seine
Sitzfläche 11 gegen die entsprechende Sitzfläche am Ubergang vom Abschnitt 14 zum
Abschnitt 15 des Ventilgehäuses bewegt wird. Kommt dabei das Sitzventil des Schaltkolbens
7 in Drosselstellung (Ringfläche d2 - d1), so entsteht infolge der sich vermindernden
wirksamen Fläche eine Druckdifferenz, die die Bewegung in Schließrichtung unterstützt.
Das Umschalten erfolgt dadurch mit einem Schnappeffekt (Flip-Flop).
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Verschließt der Schaltkolben 7 die Verbindung zwischen dem Druckanschluß
3 und dem Verbraucheranschluß 4, so wird der Druckspeicher 41 über das parallel
geschaltete Rückschlagventil 45 geladen.
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Der steigende Speic terdruck wirkt auf die von der Stufe des Kolbens
17 gebildet Ringfläche 46 (Ringfläche d3 - d1) entgegen. der Kraft der Druckfeder
31 und der Kraft auf den linken Schaltkolben 7, die sich ergibt aus der Ringfläche
d2 - d1 an der Kegelfläche 11 final dem Speicherdruck.
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Ist der Schaltpunkt erreicht, wird der Schaltkolben 7 plötzlich aufgerissen.
Da jet.'t die Ringfläche d2 d d1 an der Kegelfläche 11 drucklos ist, ergibt sich
ein Übergewicht der Kräfte nach rechts, was somit wieder zu einer stabilen Lage
der Kolben 7 und 17 führt. Diese Bewegung wird von der im Verhältnis zur Druckfeder
31 schwachen Druckfeder 30 unterstützt.
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BEZUGSZEICHENLISTE 1 Speicherladeventil 2 Ventilgehäuse 3 Druckanschluß
4 Verbraucheranschluß 5 Druckspeicheranschluß 6 erste Bohrung 7 Schaltkolben 8 Endabschnitt
9 Endabschnitt 10 mittlerer Abschnitt 11 kegelige Sitzfläche 12 Druckfläche 13 stufenförmige
Erweiterung 14 erster Abschnitt 15 zweiter Abschnitt 16 stufenförmiger Übergang
(Ventilsitz) 17 Kolben 18 erster Abschnitt 19 zweiter Abschnitt 20 zweite Bohrung
21 Stirnfläche von 7 22 Stirnfläche von 17 23 Stange 24 Anschlag 25 Anschlag 26
zentrale Längsbohrung in 7 27 zentrale Längsbohrung in 17 28 Stirnfläche von 7 29
Stirnfläche von 17 30 Druckfeder 31 Druckfeder 32 Leitung 33 Niveauregelung 34 Leitung
35 Druckversorgungsquelle 36 Zweigleitung 37 Druckbegrenzungsventil 38 Behälter
39 Erweiterung 43 Leitung 41 Druckspeicher 42 Zweigleitung 43 Bremskraftverstärker
44 Leitung 45 Rückschlagventil 46 Ringfläche