DE1550625A1

DE1550625A1 - Automatic control valve for hydraulic systems, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE1550625A1
Application number: DE19661550625
Authority: DE
Inventors: Erich Jablonsky
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1966-04-05
Filing date: 1966-04-05
Publication date: 1969-07-10

Description

Selbsttätiges Steuerventil für Hydraulikanlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein. selbsttätiges Steuerventil für Hydraulikanlagen mit mehr als: einem Verbraucher und mit bevorzugter Versorgung eines Erstverbrauchers, zum druckabhängigen Umschalten einer Zuleitung auf die eine bzw. andere von zwei Ableitungen.Automatic control valve for hydraulic systems, in particular for Motor vehicles The invention relates to a. automatic control valve for hydraulic systems with more than: one consumer and with preferential supply to a primary consumer, for pressure-dependent switching of a supply line to one or the other of two Derivatives.

Es sind Hydraulikanlagen bekannt geworden, bei denen St ierventi.Te einem bevorzugten Erstverbraucher und einem weiteren eventuell auch mehreren Zweitverbrauchern je eine bestimmte Konstantmenge eines Druckmittels zuführen. Die Pumpen dieser Hydraulikanlagen müssen jedoch für eine vergleichsweise größere Leistung ausgelegt sein, weil die Stromanteile,- beispielsweise für die Lenkhydraulik und die Hubhydraulik zwei voneinander unabhängige, getrennte Stromkreise bilden. Dies ist gleichbedeutend damit, daß von der Servopumpe ein größerer Teil der Konstantmenge für die Hydrolenkung in einer nur für Lenkausschläge benötigten Größe während der meisten Zeit nutzlös gefördert wird. Ferner ist aus der DB-Patentschri@t I 163 621 eine hydraulische Einrichtung bekannt geworden, bei der ein selbsttätiger, druckabhängiger Kolbenschieber zum Umschalten einer Zuleitung auf verschieden große Ableitungen vorgesehen ist, und wobei dem einzelnen Abnehmer nur dann die benötigte Menge des Druckmittels zugeführt wird, wenn wirklich ein Bedarf vorliegt: Jedoch treten bei dieser Einrichtung Mängel auf, die das sichere Funktionieren in Frage stellen. So ist im Kolbenschieber eine Drossel mit veränderbarem Querschnitt in axialer Richtung angeordnet, deren Umsteuerung über einen Stellkolben erfolgt. Bekanntlich neigen aber Steuerkolben, die von dem Druckmittel in axialer Richtung durchflossen werden, bei Wechsel der Verbrauchermengen zu Schwingungen un@ führen damit zu gefährlichen Druckschwankungen. Außerdem muß der Stellkolben der Einrichtung gleichzeitig leicht verschiebbar und für einen hohen@Differenzdruck von 100 bis 150 atü dicht sein. Eine diesen Anforderungen genügende Kolbendichtung bringt aber eine so große Reibung an der Zylinderwand mit sich, daß nur eine sehr starke, die Lenkfunktion beeinflussende Feder den Stellkolben in die Ausgangslage zurückführen kann, wobei die leichte Ansprechbarkeit des Steuerventiles aber verloren geht. Im Gegensatz zu dieser bekannten Einrichtung gewährleistet die Erfindung ein sicheres einwandfreies Zuschalten der von den einzelnen Verbrauchern benötigten Druckmittelmengen.Hydraulic systems have become known in which St ierventi.Te each supply a certain constant amount of pressure medium to a preferred primary consumer and to another, possibly also to several secondary consumers. The pumps in these hydraulic systems must, however, be designed for a comparatively greater output because the current components - for example for the steering hydraulics and the lifting hydraulics, form two separate, independent circuits. This is synonymous with the fact that a larger part of the constant quantity for the hydraulic steering is conveyed in a usefull manner by the servo pump in a size required only for steering deflections for most of the time. Furthermore, from the DB patent I 163 621 a hydraulic device has become known in which an automatic, pressure-dependent piston valve is provided for switching a supply line to different-sized drains, and the individual consumer is only supplied with the required amount of pressure medium if there is really a need: However, there are deficiencies in this facility that jeopardize its safe functioning. For example, a throttle with a variable cross-section in the axial direction is arranged in the piston slide, which is reversed via an actuating piston. As is well known, however, control pistons through which the pressure medium flows in the axial direction tend to vibrate when the consumer quantities change and thus lead to dangerous pressure fluctuations. In addition, the actuating piston of the device must at the same time be easily displaceable and tight for a high differential pressure of 100 to 150 atmospheres. A piston seal that satisfies these requirements, however, brings about such great friction on the cylinder wall that only a very strong spring influencing the steering function can return the actuating piston to its starting position, but the easy responsiveness of the control valve is lost. In contrast to this known device, the invention ensures that the quantities of pressure medium required by the individual consumers are securely and properly switched on.

Die Erfindung besteht darin, daß einem an sich bekannten federbelasteten Stromteilventil ein Zusatzventil mit einem Kolben, dessen hänge vielfach größer als dessen Breite ist, und dessen axiale Innenbohrung nur über radiale Bohrungen, insbesondere über eine kleinere Blendenbohrung bzw. eine größere Blendenbohrung an den Druckmittelkreislauf angeschlossen ist, derart zugeordnet ist, daß bei Neutralstellung des Steuerventils die kleinere Blendenbohrung des von einer Feder in Anschlagstellung gehaltenen Kolbens an einen Zulaufkanal angeschlossen ist, bei Lenkstellung des Steuerventils jedoch die größere Blendenbohrung an den Zulaufkanal angeschlossen ist.The invention consists in that a known spring-loaded Flow divider valve an additional valve with a Piston, the hanging of which is many times greater than its width, and its axial inner bore only via radial Holes, in particular via a smaller orifice hole or a larger orifice hole is connected to the pressure medium circuit, is assigned such that in the neutral position of the control valve the smaller orifice bore of the spring in the stop position held piston is connected to an inlet channel, in the steering position of the Control valve, however, the larger orifice bore is connected to the inlet channel is.

Diese Umschaltung erfolgt, sobald der Druck im Erstverbraucher eine größere Kraft auf den Kolben des Zuschaltventiles ausübt, als die in entgegengesetzter Richtung wirkende Feder.This changeover takes place as soon as the pressure in the first consumer a exerts greater force on the piston of the sequence valve than that in the opposite direction Direction of acting spring.

Durch den vielfach-längeren als breiten Kolben des Zuschaitventils wird eine sichere Kolbenführung ohne Gefahr des Verkantens und eine gute Abdichtung bei leichter axialer Yerschiebbarkeit des Kolbens erzielt. Außerdem lassen sich weitere hydraulische Mittel zusätzlich in einen solchen Kolben einbauen. Für die sichere Funktion der Ventilkombination ist weiterhin die Tatsache von Bedeutung, daß weder der becherförmige Kolben des Stromteilventiles noch der blockförmige Kolben des Zuschaltventiles eine durchgehende axiale Bohrung für den Druckmittelkreislauf aufweist. Dadurch werden Schwingungen der Kolben vermieden, die sonst bei Änderung der Durchflußmengen auftreten und zu gefährlichen Druckschwankungen führen können. Ferner bewirkt die radiale Anordnung där beiden Blendenbchrungen im Kolben des Zuschaltventiles und die entsprechende radiale Zuführung des Druckmittels, daß die Stellung des Kolbens und seine Verschiebung vom Zulaufdruck unbeeinflußt bleibt. Die Zusammenfassung dieser Merkmale und deren erfindungsgemäße Anordnung ermöglichen die Verwendung wesentlich kleinerer Pumpen oder bei Erweiterung der 'Hydraulikanlagen durch Nachrüsten den Gebrauch bereits vorhandener Pumpen.Due to the piston of the additional valve, which is much longer than it is wide becomes a safe piston guide without the risk of tilting and a good seal achieved with easy axial displacement of the piston. In addition, you can install additional hydraulic means in such a piston. For the safe function of the valve combination is also important, that neither the cup-shaped piston of the flow dividing valve nor the block-shaped piston of the sequence valve has a continuous axial bore for the pressure medium circuit having. This will be Piston vibrations avoided that otherwise when the flow rates change, dangerous pressure fluctuations occur being able to lead. Furthermore, the radial arrangement causes the two diaphragm stanchions in the piston of the sequence valve and the corresponding radial supply of the pressure medium, that the position of the piston and its displacement are unaffected by the inlet pressure remain. The summary of these features and their arrangement according to the invention enable the use of much smaller pumps or when expanding the '' Hydraulic systems by retrofitting the use of existing pumps.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben, wie der bei Nichtbetätigen der Lenkeinrichtung vorhandene Überschuß des Drucktaittels dem Zweitverbraucher zugeleitet wird, der wegen der größeren nunmehr zur Verfügung stehenden Druckmittelmenge deshalb schneller arbeitet.In one embodiment of the invention is based on the drawing described how the excess present when the steering device is not operated of the Drucktaittels is forwarded to the second consumer, who because of the larger now available pressure medium therefore works faster.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt einer Ausführungsform der Erfindung mit der schematischen Darstellung einer hydraulischen Anlage.Fig. 1 shows the longitudinal section of an embodiment of the invention with the schematic representation of a hydraulic system.

Fig. 2 zeigt im Ausschnitt und etwas vergrößert einen Z:ulaufkanal mit einer breiteren Ringnut. In einem Gehäuse 1 ist ein Stromteilventil 2 angeordnet, das jedoch. keine Blendenbohrung aufweist. Dieses wird durch eine Feder 4 in der gezeichneten Stellung gehalten. In einem Zusatzventil 5 mit einem Kolben 5' sind zwei Blendenbohrungen 6 und ? vorhanden, die unterschiedliche Ölmengen durchlassen. Das Zusatzventil 5 wird von einer Feder 9 in der gezeichneten Stellung-gehalten. ,An zwei Ölleitungen 10 und 11 sind zwei Verbraucher I und: II angeschlossen. Der Verbraucher I ist beispielsweise eine Hydrolenkung, die :ständig einsatzfähig sein muß, und die deshalb mit Vorzug vor dem Verbraucher II die benötigte Ölmenge erhält. Als Verbraucher II ist beispielsweise der Zylinder einer Hubhydraulik dargestellt, der über einen Steuerschieber 29 gesteuert wird.Fig. 2 shows in a detail and somewhat enlarged a flow channel with a wider ring groove. In a housing 1 is a flow divider valve 2 arranged, however. has no aperture hole. This is done by a Spring 4 held in the position shown. In an additional valve 5 with a Piston 5 'are two orifice bores 6 and? present, the different amounts of oil let through. The additional valve 5 is held in the position shown by a spring 9. , Two consumers I and: II are connected to two oil lines 10 and 11. Of the Consumer I is, for example, a hydraulic steering system that: Be always operational must, and therefore receives the required amount of oil with preference before consumer II. For example, the cylinder of a hydraulic lift is shown as consumer II, which is controlled via a control slide 29.

Die Funktionen des Stromteilventils 2 und des Zusatzventils 5 werden anschließend in ihrer kombinierten Wirkungsweise beschrieben. Von einer Pumpe 3 wird ein Ölstrom über eine Leitung 8 in eine Kammer 14 gefördert. Da die wie eine Drossel wirkende Blendenbohrung 6 nur eine kleinere Ölmenge, z. B. 2 1/min. durchfließen läßt, tritt in dieser Kammer 14 eine Druckerhöhung ein, wodurch der Kolben des Stromteilventils 2 in Richtung eines Pfeiles 22 verschoben und damit einem zweiten Teilstrom ein Zugang zur Zeitung 11 geöffnet wird, von wo der Ölstrom über den Steuerschieber 29 und eine leitung 30 in einen Ölbehälter 21 zurückfließt. Gleichzeitig gelangt das über einen Kanal 13 und eine Ringnut 32 durch die Blendenbohrung 6 in den Zusatzventilko-I_@@:@n 5 fließende Druckmittel durch eine Nut 16, einen Kanal 15 und eine Bohrung 17 in den Kolbeninnenraum 18. Von hier fließt dieser erste Konstantstrom über eine Nut 20 und die Leitung 10 zum Verbraucher I, von wo das Öl bei neutraler Denkstellung eines Steuer-Ventils 12, d. h., wenn keine Lenkkorrektur erfolgt, über eine Leitung 19 zum Ölbehälter 21 zurückfließt. Wird jedoch eine Lenkkorrektur ausgeführt, so wird durch das Steuerventil 12 der direkte Durchfluß zur Leitung 19 gesperrt und das Öl wird je nach Lenkrichtung einem Servozylinder 25 bzw. 26 zugeleitet, wo der für die Lenkung erforderliche Druck aufgebaut wird. Dieser Druck wirkt auf eine Kolbenfläche 27 des Zusatzventils 5 zurück und verschiebt dieses gegen die Kraft der Feder-9 in Pfellrichtung 28. Dadurch kommt der Kanal 13 über die Blendenbohrung 7 mit der größeren Öldurchflußmenge, z. B. 7 1/min. zu stehen, so daß für den Verbraucher I eine größere Ölmenge verfügbar ist. Gleichzeitig wird bei Ausführung einer Lenkkorrektur der Druck im Kolbeninnenraum 18 durch den Rückstau in der Zeitung 10 verstärkt, so daß das Stromteilventil 2 entgegen der Pfeilrichtung 22 soweit verschoben wird, daß nur noch eine kleinere Ölmenge aus der Kammer 1¢ in die Zeitung 11 abfließen kann. Auf diese Weise steht z. B. für Hydrauliklenkungen. die ganze bei Lenkkorrekturen erforderliche Ölmenge zurverfügung, Während bei neutraler Lenkstellung die vom Verbraucher I nicht benötigte Differenzmenge dem Verbraucher II, z. B. einer Hubhydraulik zugeführt wird. Ferner wird ein eventl. in den druckentlasteten Raum der Feder 9 gelangendes lecköl über eine Zeitung 31 ddm Ölbehälter 21 wieder zugeführt.The functions of the flow divider valve 2 and the auxiliary valve 5 are subsequently described in their combined mode of action. From a pump 3 an oil flow is conveyed via a line 8 into a chamber 14. Because like a Throttle acting orifice hole 6 only a smaller amount of oil, for. B. 2 1 / min. flow through lets, occurs in this chamber 14 a pressure increase, whereby the piston of the flow divider valve 2 shifted in the direction of arrow 22 and thus a second substream Access to the newspaper 11 is opened, from where the oil flow over the control slide 29 and a line 30 flows back into an oil tank 21. Arrived at the same time that via a channel 13 and an annular groove 32 through the Orifice hole 6 in the Zusatzventilko-I _ @@: @ n 5 pressure medium flowing through a groove 16, a Channel 15 and a bore 17 in the piston interior 18. This first flows from here Constant current via a groove 20 and line 10 to consumer I, from where the Oil with a neutral position of thinking of a control valve 12, d. i.e. if no steering correction takes place, flows back via a line 19 to the oil tank 21. However, there is a steering correction executed, the direct flow to the line is through the control valve 12 19 is blocked and the oil is fed to a servo cylinder 25 or 26, depending on the steering direction fed, where the pressure required for the steering is built up. This pressure acts back on a piston surface 27 of the additional valve 5 and moves it against the force of the spring-9 in Pfellrichtung 28. As a result, the channel 13 comes over the orifice hole 7 with the larger oil flow rate, z. B. 7 1 / min. to stand so that for the consumer I a larger amount of oil is available. At the same time will when executing a steering correction, the pressure in the piston interior 18 due to the back pressure Reinforced in the newspaper 10, so that the flow divider valve 2 against the direction of the arrow 22 is shifted so far that only a smaller amount of oil from the chamber 1 ¢ can flow into the newspaper 11. In this way z. B. for hydraulic steering. the entire amount of oil required for steering corrections is available, while at neutral Steering position the consumer I does not need the difference amount to the consumer II, e.g. B. is fed to a hydraulic lift. Furthermore, an eventual. in the pressure-relieved space of the spring 9 leaking oil via a newspaper 31 ddm Oil reservoir 21 supplied again.

Eine andere Ausführungsform für das Zusammenwirken der Blendenbohrungen 6 und 7 zeigt Fig. 2. Hierbei endet der Kanal 13 in einer breiteren Ringnut 32, so daß bei Verschieben des Zusatzventils 5 in Richtung des Pfeiles 28 beide Bohrungen gleichzeitig Öl für den Verbraucher I durchlassen.Another embodiment for the interaction of the aperture bores 6 and 7 shows Fig. 2. Here, the channel 13 ends in a wider annular groove 32, so that when the additional valve 5 is moved in the direction of arrow 28, both holes at the same time allow oil to pass through for consumer I.

Gemäß der Erfindung wird eine von einer Pumpe geförderte Ölmenge in drei Teilströme derart unterteilt, daß eine erste Konstantmenge ständig und bevorzugt einem Verbraucher 1 zu= geleitet wird, während eine zweite Konstantmenge nur bei Bedarf mit Vorzug dem Verbraucher = zur Verfügung steht. Wenn aber z. B. keine Lenkausschläge erfolgen, wird die zweite Kanstantmenge als Überschußmenge der dritten Teilstrammenge des-Verbrauchers II zugeschlagen. Biese Stromteileinrichtung kann für unterschiedliche Mengenverhältnisse ausgelegt werden, so daB durch die Erfindung in jedem Falle ein besserer Wirkungsgrad für Hydraulikanlggen erzielt wird. -According to the invention, an amount of oil delivered by a pump is in divided three partial flows in such a way that a first constant amount is constant and preferred a consumer 1 is fed to =, while a second constant quantity only at Demand with preference to the consumer = is available. But if z. B. no steering deflections occur, the second constant amount will be an excess amount of the third partial flow amount des-consumer II slammed. This power dividing device can be used for different Quantities are designed so that the invention in each case better efficiency for hydraulic systems is achieved. -

Claims

P ate 'ntanspr ü che Ci). Automatic control valve for hydraulic systems with more than one consumer and with preferential supply to a primary consumer for pressure-dependent switching of a supply line to one or the other of two discharge lines, characterized in that a spring-loaded flow divider valve (2) known per se has an additional valve (5) with a piston (5 '), the length of which is many times greater than its width, and whose axial inner bore is connected to the pressure medium circuit only via radial bores, in particular via a smaller orifice bore (6) or via a larger orifice bore (7), in such a way is assigned that when the control valve (12) is in the neutral position, the smaller orifice bore (6) of the piston (5) held in the stop position by a spring (9) is connected to an inlet channel (13), but the larger when the control valve (12) is in the steering position Orifice hole (7) is connected to the inlet channel (13).

2. Automatic control valve according to claim 1, characterized in that the inlet channel (13) opens into a wider annular groove (32 '). -3. Automatic control valve according to Claims 1 and 2, characterized in that the space for the spring (9) of the connecting valve (5) is relieved of pressure via a line (31).