DE3109850A1

DE3109850A1 - Steuerventil

Info

Publication number: DE3109850A1
Application number: DE19813109850
Authority: DE
Inventors: Georg 60439 Bolingbrook Ill. Reick; Wilhelm 7250 Hemmingen Zirps
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-03-14
Filing date: 1981-03-14
Publication date: 1982-09-30
Also published as: US4454982A; CA1173721A

Description

R. 6873

13-3.1981 Wd/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOQ Stuttgart 1

Steuerventil

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Steuerventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Steuerventil kann es unter widrigen Betriebsumständen geschehen, daß von der Druckmittelq_uelle her Luft in das Ventil gelangt, wodurch die Wirkung des Dehnstoffelements nicht voll zur Geltung kommt, was zu Betriebsstörungen infolge Überhitzung führen kann. Weiterhin kann es vorkommen, daß dann, wenn das zu erwärmende Medium, insbesondere Öl, stark verunreinigt ist, Partikel in die Drosselbohrung des Steuerschiebers gelangen können, wodurch die Funktion des Ventils beeinträchtigt wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Steuerventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Sicherheit in allen Betriebszuständen gewährleistet ist, vor allem keine Überhitzung des Druckmittels erfolgt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.

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Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Steuerventil.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Im Gehäuse 10 des Steuerventils ist eine durchgehende Läng'sbohrung 11 ausgebildet, deren eine Öffnung den Einlaß 12 bildet. An diesen führt eine Leitung 13» in welche eine Pumpe 1h Druckmittel fördert, das sie über eine Saugleitung 15 aus einem Behälter 16 ansaugt. In der Bohrung 11 sind hintereinanderliegend eine Steuerbuchse IT₅ ein Ventilsitzkörper 18 und eine Distanzhülse 19 angeordnet, welche Teile durch eine Hohlschraube 20 mit durchgehender Bohrung 21 gege.n eine Schulter 22 gedrückt werden. Das Ende der Bohrung 21 bildet den Auslaß 26 des Ventils, von dem eine Leitung 23 zum Verbraucher 2h, beispielsweise einer Wellenschmierung führt, von dem eine Rückleitung 25 zum Behälter 16 gelegt ist. Es · ist wesentlich, daß am Verbraucher 2^ stets dieselbe Druckmitteltemperatur und/oder Viskosität herrscht. In der Bohrung 28 der Steuerbuchse 17 ist ein Steuerschieber 29 dicht gleitend geführt. Er ist etwa becherförmig ausgebildet und weist an seinem flachen Boden 29' seitlich versetzt zur Mittelachse eine diesen durchdringende Drosselbohrung 30 auf. Am Außenumfang des Steuerschiebers 29 und ausgehend von der Stirnseite sind mehrere Drosselkerben 31 ausgebildet, die bis zu einer schmalen Ringnut 32 führen, welche in geschlossener Lage des Steuerschiebers 29 Verbindung zu einer Ringnut 33 in der Steuerbuchse 17 hat. Von der Ringnut 33 führen mehrere Radialbohrungen 3^ nach außen in einen Ringraum 35·

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An der Stirnseite des Bodens 29' des Steuerschiebers 29 is-t eine Scheibe 36 angeordnet, deren Außendurchmesser etwa 20 % geringer ist als der Außendurchmesser des Steuerschiebers 29· Zwischen dem Boden des Steuerschiebers und der im zugewandten Stirnseite der Scheibe 36 ist ein schmaler Spalt S3 ausgebildet. An dieser Seite befindet sich eine flache Ringnut 37 j in deren Bereich die Drosselbohrung 30 mündet. Die Scheibe 36 ist durch ein Niet 38 mit dem Steuerschieber 29 verbunden. An der Schulter 22 liegt eine Ringscheibe 1+0 an angeordnet, an welche sich die Scheibe 36 durch die Kraft einer den Steuerschieber 29 belastenden Feder Hl legt. Das dem Steuerschieber 29 abgewandte Ende der Feder liegt am Ventilsitzkörper 18 an, an dem ein Ventilsitz k2 für das Schließglied U3 eines Vor Steuerventils kk ausgebildet ist. Das Schließglied ^3 hat eine Sackbohrung k5, von der Querbohrungen U8 nach außen führen. An einer Schulter U6 des offenen Endes der Sackbohrung liegt ein Dehnstoff element hj an. Es wird auf diese Schultergedrückt durch eine Feder k$, welche sich in der Bohrung 2V der Hohlschraube 20 befindet. Die Feder ^9 wirkt auf das Dehnstoffelement über einen Federteller 50 ein und drückt gleichzeitig das Schließglied ^3 auf seinen Ventilsitz U2.

Das Dehnstoffelement ^7 hat einen Kolben 51, an dem kraftschlüssig ein Steuerstift 52 anliegt. Der Kraftschluß wird erreicht durch eine Feder 53, die über ein Federteller 5^ den Steuerstift 52 stets an den Bolzen 51 drückt. Achsgleich an die Bohrung h<j im Schließglied k3 schließt sich eine Bohrung 55 an, in welcher der Steuerstift 52 geführt ist. Er ist auf einer Seite angeflacht, so daß zwischen ihm und der Bohrungswandung ein Spalt 56 entsteht. Diese Abflachung erstreckt sich jedoch nicht auf die gesamte Länge des Steuer st ifts, vielmehr hat er an seinem Ende einen Bund 57, welcher den ganzen Bohrungsquerschnitt ausfüllt. In die Bohrung 55 münden meh-

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rere im Schließglied U3 ausgebildete Querbohrungen 59· Das Schließglied k3 hat dort, wo es das Dehnstoffelement hf aufnimmt, einen nach außen stehenden Rand U3'₅ welcher gegenüber der Bohrung der Hülse 19 einen Ringspalt S1 bildet.

Die Hülse 19 ist von mehreren Radialbohrungen 52'durchdrungen, die kurz hinter dem Ventilsitzkörper 18 in den das Vorsteuerventil hk aufnehmenden Raum eindringen. Hinter diesem befindet sich am Außenumfang der Hülse 19 eine Staukante 19*· Der Raum, in dem das Dehnstoffelement H 7 angeordnet ist, ist mit 5^ bezeichnet.

Das von der Pumpe 1k geförderte Druckmittel tritt über den Einlaß 12 in das Ventilgehäuse ein und gelangt über die Ringscheibe kO, an welcher die Scheibe 36 nicht abdichtend anliegt, über den Spalt S3 zur Drosselbohrung -30 und in das Innere des Steuerschiebers 29· Das Druckmittel gelangt aber auch in dieser Stellung des Steuerschiebers 29 über die Kerben 31 in die Ringnut 33· Bei niedriger Pumpendrehzahl, z.B. beim Anlassen des Motors, fließt zunächst Druckmittel über diese Kerben ab, so daß z.B. im Druckmittel enthaltene Luft abströmen kann. Durch die Kerben 31 wird auch noch erreicht, daß über einen bestimmten Anfangsbereich der Pumpenförderung ein von RuIl ansteigender Druck erzielt wird. Über die Drosselbohrung 30 in das Innere des Ventils eingedrungenes Druckmittel beaufschlagt das Schließglied k3 des Vorsteuerventiles UU. Bei Betriebsbeginn ist das Druckmittel kalt, so daß der Kolben 51 des Dehnstoffelements kj eingezogen ist und der Bund 57 die Bohrung 55 verschließt. Bei weiter ansteigendem Druck wird das Schließglied U3 entgegen der Kraft der vorgespannten Feder U9 von seinem Sitz U2 abgehoben, so daß nun Druckmittel über die Drosselbohrung 30 und das Vorsteuerventil UU zum Auslaß 26 und zum Verbraucher fließen kann.

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Durch das Druckgefälle an der Drossel 30 wird der Steuer- schieber 29 entgegen der Kraft der Feder k1 in Richtung zum Vor steuerventil verschoben, wodurch Verbindung vom Einlaß hergestellt wird zur Ringnut 33 und über die Querbohrung 3^;4 zum Ringraum 35 und von diesem wieder über die Querbohrungen 52*in den das Vorsteuerventil enthaltenden Raum. Der gesamte Druckmittelstrom fließt nun über den Spalt S1 in den die Feder k9 aufnehmenden Raum 5^· Der mit zunehmender Durchflußmenge vor dem Ringspalt S1 angestaute Druck beaufschlagt den Kegel des Vor Steuerventils in Durchflußrichtung. Die daraus resultierende Axialkraft wirkt der Feder Uy entgegen, so daß die auf dem Vorsteuerventil lastende Kraft und damit auch der dort angedrosselte Druck mit zunehmendem Druckmittelstrom kleiner wird.

Das Druckmittel im Raum 5^· bestreicht dort das Dehnstofffelement hf. Bei Erreichen der gewünschten maximalen Betriebstemperatur des Druckmittels fährt der Kolben 51 des Dehnstoff-' elements aus und verschiebt den Steuerstift 52. Wach einem gewissen Weg taucht der Bund 57 aus der Bohrung 55 aus, wodurch eine Bypassverbindung geschaffen wird, d.h. Druckmittel kann nun auch über den Spalt 56 in das Innere des Schließglieds gelangen und fließt von hier über die Querbohrung U8 und über den Ringspalt S1 ebenfalls in den Räum 5^·

Die Erwärmung des Druckmittels geschieht durch Drosselung zwischen Steuerschieber 29 und Ringnut 33 und am Ventilsitz k2 des Vor Steuerventils ^3, wenn dieses geöffnet hat. Durch die Bypassverbindungen am Vorsteuerventil baut sich der Druck im Raum 55 ab» so daß sich der Steuerschieber 29 noch weiter entgegen der Kraft der Feder U1 verschieben kann, wodurch die Drosselwirkung und damit weitere Erwärmung abnehmen. Wenn die Temperatur des Druckmittels zurückgegangen ist, wird der

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Steuerstift k2 wieder eingezogen. Es bildet sich auf diese-Weise ein Gleichgewichtszustand aus, der zu einer konstanten Temperatur des Druckmittels führt. Der Druckabfall zwischen Einlaß 12 und Auslaß 26 wird durch die Bypassöffnung des Bundes 5T gegenüber der Bohrung 55 abhängig von der Temperatur des Druckmittels gesteuert. Betriebsbedingte Temperaturschwankungen werden dadurch ausgeregelt.

Über die Drosselbohrung 30 fließt ein stetiger Steuerdruckmittelstrom zum Vor steuerventil. Dieser gelangt vom Einlaß' 12 über den Spalt S3 zur Drosselbohrung 30. Durch den Spalt S3 ist gewährleistet, daß bei geöffnetem Steuerschieber 29 der an der äußeren Spaltöffnung vorbeigeführte, wesentlich grössere Druckmittelstrom Schmutzteilchen,.die sich vor der Spaltöffnung ansammeln, mitnimmt und ein Verstopfens eines im Kreislauf vorgesehenen Filters und auch der Drosselbohrung 30 verhindert.

Claims

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Ansprüche

MJ Steuerventil zum Konstanthalten der Viskosität bzw. der Temperatur des Druckmittels in einer Hydraulikanlage durch Drosselung an einem Steuerschieber und mit einem von der Temperatur des Druckmittels beeinflußten Element, wobei stromabwärts des Steuerschiebers (29) ein Vor steuerventil (44) angeordnet ist, welches das Element (UT) aufnimmt, das eine zusätzliche Drosselverbindung vom Einlaß zum Auslaß des Ventils steuert, —=—s-t-s—τ-τ->—-J—3-2—, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuerschieber zwischen dem Einlaß (12) und der Verbindung zum Element ein drosselnder Durchgang (S 2, 31) ausgebildet ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drosselnde Duchgang durch wenigstens eine Kerbe (31) gebil-

det ist, die von der Stirnseite des Steuerschiebers (29) ausgeht und stets mit einer Ringnut (33) in einem den Steuerschieber (29) aufnehmenden Gehäuseteil ausgebildet ist, und daß von der Ringnut eine Verbindung (34, 35, 52, S1) zum Element (47) gebildet ist.

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3· Ventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorsteuerventil (kk) und dem das Element (kl) aufnehmenden Raum (5*0 ein Ringspalt (S1) gebildet ist, über den das gesamte, von der Druckmittelq_uelle geförderte Druckmittel fließt.

h. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Drosselbohrung (30) im Steuerschieber und dem Ventilsitz ein Ringspalt (S3) ausgebildet ist.

5· Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (29) mit einer an seiner Frontseite angeordneten Scheibe (36), welche zusammen mit seiner Stirnseite den Ringspalt (S3) bildet, an einer am Einlaß (12) angeordneten Ringscheibe anliegt.