Zusatzpatent zurr Hauptpatent Nr. 364671 Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine weitere Ausbildung des vorgesteuerten Sicherheits ventils entsprechend dem Hauptpatent.
Gegenstand des Patentanspruches des Haupt patentes bildet ein vorgesteuertes Sicherheitsventil für Drucksysteme mit zwei wechselweise Hochdruck führenden Druckseiten, wobei ein Hauptventil vor gesehen ist, das zwei in einem Ventilgehäuse ange ordnete, zum Anschluss an je eine Druckseite be stimmte Öffnungen miteinander verbindet, welches sich dadurch kennzeichnet, dass im Hauptventilkol- ben zwei Rückschlagventile vorgesehen sind, von denen jedes eine der Öffnungen mit einem gemein samen, hinter dem Hauptventilkolben im Gehäuse vorgesehenen Druckraum verbindet und dass dieser Druckraum mit einem einzigen Vorsteuerventil ver bunden ist,
wobei am Hauptventilkolben zwei öff- nungsflächen vorgesehen sind, von denen jede einer der genannten Öffnungen zugekehrt ist, und der im Druckraum herrschende Druck eine am Hauptven- tilkolben vorgesehene Schliessfläche beaufschlagt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun eine Verbesserung dieses Sicherheitsventils in dem Sinne zu schaffen, dass eine schnellere Reaktion des Haupt ventilkolbens erreicht wird. Das erfindungsgemässe Sicherheitsventil zeichnet sich nun dadurch aus, dass jede der zwei Öffnungsflächen am Hauptventilkol- ben praktisch gleich gross ist wie die gemeinsame Schliessfläche, wobei eine am Haupnventilkolben angreifende Feder vorgesehen ist, die in Schliessrich tung wirkt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Aus führungsform des erfindungsgemässen vorgesteuer- ten Sicherheitsventils dargestellt.
Mit 101 ist darin ein Steuer- oder Ventilgehäuse bezeichnet, das eine zylindrische Bohrung 102 auf weist. In dieser Bohrung ist eine Ventilhülse 104 angeordnet, die durch einen an der Oberseite der selben anliegenden Flanschdeckel 105 in der Boh rung festgehalten wird. Der Flanschdeckel 105 ist mittels Schrauben 106 am Ventilgehäuse 101 be festigt. Die Ventilhülse weist in ihrem unteren Teil einen Absatz 107 auf, in welchem radiale öffnun- gen 108 vorgesehen sind, die mit dem durch die Hülse gebildeten Zylinderraum 109 in Verbindung stehen.
Der unterhalb der Öffnungen 108 anschlie ssende Teil <B>103</B> der Ventilhülse besitzt einen redu zierten Innendurchmesser und bildet einen nach aufwärts gerichteten, ringförmigen Ventilsitz 110. Im Zylinderraum 109 ist ein den Schliesskörper des Hauptventils bildender becherförmiger Ventilkolben 111 verschiebbar angeordnet, der an seinem Boden stück 112 mit einer ringförmigen Schliessfläche 113 versehen ist. Diese wirkt mit dem Ventilsitz 110 zusammen, wenn sich der Ventilkolben in der Schliesslage befindet. Ein hohler Führungszapfen 115 ist mit einem an seinem unteren Ende vorgesehenen Flansch 116 zwischen Ventilhülse 104 und Flansch deckel 105 in zentrierter Lage befestigt.
Am Flansch 116 stützt sich eine schraubenförmige Druckfeder 117 ab, die auf dem Bodenstück 112 des Ventil- kolbens 111 aufliegt, so dass dieser in seiner in der Zeichnung dargestellten Schliesslage gehalten wird.
Die Bohrung 118 des Führungszapfens 115 ent hält einen verschiebbaren Vorsteuerventil-Schliess- körper 119, der unter der Wirkung einer Druck feder 120 eine Vorsteuerventilöffnung 121 abschliesst, die die Bohrung 118 mit dem Raume 122 zwischen Führungszapfen und Ventilkolben verbindet. Der Führungszapfen ist von Flüssigkeitskanälen 123 durchsetzt, welche über im Flanschdeckel 105 vor gesehene radiale Nuten 124 mit einem Ringraum 125 in Verbindung stehen.
Der Ringraum 125, wel cher zwischen Ventilhülse 104 und Bohrung 102 im Ventilgehäuse 101 gebildet wird, steht über eine Ablaufbohrung 126 in diesem letzteren, z. B. mit einem nicht dargestellten Sumpf in Verbindung.
Die Feder 120 erstreckt sich durch eine zen trale Gewindebohrung 127 im Flanschdeckel 105 und stützt sich mit ihrem oberen Ende in einer Ein stellschraube 128 ab, welche in die Gewindebohrung 127 eingeschraubt ist. Die Einstellschraube ist im Flanschdeckel 105 mittels einer Mutter 129 gegen Verdrehung gesichert und durch eine auf dem Flanschdeckel aufgeschraubte Kappe 130 abgedeckt.
Im Bodenstück 112 des Ventilkolbens 111 sind zwei Rückschlagventile 131 und 132 in Form von federbelasteten Kugeln vorgesehen, die über einen Kanal 133 und eine einstellbare Drosselschraube 134 die Bohrung 109 und die des Teiles 103 mit dem Raum 122 verbinden, während durch diese Ventile der Ausfluss von Flüssigkeit in umgekehrter Richtung verhindert wird. Das Ventilgehäuse 101 besitzt zwei Anschlussbohrungen 135 und 136, von denen die erstere mit den Öffnungen 108 und die letztere mit der Bohrung des Teiles<B>103</B> in Verbin dung steht.
An seinem oberen Teil ist der Ventilkolben 111 vom Durchmesser b2 auf einen kleineren Durchmes ser d abgesetzt, wobei die entsprechende, aus dem Raume 122 beaufschlagte Fläche praktisch gleich gross ist wie jede der beiden Öffnungsflächen, die durch die Durchmesser b2 b1 und a bestimmt sind. Der durch die Durchmesser bd begrenzte Ring raum 137 steht über eine Bohrung 138 mit einer Längsnut 139 an der Aussenseite der Ventilhülse 104 in Verbindung, die in die Umfangsnut<B>125</B> mündet. Der Ringraum<B>137</B> ist somit ständig mit dem Ab lauf 126 verbunden.
Die nachfolgend beschriebene Wirkungsweise des Sicherheitsventils beruht auf der Annahme, dass die Anschlussbohrungen 135 und 136 wechselweise mit der Hochdruck- bzw. der Niederdruckseite einer Flüssigkeitspumpe, z. B. in einem hydrostatischen Fahrzeuggetriebe in Verbindung stehen, wobei das Ventil den Zweck hat, bei überschreitung eines bestimmten Höchstdruckes auf der Hochdruckseite die Verbindung zwischen den Bohrungen 135 und 136 freizugeben und Druckmedium auf die Nieder druckseite abströmen zu lassen.
Es sei angenommen, dass die Bohrung 135 an die Hochdruckseite angeschlossen sei. In diesem Falle kann Druckmedium über die Öffnungen 108, das geöffnete Rückschlagventil 131, den Kanal 133 und die Drosselschraube 134 in den Raum 122 ein treten, so dass also in diesem Raum der an der Hochdruckseite wirkende Druck herrscht, da das Rückschlagventil 132 geschlossen ist.
Der im Inneren des Raumes 122 herrschende Druck wirkt auf die Kreisfläche vom Durchmesser d am Ventil kolben 111 und presst diesen, unterstützt durch den Druck der Feder 117, gegen den Ventilsitz 110. Der auf die durch die Durchmesser <B>b. -b,</B> bestimmte Ring- fläche einwirkende Druck des Mediums, welcher eine gleich grosse Kraft ausübt wie der auf die Fläche d ein wirkende Flüssigkeitsdruck, ist infolge der im Schliess sinne wirkenden Feder 117 nicht in der Lage, den Ventilkolben vom Ventilsitz 110 abzuheben bzw. die Verbindung mit der Bohrung des Teiles<B>103</B> herzustellen.
Der im Raume 122 vorhandene Druck wirkt über die Bohrung 121 auch auf den Steuer körper<B>119</B> des Vorsteuerventils, der jedoch unter der Wirkung der Druckfeder 120 in seiner Schliess lage gehalten wird. Die Druckfeder 120 ist mittels der Einstellschraube 128 auf eine bestimmte Vor spannung eingestellt, welche dem Ansprechdruck des Vorsteuerventils entspricht bzw. diesen Ansprech- druck bestimmt.
übersteigt der auf der Hochdruckseite bzw. in den Bohrungen 108 und im Raume 122 herrschende Druck den Ansprechdruck des Vorsteuerventils, so verschiebt sich der Steuerkörper 119 entgegen der Wirkung der Feder 120 nach aufwärts, so dass Druck medium aus dem Raume 122 durch die Bohrung 121 und die Bohrung<B>123</B> in die Bohrung<B>118</B> abströmt, welch letztere über die Nuten 124 mit dem Ablaufkanal 126 in Verbindung steht. Nach dem die Schraube 134 als Drosselstelle wirkt, bildet sich zwischen der Bohrung 109 und dem Raume 122 ein Druckunterschied, wobei der kleinere im Raume 122 herrschende, auf die Fläche vom Durch messer d einwirkende Druck zusammen mit der Schliesskraft der Feder 117 nicht in der Lage ist, den Ventilkolben 111 in der Schliesslage zu halten.
Ent gegen der Wirkung der Feder 117 wird der Ventil kolben 111 durch den an der Fläche b2 b1 angrei fende Druck nach aufwärts verschoben, so dass Druckmedium in die Bohrung des Teiles 103 ab strömen kann, die mit der Niederdruckseite in Ver bindung steht. Vorsteuerventil und Hauptventil schliessen sich wieder, sobald der Druck im Raume 122 wieder dem Ansprechdruck angeglichen ist und zwischen diesem Raume und der Hochdruckseite auch kein Druck unterschied mehr besteht.
Ist die Bohrung 136 an die Hochdruckseite an geschlossen, so entspricht die Wirkungsweise dem Vorbeschriebenen mit der Ausnahme, dass der Raum 122 über das Rückschlagventil 132 und den Kanal 133 mit dieser Hochdruckseite in Verbindung steht. Daneben ist der über der Fläche a wirkende Druck für die Öffnung des Hauptventils bzw. die Verschie bung des Ventilkolbens 111 massgebend.
Das durch die Ablaufbohrung 126 abströmende Öl kann in einem Ölsumpf aufgefangen und wieder verwendet werden.
Nachdem das Vorsteuerventil infolge seiner Ver bindung mit dem Raume 122 wechselweise für beide Druckseiten wirksam ist, wird gewährleistet, dass an der jeweiligen Hochdruckseite der eingestellte maxi male Druck nicht überschritten werden kann. Währenddem bei dem in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispiel die Regulierung der Federvorspannung und damit des Ansprechdruckes mittels der Schraube 128 geschieht, könnte statt dessen auch ein unter dem Drucke eines Steuer mediums verschiebbarer Kolben auf die Feder ein wirken.
Hierbei wäre es denkbar, den Kolben zwi schen mehreren Endlagen beweglich anzuordnen, um vorbestimmte feste Werte für die Vorspannung der Feder einstellen zu können.
Es ist nicht notwendig, dass die Flächen, welche durch die Durchmesser<I>d,</I> bz bi und<I>a</I> bestimmt wer den, alle absolut gleich gross sind; jedoch ist der Hauptventilkolben in der Lage, schneller zu rea gieren, wenn die Schliessfläche entsprechend d nicht wesentlich grösser bemessen wird als die beiden öffnungsflächen. Dies gestattet, den Druck in dem an die Leitungen 135 und 136 angeschlossenen System mit nur geringen Schwankungen zu beherr schen.
Mit Hilfe der Drosselschraube 134 ist es übri gens möglich, den Druckabfall zu verändern und den Durchfluss der Viskosität des Druckmediums anzupassen.
Es ist auch möglich, an den Druckraum ein ausserhalb des Ventilgehäuses angeordnetes Hilfs- steuerventil anzuschliessen, das magnetisch oder ma nuell betätigbar ist und welches gestattet, die Schliess fläche d ganz oder teilweise vom Druckmedium zu entlasten, um das Hauptventil willkürlich oder nach einer bestimmten Gesetzmässigkeit zu öffnen.