DE10063153A1 - Direktgesteuertes Druckbegrenzungsventil - Google Patents

Abstract

Offenbart ist ein Druckbegrenzungsventil, bei dem ein Ventilschieber über eine Druckfeder in eine Schließposition vorgespannt ist. Die Druckfeder ist an einem Übersetzerkolben abgestützt, dessen rückwärtiger Übersetzerraum mit einem Steuerdruck beaufschlagt ist. Der Druck in dem die Druckfeder aufnehmenden Federraum wird in einem Bereich des Ausgangsanschlusses T abgegriffen, in dem dieser Steuerdruck nicht von Strömungskräften beeinflußt ist. Die Druckmittelzufuhr in den Übersetzerkolbenraum kann mittels eines Stromregelventils viskisotätsunabhängig konstant gehalten werden. Fehlertoleranzen bei der Fertigung des Übersetzerkolbens lassen sich durch sphärische Ausgestaltung seiner rückwärtigen Anlagefläche an einer Spindel zur Einstellung der axialen Endposition des Übersetzerkolbens ausgleichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein direktgesteuertes Druckbegrenzungsven­ til gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Druckbegrenzungsventile werden beispielsweise zur Absi­ cherung von hydraulischen Schaltungen für Fahr- und Drehwerksantriebe verwendet, die wahlweise als geschlossener und offener Hydraulikkreislauf ausführbar sind. Beispielsweise beim Anschwenken eines Oberwagens eines Baggers oder beim Beschleunigen über den Fahr­ antrieb wird der Hydromotor mit einem hohen Hydraulikdruck beauf­ schlagt, so daß diese Bewegungen sehr schnell eingeleitet werden und die Aufbauten einer erheblichen Beschleunigung mit entsprechend hohen Massenträgheitsmomenten ausgesetzt sind. Diese schlagartigen Belastun­ gen können zu einer Beschädigung des Systems führen. Man ist daher be­ strebt, Geschwindigkeitsänderungen derart auszuführen, daß weiche Übergänge zwischen den Fahr-/Drehzuständen hergestellt werden. Dabei werden beim Auftreten eines Druckmittelmengensprunges der momentan ar­ beitende Verbraucher, beispielsweise das Drehwerk oder das Fahrwerk gedämpft beschleunigt oder verzögert (Shockless-Funktion). Bei derar­ tigen Schaltungen wird beispielsweise über zwei gegensinnig geschal­ tete Druckbegrenzungsventile die Hochdruckseite mit der Niederdruckseite des Hydrauliksystems verbunden, so daß bei einem schlagartigen Druckanstieg im Hochdruckzweig Druckspitzen durch Öffnen der Verbindung zur Niederdruckseite hin abgebaut werden können.

In der DE 31 07 775 A1 ist ein Druckbegrenzungsventil offenbart, daß bei derartigen Schaltungen einsetzbar ist. Bei dieser bekannten Lösung ist der Ventilkörper als Kegel ausgeführt und über eine Druck­ feder in eine Schließstellung vorgespannt. Die Druckfeder ist an einem Übersetzungskolben abgestützt, dessen Übersetzerraum über eine Düse mit dem Druck am Eingangsanschluß beaufschlagbar ist. Durch den Druck­ aufbau im Übersetzerraum läßt sich der Übersetzerkolben in Richtung zum Ventilkegel verschieben, so daß die Vorspannung der Druckfeder veränderbar ist.

Bei einem schnellen Ansteigen des Druckes am Eingangsanschluß wird der Ventilkegel zunächst von seinem Sitz abgehoben, so daß die Verbin­ dung zum Ausgangsanschluß geöffnet ist. Der Druckanstieg am Eingangs­ anschluß wird über die Düse in den Übersetzerraum gemeldet, und in ei­ ne entsprechende Axialbewegung des Übersetzerkolbens umgesetzt. Da­ durch wird die Vorspannung der Druckfeder erhöht, so daß der Ventilke­ gel mit einer größeren Kraft in Richtung auf seinen Ventilsitz vorge­ spannt ist. Der Druck am Eingangsanschluß des Druckbegrenzungsventils steigt entsprechend an und erreicht dann sei nen Maximalwert; wenn der Übersetzerkolben auf einen Axialanschlag aufläuft und somit der Sy­ stemdruck auf den maximal eingestellten Betriebsdruck begrenzt wird. Das heißt, durch die zeitabhängige Veränderung der Druckfedervorspan­ nung wird der Druckaufbau im System zeitlich verzögert, so daß stoßar­ tige Belastungen gedämpft werden.

Die Füllung des rückwärtigen Übersetzerraums hängt im Wesentlichen von der Geschwindigkeit ab, mit der das Steueröl über die vorgeschal­ tete Düse eintritt. Dieser Volumenstrom ist stark viskositätsabhängig, so daß sich beispielsweise bei niedrigen Temperaturen oder einem hohen Druck am Eingangsanschluß ein langsamerer Druckaufbau als bei hohen Betriebstemperaturen oder geringen Drücken ergibt.

Problematisch ist des weiteren, daß es bei vom Ventilsitz abgeho­ benem Ventilkegel vorkommen kann, daß dieser aufgrund der Umströmung des Druckmittels zu Schwingungen angeregt wird, die sich in den Feder­ raum des Hauptkegels fortpflanzen, so daß auch der Übersetzerkolben mit den Schwingungen beaufschlagt ist, die das Öffnungsverhalten des Druckbegrenzungsventils negativ beeinflussen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde; ein direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil zu schaffen, bei dem das Ansprech­ verhalten auch bei unterschiedlichen Systemdrücken verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein direktgesteuertes Druckbegrenzungs­ ventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist das direktgesteuerte Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilschieber ausgeführt, der über eine Druckfeder in seine Schließposition vorgespannt ist. Der vom Ventilschieber einerseits und einem Übersetzerkolben andererseits axial begrenzte Federraum ist über einen Steuerkanal mit dem Druck am Ausgangsanschluß (Tankdruck, Nie­ derdruck) beaufschlagbar, wobei dieser Steuerdruck im Abstand zum Aus­ gangsanschluß abgegriffen wird. Durch dieses Abgreifen im Abstand zu dem vom Ventilschieber aufgesteuerten Ausgangsanschluß läßt sich der Einfluß der im Bereich des Öffnungsquerschnittes des Druckbegrenzungs­ ventils auftretenden Strömungskräfte minimieren, so daß sich diese Druckschwankungen nicht in den Federraum fortpflanzen können. Das heißt, der Federraum des Druckbegrenzungsventils ist hydraulisch wei­ testgehend vom Druckmittelströmungsbereich getrennt, so daß sich ein wesentlich besseres Ansprechverhalten ergibt als bei Lösungen, bei de­ nen das Steueröl im Druckmittelströmungsbereich abgegriffen wird.

Das Ansprechverhalten läßt sich weiter verbessern, wenn anstelle der einem Übersetzerraum vorgeschalteten Düse ein Stromregler einge­ setzt wird, über den ein viskositätsunabhängiges Füllen des Überset­ zerraums möglich ist. Durch Verwendung dieses Stromreglers läßt sich. der Einfluß von Temperatur- und Druckschwankungen minimieren, so daß die Verzögerung des Druckaufbaus auch bei unterschiedlichen Betriebs­ bedingungen konstant ist. Die Anmelderin behält sich vor, auf die Va­ riante eines direktgesteuerten Druckbegrenzungsventils mit Ventilkör­ per (Schieber oder Kolben), Übersetzerkolben und integriertem Stromre­ gelventil einen eigenen, unabhängigen Patentanspruch zu richten.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Druckwaagenkol­ ben des Stromreglers in einer Axialbohrung des Übersetzerkolbens ge­ führt, so daß durch Axialverschiebung des Druckwaagenkolbens eine Düse im Mantel des Übersetzerkolbens zu- bzw. aufsteuerbar ist. Im Boden des Druckwaagenkolbens ist eine weitere Düse ausgebildet. Bei dieser Variante ist es wichtig, daß die verstellbare Düse im Mantel des Über­ setzerkolbens mit einem relativ geringen Durchmesser ausgeführt ist, so daß sich die gewünschte Zeitverzögerung einstellt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Übersetzerkolben an einer Spindel abgestützt ist, wobei die Anlagefläche der Spindel ballig aus­ geführt ist. Diese ballige oder kugelige Ausgestaltung der Stirnfläche des Übersetzerkolbens ermöglicht den Ausgleich von Fertigungstoleran­ zen, so daß der Übersetzerkolben in der Anlageposition nicht verkantet wird und somit momentenfrei geführt ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Krümmungsradius der Spindelstirnfläche so gewählt wird, daß der Übersetzerkolben im radial innenliegenden Bereich an der Spindel anliegt.

Die Axiallänge der Ventilanordnung ist besonders gering, wenn der Ventilschieber auf einem Führungsvorsprung des Übersetzerkolbens gela­ gert ist, wobei im ventilschieberseitigen Endabschnitt des Übersetzer­ kolbens eine Düse vorgesehen werden kann, über die verhindert wird, daß Schwankungen am Eingangsanschluß des Druckbegrenzungsventils unge­ dämpft zum Eingang des Stromreglers gelangen.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen­ stand weiterer Unteransprüche.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes direktgesteuertes Druckbegrenzungsventil;

Fig. 2 eine Detaildarstellung eines integrierten Stromreglers des Druckbegrenzungsventils aus Fig. 2;

Fig. 3 eine dynamische Kennlinie des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils und

Fig. 4 einen Schaltplan eines Anwendungsbeispiels zweier erfin­ dungsgemäßer Druckbegrenzungsventile.

Das in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Druckbegrenzungsventil 1 hat ein patronenförmiges Gehäuse 2, in dem ein axialer Eingangsan­ schluß P und ein von einem Bohrungsstern 24 ausgebildeter Ausgangsan­ schluß T (Tank- oder Niederdruckanschluß) vorgesehen sind. Das Gehäuse 2 wird in eine Aufnahmebohrung 23 eines Ventilblocks 4 eingeschraubt.

Das Gehäuse 2 hat eine sich vom Eingangsanschluß P zum in Fig. 1 rechten Endabschnitt hin erweiternde Ventilbohrung 6, in der ein Ven­ tilschieber 8 geführt ist. Der als Sitzschieber ausgeführte Ventil­ schieber 8 ist mit einem Sitzkegel 10 gegen einen durch eine Radial­ schulter der Ventilbohrung 6 gebildeten Ventilsitz 12 vorgespannt. Diese Vorspannung erfolgt mittels einer Druckfeder 14, die an einer rückwärtigen Ringschulter des Ventilschiebers 8 angreift. Die Druckfe­ der 14 ist an einem Übersetzerkolben 16 abgestützt, der ebenfalls axial verschiebbar in der Ventilbohrung 6 gelagert ist.

Der stirnseitig vom Ventilschieber 10 einerseits und vom Überset­ zerkolben 16 andererseits begrenzte Federraum 18 ist über einen Man­ telbohrungsstern 20 mit einem Ringraum 22 verbunden, der durch eine Aufnahmebohrung 23 des Ventilblocks 4 ausgebildet ist und der sich hin zu demjenigem Bereich erstreckt, in dem der Tankanschluß T des Gehäu­ ses 2 mündet. Dieser Mantelbohrungsstern 20 bildet einen Steueran­ schluß Y aus. Der Axialabstand zwischen dem Mantelbohrungsstern 20 und dem vom Ventilschieber 10 aufgesteuerten Bohrungsstern 24 ist so ge­ wählt, daß der Druck im Bereich des Mantelbohrungssterns 20 nicht durch die Strömungskräfte beeinflußt ist, die bei der Durchströmung des Druckbegrenzungsventils 1 von P nach T auftreten.

Der Ventilschieber 8 ist etwa tassenförmig ausgebaut, wobei der Sitzkegel 10 von einer Düsenbohrung 26 durchsetzt ist, die in einem Innenraum 28 des Ventilschiebers 10 mündet.

Der Übersetzerkolben 16 hat einen sich in Axialrichtung bis in den Innenraum 28 des Ventilschiebers 8 erstreckenden Führungsvorsprung 30, der von einer Axialbohrung 32 durchsetzt ist. In den ventilschieber­ seitigen Endabschnitt des Führungsvorsprungs 30 ist eine Dämpfungsdüse 34 eingesetzt.

Der Führungsvorsprung 30 geht über eine Radialschulter 36 in einen entlang der Innenumfangswandung der Ventilbohrung 6 geführten Grund­ körper 38 über. Die den Ventilschieber 8 in seine Anlageposition vor­ spannende Druckfeder 14 ist an der Radialschulter 36 abgestützt. Die von der Radialschulter 36 entfernte rückwärtige Stirnfläche 40 des Grundkörpers 38 ist mit einer konvex gekrümmten, etwa kugelförmigen Ringfläche versehen, die in einen axial vorstehenden Endabschnitt 42 übergeht. In diesen Endabschnitt ist eine Verschlußschraube 44 einge­ setzt, über die die Axialbohrung 32 stirnseitig verschlossen ist.

In einem radial erweiterten Teil der Axialbohrung 32 ist des wei­ teren noch ein Stromregelventil 46 aufgenommen, das im folgenden an­ hand von Fig. 2 näher beschrieben wird. In der in Fig. 1 dargestell­ ten Grundposition ist der Übersetzerkolben 16 gegen eine in das Gehäu­ se 2 eingesetzte Spindel 48 vorgespannt, deren in Fig. 1 linke Ring­ stirnfläche 50 kegelförmig nach innen geneigt ist. Der Kegelwinkel der Ringstirnfläche 50 ist so gewählt, so daß der Übersetzerkolben 16 mit seinem radial innenliegenden Stirnflächenabschnitt an der Ringstirn­ fläche 50 der Spindel 48 anliegt. Durch diese radial innenliegende; kugelig gekrümmte Anlagefläche können Fertigungstoleranzen ausgegli­ chen werden, so daß eine momentenfreie Abstützung des Übersetzerkolbens 16 gewährleistet ist. Durch diese Ausgestaltung des Übersetzerkolbens 16 läßt sich der fertigungstechnische Aufwand we­ sentlich verringern. Durch die Wahl der Einschraubtiefe der Spindel 48 kann die Grundposition des Übersetzerkolbens 16 und damit die minimale Vorspannung der Druckfeder 14 verändert werden, so daß eine bestimmte zeitliche Korrektur der Schaltverzögerung vornehmbar ist. Die Axialpo­ sition der Spindel 48 wird durch eine Kontermutter 52 festgelegt. Die Endposition des Übersetzerkolbens 16 ist durch eine Schrägschulter 54 der Ventilbohrung 6 festgelegt; auf die der Außenumfangsbereich des Grundkörpers 38 des Übersetzerkolbens 16 bei einer Axialverschiebung nach links (Fig. 1) aufläuft.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung desjenigen Bereichs, in dem das Stromregelventil 46 aufgenommen ist. Dieses Stromregelventil 46 hat einen Druckwaagenkolben 54 der über eine an der Verschlußschraube 42 abgestützte Regelfeder 56 gegen eine Anschlag­ schulter 58 der Axialbohrung 32 vorgespannt ist. Der als Hohlkolben ausgebildete Druckwaagenkolben 54 hat in seinem Boden eine Meßblende 60, über die die Axialbohrung 32 mit dem Innenraum des Druckwaagenkolbens 54 verbunden ist.

Die Umfangskante der in Fig. 2 rechts liegenden hinteren Ring­ stirnfläche des Druckwaagenkolbens 54 bildet eine Steuerkante 62 aus-, über die eine Radialbohrung des Übersetzerkolbens 16 zusteuerbar ist. Diese Radialbohrung 64 mündet in einem Übersetzerraum 66, der durch die Ringstirnfläche 50 einerseits und die Stirnfläche 40 andererseits begrenzt ist. Tm Bereich der Radialbohrung 64 ist dieser Drucküberset­ zerraum 66 durch einen Einschnitt in Axialrichtung vergrößert, so daß das Eintreten von Steueröl durch die Radialbohrung 64 erleichtert ist. Der über die Steuerkante 62 zusteuerbare Mündungsquerschnitt der Ra­ dialbohrung 64 bildet somit die Regelblende des Stromregelventils 46. In seiner Regelposition drosselt der Druckwaagenkolben 54 diese Regel­ blende (64, 62) derart ab, daß der Druckverlust über der Meßblende 60 konstant bleibt, so daß der Volumenstrom über das Stromregelventil 46 unabhängig von Druck und der Temperatur konstant bleibt.

Die Funktion des erfindungsgemäßen direktgesteuerten Druckbegren­ zungsventils 1 sei zunächst anhand der Fig. 3 erläutert, die den zeitlichen Verlauf eines Druckanstiegs am Eingangsanschluß P dar­ stellt. Bei einem Druckanstieg am axialen Eingangsanschluß P bleibt der Ventilschieber 10 zunächst durch die Druckfeder 14 in seine Schließposition vorgespannt. Die Federspannung der Druckfeder 14 ist minimal, da sich der Übersetzerkolben 16 in seiner Anlageposition an der Spindel 48 befindet (siehe Fig. 1). Beim Erreichen eines Mindest­ druckes pmin hebt der Ventilschieber 10 vom Ventilsitz 12 ab, so daß Druckmittel von P nach T abströmen kann. Gleichzeitig fließt Steueröl über die Düsenbohrung 26, den Innenraum 28, die Dämpfungsdüse 34, die Axialbohrung 32, die Meßblende 60 und die Radialbohrung 64 in den Übersetzerraum 50. Diese Steuerölströmung wird durch das Stromregel­ ventil 36 viskositätsunabhängig konstant gehalten. Im Federraum 18 wirkt der im Abstand zum Ausgangsanschluß P abgegriffene Steuerdruck. Durch die Druckkraftresultierende wird der Übersetzerkolben 16 in der Darstellung gemäß Fig. 1 nach links bewegt, so daß die Vorspannung der Druckfeder 14 ansteigt und der Steuerschieber 10 in Schließrichtung beaufschlagt ist. Durch die Zuführung eines konstanten Steuerölvolumenstroms in den Übersetzerraum 50 wird der Übersetzerkolben 10 kontinuierlich in Schließrichtung beaufschlagt; so daß der Druck am Eingangsanschluß P linear ansteigt. Die maximale Fe­ dervorspannung ist erreicht, wenn der Übersetzerkolben 16 auf die Schrägschulter 51 des Gehäuses 2 aufläuft, so daß der zu begrenzende Maximaldruck p_max am Eingangsanschluß P dann erreicht ist, wenn der Übersetzerkolben 16 in seine Endposition gefahren ist. Bei einem wei­ teren Mengenanstieg hebt der Ventilschieber 10 von seinem Ventilsitz ab und wird in seine Regelposition gebracht, in der der Druck am Ein­ gangsanschluß P konstant gehalten wird.

Beim Absinken des Druckes am Eingangsanschluß P oder bei Druckan­ stieg am Ausgangsanschluß T wird der Übersetzerkolben 16 durch den Steueröldruck im Federraum 18 nach rechts beaufschlagt, so daß das Steueröl aus dem Übersetzerraum 50 durch die vollständig aufgesteuerte Radialbohrung 64, den an der Anschlagschulter 58 anliegenden Druckwaa­ genkolben 54, die Meßblende 60, die Axialbohrung 32, die Dämpfungs­ drossel 34 und die Düsenbohrung 26 zum Eingangsanschluß P hin ab­ strömt. Der Ventilschieber 10 wird dann durch den Druck im Federraum 18 in seine Schließposition zurückgefahren - das Druckbegrenzungsven­ til ist bereit zum nächsten Zyklus. Die Rückstellbewegung des Überset­ zerkolbens 16 erfolgt im Vergleich zur Aufsteuerbewegung äußerst schnell.

Fig. 1 zeigt einen Schaltplan, bei dem zwei zu einem Verbraucher, beispielsweise einem Hydromotor führende Arbeitsleitungen A, B über zwei gegenläufig geschaltete vorgesteuerte Druckbegrenzungsventile 1, 1' miteinander verbunden sind.

Das zuvor beschriebene Druckbegrenzungsventil 1 ist dabei durch Schaltsymbole gekennzeichnet, wobei der einerseits in Öffnungsrichtung durch den Druck am Eingangsanschluß P und andererseits durch die Kraft der Druckfeder 14 und den Steuerdruck am Anschluß Y in Schließrichtung beaufschlagte Ventilschieber 8, der die Vorspannung der Druckfeder 14 bestimmenden Übersetzerkolben 16 und das die Steuerölströmung zum Übersetzerkolben 16 hin bestimmende Stromregelventil 46 dargestellt sind. Die Meßblende 60 und der in Öffnungsrichtung von der Regelfeder 56 sowie dem Druck stromabwärts der Meßblende 60 und in Schließrichtung von dem Druck stromaufwärts der Meßblende 60 beauf­ schlagte Druckwaagenkolben 54 ist ebenfalls symbolhaft dargestellt.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Relativanordnung ist das der Ar­ beitsleitung B zugeordnete Druckbegrenzungsventil 1 mit seinem Ein­ gangsanschluß P an die Arbeitsleitung B und mit dem Ausgangsanschluß T an die Arbeitsleitung A angeschlossen. Das Druckbegrenzungsventil 1' ist mit dem Eingangsanschluß P an die Arbeitsleitung A und mit dem Ausgangsanschluß T an die Arbeitsleitung B angeschlossen.

Bei Überschreiten des Druckes in der Arbeitsleitung A wird das Druckbegrenzungsventil 1' aufgesteuert, so daß Druckmittel in die Ar­ beitsleitung B einströmt. Dieser hohe Druck in der Arbeitsleitung A liegt über den Ausgangsanschluß T auch am Druckbegrenzungsventil 1 an, so daß der Übersetzerkolben 16 durch den hohen Druck am Steueranschluß Y sehr schnell in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird, so daß bei einer Druckumkehrung, das heißt bei einem Druckanstieg in der Arbeits­ leitung B, die dargestellte Schaltverzögerung durchgeführt wird, wäh­ rend das Druckbegrenzungsventil 1' durch die schnelle Entlastung des Übersetzerraums 50 wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird und sich somit in einer Stellung befindet, so daß ein darauf folgender Druckaufbau in der Arbeitsleitung A gedämpft wird. Das heißt, das er­ findungsgemäße Druckbegrenzungsventil 1 ermöglicht es, auch im schnel­ len Reversierbetrieb Druckspitzen zu dämpfen, so daß einer Beschädi­ gung des Systems vorgebeugt ist.

Wie bereits eingangs erwähnt, behält sich die Anmelderin vor, auf die drei wesentlichen Aspekte der vorliegenden Erfindung: das vom Aus­ gangsanschluß T entfernte Abgreifen des dem Federraum 14 zugeführten. Steueröls, das Vorsehen eines Stromregelventils 46, das in den Über­ setzerkolben 38 integriert ist oder das ballige Ausgestalten der rück­ wärtigen Stirnfläche des Übersetzerkolbens eigene, unabhängige Ansprü­ che zu richten oder diese zum Gegenstand von Teilanmeldungen zu ma­ chen.

Prinzipiell lassen sich in die vorbeschriebenen Konstruktionsmerk­ male auch bei einem Ventil in Sitzbauweise realisieren. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorbeschriebenen Lösung besteht darin, daß der Aufbau relativ schwingungsunempfindlich ist, da der Ventilschieber 10 mit einer Flächendifferenz ausgeführt ist, die durch den Durchmes­ ser des Ventilsitzes 12 und den Führungsdurchmesser der Ventilbohrung 6 definiert ist - diese Ringfläche wirkt zusätzlich in Schließrichtung.

Der in Fig. 3 dargestellte lineare Druckanstieg verhindert einen Mengeneinbruch, wenn andere Verbraucher parallel zu dem direkt ange­ schlossenen Verbraucher betätigt werden. Der erfindungsgemäße Aufbau zeichnet sich durch eine sehr hohe Leistungsdichte (bei einem Sitz mit einem Durchmesser von 9 mm sind 200 l/min) möglich aus.

Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil ist besonders gut für Drehwerks- und Turas-Antriebe einsetzbar, wobei prinzipiell geschlos­ sene und offene Hydraulikkreisläufe möglich sind. Die Kennlinie läßt sich durch Variation des Durchmessers der Meßblende 60 oder durch Än­ derung der Federrate der Druckfeder 14 ändern. Vorversuche zeigten, daß der Durchmesser der vom Druckwaagenkolben 54 zugesteuerten Radial­ bohrung 64 relativ klein gewählt werden muß, um die gewünschte Zeit­ verzögerung einzustellen. Es zeigte sich als optimal, wenn lediglich eine einzige, kleine Radialbohrung vorgesehen wird.

Offenbart ist ein Druckbegrenzungventil, bei dem ein Ventilschie­ ber über eine Druckfeder in eine Schließposition vorgespannt ist. Die Druckfeder ist an einem Übersetzerkolben abgestützt, dessen rückwärti­ ger Übersetzerraum mit einem Steuerdruck beaufschlagt ist. Der Druck in dem die Druckfeder aufnehmenden Federraum wird in einem Bereich des Ausgangsanschlusses T abgegriffen, in dem dieser Steuerdruck nicht von Strömungskräften beeinflußt ist. Die Druckmittelzufuhr in den Übersetzerkolbenraum kann mittels eines Stromregelventils viskositäts­ unabhängig konstant gehalten werden. Fehlertoleranzen bei der Ferti­ gung des Übersetzerkolbens lassen sich durch sphärische Ausgestaltung seiner rückwärtigen Anlagefläche an einer Spindel zur Einstellung der axialen Endposition des Übersetzerkolbens ausgleichen.

Bezugszeichenliste

1

Druckbegrenzungsventil

2

Gehäuse

4

Ventilblock

6

Ventilbohrung

8

Ventilschieber

10

Sitzkegel

12

Ventilsitz

14

Druckfeder

16

Übersetzerkolben

18

Federraum

20

Mantelbohrungsstern

22

Ringraum

23

Aufnahmebohrung

24

Bohrungsstern

26

Düsenbohrung

28

Innenraum

30

Führungsvorsprung

32

Axialbohrung

34

Dämpfungsdüse

36

Radialschulter

38

Grundkörper

40

Stirnfläche

42

Endabschnitt

44

Verschlußschraube

46

Stromregelventil

48

Spindel

50

Übersetzerraum

51

Schrägschulter

52

Mutter

54

Druckwaagenkolben

56

Regelfeder

58

Anschlagschulter

60

Meßblende

62

Steuerkante

64

Radialbohrung

66

Übersetzerraum

Claims (9)

1. Direktgesteuertes Druckbegrenzungsventil mit einem in einem Ge­ häuse (2) geführten Ventilschieber (8), über den ein Eingangsanschluß (P) mit einem Ausgangsausschluß (T) verbindbar ist und der gegen die Kraft = einer in einem Federraum (18) aufgenommenen Druckfeder (14) axial verschiebbar ist, die an einem Übersetzerkolben (16) abgestützt ist, dessen in Richtung einer Erhöhung der Federvorspannung wirksamer Übersetzerraum (50) mit dem Druck am Eingangsanschluß (P) beaufschlag­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Federraum (18) über einen Steueranschluß (Y) mit dem, Druck im Bereich des Ausgangsanschlusses (T) beaufschlagbar ist, wobei der Steuerdruck im Abstand zum Ausgangs­ anschluß (T) abgegriffen ist.

2. Druckbegrenzungsventil nach Patentanspruch 1, wobei der Steuer­ anschluß (Y) im Axialabstand zum Ausgangsanschluß (T) in einer Aufnah­ mebohrung (23) für das Druckbegrenzungsventil (1) mündet.

3. Druckbegrenzungsventil nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Eingangsanschluß (P) und dem Übersetzerraum (50) ein Stromregelventil (46) angeordnet ist.

4. Druckbegrenzungsventil nach Patentanspruch 2, wobei ein Druck­ waagenkolben (54) des Stromregelventils (46) in einer Axialbohrung (32) des Übersetzerkolbens (16) gelagert ist und durch Axialverschiebung des Druckwaagenkolbens (54) eine Düse im Mantel des Übersetzerkolbens (16) zusteuerbar ist und im Boden des Druckwaagenkolbens (54) eine Meßblende (60) ausgebildet ist.

5. Druckbegrenzungsventil nach Patentanspruch 3, wobei die Düse durch eine einzelne, kleine Radialbohrung (64) ausgebildet ist.

6. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, wobei das Volumen des Federraums (18) veränderbar ist.

7. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, wobei der Übersetzerkolben (16) an einer Spindel (48) abge­ stützt ist und ein Stirnflächenabschnitt des Übersetzerkolbens (16) sphärisch gekrümmt ist und die entsprechende Ringstirnfläche (50) der Spindel (48) derart ausgebildet ist, daß die Anlage im radial innen­ liegenden Bereich der Stirnfläche (40) des Druckübersetzerkolbens (16) erfolgt.

8. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, wobei der Übersetzerkolben (16) einen Führungsvorsprung (30) hat, der in einen Innenraum (28) des Übersetzerkolbens (10) eintaucht, wobei in der Stirnfläche des Führungsvorsprungs (30) eine Dämpfungs­ düse (34) ausgebildet ist.

9. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, wobei der Ventilschieber (10) gegen einen Ventilsitz (12) vorgespannt ist.