DE102021200659B4

DE102021200659B4 - pressure relief valve

Info

Publication number: DE102021200659B4
Application number: DE102021200659.0A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Mayer-Jabs; Wolfgang Hübler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2023-08-17
Anticipated expiration: 2041-01-27
Also published as: DE102021200659A1

Abstract

Druckbegrenzungsventil (1, 20) mit einem Ventilgehäuse (2), das eine axiale Ventilbohrung (3), einen Druckanschluß (P) und zumindest eine Tanköffnung (T) aufweist, mit einem im Ventilgehäuse (2) axialbeweglich geführten, federbelasteten Ventilkolben (4), wobei der Druckanschluß (P) und die Tanköffnung (T) in Abhängigkeit der Ventilkolbenstellung fluidisch miteinander verbindbar und voneinander abtrennbar sind, mit einem in Axialrichtung zwischen dem Druckanschluß (P) und der Tanköffnung (T) angeordneten Druckraum (5) und mit einem kolbenrückseitig angeordneten Dämpfungsraum (6), der durch zumindest eine Dämpfungsbohrung (9, 21) mit dem Druckraum (5) fluidisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (4) druckanschlußseitig eine Blende (10) ausbildet, dass die Blende als Vorsprung oder Kolbennase ausgestaltet und im Bereich des druckseitigen Endes des Ventilkolbens an dessen äußerem Umfang angeordnet ist, wobei die Druckseite des Ventilkolbens der dem Druckanschluß zugewandten Stirnseite des Ventilkolbens entspricht, und dass die Dämpfungsbohrung (9, 21) im Bereich der Blende (10) oder in Bezug auf die Strömungsrichtung des Druckmediums hinter der Blende (10) in den Druckraum (5) mündet.Pressure-limiting valve (1, 20) with a valve housing (2) which has an axial valve bore (3), a pressure connection (P) and at least one tank opening (T), with a spring-loaded valve piston (4) guided so as to be axially movable in the valve housing (2) , whereby the pressure connection (P) and the tank opening (T) can be fluidically connected to one another and separated from one another depending on the valve piston position, with a pressure chamber (5) arranged in the axial direction between the pressure connection (P) and the tank opening (T) and with a piston rear side arranged damping chamber (6), which is fluidically connected to the pressure chamber (5) by at least one damping bore (9, 21), characterized in that the valve piston (4) forms an orifice (10) on the pressure connection side, that the orifice as a projection or piston nose and is arranged in the area of the pressure-side end of the valve piston on its outer circumference, the pressure side of the valve piston corresponding to the front side of the valve piston facing the pressure connection, and that the damping bore (9, 21) is in the area of the orifice (10) or in relation to the direction of flow of the pressure medium behind the screen (10) opens into the pressure chamber (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilgehäuse und mit einem in dem Ventilgehäuse geführten, federbelasteten Ventilkolben, sowie mit einem Dämpfungsraum, der durch eine Dämpfungsbohrung mit dem Druckraum fluidisch verbunden ist.The present invention relates to a pressure-limiting valve with a valve housing and with a spring-loaded valve piston guided in the valve housing, and with a damping chamber which is fluidically connected to the pressure chamber through a damping bore.

Aus der DE 102 46 787 A1 ist ein Druckbegrenzungsventil bekannt, mit einem Ventilgehäuse, das eine axiale Ventilbohrung, einen Druckanschluß und einen Rücklaufanschluß aufweist. In dem Ventilgehäuse ist ein Ventilkolben längsverfahrbar geführt und federbelastet. Die Verbindung zwischen dem Druckanschluß und dem Rücklaufanschluß ist dabei in Abhängigkeit der Ventilkolbenstellung steuerbar. Das Druckbegrenzungsventil umfasst ferner einen rücklaufseitig ausgebildeten Dämpfungsraum, der mit dem Druckanschluß fluidisch verbunden ist. Mit der Dämpfungseinrichtung können Schwingungen reduziert werden, die aufgrund der Öffnungsdynamik bei Druckschwankungen auftreten können.From the DE 102 46 787 A1 a pressure relief valve is known, with a valve housing having an axial valve bore, a pressure connection and a return connection. A valve piston is guided in the valve housing so that it can be moved longitudinally and is spring-loaded. The connection between the pressure connection and the return connection can be controlled as a function of the valve piston position. The pressure-limiting valve also includes a damping chamber which is formed on the return side and is fluidically connected to the pressure connection. With the damping device, vibrations can be reduced, which can occur due to the opening dynamics with pressure fluctuations.

Ferner ist aus der DE 10 2018 219 221 A1 ein Druckbegrenzungsventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bekannt.Furthermore, from the DE 10 2018 219 221 A1 a pressure relief valve having the features of the preamble of claim 1 is known.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Druckbegrenzungsventil zu schaffen, welches insbesondere im Hinblick auf einen geringen Druckanstieg bezogen auf den Volumenstrom verbessert ist.The object of the present invention is to create a pressure-limiting valve which is improved in particular with regard to a small increase in pressure in relation to the volume flow.

Diese Aufgabe wird durch ein Druckbegrenzungsventil mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a pressure relief valve having the features of claim 1. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilgehäuse und mit einem in dem Ventilgehäuse geführten, federbelasteten Ventilkolben. Das Ventilgehäuse weist dazu eine axiale Ventilbohrung, einen Druckanschluß und zumindest eine Tanköffnung auf. Der Ventilkolben ist in der Ventilbohrung axialbeweglich geführt und federbelastet. Der Druckanschluß und die Tanköffnung sind in Abhängigkeit der Ventilkolbenstellung fluidisch miteinander verbindbar und voneinander abtrennbar. Die Ventilkolbenstellung hängt wiederum von dem am Druckanschluß anstehenden Druck ab. Der Druck drückt den Ventilkolben entgegen der Federkraft in Richtung einer Offenstellung, in der die Tanköffnung mit dem Druckanschluß verbunden ist. In einer Offenstellung ist der Ventilkolben durch den Druck soweit entgegen der Federkraft verschoben, dass eine Steuerkante an dem Ventilkolben zumindest teilweise über die Tanköffnung hinweg verschoben worden ist, sodass das unter Druck stehende Druckmedium durch die Tanköffnung hindurch zu einem Tank strömen kann. Daher kann die Tanköffnung auch als Rücklaufanschluss bezeichnet werden.The invention relates to a pressure-limiting valve with a valve housing and with a spring-loaded valve piston guided in the valve housing. For this purpose, the valve housing has an axial valve bore, a pressure connection and at least one tank opening. The valve piston is guided in the valve bore so that it can move axially and is spring-loaded. The pressure connection and the tank opening can be fluidically connected to one another and separated from one another depending on the valve piston position. The valve piston position in turn depends on the pressure present at the pressure connection. The pressure pushes the valve piston against the spring force in the direction of an open position in which the tank opening is connected to the pressure port. In an open position, the valve piston is displaced by the pressure against the spring force to such an extent that a control edge on the valve piston has been displaced at least partially over the tank opening, so that the pressurized pressure medium can flow through the tank opening to a tank. The tank opening can therefore also be referred to as a return connection.

Der in Axialrichtung zwischen dem Druckanschluß und der Tanköffnung angeordnete Raum bildet einen Druckraum. Der Druckraum ist also im Wesentlichen auf der Kolbenvorderseite angeordnet. Kolbenrückseitig ist ein Dämpfungsraum angeordnet, der durch zumindest eine Dämpfungsbohrung mit dem Druckraum fluidisch verbunden ist. Die Dämpfungsbohrung verläuft also durch den Ventilkolben hindurch. Der mit dem Druckraum verbundene Dämpfungsraum bewirkt eine Dämpfung von unerwünschten Druckschwingungen. Da der Ventilkolben druckseitig und kolbenrückseitig mit Druck beaufschlagt ist, kann er auch als Differentialkolben bezeichnet werden. Unterschiedliche Größen der in die beiden entgegengesetzten Richtungen wirksamen Druckflächen an dem Ventilkolben bewirken eine resultierende Kraft in Richtung der Offenstellung. Die resultierende Kraft kann den Ventilkolben gegen die Federkraft einer Feder an dem Druckanschluß in die Offenstellung bewegen.The space arranged in the axial direction between the pressure connection and the tank opening forms a pressure space. The pressure chamber is therefore arranged essentially on the front side of the piston. A damping chamber is arranged on the rear of the piston, which is fluidically connected to the pressure chamber by at least one damping bore. The damping bore thus runs through the valve piston. The damping chamber connected to the pressure chamber dampens undesired pressure fluctuations. Since the valve piston is pressurized on the pressure side and on the rear side, it can also be referred to as a differential piston. Different sizes of the pressure surfaces on the valve piston, which are effective in the two opposite directions, cause a resultant force in the direction of the open position. The resultant force can move the valve piston into the open position against the spring force of a spring on the pressure connection.

Es ist nun vorgesehen, dass der Ventilkolben druckseitig eine Blende ausbildet, und dass die Dämpfungsbohrung im Bereich der Blende oder hinter der Blende in den Druckraum mündet. Die Blende stellt eine Engstelle, d.h. eine Querschnittsverengung für den Volumenstrom des Druckmediums dar. Die Blende kann insbesondere als Ringblende ausgeführt sein. Die Blende ist erfindungsgemäß als Vorsprung oder Kolbennase ausgestaltet, der bzw. die im Bereich des druckseitigen Endes des Ventilkolbens an dessen äußerem Umfang angeordnet ist. Dadurch verengt die Blende den Querschnitt in diesem Bereich des Druckraums.It is now provided that the valve piston forms an orifice on the pressure side, and that the damping bore opens into the pressure chamber in the area of the orifice or behind the orifice. The orifice represents a constriction, i.e. a narrowing of the cross section for the volume flow of the pressure medium. The orifice can in particular be designed as a ring orifice. According to the invention, the screen is designed as a projection or piston nose, which is arranged in the area of the pressure-side end of the valve piston on its outer circumference. As a result, the diaphragm narrows the cross section in this area of the pressure chamber.

Die Druckseite des Ventilkolbens entspricht der dem Druckanschluß zugewandten Stirnseite des Ventilkolbens. In Strömungsrichtung hinter der Blende ergibt sich dadurch ein wieder erweiterter Raum, wodurch der dynamische und statische Druckverlauf beeinflusst wird.The pressure side of the valve piston corresponds to the front side of the valve piston facing the pressure connection. In the direction of flow behind the orifice, this results in a space that is expanded again, which influences the dynamic and static pressure curve.

Mit der Positionierung der Mündung der Dämpfungsbohrung im Bereich der Blende oder hinter der Blende wird ein verbessertes Druckverhalten des Druckbegrenzungsventils erreicht, weil in diesen Bereichen in Abhängigkeit von dem Volumenstrom zur Tanköffnung ein geringerer Druck herrscht als bei einem herkömmlichen Ventilkolben. Im Bereich der Blende, das heißt im Bereich der Querschnittsverengung, steigt die Strömungsgeschwindigkeit und somit auch der dynamische Druck. Gleichzeitig sinkt nach Bernoulli dabei der statische Druck. Bei beiden genannten Positionen der Mündung der Dämpfungsbohrung ist der Druckanstieg in dem Dämpfungsraum aufgrund eines ansteigenden Volumenstroms geringer als bei einem herkömmlichen Druckbegrenzungsventil. Bei herkömmlichen Druckbegrenzungsventilen verläuft die Dämpfungsbohrung in axialer Richtung und mündet auf der vorderen Stirnseite des Ventilkolbens in den Druckraum.With the positioning of the opening of the damping hole in the area of the orifice or behind the orifice, improved pressure behavior of the pressure relief valve is achieved because the pressure in these areas is lower than in a conventional valve piston, depending on the volume flow to the tank opening. In the area of the orifice, i.e. in the area of the narrowing of the cross-section, the flow velocity and thus also the dynamic pressure increase. At the same time, according to Bernoulli, the static pressure decreases. In both of the above-mentioned positions of the opening of the damping bore, the increase in pressure in the damping chamber due to an increasing volume flow is lower than in a conventional one pressure relief valve. In conventional pressure relief valves, the damping bore runs in the axial direction and opens into the pressure chamber on the front face of the valve piston.

Das Ausmaß der Druckverringerung durch die vorgeschlagene Anordnung ist abhängig von dem jeweils vorliegenden Volumenstrom durch das Druckbegrenzungsventil. Es wird also eine volumenstromabhängige Druckabsenkung in der Dämpfungsraum erreicht. Dies wirkt im Hinblick auf die Verbindung zwischen dem Druckanschluß und der Tanköffnung öffnend und wirkt einer schließenden Strömungskraft entgegen. Es stellt sich also eine Strömungskraftkompensation ein. Ein auf den Volumenstrom bezogener Druckanstieg ist geringer. Eine diesbezügliche Kennlinie verläuft flacher.The extent of the pressure reduction due to the proposed arrangement depends on the respective volume flow through the pressure-limiting valve. A volume flow-dependent pressure drop in the damping chamber is therefore achieved. This has an opening effect with regard to the connection between the pressure connection and the tank opening and counteracts a closing flow force. So there is a flow force compensation. A pressure increase related to the volume flow is lower. A relevant characteristic curve is flatter.

Da die Veränderungen gegenüber einem herkömmlichen Druckbegrenzungsventil ausschließlich am Ventilkolben vorgenommen werden, kann das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil vorteilhaft innerhalb eines vorgegebenen Bauraums in bestehenden Drucksystemen und gegebenenfalls sogar mit einem herkömmlichen Ventilgehäuse realisiert werden. Durch die Integration der beschriebenen Funktionen in den Ventilkolben wird mit der Erfindung eine funktional zuverlässige und robuste Lösung geschaffen.Since the changes compared to a conventional pressure-limiting valve are made exclusively on the valve piston, the pressure-limiting valve according to the invention can advantageously be implemented within a predetermined installation space in existing pressure systems and possibly even with a conventional valve housing. By integrating the functions described in the valve piston, a functionally reliable and robust solution is created with the invention.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der die zumindest eine Dämpfungsbohrung in radialer Richtung verläuft. Dazu zählen auch Ausführungen, bei denen die Dämpfungsbohrung bzw. Dämpfungsbohrungen nicht vollständig oder exakt in radialer Richtung verlaufen. Die Dämpfungsbohrung kann auch nur teilweise in radialer Richtung und/oder schräg zu einer zentralen Mittelachse des Druckbegrenzungsventils verlaufen. Wesentlich ist dabei, dass die Mündung der Dämpfungsbohrung unmittelbar an der Querschnittsverengung der Blende oder hinter der Blende positioniert ist, sodass der oben beschriebene verringerte Dämpfungsdruck in dem Dämpfungsraum wirksam wird. In einer Ausführung mündet die Dämpfungsbohrung beispielsweise hinter der Blende in den Druckraum. Die Dämpfungsbohrung kann sich von dem Dämpfungsraum in radialer Richtung nach außen bis zur Mündung in den Druckraum erstrecken.An embodiment in which the at least one damping bore runs in the radial direction is particularly advantageous. This also includes versions in which the damping bore or damping bores do not run completely or exactly in the radial direction. The damping bore can also run only partially in the radial direction and/or at an angle to a central central axis of the pressure-limiting valve. It is essential that the mouth of the damping bore is positioned directly at the cross-sectional constriction of the orifice or behind the orifice, so that the reduced damping pressure described above becomes effective in the damping chamber. In one embodiment, the damping bore opens into the pressure chamber behind the diaphragm, for example. The damping bore can extend from the damping chamber outwards in the radial direction up to the opening into the pressure chamber.

Gemäß einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der Ventilkolben eine sich in Richtung des Druckanschlußes erstreckende Kolbenverlängerung aufweist, wobei die Blende im Bereich des freien Endes der Kolbenverlängerung angeordnet ist. Mithilfe der Kolbenverlängerung kann der Abstand zwischen der Mündung der Dämpfungsbohrung in den Druckraum und der Tanköffnung im Ventilgehäuse vergrößert werden. Dadurch können nachteilige Druckeinflüsse vermieden werden. Vorzugsweise weist das Ventilgehäuse mehrere, beispielsweise vier, um den Umfang verteilt angeordnete, Tanköffnungen auf. Durch den vergrößerten Abstand zwischen der zumindest einen Dämpfungsbohrung und den Tanköffnungen kann eine von der Lage des Ventilkolbens in dem Ventilgehäuse unabhängige Dämpfung bzw. Kompensationswirkung erreicht werden. Dies vereinfacht den Zusammenbau des Druckbegrenzungsventils und verhindert Fehler beim Zusammenbau.According to a further embodiment, it is provided that the valve piston has a piston extension extending in the direction of the pressure connection, with the diaphragm being arranged in the area of the free end of the piston extension. With the help of the piston extension, the distance between the opening of the damping bore in the pressure chamber and the tank opening in the valve housing can be increased. As a result, adverse pressure influences can be avoided. The valve housing preferably has a plurality of, for example four, tank openings distributed around the circumference. Due to the increased distance between the at least one damping bore and the tank openings, a damping or compensation effect can be achieved that is independent of the position of the valve piston in the valve housing. This simplifies the assembly of the pressure relief valve and prevents assembly errors.

Der Ventilkolben kann sich kolbenrückseitig an einer Druckfeder abstützen, die in einer getrennt von dem Dämpfungsraum ausgebildeten Federkammer angeordnet ist. Durch die räumliche Trennung der Dämpfungsraum und der Federkammer kann der Druck in der Federkammer unabhängig von dem Druck am Druckanschluss und in der Dämpfungsraum geregelt werden, wodurch nachteilige Einflüsse auf das Ansprechverhalten des Druckbegrenzungsventil vermieden werden. Die Federkammer kann vorzugsweise zumindest eine Druckausgleichsöffnung aufweisen, sodass Veränderungen der Größe der Federkammer beim Öffnen und Schließen des Druckbegrenzungsventils keine nachteiligen Auswirkungen zeigen.The rear of the valve piston can be supported on a compression spring which is arranged in a spring chamber which is separate from the damping space. Due to the spatial separation of the damping chamber and the spring chamber, the pressure in the spring chamber can be regulated independently of the pressure at the pressure port and in the damping chamber, thereby avoiding adverse effects on the response behavior of the pressure relief valve. The spring chamber can preferably have at least one pressure compensation opening, so that changes in the size of the spring chamber when opening and closing the pressure-limiting valve do not have any adverse effects.

Um die Federkammer auch fluidisch ausreichend gegenüber dem Dämpfungsraum zu trennen kann die Federkammer mittels eines Dichtungsrings gegenüber der Dämpfungsraum abgedichtet sein.In order to separate the spring chamber sufficiently fluidly from the damping space, the spring chamber can be sealed off from the damping space by means of a sealing ring.

Im Folgenden werden die Erfindung und deren Vorteile anhand der in den anliegenden Figuren abgebildeten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.The invention and its advantages are explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the attached figures.

Dabei zeigen

1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils in einer Schnittdarstellung und
2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils in einer Schnittdarstellung.

show it

1 a first embodiment of a pressure relief valve according to the invention in a sectional view and
2 a second embodiment of a pressure relief valve according to the invention in a sectional view.

Das in der 1 gezeigte Druckbegrenzungsventil 1 umfasst ein Ventilgehäuse 2 mit einer axialen Ventilbohrung 3, in der ein Ventilkolben 4 axialbeweglich geführt ist. Die Richtungsangaben axial und radial beziehen sich jeweils auf eine zentrale Mittelachse 30 des Druckbegrenzungsventils 1. Das Druckbegrenzungsventil 1 umfasst ferner einen Druckanschluß P und Tanköffnungen T. Der Druckanschluß P ist stirnseitig an dem Ventilgehäuse 2 angeordnet. Die vorliegende Schnittdarstellung zeigt 2 Tanköffnungen T in dem Ventilgehäuse 2, wobei das dargestellte Druckbegrenzungsventil 1 insgesamt vier gleichmäßig über den Umfang des Ventilgehäuses 2 verteilte Tanköffnungen T aufweist.That in the 1 The pressure-limiting valve 1 shown comprises a valve housing 2 with an axial valve bore 3, in which a valve piston 4 is guided in an axially movable manner. The directional information axial and radial each relate to a central center axis 30 of the pressure relief valve 1. The pressure relief valve 1 also includes a pressure connection P and tank openings T. The pressure connection P is arranged on the front side of the valve housing 2. The present sectional view shows 2 tank openings T in the valve housing 2 , the pressure-limiting valve 1 shown having a total of four tank openings T distributed uniformly over the circumference of the valve housing 2 .

Durch axiale Verschiebungen des Ventilkolbens 4 in der Ventilbohrung 3 können der Druckanschluß P und die Tanköffnung T fluidisch miteinander verbunden und voneinander abgetrennt werden. Dadurch kann ein am Druckanschluß P anstehender Systemdruck eines hydraulischen Systems auf einen gewünschten Wert oder Bereich eingestellt werden. Der am Druckanschluß P anstehende Druck wirkt auf den Ventilkolben 4 entgegen der Kraft einer Druckfeder 12. Ein Druckraum 5 erstreckt sich in axialer Richtung von dem Druckanschluß P bis zu den Tanköffnungen T.By axial displacements of the valve piston 4 in the valve bore 3, the pressure connection P and the tank opening T can be fluidically connected to one another and separated from one another. As a result, a system pressure of a hydraulic system present at the pressure connection P can be set to a desired value or range. The pressure present at the pressure connection P acts on the valve piston 4 against the force of a compression spring 12. A pressure chamber 5 extends in the axial direction from the pressure connection P to the tank openings T.

Auf der dem Druckraum 5 abgewandten Seite des Ventilkolbens 4, also kolbenrückseitig, ist ein Dämpfungsraum 6 angeordnet, der durch eine Dämpfungsbohrung 9 mit dem Druckraum 5 fluidisch verbunden ist. Der Dämpfungsraum 6 umfasst eine erste Axialbohrung 8 und eine zweite Axialbohrung 16, wobei die beiden Axialbohrungen 8, 16 koaxial zueinander angeordnet sind. Die erste Axialbohrung 8 bildet dabei quasi eine Verlängerung des Dämpfungsraums 6. An die erste Axialbohrung 8 schließt sich die radial verlaufende Dämpfungsbohrung 9 an. Andere Ausführungsformen können auch mehrere über den Umfang des Ventilkolbens 4 verteilt angeordnete Dämpfungsbohrungen 9 aufweisen. Durch die Dämpfungsbohrung 9 baut sich auch in dem Dämpfungsraum 6 ein Druck auf, welcher der Schließkraft des Drucks in dem Druckraum 5 auf den Ventilkolben 4 entgegenwirkt. Dadurch wird bewirkt, dass eine Druckfeder mit geringerer Steifigkeit verwendet werden kann, wodurch eine flachere Kennlinie für den Druckanstieg in Bezug auf den Volumenstrom erreicht wird. Eine Dämpfung der axialen Bewegungen und eine Vermeidung eines Schwingens des Ventilkolbens 4 in dem Ventilgehäuse 2 wird dadurch erzielt, dass durch axiale Kolbenbewegungen auch ein Volumenstrom über die Dämpfungsbohrung 9 erzwungen wird. Durch die relativ kleine Dämpfungsbohrung 9 kann die Dynamik und somit das Schwingverhalten günstig beeinflusst werden.On the side of the valve piston 4 facing away from the pressure chamber 5, that is to say on the rear side of the piston, a damping chamber 6 is arranged which is fluidically connected to the pressure chamber 5 by a damping bore 9 . The damping chamber 6 comprises a first axial bore 8 and a second axial bore 16, the two axial bores 8, 16 being arranged coaxially with one another. The first axial bore 8 forms a kind of extension of the damping chamber 6. The first axial bore 8 is adjoined by the radially running damping bore 9. Other embodiments can also have a plurality of damping bores 9 distributed over the circumference of the valve piston 4 . A pressure also builds up in the damping chamber 6 as a result of the damping bore 9 , which pressure counteracts the closing force of the pressure in the pressure chamber 5 on the valve piston 4 . This means that a compression spring with less rigidity can be used, resulting in a flatter characteristic curve for the pressure rise in relation to the volume flow. A damping of the axial movements and an avoidance of an oscillation of the valve piston 4 in the valve housing 2 is achieved in that a volume flow via the damping bore 9 is also forced by axial piston movements. Due to the relatively small damping bore 9, the dynamics and thus the vibration behavior can be favorably influenced.

Die auf den Ventilkolben 4 wirksame Druckfläche ist auf der Seite der Dämpfungsraums 6 kleiner als die Druckfläche auf der Seite des Druckraums 5, sodass eine resultierende Kraft in Richtung der Druckfeder 12 ergibt. Diese resultierende Kraft verschiebt den Ventilkolben 4 in die Richtung einer Offenstellung, wenn und solange die resultierende Kraft größer ist als die entgegenwirkende Kraft der Druckfeder 12. Bei entsprechend hohem Druck an dem Druckanschluß P und somit im Druckraum 5 wird der Ventilkolben 4 in Richtung der Offenstellung verschoben, bis eine Steuerkante 17 am Ventilkolben 4 die Verbindung zu den Tanköffnungen T freigibt, sodass das Druckmedium durch die Tanköffnungen T abströmen kann und der Druck am Druckanschluß P wieder sinkt. Folglich bewegt sich der Ventilkolben 4 durch die Kraft der Druckfeder 12 in die entgegengesetzte Richtung und die fluidische Verbindung zwischen dem Druckanschluß P und den Tanköffnungen T wird wieder getrennt.The pressure area acting on the valve piston 4 is smaller on the side of the damping chamber 6 than the pressure area on the side of the pressure chamber 5 so that a resultant force in the direction of the compression spring 12 results. This resulting force moves the valve piston 4 in the direction of an open position if and as long as the resulting force is greater than the opposing force of the compression spring 12. With a correspondingly high pressure at the pressure port P and thus in the pressure chamber 5, the valve piston 4 moves in the direction of the open position shifted until a control edge 17 on the valve piston 4 releases the connection to the tank openings T, so that the pressure medium can flow out through the tank openings T and the pressure at the pressure port P drops again. Consequently, the valve piston 4 moves in the opposite direction due to the force of the compression spring 12 and the fluidic connection between the pressure connection P and the tank openings T is separated again.

Druckanschlußseitig weist der Ventilkolben 4 eine Blende 10 auf. Die Blende 10 ist im Bereich des freien Endes einer Kolbenverlängerung 11 des Ventilkolbens 4 angeordnet und bildet eine Verengung des Strömungsquerschnitts in dem Druckraum 5. Die Kolbenverlängerung 11 erstreckt sich druckanschlußseitig an dem Ventilkolben 4 in Richtung des Druckanschlußes P. Dadurch ergibt sich ein axialer Abstand zwischen der Blende 10 und den Tanköffnungen T.The valve piston 4 has an orifice plate 10 on the pressure connection side. The diaphragm 10 is arranged in the area of the free end of a piston extension 11 of the valve piston 4 and forms a narrowing of the flow cross section in the pressure chamber 5. The piston extension 11 extends on the pressure connection side of the valve piston 4 in the direction of the pressure connection P. This results in an axial distance between the panel 10 and the tank openings T.

Die Dämpfungsbohrung 9 mündet in Bezug auf die Strömungsrichtung des Druckmediums direkt hinter der Blende 10 in den Druckraum 5.In relation to the direction of flow of the pressure medium, the damping bore 9 opens into the pressure chamber 5 directly behind the orifice plate 10.

Der Dämpfungsraum 6 wird durch eine erste Axialbohrung 8 und eine zweite Axialbohrung 16 in dem Ventilkolben 4 gebildet, die auf der Kolbenrückseite koaxial zur Mittelachse 30 in dem Ventilkolben 4 ausgebildet sind. Der Dämpfungsraum 6 wird durch einen Bolzen 19 abgeschlossen, dessen druckanschlußseitiges Ende in die zweite Axialbohrung 16 hineinragt. Der Bolzen 19 stützt sich an seinem anderen Ende mittels eines Sicherungsrings 18 an dem Ventilgehäuse 2 ab. Das druckanschlußseitige Ende des Bolzens 19 begrenzt somit den Dämpfungsraum 6 in Richtung einer Federkammer 13, in der eine Druckfeder 12 angeordnet ist. Die Federkammer 13 ist mittels eines Dichtungsrings 14 gegenüber des Dämpfungsraums 6 abgedichtet. Der Dichtungsring 14 ist in einer Ringnut in dem Bolzen 19 angeordnet. In anderen Ausführungen kann die Federkammer 13 auch mittels einer Spaltabdichtung gegenüber der Dämpfungskammer 6 abgedichtet sein.The damping chamber 6 is formed by a first axial bore 8 and a second axial bore 16 in the valve piston 4 , which are formed on the rear side of the piston coaxially with the central axis 30 in the valve piston 4 . The damping chamber 6 is closed off by a bolt 19 whose end on the pressure connection side protrudes into the second axial bore 16 . The bolt 19 is supported at its other end by means of a locking ring 18 on the valve housing 2 . The end of the bolt 19 on the pressure connection side thus delimits the damping space 6 in the direction of a spring chamber 13 in which a compression spring 12 is arranged. The spring chamber 13 is sealed off from the damping chamber 6 by means of a sealing ring 14 . The sealing ring 14 is arranged in an annular groove in the bolt 19 . In other embodiments, the spring chamber 13 can also be sealed off from the damping chamber 6 by means of a gap seal.

Der Ventilkolben 4 stützt sich kolbenrückseitig an der Druckfeder 12 ab. Die Druckfeder 12 ist in der getrennt von dem Dämpfungsraum 6 ausgebildeten Federkammer 13 angeordnet. Die Druckfeder 12 stützt sich auf der dem Ventilkolben 4 abgewandten Seite wiederum mithilfe des Sicherungsrings 18 an dem Ventilgehäuse 2 ab.The rear of the valve piston 4 is supported on the compression spring 12 . The compression spring 12 is arranged in the spring chamber 13 which is formed separately from the damping space 6 . The compression spring 12 is supported on the side facing away from the valve piston 4 in turn with the aid of the retaining ring 18 on the valve housing 2 .

Die Federkammer 13 weist eine Druckausgleichsöffnung 15 auf, sodass sich beim axialen Verschieben des Ventilkolbens 4 mit und gegen die Federkraft der Druckfeder 12 das Volumen in der Federkammer 13 verändern kann, ohne störenden Druckschwankungen in der Federkammer 13 zu verursachen.The spring chamber 13 has a pressure compensation opening 15 so that when the valve piston 4 is axially displaced with and against the spring force of the compression spring 12, the volume in the spring chamber 13 can change without causing disruptive pressure fluctuations in the spring chamber 13.

Die 2 zeigt ein Druckbegrenzungsventil 20 in einer weiteren Ausführungsform. Diese unterscheidet sich von dem Druckbegrenzungsventil 1 in der 1 jedoch lediglich in der Position der Dämpfungsbohrung 21 und der Blende 22. Daher sind alle anderen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der 1 und hier nicht näher beschrieben.The 2 shows a pressure relief valve 20 in a further embodiment. This differs from the pressure relief valve 1 in the 1 however, only in the position of the damping bore 21 and the diaphragm 22. Therefore, all other elements are provided with the same reference numbers as in FIG 1 and not described in detail here.

Die Dämpfungsbohrung 21 verläuft bei dem Druckbegrenzungsventil 20 in radialer Richtung durch die Blende 22 und mündet unmittelbar aus der Blende 22 in den Druckraum 5. Das heißt, die Dämpfungsbohrung 21 mündet im Bereich der Engstelle, die durch die Blende 22 im Druckraum 5 gebildet wird, in den Druckraum 5. An dieser Stelle ist beim Durchströmen des Druckmediums durch das Druckbegrenzungsventil 20 der statische Druck am geringsten. Es ergibt sich auch hier eine volumenstromabhängige Druckabsenkung im Dämpfungsraum 6. Dadurch ist der auf den Volumenstrom bezogene Druckanstieg geringer und es ergibt sich eine gewünschte Strömungskraftkompensation und eine flache Kennlinie des Druckbegrenzungsventils 20.The damping bore 21 runs in the pressure relief valve 20 in the radial direction through the orifice 22 and opens directly out of the orifice 22 into the pressure chamber 5. This means that the damping bore 21 opens in the area of the constriction, which is formed by the orifice 22 in the pressure chamber 5. into the pressure chamber 5. At this point, when the pressure medium flows through the pressure relief valve 20, the static pressure is at its lowest. There is also a volume flow-dependent pressure drop in the damping chamber 6. As a result, the pressure increase related to the volume flow is lower and the result is a desired flow force compensation and a flat characteristic curve of the pressure relief valve 20.

BezugszeichenlisteReference List

11: Druckbegrenzungsventilpressure relief valve
22: Ventilgehäusevalve body
33: Ventilbohrungvalve bore
44: Ventilkolbenvalve piston
55: Druckraumpressure room
66: Dämpfungsraumdampening room
88th: erste Axialbohrungfirst axial bore
99: Dämpfungsbohrungdamping hole
1010: Blendecover
1111: Kolbenverlängerungbutt extension
1212: Druckfedercompression spring
1313: Federkammerspring chamber
1414: Dichtungsringsealing ring
1515: Druckausgleichsöffnungpressure equalization opening
1616: zweite Axialbohrungsecond axial bore
1717: Steuerkantecontrol edge
1818: Sicherungsringlocking ring
1919: Bolzenbolt
2020: Druckbegrenzungsventilpressure relief valve
2121: Dämpfungsbohrungdamping bore
2222: Blendecover
3030: Mittelachsecentral axis

Claims

Druckbegrenzungsventil (1, 20) mit einem Ventilgehäuse (2), das eine axiale Ventilbohrung (3), einen Druckanschluß (P) und zumindest eine Tanköffnung (T) aufweist, mit einem im Ventilgehäuse (2) axialbeweglich geführten, federbelasteten Ventilkolben (4), wobei der Druckanschluß (P) und die Tanköffnung (T) in Abhängigkeit der Ventilkolbenstellung fluidisch miteinander verbindbar und voneinander abtrennbar sind, mit einem in Axialrichtung zwischen dem Druckanschluß (P) und der Tanköffnung (T) angeordneten Druckraum (5) und mit einem kolbenrückseitig angeordneten Dämpfungsraum (6), der durch zumindest eine Dämpfungsbohrung (9, 21) mit dem Druckraum (5) fluidisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (4) druckanschlußseitig eine Blende (10) ausbildet, dass die Blende als Vorsprung oder Kolbennase ausgestaltet und im Bereich des druckseitigen Endes des Ventilkolbens an dessen äußerem Umfang angeordnet ist, wobei die Druckseite des Ventilkolbens der dem Druckanschluß zugewandten Stirnseite des Ventilkolbens entspricht, und dass die Dämpfungsbohrung (9, 21) im Bereich der Blende (10) oder in Bezug auf die Strömungsrichtung des Druckmediums hinter der Blende (10) in den Druckraum (5) mündet.Pressure-limiting valve (1, 20) with a valve housing (2) which has an axial valve bore (3), a pressure connection (P) and at least one tank opening (T), with a spring-loaded valve piston (4) guided so as to be axially movable in the valve housing (2) , whereby the pressure connection (P) and the tank opening (T) can be fluidically connected to one another and separated from one another depending on the valve piston position, with a pressure chamber (5) arranged in the axial direction between the pressure connection (P) and the tank opening (T) and with a piston rear side arranged damping chamber (6) which is fluidically connected to the pressure chamber (5) by at least one damping bore (9, 21), characterized in that the valve piston (4) forms an orifice (10) on the pressure connection side, that the orifice as a projection or piston nose and is arranged in the area of the pressure-side end of the valve piston on its outer circumference, the pressure side of the valve piston corresponding to the front side of the valve piston facing the pressure connection, and that the damping bore (9, 21) is in the area of the orifice (10) or in relation to the direction of flow of the pressure medium behind the screen (10) opens into the pressure chamber (5).

Druckbegrenzungsventil (1, 20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsbohrung (9, 21) zumindest teilweise in radialer Richtung verläuft.Pressure relief valve (1, 20) after claim 1 , characterized in that the damping bore (9, 21) runs at least partially in the radial direction.

Druckbegrenzungsventil (1, 20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (4) eine sich in Richtung des Druckanschlußes (P) erstreckende Kolbenverlängerung (11) aufweist, und dass die Blende (10) im Bereich des freien Endes der Kolbenverlängerung (11) angeordnet ist.Pressure relief valve (1, 20) after claim 1 or 2 , characterized in that the valve piston (4) has a piston extension (11) extending in the direction of the pressure connection (P), and that the screen (10) is arranged in the region of the free end of the piston extension (11).

Druckbegrenzungsventil (1, 20) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ventilkolben (4) kolbenrückseitig an einer Druckfeder (12) abstützt, die in einer getrennt von dem Dämpfungsraum (6) ausgebildeten Federkammer (13) angeordnet ist.Pressure-limiting valve (1, 20) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve piston (4) is supported on the rear of the piston on a compression spring (12) which is arranged in a spring chamber (13) which is separate from the damping chamber (6).

Druckbegrenzungsventil (1, 20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkammer (13) mittels eines Dichtungsrings (14) gegenüber dem Dämpfungsraum (6) abgedichtet ist.Pressure relief valve (1, 20) after claim 4 , characterized in that the spring chamber (13) is sealed off from the damping chamber (6) by means of a sealing ring (14).

Druckbegrenzungsventil (1, 20) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkammer (13) zumindest eine Druckausgleichsöffnung (15) aufweist.Pressure relief valve (1, 20) after claim 4 or 5 , characterized , that the spring chamber (13) has at least one pressure equalization opening (15).