DE3135098A1 - Ventilaufbau, umfassend ein pumpensteuer- bzw. -regelventil und eine entlastungsanordnung - Google Patents

Description

• BESCHREIBUNG
• die Erfindung betrifft ein Steuer- bzw. Regel- und Entlastungsventil, und zwar insbesondere ein internes Entlastungsventil zum Schützen sowohl einer Pumpe als auch eines Zylinders oder eines anderen Arbeits- bzw. Betätigungselements.
• Die Pumpe und das Arbeitselement oder die Arbeitselemente jeder hydraulischen Anordnung sind Überlastungen ausgesetzt, die es erforderlich machen, daß der überschüssige Druck sofort abgeleitet bzw. entlastet wird, damit der überlastete Teil der Anordnung vor Beschädigung geschützt wird. Das wird allgemein durch die Verwendung von Entlastungs- bzw. Sicherheitsventilen erreicht, die in der Anordnung angeordnet werden, so daß sie das unter übermäßigem Druck stehende Strömungsmittel entspannen bzw. ableiten und es zu einem Niederdruckteil der Anordnung, wie beispielsweise einen Vorratsbehälter, zurückführen. Das erfordert üblicherweise das Einfügen sowohl von Entlastungsventilen als auch von einer Rückführanordnung für das hydraulische Strömungsmittel, das entspannt bzw.ausfließen gelassen worden ist.
• Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Entlastungsventil zur Verfügung gestellt, das ein internes Bauteil eines Steuer- bzw. Regelventils bildet, welches für die Verwendung als eine Einheit zusammen bzw. in Verbindung mit einer Hydraulikpumpe geeignet ist, und zwar zwischen der Pumpe und dem Arbeits- bzw. Betätigungselement, wie beispielsweise einem Zylinder. Dieser Aufbau beseitigt die Notwendigkeit für irgendwelche äußeren Rohre und ermöglicht trotzdem eine zufriedenstellende Entspannung von übermäßigem Druck sowohl an der Pumpe als auch an dem Zy- linder. Bei der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung wird von einem Zylinder als Arbeits- bzw. Betätigungselement ausgegangen, da dieser das üblichste im Gebrauch befindliche Arbeits- bzw. Betätigungselement ist, jedoch ist die Erfindung nicht auf dieses spezielle Arbeitselement beschränkt. Das Entlastungsventil gemäß der Erfindung schützt die Pumpe gegen übermäßigen Druck, wenn das Steuer- bzw. Regelventil in der Erhöhungsposition ist, und es schützt den Zylinder, wenn der Ventilschieber bzw. die Ventil spindel in der neutralen Position oder in der Halteposition ist, gegen Stoßbelastungen, die beim Wandern von einer Stelle zur anderen unter Last auftreten. Die Einrichtung kann entweder Teil eines Zwei- oder Teil eines Dreileitungssystems sein.
• Gemäß der Erfindung wird ein Ventilaufbau zur Verfügung gestellt, der folgendes umfaßt: ein Ventilgehäuse, das eine durch dasselbe hindurchgehende Haupt- oder Arbeitsbohrung hat; einen Ventilschieber, der insbesondere eine Ventil spindel ist, welcher in der Bohrung bewegbar ist und in dem ein Paar von im Abstand voneinander befindlichen ringförmigen Aussparungen vorgesehen ist; eine mit Zwischenraum angeordnete Entlastungsbohrung in dem Gehäuse; eine Pumpenkammer und eine Zylinder- oder Arbeitskammer in dem Gehäuse, welche beide Bohrungen durchsetzen; ein Paar Behälterkammern auf entgegengesetzten Seiten der Pumpen- und Zylinderkammer, welche die Arbeitsbohrung durchsetzt, wobei eine der Behälterkammern, vorzugsweise die der Zylinderkammer benachbarte, die Entlastungsbohrung durchsetzt; eine die Behälterkammern verbindende Behälterbohrung; eine Einlaßrückführbohrung, die die eine der Behälterkammern durchsetzt; einen Arbeitsdurchlaß, der mit der Zylinderkammer verbunden- ist; einen Einlaß-Durchlaß, der mit der Entlastungsbohrung und der Pumpenkammer verbunden ist; einen mit der Behälterbohrung ver- bundenen Behälterdurchlaß; einen Pumpeneinlaß-Durchlaß und einen Rückführdurchlaß, die mit der Einlaßrückführbohrung verbunden sind; und eine Kombinations-Rückschlag-und-Entlastungs-Ventilanordnung in der Entlastungsbohrung an der Zylinderkammer, die als Überwachungs- bzw. Rückschlageinrichtung zwischen der Einlaß- und der Zylinderkammer wirkt und übermäßigen Druck von der Zylinderkammer zu der Luftbehälterkammer bzw. Behälterkammer entspannt, so daß dadurch übermäßiger Druck in der Zylinderkammer von der Pumpe oder dem Zylinder her in die eine Behälterkammer entspannt wird.
• Das Ventil kann so ausgebildet sein, daß es als Zweileitungsventil arbeitet, indem der Behälterdurchlaß mit einem Stopfen verschlossen wird, oder daß es Dreileitungsventil arbeitet, indem der Behälterdurchlaß mit einem Vorratsbehälter verbunden wird. Vorzugsweise ist der Ventilaufbau an einer Pumpe befestigt, wobei der Einlaß direkt mit dem Pumpenauslaß oder der Entladungsöffnung verbunden ist. Der Einlaßrückführdurchlaß und der Pumpeneinlaß-Durchlaß sind vorzugsweise an entgegengesetzten Enden der Einlaßrückführbohrung vorgesehen.
• Nachdem in der vorstehenden allgemeinen Beschreibung gewisse Ziele, Zwecke, Vorteile und Merkmale der Erfindung dargelegt worden sind, seien diese sowie weitere Ziele, Zwecke, Vorteile und Merkmale der Erfindung anhand einiger, in den Fig. 1 bis 8 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Ventilaufbau gemäß der Erfindung in der neutralen Position für Zweileitungsbetrieb; Fig. 2 einen quer zu dem Schnitt der Fig. 1 durch die Hauptbohrung in der neutralen Position der Ven- tilanordnung verlaufenden Schnitt; Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Ventilanordnung der Fig. 1 in der Erhöhungs- oder Arbeitsposition für Zweileitungsbetrieb; Fig. 4 einen zum Schnitt der Fig. 1 quer verlaufenden Schnitt durch die Bohrung in der Erhöhungs-oder Arbeitsposition des Ventilaufbaus; Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch den Ventilaufbau der Fig. 1 in der Erniedrigungsposition für Zweileitungsbetrieb; Fig. 6 einen durch den Ventilaufbau der Fig. 1 quer verlaufenden Schnitt, wobei sich das Ventil in der Erniedrigungsposition befindet; Fig. 7 einen Vertikalschnitt durch das Ventil der Fig.
• 1 in der Anordnung für Dreileitungsbetrieb; und Fig. 8 einen zum Schnitt der Fig. 7 quer verlaufenden Schnitt.
• Es sei nun auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, worin ein Gehäuse 10 dargestellt ist, in dem sich eine Hauptbohrung 11 befindet, die aufeinanderfolgend von einer Behälterkammer 12, einer Pumpenkammer 13, einer Zylinderkammer 14 und einer zweiten Behälterkammer 15 durchsetzt ist. Ein Ventilschieber 16, insbesondere eine Ventilspindel, ist axial bezüglich bzw. in der Hauptbohrung 11 bewegbar und mit einem Paar ringförmiger Aussparungen 17 und 18 versehen, die sich zwischen seinen Enden befinden; die erste Aussparung 17 verbindet die Behälterkammer 12 und die Pumpenkammer 13 in der neutralen Position, während die zweite Aussparung 18 die Zylinderkammer in der neutralen Position isoliert. Die Pumpenkammer 13, die Zylinderkammer 14 und die Behälterkammer 15 werden von einer Entlastungsbohrung 20 durchsetzt, die allgemein parallel zur Hauptbohrung 11 ist. Die Behälterkammer 15 wird außerdem von einer Einlaß-Rückführbohrung 21 durchsetzt, die an einem Ende einen Rückführdurchlaß 22 hat, der mit einem Arbeitszylinder an einem Ende verbunden ist, und die am anderen Ende einen Pumpeneinlaß-Durchlaß 23 hat, der mit einem Pumpeneinlaß verbunden ist. Die Entlastungsbohrung 20 ist mit einem Einlaß-Durchlaß 24 versehen, der eine Verbindung mit dem Auslaß-Durchlaß der Pumpe herstellt. Das entgegengesetzte Ende der Entlastungsbohrung 20 ist mit einer Kombination aus einem Entlastungs-bzw. Sicherheitsventil 34 und einem Rückschlagventil 47 versehen. Das Gehäuse 10 weist außerdem eine Behälterbohrung 27 auf, die allgemein parallel zu der Hauptbohrung 11 und auf einer Seite derselben angeordnet ist. Die Behälterbohrung 27 durchsetzt einen Teil der beiden Behälterkammern 12 und 15 und ist mit einem Auslaß-Durchlaß 28 versehen, der mittels eines Rohrstopfens 29 verschlossen werden kann, um eine Zweileitungsanordnung (Fig. 1 bis 6) zu bilden, oder sie kann mit einem Vorratsbehälter verbunden sein, so daß eine Dreileitungsanordnung (Fig. 7 und 8) gebildet wird. Die Zylinderbohrung ist mit einem Zylinderdurchlaß 30 versehen, durch den sie mit einem Zylinder oder einer anderen hydraulisch betätigten Einrichtung verbunden sein kann.
• Das Kombinations-Rückschlag-und-Sicherheits-Ventil ist aus einem zylindrischen Gehäuse 45 hergestellt, das in einen vergrößerten Teil der Entlastungsbohrung 20 bis zu einer Stelle eingeschraubt werden kann, die sich benachbart dem Einlaß 20a der Bohrung 20 in die Arbeitskammer 14 befindet. Das Gehäuse 45 ist an seinem inneren Ende mit einer zylindrischen Ausnehmung 46 verbunden, die ein zylindrisches Ventilelement 47 trägt, das axial darin bewegbar ist und normalerweise durch eine Feder 48 in schließenden Rückschlagkontakt mit dem Einlaß.20a gedrückt wird.
• Ein innerer Flansch 49 an der Öffnung der Ausnehmung 46 wirkt mit einer Umfangsschulter 50 auf dem Ventilelement 47 zusammen, so daß das Ventilelement gegen ein Ausstoßen aus der Ausnehmung 46 zurückgehalten wird. Ein Axialkanal 31 erstreckt sich von einer im Abstand von der Ausnehmung 46 befindlichen Stelle durch das Gehäuse bis zur Außenseite des Gehäuses. Radialkanäle 32 verbinden den Kanal 31 mit der Arbeitskammer 14. Radialkanäle 33 verbinden den Kanal 31 mit der Behälterkammer 15. Das Sicherheitsventil 34 schließt den Kanal 31 zwischen den Radialkanälen 32 und 33 und ist mittels einer Feder 35, die mittels einer Schraube 51 zur Erzielung einer variablen Belastung einstellbar ist, federbelastet.
• Im Betrieb arbeitet das Ventil dahingehend, daß es den Druck in der Zylinderkammer 14 in der neutralen Position des Ventilschiebers 16 entspannt, wenn die Zylinderleitung überlastet wird, und zwar dadurch, daß sich das Sicherheitsventil, bezogen auf die Ansicht der Fig. 1, gegen die Feder 35 bewegt, so daß es Strömungsmittel aus der Kammer 14 zur Kammer 15 und in die Einlaßrückführbohrung 21 entlädt, von wo es durch den Durchlaß 22 zur entgegengesetzten Seite des Zylinders hindurchgehen kann.
• Wenn es gewünscht wird, den Arbeitszylinder zu betätigen, wird der Ventilschieber 16 nach links (bezogen auf die Ansicht der Fig. 2) bewegt, so daß der Durchgang von der Pumpenkammer 13 zur Behälterkammer 12 blockiert wird. Dadurch wird Strömungsmittel durch das Rückschlagventil 47 in die Kammer 14 und aus dem Durchlaß 30 zu dem Arbeitszylinder (Fig. 4) gedrückt. Im Falle einer Uberlastung in dieser Arbeitsposition und der daraus folgenden Über- lastung der Pumpe bewegt sich das Sicherheitsventil 34 nach rechts, so daß es einen Teil des von der Pumpe herkommenden Strömungsmittels im Nebenschluß zur Behälterkammer 15 und dann zurück zum Pumpeneinlaß strömen läßt.
• Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen die Relativpositionen des Ventilschiebers in der unteren Position für den Zylinder bzw. des Zylinders.
• Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen die Anordnung des Ventils für eine Dreileitungsanordnung, in der die Behälterbohrung 27 durch den Auslaß-Durchlaß 28 mit einem Vorratsbehälter (nicht gezeigt) verbunden ist, und in der auch der Rückführdurchlaß 22 mit dem Vorratsbehälter verbunden ist und von der Behälterkammer 15 her mittels einer Hülse 40, die in die Bohrung 21 eingefügt ist, blockiert ist.
• Obwohl in der vorstehenden Beschreibung gewisse bevorzugte Praktiken und Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, ist die Erfindung im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung, wie er in den Ansprüchen zum Ausdruck gebracht ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, auch in anderer Weise mit Erfolg ausführbar.
• Leerseite

Claims (10)

1. Ventilaufbau, umfassend ein Pumpensteuer- bzw. -regelventil und eine Entlastungsanordung PATENTANSPRÜCHE Ventilaufbau, umfassend ein Pumpensteuer- bzw. -regelventil und eine Entlastungsanordnung mit einem Ventilgehäuse, die eine durch dasselbe hindurchgehende Bohrung hat, und einem Ventilschieber, insbesondere einer Ventilspindel, die in der Bohrung bewegbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ventilaufbau folgendes umfaßt: ein Paar von im Abstand voneinander im Ventilschieber (16) vergesehene Aussparungen (17, 18); eine mit Zwischenraum in dem Gehäuse (10) angeordnete Entlastungsbohrung (20); eine Pumpenkammer (13) und eine Arbeitskammer (14) in dem Gehäuse (10), die beide Bohrungen (11, 20) durchsetzen; ein Paar Behälterkammern (12, 15), und zwar eine auf jeder entgegengesetzten Seite der Pumpen- und Arbeitskammer (13 bzw. 14), welche die Hauptbohrung (11) durchsetzen, wobei die der Arbeitskammer (14) benachbarte Behälterkammer (15) die Entlastungsbohrung (20) durchsetzt; eine Behälterbohrung (27), die die Behälterkammern (12, 15) verbindet; eine Einlaßrückführbohrung (21), die die der Arbeitskammer (14) benachbarte Behälterkammer (15) durchsetzt; einen Einlaß-Durchlaß (24, 20a), der mit der Entlastungsbohrung (20) und der Pumpenkammer (13) verbunden ist und eine Verbindung mit einem Auslaß-Durchlaß einer Pumpe bilden kann; einen Behälterdurchlaß (28), der mit der Behälterbohrung (27) verbunden ist; einen Pumpeneinlaß-Durchlaß (23) und einen Rückführdurchlaß (22), die mit der Einlaßrückführbohrung (21) verbunden sind, wobei der Pumpeneinlaß-Durchlaß (23) eine Verbindung mit dem Einlaß-Durchlaß einer Pumpe bilden und der Rückführdurchlaß (22) mit einer Rücklaufströmungsmittelquelle verbunden werden kann; und eine Kombinations-Rückschlag-und-Entlastungs-Ventilanordnung in der Entlastungsbohrung (20) an der Zylinderkammer (14), die als eine Uberwachungs- bzw. Rückschlageinrichtung zwischen dem Einlaß-Durchlaß (24, 20a) und der Arbeitskammer wirkt und überschüssigen Druck von der Arbeitskammer (14) zu der benachbarten Behälterkammer (15) entspannt.
2. 2. Ventilaufbau nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Kombinations-Rückschlagund-Entlastungs-Ventil ein federbelastetes Rückschlagventil (46, 47, 48) hat, das die Entlastungsbohrung (20) normalerweise zwischen dem Einlaß-Durchlaß (24, 20a) und der Arbeitskammer (14) schließt, sowie ein federbelastetes Entlastungs- bzw. Sicherheitsventil (34), das die Entlastungsbohrung (20) normalerweise zwischen der Arbeitskammer (14) und der benachbarten Behälterkammer (15) schließt.
3. 3. Ventilaufbau nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Pumpeneinlaß-Durchlaß (23) und der Rückführdurchlaß (22) an entgegengesetz- ten Enden der Einlaßrückführbohrung (21) vorgesehen sind.
4. 4. Ventilaufbau nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für einen Zweileitungsbetrieb ein entfernbarer Stopfen (29) in den Behälterdurchlaß (28) eingefügt ist.
5. 5. Ventilaufbau nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für einen Dreileitungsbetrieb eine Abdichtungshülse (40) in die Einlaßrückführbohrung (21) an deren Durchsetzungsstelle mit der Behälterkammer (15) eingefügt ist, welche diese Bohrung (21) gegen eine Verbindung mit der Behälterkammer (15) verschließt.
6. 6. Ventilaufbau nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Kombinations-Rückschlag-und-Entlastungs-Ventil ein langgestrecktes zylindrisches Gehäuse (45) aufweist, das sich in Gewindeeingriff mit dem Ende der Entlastungsbohrung (20), das dem Einlaß-Durchlaß (24, 20a) entgegengesetzt ist, befindet und sich durch die Behälterkammer (15) benachbart diesem Ende der Entlastungsbohrung (20) und in die Arbeitskammer (14) hinein in Dichtungseingriff mit dem Gehäuse (10) zwischen der Arbeitskammer (14) und der Behälterkammer (15) erstreckt; sowie ein federbelastetes Ventilteil (47), das in dem Ende des Gehäuses (45) axial bewegbar ist und an der Entlastungsbohrung (20) zwischen dem Einlaß-Durchlaß (24, 20a) und der Arbeitskammer (14) anliegt und die Entlastungsbohrung (20) an dieser Stelle normalerweise schließt; eine Kanaleinrichtung bzw. einen Kanal (31) in dem langgestreckten Gehäuse (45), der eine Verbindung von der Arbeitskammer (14) zu der Behälterkammer (15) bildet; und eine federbelastete Entspannungs- bzw.

   Sicherheitsventileinrichtung (34) in der Kanaleinrichtung bzw. in dem Kanal (31), welche dieselbe bzw. denselben normalerweise gegen einen Durchgang von Strömungsmittel schließt und öffnet, wenn sie durch Strömungsmittel von der Arbeitskammer (14) her oberhalb einer gewählten Stelle bzw.

   oberhalb eines gewählten Druckwerts mit Druck beaufschlagt wird.
7. 7. Ventilaufbau, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Kombinations-Rückschlag-und-Entlastungs-Ventilaufbau für die Verwendung zur Isolierung einer Arbeitskammer (14), die einen Einlaß-Durchlaß (20a) auf einer Seite hat, und zur Entlastung derselben in eine benachbarte Entlastungskammer (15) auf der entgegengesetzten Seite des Einlaß-Durchlasses (20a) gegen übermäßigen Druck, umfassend ein langgestrecktes zylindrisches Gehäuse (45), das sich durch die Entlastungskammer (15) in die Arbeitskammer (14) hinein erstreckt, die dem Einlaß-Durchlaß (20a) benachbart ist, sowie ein federbelastetes Ventilteil (47), das axial in dem Ende des Gehäuses (45) bewegbar ist und an dem Einlaß-Durchlaß (20a) anliegt und diesen schließt, eine Kanaleinrichtung (31, 32, 33) in dem Gehäuse (45), die eine Verbindung von der Arbeitskammer (14) zu der Entlastungskammer (15) bildet, und eine federbelastete Entlastungs- bzw. Sicherheitsventileinrichtung (34), welche die Kanaleinrichtung (31, 32, 33) normalerweise gegen einen Durchgang von Strömungsmittel schließt und öffnet, wenn sie durch Strömungsmittel von der Arbeitskammer (14) her oberhalb einer gewählten Stelle bzw. oberhalb eines vorbestimmten Druckwerts mit Druck beaufschlagt wird.
8. 8. Ventilaufbau nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Kombinations-Rückschlag-und-Entlastungs-Ventilaufbau eine Einrichtung (51) zum Verändern der Federbelastung, die auf das Entla- stungs- bzw. Sicherheitsventil (34) einwirkt, vorgesehen ist, so daß der Druck verändert wird, bei dem letzteres öffnet.
9. 9. Ventilaufbau nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse (45) in dem Kombinations-Rückschlag-und-Entlastungs-Ventil eine zylindrische Ausnehmung (46) in seinem Ende hat, welches sich nach dem Einlaß-Durchlaß (20a) hin öffnet; daß ein zylindrisches Ventilteil (47) axial darin bzw. darauf bewegbar ist, derart, daß es an dem Einlaß-Durchlaß (20a) anliegt und denselben schließt; daß eine Federeinrichtung (48) in der Ausnehmung (46) vorgesehen ist, die das Ventilteil (47) normalerweise dahingehend mit Druck beaufschlagt, daß es den Einlaß-Durchlaß (20a) schließt; und daß eine zusammenwirkende Rückhalteeinrichtung bzw. zusammenwirkende Rückhalteelemente (49, 50) auf bzw. an der Öffnung und dem Ventilteil (47) vorgesehen ist bzw. sind, die das Ventilteil (47) dagegen zurückhält bzw. -halten, daß es durch die Feder (48) vollständig aus der Ausnehmung (46) ausgestoßen wird.
10. 10. Ventilaufbau nach Anspruch 7, 8 oder 9, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kanaleinrichtung (31, 32, 33) in dem Kombinations-Rückschlagund-Entlastungs-Ventil einen Axialkanal (31) und Radialkanäle (32, 33) in dem Gehäuse (45) sowohl an der Arbeitskammer (14) als auch an der Entlastungskammer (15) aufweist, welche eine Verbindung mit jeder dieser Kammern (14, 15) bilden bzw. mit jeder dieser Kammern (14, 15) verbunden sind.