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Entlastungsventil in einer Hydraulikanlage
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Entlastungsventil
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Entlastungsventil
ist für einen länger andauernden Entlastungsvorgang ein zusätzliches Schieberventil
notwendig, welches während dieses Vorgangs eine Verbindung von der Pumpe über ein
Druckhalteventil zum Behälter herstellt. Durch dieses zusätzliche Schieberventil
wird das Entlastungsventil kompliziert, teuer und störanfällig.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Entlastungsventil mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
es denkbar einfach baut und dabei genauso zuverlässig seine Funktion erfüllt, wie
aufwendigere Ventile nach dem Stand der Technik.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, den Fortsatz trennbar mit dem Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils
zu verbinden, wodurch sich eine besonders einfache Bauweise ergibt.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert: Die einzige Figur
zeigt einen Längsschnitt durch ein Entlastungsventil.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels An einem Ventilgehäuse 10 ist
eine Einlaßbohrung 11 ausgebildet, an die eine Förderleitung 12 angeschlossen ist.
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Eine Pumpe 13 saugt Druckmittel aus einem Behälter 14 an und fördert
es einerseits in die Förderleitung 12, andererseits in eine an diese angeschlossene
Leitung 15, die zu einem Steuerventil 16 führt. Vom Steuerventil 16 führt eine Leitung
17 zu einem einfach wirkenden Hydraulikzylinder 18 und eine Leitung 19 zum Behälter
14.
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Die Einlaßbohrung 11 mündet in eine Kammer 21 im Ventilgehäuse, lie
von einer Bohrung 22 durchdrungen ist, welche in eine im Gehäuse 10 ausgebildete
Längsbohrung 23 mündet.
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Der Übergang von der Bohrung 22 zur Längsbohrung 23 bildet einen Ventilsitz
24 für einen kegeligen Ventilkörper 25 als Teil eines Druckbegrenzungsventils 28,
dessen Schaft 26 im hinteren Teil der Bohrung 22 geführt ist. Die Bohrung 22 ist
nach außen durch eine eingepreßte Kugel 27 dicht
verschlossen. Der
Ventilkörper 25 hat einen in dle Bohrung 23 ragenden Fortsatz 29, in dem eine schlitzartige
Ausnehmung 30 ausgebildet ist. In diese Ausnehmung ist das Kopfteil 31 eines Schaftes
32 formschlüssig passend so eingeschoben, daß Ventilkörper und Schaft trennbar miteinander
verbunden sind.
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In der Längsbohrung 23 ist ein Kolben 33 gleitend geführt, der eine
mittige Bohrung 34 hat, durch die der Schaft 32 gleitend hindurchgeführt ist. Auf
die dem Ventilkörper 25 abgewandte Seite des Kolbens 33 wirkt eine Druckfeder 35
ein, die sich an einem buchsenartigen Körper 36 abstützt, der in den hinteren Teil
der Längsbohrung 23 eingeschraubt ist, d.h. in einen Raum 37. Die Längsbohrung 23
ist durch eine Verschlußschraube 38 verschlossen, an der das eine Ende einer Druckfeder
39 anliegt, deren anderes Ende sich an eine Mutter 39 anlegt, die auf den hinteren
Teil des Schaftes 32 aufgeschraubt ist. Zur Begrenzung des Hubes des Kolbens 33
in Richtung zum Ventilkörper 25 I hin ist in der Längsbohrung 23 ein Sprengring
40 angeordnet. An dessen Stelle kann auch eine die Wand des Gehäuses durchdringende
Stellschraube 41 vorgesehen sein.
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In den vorderen Teil der Längsbohrung 23, d.h. dort wo sich der Ventilsitz
24 befindet, dringt eine Bohrung 42 ein, die quer zur Längsbohrung 23 verläuft.
Die Bohrung 42 ist durch eine Verschlußschraube 43 verschlossen, an der sich das
eine Ende einer Druckfeder 44 abstützt, deren anderes Ende auf einen kugeligen Ventilkörper
45 einwirkt. Hier handelt es sich um ein Druckhalteventil 146. Von der Bohrung 142
geht ein Kanal 48 aus, der in eine Auslaßbohrung 49 mündet. Der Ventilkörper 5 wird
von
der Druckfeder 44 bei geschlossenem Ventilkörper 25 in einer solchen Position gehalten,
daß er oberhalb der Mündungsstelle des Kanals 48 in die Bohrung 42 liegt.
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Vom Kanal 48 geht eine Drosselbohrung 50 aus, die in die Längsbohrung
23 mündet, und zwar an einer Stelle, die vor dem Sprengring 40 liegt, bezogen auf
den Ventilsitz 24.
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An den Kanal 48 ist eine Längsbohrung 52 angeschlossen, die parallel
zur Längsbohrung 23 verläuft und bis zum Ende des Gehäuses 10 reicht. Im hinteren
Teil der Bohrung 52 befindet sich eine Drosselschraube 53. on der Bohrung 52 verläuft
ein Kanal 54 zur Längsbohrung 23 und mündet dort an einer zwischen der Verschlußschraube
38 und dem Körper 36 gelegenen Stelle. Vom Kanal 54 geht ein Kanal 55 aus, der in
die Bohrung 52 mündet, und zwar an einer Stelle, die am Ende der Drosselschraube
53 liegt. Im Kanal 55 ist ein Rückschlagventil 56 angeordnet, das sich in Richtung
von der Bohrung 52 zum Kanal 54 hin zu öffnen vermag.
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Das Entlastungsventil arbeitet wie folgt: Wenn die Pumpe 19 Druckmittel
fördert und sich das Steuerventil 16 in Arbeitsstellung befindet, fließt das Druckmittel
einerseits über die Leitung 12 zur EinlaMbohrlng 11 und andererseits über die LeItungen
15, 17 zum Hydraulikzylinder 18. Ist dessen Kolben am Anschlag angelangt oder der
Arbeitswiderstand so groß geworden, daß der Abschaltdruck des Ventilkörers 25 des
Druckbegrenzungsventils 28 erreicht ist, so hebt sich dieser etwas von seinem ventilsitz
24 ab. Druckmittel strömt nun aus der Kammer 21 in die Längsbohrung
23,
von dort in die Bohrung 42, worauf der Ventilkörper 45 entgegen der geringen Kraft
der Feder 44 verschoben wird, so daß Druckmittel zum Auslaß 49 und zum Behälter
fließen kann. Der hohe Abschaltdruck bleibt hierbei im wesentlichen dann erhalten,
wenn die Überlast nur kurze Zeit andauert.
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Dauert der Überdruck längere Zeit an, z. B. wenn ein Bagger gegen
ein Hindernis gefahren ist, dann ist es wünschenswert, daß der hohe Förderdruck
weitestgehend abgebaut wird, um ein Aufheizen des Druckmittels und Energieverluste
zu vermeiden. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß dann, wenn der Überdruck
einige Zeit anhält und der Ventilkörper 25 vom Ventilsitz 24 abgehoben ist, das
in die Längsbohrung 23 eingeflossene Druckmittel den Kolben 33 entgegen der Kraft
der Druckfeder 35 nach links verschiebt. Ist dessen Stirnseite 33' an den Bund 39
gelangt, so wird der Ventilkörper 25 durch den Schaft 32 weit vom Ventilsitz 24
abgehoben.
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Nunmehr gelangt der ganze von der Pumpe geförderte Druckmittelstrom
über das auf niedrigen Druck eingestellte Druckhalteventil 46 in den Kanal 48 und
zum Rücklauf 49.
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Der Förderdruck der Pumpe 13 wird nun also auf den geringen, durch
das Druckhalteventil 46 vorgegebenen Druck abgebaut. Sie wird dadurch wesentlich
entlastet, Erwärmung des Druckmittels wird vermieden. Das im Raum 37 enthaltene
Druckmittel fließt während der Öffnungsbewegung des Kolbens 33 über den Kanal 54
und die Drosselschraube 53 in den Kanal 52 und von dort zum Behälter.
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Die Dauer des Ausströmens von Druckmittel aus dem Raum 37 kann durch
mehr oder weniger weites Einschrauben der Drosselschraube 53 in die Bohrung 52 verändert
werden, damit auch die Verzögerungszeit für das Entlasten des Druckbegrenzungsventils.
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Weitere Möglichkeiten für die Einstellung der Verzöge rungszeit werden
erreicht durch Verändern des Laufwegs des Kolbens 33 über Schraube 41, Verändern
der Vorspannkraft am Ventilkörper 5 über Schraube 43, Verändern der Vorspannkraft
der Feder .35 über Schraube 36 und Änderung des Durchflußquerschnitts der Drosselbohrung
50.
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Soll der Zustand des Niederdruckauslaufs beendet werden, wird das
Steuerventil 16 in seine Neutralstellung gebracht, und das von der Pumpe geförderte
Druckmittel wird unmittelbar über die Leitung 19 in den Behälter verdrängt.
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In der Einlaßbohrung 11 herrscht somit Rücklaufdruck, so daß das Druckbegrenzungsventil
25 schließt. Der Kolben 33 wird durch die Feder 35 in seine Ausgangsstellung gebracht.
Dabei wird einerseits Druckmittel über das Rückschlagventil 5 nachgesaugt und andererseits
über die Drosselbohrung 50 verdrängt.