DE3639327A1 - Vorgesteuertes druckbegrenzungsventil - Google Patents
Vorgesteuertes druckbegrenzungsventilInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
- F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
- F16K17/10—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with auxiliary valve for fluid operation of the main valve
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Description
Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes Druckbegrenzungs
ventil mit integrierter Rückschlagventilfunktion gemäss dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Art von Ventilen besitzt
zwei Anschlüsse, die in beiden Richtungen durchströmt werden
können. Das Öffnen in der einen Durchflussrichtung erfolgt
erst nach dem Überschreiten eines einstellbaren Druckwertes
(Druckbegrenzungsfunktion), wogegen die Durchströmung in der
Gegenrichtung mit einem niedrigen Druckwiderstand geschieht
(Rückschlagventilfunktion). Solche Ventile finden häufig in
ölhydraulischen Anlagen Anwendung und dienen u.a. zur Druck
absicherung und Einspeisung in geschlossenen Systemen, oder
als Lasthalte- bzw. Vorspannventile bei Hydromotoren oder
Zylindern, wenn diese in beiden Bewegungsrichtungen gefahren
werden.
Ein solches vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil mit
Rückschlagventilfunktion ist aus der DE-PS 26 16 251 C2
bekannt. Bei dieser Lösung ist ein gewöhnliches vorgesteu
ertes Rückschlagventil durch einen gesonderten Aufsteuer
kolben ergänzt, dessen eine Stirnfläche über Bohrungen mit
der Niederdruckseite verbunden ist. In beiden Durchfluss
richtungen durchströmt das Öl die Steuerkante des Haupt
kolbens. Da das hochdruckseitige Öl in den Raum zwischen
Hauptkolben und Aufsteuerkolben zugeführt werden
muss, kann mit dieser Lösung eine - hinsichtlich Durch
flussleistung - günstige axiale Zuströmung nicht realisiert
werden und das Ventil baut relativ gross.
Eine andere Lösung beschreibt die DE-PS 28 48 208.
Bei diesem Ventil ist der Hauptkolben in einem Ringkolben
koaxial angeordnet, wodurch eine axiale Zuströmung und damit
ein kleines Bauvolumen erreicht wird. Die Anforderungen
hinsichtlich Bearbeitungsgenauigkeit der funktionswichtigen
Teile, vor allem der Koaxialität von Ventilsitz, Ringkolben
und Hauptkolben und damit die Herstellungskosten sind aber
relativ gross.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Druck
begrenzungsventil mit integrierter Rückschlagventilfunktion,
jedoch ohne die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu
schaffen. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist
bestimmt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Ausgestaltungen der Erfindung sind bestimmt durch die
Merkmale der abhängigen Ansprüche.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Haupt
kolben eines vorgesteuerten Druckbegrenzungsventils in zwei
Teile, nämlich in einen Rückschlagventilkolben und einen
Ringkolben so aufgetrennt werden kann, dass die beiden
Kolben vom Hochdruck gegeneinander gepresst, jedoch vom
Niederdruck voneinander getrennt werden.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind
anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Druckbegrenzungsventils mit
integrierter Rückschlagventilfunktion in
Schieberbauweise und
Fig. 2 einen Axialschnitt eines ähnlichen Ventils, jedoch in
Sitzbauweise.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Steuerblock mit einer Hoch
druckseite 2 und einer Niederdruckseite 3. Im Steuerblock 1
ist ein Ventilkörper 4 eingesetzt, der eine durchgehende
Bohrung 23 vom Durchmesser D aufweist. ln der Bohrung 23
befinden sich ein Rückschlagventilkolben 5 mit einer Düsen
bohrung 7 sowie ein Ringkolben 8 mit radialen Öffnungen 9,
welche von einer niederdruckseitigen Öffnung 19 des Ventil
körpers 4 durch einen Dichtspalt 25 abgedichtet sind. Die
eine Stirnfläche 10 des Ringkolbens 8 ist mit der Hoch
druckseite 2, die andere Stirnfläche 11 mit der Nieder
druckseite 3 über Öffnungen 19 verbunden. Die niederdruck
seitige Stirnfläche 11 des Ringkolbens 8 teilt die ihr
zugewandte Stirnfläche des Rückschlagventilkolbens 5 durch
eine kreisförmig geschlossene Sitzkante in eine niederdruck
seitige Kreisringfläche 12 und eine hochdruckseitige Kreis
fläche 13 auf. Eine Druckfeder 6 drückt den Rückschlag
ventilkolben 5 und den Ringkolben 8 mit geringer Vorspann
kraft gegen einen Anschlagring 14. Im Ventilkörper 4
befinden sich weiterhin ein Vorsteuerkegel 15, eine Druck
einstellfeder 16, eine Druckeinstellspindel 17 sowie eine
Ablaufbohrung 18. Eine Dichtung 20 dichtet die Hochdruck
seite 2 und die Niederdruckseite 3 gegeneinander ab,
Dichtungen 21 und 22 vermeiden einen Ölaustritt in die
Atmosphäre.
Die Wirkungsweise des Druckbegrenzungventils mit integrierter
Rückschlagventilfuntkion in Schieberbauweise nach Fig. 1 ist
wie folgt:
Beim Ansteigen des Öldrucks auf der Hochdruckseite 2 bis
unter den Öffnungsdruck des Vorsteuerkegels 15 herrscht über
Düsenbohrung 7 im Zwischenraum 24 der gleiche Druck wie auf
der Hochdruckseite 2. Rückschlagventilkolben 5 und
Ringkolben 8 werden mit einer Druckkraft, entsprechend der
hochdruckseitigen Projektion der Kreisringflächen 11 und 12
gegeneinander gedrückt. Die Druckfeder 6 sorgt für die Auf
rechterhaltung des dargestellten geschlossenen Zustandes.
Beim Überschreiten des an der Druckeinstellfeder 16 einge
stellten Öffnungsdruckes öffnet der Vorsteuerkegel 15, und
es beginnt eine Flüssigkeitsströmung von der Hochdruckseite
2 über Düsenbohrung 7, Vorsteuerkegel 15 und Abflussbohrung
18 in Richtung Niederdruckseite 3. Diese Flüssigkeits
strömung erzeugt in der Düsenbohrung 7 einen Druckabfall, um
dessen Wert sich der Druck im Zwischenraum 24 gegenüber der
Hochdruckseite 2 vermindert. Übersteigt die durch diesen
Druckabfall auf der hochdruckseitigen Stirnfläche 10 des
Ringkolbens 8 und auf der Kreisfläche 13 des Rückschlag
ventilkolbens 5 erzeugte Druckkraft die Vorspannkraft der
Druckfeder 6, so bewegen sich Rückschlagventilkolben 5 und
Ringkolben 8 gegen die Druckfeder 6 so weit, bis der Dicht
spalt 25 überfahren wird und über die Öffnungen 9 und 19
eine Verbindung zwischen der Hochdruckseite 2 und der
Niederdruckseite 3 entsteht, über welche die überschüssige
Ölmenge von der Hochdruckseite abgeführt und ein weiterer
Druckanstieg vermieden wird.
Beim Absinken des Öldrucks auf der Hochdruckseite 2
schliesst der Vorsteuerkegel 15, die Drücke in den Rüumen 2
und 24 gleichen sich über die Düsenbohrung 7 wieder aus und
die Druckfeder 6 schiebt den Rückschlagventilkolben 5 und
den Ringkolben 8 wieder in die dargestellte Ausgangsposition
zurück.
Wird jedoch das Ventil von der Niederdruckseite 3 angeströmt
(Rückschlagventilfunktion), d.h. der Druck an der
Niederdruckseite 3 ist höher als an der Hochdruckseite 2, so
entsteht eine axiale Druckkraft auf der Stirnfläche 11 des
Ringkolbens 8 in Richtung Anschlagring 14 und eine
gegengerichtete gleich grosse Druckkraft auf der
Kreisringfläche 12 des Rückschlagventilkolbens 5, welche
gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 6 wirkt. Wenn die
Druckkraft auf der Kreisringfläche 12 die Vorspannkraft der
Druckfeder 6 übersteigt, bewegt sich der Rückschlagventil
kolben 5 gegen die Druckfeder 6, er trennt sich vom Ring
kolben 8 und macht den Weg für die Strömung von der Nieder
druckseite 3 in Richtung Hochdruckseite 2 mit geringem
Druckwiderstand frei. Beim Absinken des Druckes auf der
Niederdruckseite 3 schiebt die Druckfeder 6 den Rückschlag
ventilkolben 5 in seine geschlossene Stellung zurück. Beim
zweiten Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 2 sind dem
ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Teile mit den
gleichen Bezugszeichen versehen, wobei abgewandelte Teile
durch Hinzufügen des Buchstabens a gekennzeichnet sind.
Der Ventilkörper ist hier geteilt ausgeführt, er besteht aus
einem Patronenkopf 4 a und einer Sitzbüchse 29 a, welche eine
Sitzfläche 27 a, zusätzliche Abflussöffnungen 19 a und eine
Dichtung 26 a zur Verhinderung einer Leckage zwischen Hoch
druckseite 2 und Niederdruckseite 3 aufweist. Der Ringkolben
8 a weist eine Sitzkante 28 a auf, die von der Druckfeder 6
dichtend gegen die Sitzfläche 27 a gedrückt wird. Der Durch
messer der Sitzkante 28 a ist annähernd gleich dem Durch
messer des Rückschlagventilkolbens 5. Alle anderen Teile
stimmen mit dem ersten Ausführungsbeispiel in Form und
Funktion weitgehend überein.
Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels ist eben
falls ähnlich dem ersten. Beim Ansteigen des Druckes auf der
Hochdruckseite 2 über den Einstellwert des Vorsteuerkegels
15 öffnet sich dieser, der entstehende Ölstrom bewirkt über
die Düsenbohrung 7 einen Druckabfall im Zwischenraum 24 und
eine der Druckfeder 6 entgegengerichtete Druckkraft an der
Stirnfläche 10 und an der Kreisfläche 13. Übersteigt diese
Druckkraft die Vorspannkraft der Druckfeder 6, so bewegen
sich Ringkolben 8 a und Rückschlagventilkolben 5 zusammen
gegen die Druckfeder 6, die Sitzkante 28 a hebt sich von der
Sitzfläche 27 a ab und das überflüssige Öl kann von der
Hochdruckseite 2 über Abflussöffnungen 19 a zur Niederdruck
seite 3 abgeführt werden.
Beim Durchströmen von der Niederdruckseite 3 ist die Funk
tion gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
Ein Vorteil gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht
darin, dass der Ringkolben 8 a im zweiten Ausführungsbeispiel
den Weg von der Hochdruckseite 2 in Richtung zur Nieder
druckseite 3 unmittelbar nach dem Öffnen des Vorsteuerkegels
15 freigibt, d.h. ohne die zum Durchfahren der Länge des
Dichtspaltes 25 erforderliche Zeitverzögerung. Ein weiterer
Vorteil ergibt sich durch die infolge der Sitzdichtung
zwischen Sitzfläche 27 a und Sitzkante 28 a verminderte
Leckage zwischen den beiden Ventilanschlüssen. Den auf
gezählten Vorteilen steht allerdings ein etwas grösserer
Fertigungsaufwand gegenüber. Der jeweilige Anwendungsfall
entscheidet, welche Bauform gewählt wird.
Claims (4)
1. Vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil mit integrierter
Rückschlagventilfunktion mit einem federbelastetem Rück
schlagventilkolben und einem Ringkolben vorzugsweise
gleichen Durchmessers, der bei Ansprechen der Druckbe
grenzung einen Durchlass zur Niederdruckseite öffnet,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (8) eine dem
Rückschlagventilkolben (5) zugewandte Stirnfläche (11)
aufweist, die im Niederdruckraum (3) liegt und so ausge
bildet ist, dass sie die dem Ringkolben (8) zugewandte
Stirnfläche des Rückschlagventilkolbens (5) in eine
niederdruckseitige Kreisringfläche (12) und eine hoch
druckseitige Kreisfläche (13) aufteilt, und dass die
andere Stirnfläche (10) des Ringkolbens (8) im Hoch
druckraum (2) liegt.
2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die dem Rückschlagventilkolben (5)
zugewandte Stirnfläche (11) des Ringkolbens (8) zur Auf
teilung der ihr zugewandten Stirnfläche des Rückschlag
ventilkolbens (5) mit einer Sitzkante versehen ist.
3. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der bei Ansprechen der Druck
begrenzung von dem Ringkolben (8) zu öffnende Durchlass
zur Niederdruckseite durch mindestens eine radiale Aus
nehmung des Ringkolbens gebildet ist.
4. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Ringkolben (8 a) hochdruckseitig
eine Sitzkante (28 a) aufweist, welche durch die Druck
feder (6) an die Sitzfläche (27 a) der Sitzhülse (29 a)
angedrückt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH461386A CH662870A5 (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Pilot-controlled pressure relief (control) valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3639327A1 true DE3639327A1 (de) | 1988-06-01 |
Family
ID=4279366
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863639327 Withdrawn DE3639327A1 (de) | 1986-11-19 | 1986-11-20 | Vorgesteuertes druckbegrenzungsventil |
DE19868633621 Expired DE8633621U1 (de) | 1986-11-19 | 1986-11-20 | Vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19868633621 Expired DE8633621U1 (de) | 1986-11-19 | 1986-11-20 | Vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH662870A5 (de) |
DE (2) | DE3639327A1 (de) |
Cited By (3)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE8633621U1 (de) | 1987-10-22 |
CH662870A5 (en) | 1987-10-30 |
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