DE4135865A1 - Ventil zur druckbegrenzung in hydraulischen anlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein als Differentialventil ausgebildetes direktgesteuertes Sitzventil mit zylindrischen Ansätzes verschiedenen Durchmessers zur Druckbegrenzung in hydraulischen Anlagen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Ventile sind im Bild 154 auf Seite 203 des Buches "Ölhydraulik" von E.M. Chaimowitsch, VEB Verlag Technik Berlin 1961, dargestellt.

Im bekannten Fall weist der Sitzkörper in Anströmrichtung eine Verlängerung auf, an deren Ende ein zylindrischer Ansatz in einem Gehäuseteil geführt ist und der von diesem kolbenförmigen Ansatz begrenzte Raum über eine Axialbohrung des Schließkörpers mit dem Federraum verbunden ist.

Der von diesem kolbenförmigen Ansatz begrenzte Raum wird somit in der Regel vom Tankdruck beaufschlagt. Die vom Druck beaufschlagte Ringfläche des Schließkörpers wird somit aus der Differenz der Sitzfläche und der Fläche des kolbenförmigen Ansatzes gebildet. In einem weiteren Ausführungs­ beispiel weist der Ventilsitz eine kolbenförmige Verlängerung auf, die einen größeren Durchmesser aufweist als der Ventilsitz. In diesem Falle wird das Ventil in Schließrichtung des Sitzkörpers durchströmt.

Die wirksame druckbeaufschlagte Fläche ist die aus dem kolbenförmigen Ansatz und der Sitzfläche sich ergebende Differenzfläche.

VorliegenderErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannten Ventile dahingehend zu verbessern, daß eine besonders gute Dämpfung des in der Regel als Kegel ausgebildeten Schließkörpers zu erzielen ist.

Dies wird in besonders einfacher Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erzielt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2, nämlich daß die die Führungsbohrungen für die kolbenförmigen Ansätze des Schließkörpers aufnehmende Gehäuseteil hülsenförmig ausgebildet und eine Abstützfläche an einer Gehäusean­ schlagfläche aufweist und radiales Spiel zum Ausrichten des Sitzkörpers auf seine Gehäusesitzfläche aufweist, eine für die Fertigung besonders einfache und wirkungsvolle Ausbildung des Ventils erzielt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 3 bis 5.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Die einzige Abbildung zeigt einen Axialschnitt durch ein erfindungs­ gemäßes Differentialventil entsprechend der Erfindung.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine Gehäuseplatte bezeichnet, die in einer Gewindebohrung 2 eine als Ventilgehäuse ausgebildete Einschraubpatrone 3 aufnimmt. Diese Einschraubpatrone 3 weist eine Durchgangsbohrung 4 mit den Bohrungsabschnitten 5, 6 und 7 auf. Der Bohrungsabschnitt 7 ist als Muttergewinde ausgebildet und nimmt die als Hohlschraube ausgebildete Verschlußschraube 8 auf. Die Gehäuseplatte 1 hat eine Zulaufbohrung 9 und eine Ablaufbohrung 10. Der Übergang zwischen der Zulauf- und der Ablaufbohrung ist als kegelförmige Fläche 11 ausgebildet und weist eine Sitzkante 12 für den ebenfalls kegelförmig ausgebildeten Sitzkörper 13 mit Sitzfläche 13a auf. Am Sitzkörper 13 schließt sich ein kolbenförmiger Ansatz 14 und an diesem ein weiterer kolbenförmiger Ansatz 15 geringeren Durchmessers an.

Der Durchmesser des Ansatzes 14 ist größer als der Durchmesser der umlaufenden Sitzkante 12. Die kolbenförmigen Ansätze 14 und 15 sind in den Bohrungsabschnitten 16, 17 in einem hülsenförmigen Gehäuseteil 18 geführt. Entsprechend den Bohrungsabschnitten 5, 6 des als Einschraub­ patrone ausgebildeten Gehäuses weist der hülsenförmige Gehäuseteil 18 einen Teilbereich 19 auf, der einen größeren Durchmesser aufweist als der Teilbereich 20. Die sich damit ergebende radiale Fläche 21 dient als Abstützfläche, an der durch den Durchmessersprung der Durchgangsbohrung des Gehäuses 3 sich ergebende Gehäuseanschlagfläche 22. Der von dem kolbenförmigen Ansatz 14 begrenzte Ringraum 23 der Bohrung 16 des hülsenförmigen Gehäuseteiles 18 steht über eine Radialbohrung 24 und der sich über den kolbenförmigen Ansatz 14 und Ventilkegel 13 sich erstreckenden Axialbohrung 25 mit der Zulaufbohrung 9 in der Gehäuse­ platte 1 in Verbindung. Damit herrscht im Raum 23 derselbe Druck wie in der Zulaufbohrung 9. Die wirksame Ringfläche des kolbenförmigen Abschnittes 14 wird somit vom Eingangsdruck in Schließrichtung des Ventilkegels 13 beaufschlagt. Die daraus resultierende Kraft wirkt der an der vom Eingangsdruck beaufschlagten Kreisfläche des Ventilkegels 13 wirkenden Öffnungskraft entgegen. Die sich mit ihrem einen Ende am Federteller 28 und mit ihrem anderen Ende an der Bodenfläche 29 der Hohlschraube 8 abstützende Druckfeder 27, muß somit nur noch einer verhältnismäßig geringen Öffnungskraft entgegenwirken. Durch entsprechende Wahl der wirksamen Ringfläche sind nur ca. 20% des auf der Kreisfläche des Schließkörpers wirkenden Druckes für die Druckeinstellung zu berück­ sichtigen. Die Druckfeder kann dadurch verhältnismäßigklein und mit einer flachen Federkennlinie ausgewählt werden, woraus eine geringe Druck- Mengenabhängigkeit resultiert. Außerdem ist ein Einstellbereich mit nur einer Feder von 50-350 bar erzielbar. Der Federteller 28 stützt sich mit seiner radialen Fläche 30 auf der Ringfläche 31 des kolbenförmigen Ansatzes 15 ab. Die seitliche Führung des Federtellers 28 erfolgt durch einen weiteren kolbenförmigen Ansatz 32 des Kolbenansatzes 15, indem der Federteller 28 eine diesem Ansatz 32 angepaßte hülsenförmige Verlängerung 33 aufweist. Die Vorspannung der Feder 27 und damit der Druck bei dem das Ventil öffnen soll, läßt sich durch die Einschraubtiefe der Hohlschraube 8 im als Einschraubpatrone ausgebildeten Gehäuse einstellen. Dadurch, daß der Schließkörper 13 mit seinen kolbenförmigen Ansätzen 15 und 14 in einem separaten Gehäuseteil 18 geführt ist und dieses mit seinen Abschnitten 19, 20 radiales Spiel gegenüber den zugeordneten Bohrungsabschnitten 5, 6 des Gehäuses 3 aufweist, kann durch radialen Versatz des Gehäuseteiles 18 der Schließkörper 13 mit seiner Sitzfläche 13a eine korrekte Schließlage auf der gehäuseseitigen Sitzkante 12 einnehmen. Der Ringraum 23 zwischen kolbenförmigen Ansatz 14 und Gehäuseteil 18 wirkt gleichzeitig als Dämpfungsraum, durch den für den Schließkörper 13 auch bei kleinem Öffnungsweg eine weitgehend schwingungsfreie Lage gewährleistet ist. In Richtung des Abströmraumes 35 ist der Ringraum 23 durch eine Dichtung 36 in einer Umfangsnut 37 des kolbenförmigen Ansatzes 14 abgedichtet.

Die Querbohrung 24, die über die Axialbohrung 25 den Ringraum 23 mit der Zulaufbohrung 9 verbindet, ist als Düse oder als viskositätsunabhängige Blende ausgebildet und entsprechend dem gewünschten Dämpfungseffekt dimensioniert. Beim Öffnen des Schließkörpers wirkt die Düse bzw. Blende als Ablaufdrossel und verhindert damit ein Überschwingen des Schließkörpers. Damit der Schließkörper 13 gegenüber dem Tankdruck druckausgeglichen ist, wird die vom Tankdruck in Schließrichtung beaufschlagte Fläche des kolbenförmigen Ansatzes 15 der vom Tankdruck in Öffnungsrichtung beauf­ schlagten Differenz-Ringfläche entsprechend der Durchmesserdifferenz aus dem Durchmesser des kolbenförmigen Ansatzes 14 und dem Durchmesser der Sitzkante 12 weitgehend angeglichen.

Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil baut wesentlich kleiner als die bekannten vergleichbaren marktgängigen Ventile.

Claims (7)

1. Als Differentialventil ausgebildetes direktgesteuertes Sitzventil mit zylindrischen Ansätzen verschiedenen Durchmessers zur Druck­ begrenzung in hydraulischen Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkörper (13) vom Druckmittel in Abheberichtung angeströmt wird und in Abströmrichtung einen kolbenförmigen Ansatz (14) aufweist, der in einem Gehäuseteil (18) geführt ist und an diesem Ansatz sich ein weiterer kolbenförmiger Ansatz (15) geringeren Durchmessers anschließt und in einer entsprechenden Bohrung (17) im Gehäuse­ teil (18) geführt ist und sein dem Sitzkörper (13) abgewandtes Ende von einer die Schließkraft des Sitzkörpers (13) bestimmenden Kraft (27) belastet ist und der von dem kolbenförmigen Ansatz (14) begrenzte Ringraum (23) im Gehäuseteil (18) mit dem in Anström­ richtung des Sitzkörpers wirkenden Druck des Druckmittels beaufschlagt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Führungsbohrung (16, 17) für die kolbenförmigen Ansätze (14, 15) des Schließkörpers (13) aufnehmende Gehäuseteil (18) hülsenförmig ausgebildet und eine Abstützfläche (21) an einer Gehäuseanschlag­ fläche (22) aufweist und radiales Spiel zum Ausrichten des Sitz­ körpers (13) auf der Gehäusesitzkante (12) aufweist.

3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkörper (13) mit dem daran anschließenden ersten kolben­ förmigen Ansatz (14) von einer Axialbohrung (25) durchzogen und über zumindest eine mit dieser verbundenen Radialbohrung (24) mit dem von dem Ansatz (14) begrenzten Raum (23) im Gehäuse (18) verbunden ist.

4. Ventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) als Einschraub­ patrone ausgebildet ist und die Schließkraft des Sitzkörpers (13) von einer Druckfeder (27) erzeugt wird, deren dem Sitzkörper abgewandtes Ende sich an der Bodenfläche (29) einer im Gehäuse (3) eingeschraubten Hohlschraube (8) zur Festlegung des Ansprech­ druckes abstützt.

5. Ventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des dem Schließkörper (13) zugewandten kolbenförmigen Ansatzes (14) größer ist als der Durch­ messer der Gehäusesitzkante (12).

6. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialbohrung (24) als Düse oder als viskositätsunabhängige Blende ausgebildet ist.

7. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Tankdruck beaufschlagte Querschnitts­ fläche des kolbenförmigen Ansatzes (15) der in Gegenrichtung vom Tank­ druck beaufschlagten Ringfläche des kolbenförmigen Ansatzes (14) deren Größe sich aus der Querschnittsfläche des kolbenförmigen Ansatzes (14) und der Gehäusesitzkante (12) eingeschlossenen Fläche ergibt, entspricht.