Vorgesteuertes Sicherheitsventil Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein vorgesteuertes Sicherheitsventil, insbesondere für hydraulische Druckmedien.
In hydraulischen Drucksystemen, z. B. bei hydro statischen Getrieben, werden oft als Überdruckventile arbeitende, vorgesteuerte Sicherheitsventile benötigt, welche bei Überschreitung eines bestimmten Druckes im Hochdruckteil Druckmedium aus diesem in den Niederdruckteil abströmen lassen. Bei Drucksyste men, in welchen die Druckseiten im Betriebe wech seln, sind somit zwei Ventile notwendig.
Es ist auch schon ein Ventil bekanntgeworden, das in beiden Richtungen wirksam und somit auch bei wechselnden Druckseiten arbeitsfähig ist. Das be kannte Ventil besitzt zu diesem Zwecke zwei Vor steuerventile, von denen jedes einer Druckseite zugeordnet ist und bei Überschreitung eines Höchst druckes an derselben das Hauptventil öffnet. Soweit an den beiden Druckseiten unterschiedliche Höchst drücke verlangt werden, lässt sich ein solches, zwei Vorsteuerventile benötigendes Sicherheitsventil mit Vorteil verwenden; hingegen ist dessen Anwendung dann nur schlecht gerechtfertigt, wenn für beide Druckseiten genau gleiche Höchstdrücke verlangt werden.
Die Anordnung zweier Vorsteuerventile be dingt neben dem Arbeitsaufwand für deren Einstel lung, so dass sie das Hauptventil bei gleichen Drücken öffnen, auch einen gewissen konstruktiven und kosten mässigen Aufwand.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun ein vorgesteuertes Sicherheitsventil zu schaffen, welches die vorbeschriebenen Nachteile vermeiden lässt und ein Hauptventil aufweist, das zwei in einem Ventil gehäuse angeordnete, zum Anschluss an je eine Druckseite bestimmte Öffnungen miteinander ver bindet.
Das erfindungsgemässe Sicherheitsventil zeich net sich dadurch aus, dass im Hauptventilkolben zwei Rückschlagventile vorgesehen sind, von denen jedes eine der Öffnungen mit einem gemeinsamen, hinter dem Hauptventilkolben im Gehäuse vorge sehenen Druckraum verbindet, und dass dieser Druck raum mit einem einzigen Vorsteuerventil verbunden ist, wobei am Hauptventilkolben zwei Öffnungs flächen vorgesehen sind, von denen jede einer der genannten Öffnungen zugekehrt ist,
und der im Druckraum herrschende Druck eine am Hauptventil- kolben vorgesehene Schliessfläche beaufschlägt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh- rungsform des erfindungsgemässen vorgesteuerten Sicherheitsventiles dargestellt.
Mit 1 ist ein Ventilgehäuse bezeichnet, das eine zylindrische Bohrung 2 aufweist. In dieser Bohrung ist eine zylindrische Ventilhülse 4 angeordnet, die durch einen an der Oberseite derselben anliegenden Flanschdeckel 5 in der Bohrung festgehalten wird. Der Flanschdeckel 5 ist mittels Schrauben 6 am Ventilgehäuse 1 befestigt. Die Ventilhülse weist in ihrem unteren Teil eine Umfangsnut 7 auf, die über radiale Bohrungen 8 mit dem durch die Hülse ge bildeten Zylinderraum 9 in Verbindung steht.
Der unterhalb der Bohrungen 8 anschliessende konische Teil 3 der Ventilhülse besitzt einen reduzierten Innen durchmesser a und bildet einen nach aufwärts gerich teten ringförmigen Ventilsitz 10. Im Zylinderraum 9 ist der den Schliesskörper des Hauptventils bildende, becherförmige Ventilkolben 11 verschiebbar ange ordnet, der an seinem Bodenstück 12 mit einer ring förmigen Schliessfläche 13 versehen ist. Diese wirkt mit dem Ventilsitz 10 zusammen, wenn sich der Ventilkolben in der Schliesslage befindet.
In die Bohrung 14 des Ventilkolbens 11 ragt ein hohler Führungszapfen 15, der mittels eines an seinem oberen Ende vorgesehenen Flansches 16 zwischen Ventilhülse 4 und Flanschdeckel 5 in zentrierter Lage befestigt ist. Auf dem Flansch 16 stützt sich eine schraubenförmige Druckfeder 17 ab, die auf dem Führungszapfen 15 aufgeschoben ist und ander seits auf dem Bodenstück 12 des Ventilkolbens 11 aufliegt, so dass dieser in seiner in der Zeichnung dar gestellten Schliesslage gehalten wird.
Die Bohrung 18 des Führungszapfens 15 enthält einen verschiebbaren Vorsteuerventil-Schliesskörper 19, der unter der Wirkung einer Druckfeder 20 eine Vorsteuerventilöffnung 21 abschliesst, die die Boh rung 18 mit dem Raume 22 zwischen Führungszap fen 15 und Steuerkörper 19 verbindet. Der Steuer körper ist von Flüssigkeitskanälen 23 durchsetzt, welche über im Flanschdeckel 5 vorgesehene radiale Nuten 24 mit einem Ringraum 25 in Verbindung stehen. Der Ringraum 25, welcher zwischen Ventil hülse 4 und Bohrung 2 im Ventilgehäuse 1 gebildet wird, steht über eine Ablaufbohrung 26 in dieser letz teren, z. B. mit einem nicht dargestellten Sumpf für das Druckmedium, in Verbindung.
Die Feder 20 erstreckt sich durch eine zentrale Gewindebohrung 27 im Flanschdeckel 5 und stützt sich mit ihrem oberen Ende in -einer Einstellschraube 28 ab, welche in die Gewindebohrung 27 einge schraubt ist. Die Einstellschraube ist im Flansch deckel 5 mittels einer Mutter 29 gegen Verdrehung gesichert und durch eine auf dem Flanschd'eckel aufgeschraubte Kappe 30 abgedeckt.
Im Bodenstück 12 des Ventilkolbens 11 sind zwei Rückschlagventile 31 und 32 in Form von federbelasteten Kugeln vorgesehen, von denen das eine über einen Kanal 33 den Eintritt von Flüssig keit aus den Bohrungen 8 und das andere den Ein tritt von Flüssigkeit über einen Kanal 34 aus der Bohrung 3 in den Raum 22 gestattet, während durch diese Ventile der Ausfluss von Flüssigkeit in um gekehrter Richtung verhindert wird. Das Ventil gehäuse 1 besitzt zwei Anschlussbohrungen 35 und 36, von denen die erstere mit der Ringnut 7 und die letztere mit der Bohrung 3 in Verbindung steht.
Die nachfolgend beschriebene Wirkungsweise des Sicherheitsventiles beruht auf der Annahme, dass die Anschlussbohrungen 35 und 36 wechselweise mit der Hochdruck- bzw. der Niederdruckseite einer Flüssig keitspumpe, z.
B. in einem hydrostatischen Fahrzeug getriebe, in Verbindung stehen, wobei dasselbe den Zweck hat, bei überschreitung eines bestimmten Höchstdruckes auf der Hochdruckseite die Verbin dung zwischen den Bohrungen 35 und 36 freizu geben und Druckmedium auf die Niederdruckseite abströmen zu lassen.
Es sei angenommen, dass die Bohrung 35 an der Hochdruckseite angeschlossen sei. In diesem Falle kann Druckmedium aus der Umfangsnut 7 über die Bohrungen 8, den Kanal 33 und das geöffnete Rück schlagventil 31 in den Raum 22 eintreten, so dass also in diesem Raum der an der Hochdruckseite wir kende Druck herrscht, da das Rückschlagventil 32 geschlossen ist.
Der im Inneren des Raumes 22 herr schende Druck wirkt auf eine Kreisfläche vom Durch- messer d am Ventilkolben 11 und presst diesen unterstützt durch den Druck der Feder 17 - gegen den Ventilsitz 10. Der auf die durch die radiale Breite b.-bi bestimmte Ringfläche einwirkende Druck des Mediums in den Bohrungen 8 ist infolge der im Schliesssinne wirkenden Kräfte nicht in der Lage, den Ventilkolben vom Ventilsitz 10 abzuheben bzw. die Verbindung mit der Bohrung 3 herzustellen.
Der im Raume 22 vorhandene Druck wirkt über die Bohrung 21 auch auf den Steuerkörper 19 des Vor- steuerventiles, der jedoch unter der Wirkung der Druckfeder 20 in seiner Schliesslage gehalten wird. Die Druckfeder 20 ist mittels der Einstellschraube 28 auf eine bestimmte Vorspannung eingestellt, wel che dem Ansprechdruck des Vorsteuerventiles ent spricht bzw. diesen Ansprechdruck bestimmt.
übersteigt der auf der Hochdruckseite bzw. in den Bohrungen 8 und im Raume 22 herrschende Druck den Ansprechdruck des Vorsteuerventiles, so verschiebt sich der Steuerkörper 19 entgegen der Wirkung der Feder 20 nach aufwärts, so dass Druck medium aus dem Raume 22 durch die Bohrung 21 und die Bohrungen 23 in die Bohrung 18 abströmt, welche über die Nuten 24 mit dem Ablaufkanal 26 in Verbindung steht. Da der Kanal 33 nur einen klei nen Querschnitt hat und als Drosselstelle wirkt, bildet sich zwischen den Bohrungen 8 und dem Raume 22 ein Druckunterschied, wobei der kleinere im Raume 22 herrschende, auf die Fläche d einwirkende Druck nicht in der Lage ist, den Ventilkolben 11 in der Schliesslage zu halten.
Entgegen der Wirkung der Feder 17 wird der Ventilkolben 11 durch den an der Fläche b2 bi angreifende Druck nach aufwärts verschoben, so dass Druckmedium aus den Bohrungen 8 in die Bohrung 3 abströmen kann, die mit der Niederdruckseite in Verbindung steht.
Vorsteuerventil und Hauptventil schliessen sich wieder, sobald der Druck im Raume 22 wieder dem Ansprechdruck angeglichen ist und zwischen diesem Raum und der Hochdruckseite auch kein Druck unterschied mehr besteht.
Ist die Bohrung 3 an der Hochdruckseite an geschlossen, so entspricht die Wirkungsweise dem Vorbeschriebenen mit der Ausnahme, dass der Raum 22 über das Rückschlagventil 32 und den Kanal 34 mit dieser Hochdruckseite in Verbindung steht. Da neben ist der über der Fläche a wirkende Druck für die Öffnung des Hauptventiles bzw. die Verschiebung des Ventilkolbens 11 massgebend.
Die durch die Ablaufbohrung 26 abströmende Flüssigkeit, z. B. Öl, kann in einem Ölsumpf aufge fangen und wieder verwendet werden.
Nachdem das Vorsteuerventil infolge seiner Ver bindung mit dem Raume 22 wechselweise für beide Druckseiten wirksam ist, wird gewährleistet, dass an der jeweiligen Hochdruckseite der eingestellte maxi male Druck nicht überschritten werden kann.
Während bei dem in der Zeichnung dargestell ten Ausführungsbeispiel die Regulierung der Feder verspannung und damit des Ansprechdruckes mittels der Schraube 28 geschieht, könnte statt dessen auch ein unter dem Druck eines Steuermediums verschieb barer Kolben auf die Feder einwirken. Hierbei wäre es denkbar, den Kolben zwischen mehreren Endlagen beweglich anzuordnen, um vorbestimmte feste Werte für die Vorspannung der Feder einstellen zu können.