CH633090A5

CH633090A5 - Differenzdruckbegrenzungsventil.

Info

Publication number: CH633090A5
Application number: CH1103578A
Authority: CH
Inventors: Guenter Keller; Andreas Pohl; Gerhard Hintz
Original assignee: Schenck Ag Carl
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1982-11-15
Also published as: DE2748107A1; US4266467A; DE2748107C2; JPS5481523A; GB1603018A

Description

Die Erfindung betrifft ein Differenzdruckbegrenzungsventil doppelt wirkenden Arbeits- oder Belastungszylindern mit ei-mit einem Druckmittelanschlüsse, Ventübohrungen und einen nem Differenzdruckbegrenzungsventil der erfindungsgemässen Ventilsitz aufweisenden Ventilgehäuse sowie einem kegelförmi- Art dadurch, dass ein weiteres Differenzdruckbegrenzungsven-gen, mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden und axial im Ven- 40 til vorgesehen ist, das entgegengesetzt zum ersten Ventil wirkt, tilgehäuse verschiebbaren Ventilkörper. Hierdurch können beispielsweise im Belastungszylinder einer

Druckbegrenzungsventile (Überdruckventile, Sicherheits- Prüfeinrichtimg Differenzdrücke in beiden Kammern des Bela-ventile, Abschaltventile usw.) sind Ventile, die bei Überschrei- stungszylinders begrenzt bzw. eingestellt werden. Auf diese ten eines bestimmten Druckes einen Austrittsquerschnitt öffnen Weise werden sowohl unerwünschte Zug- als auch Druckbela-und damit verhindern, dass der Druck, insbesondere in einem 45 stungen der Probe vermieden.

hydraulischen System, einen festgelegten Höchstwert über- Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen schreitet. Differenzdruckbegrenzungsventile sollen in gleicher in den Zeichnungen schematisch dargestellt und näher erläutert. Weise eine Druckdifferenz, beispielsweise zwischen den Kam- Es zeigen:

mern eines Arbeitszylinders begrenzen. Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Differenzdruckbegren-

Bei bekannten Differenzdruckbegrenzungsventilen ist die 50 zungsventil für einen hydraulischen Belastungszylinder, Begrenzung des Differenzdruckes auf den Wert Null, insbeson- Fig. 2 Blockschaltbild einer Anordnung zur Differenzdruck-

dere bei Ventilen mit grossen Durchflüssen, ungenügend gelöst, begrenzung mit zwei in entgegengesetzter Richtung wirkenden da die Ventilflächen der verwendeten Ventile nicht gleich sind. Differenzdurckbegrenzungsventilen.

Dies ist u.a. auch darauf zurückzuführen, dass zur Differenz- Das in Fig. 1 dargestellte Differenzdruckbegrenzungsventü

druckbegrenzung eine Vorsteuerstufe und eine Hauptstufe be- 55 weist ein Ventilgehäuse 1 und einen kegelförmigen Ventilkör-nötigt wird. Schon zum Ansprechen der Vorsteuerstufe ist ein per 2 mit Lagerzapfen 3,3' auf. Die Lagerzapfen 3,3' sind in Differenzdruck erforderlich. In der Hauptsteuerstufe Vorhände- Lagerbohrungen 4,4' des Ventilgehäuses 1 gelagert, ne Drosseln erzeugen einen zusätzlichen Differenzdruck, so Der Ventilkörper 3 liegt am Ventilsitz 5 des Ventilgehäuses dass sich zwangsläufig unerwünschte Ansprechdifferenzdrücke 1 an. Durch eine Schliessfeder 6 kann der Ventilkörper 2 bei ergeben. Wenn solche Differenzdruckbegrenzungsventile bei- 60 nicht beaufschlagtem Ventil in der dargestellten Schliessstellung spielsweise an den Belastungszylindern von Prüfeinrichtungen gehalten werden.

verwendet werden, können Einschaltstösse an den untersuchten Die Lagerung der Lagerzapfen 3,3' in den Lagerbohrungen Proben auftreten, die die Proben beschädigen oder das Prüfer- 4,4' ist als hydrostatische Lagerung ausgebildet. Das Druckmit-gebnis beeinflussen. tel für die Lager wird über Zuführungskanäle 7 aus dem Innen-

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Differenz- 65 räum 9,9' des Ventilgehäuses Lagertaschen 8 zugeführt und druckbegrenzungsventil zu schaffen, das einerseits eine Diffe- gelangt von hier zu den Lagerstellen.

renzdruckbegrenzung auf den Wert Null oder nahe Null zulässt, Das Ventügehäuse weist Zuführungsbohrungen 10,11 auf, andererseits jedoch auch die Einstellung grosser Differenzdrük- über die die Innenräume 9,9' des Gehäuses mit dem zu schüt-

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zenden hydraulischen System, z.B. einem Belastungszylinder, 33,34 bzw. den Innenräumen 9,9' resultierenden Kraft zusätz-

verbunden sind. Fig. 1 zeigt einen hydraulischen Belastungszy- lieh auf den Ventilsitz 5 gedrückt wird. Daher wird bei Bela-

linder 30 mit einem Kolben 31 und einer Kolbenstange 32. Die stungszylindern eine Anordnung nach Fig. 2 verwendet, bei der beiden Zylinderkammern 33,34 des Belastungszylinders 30 die beiden Differenzdruckventile 1 so geschaltet bzw. angeord-

werden von einer nicht dargestellten Druckmittelquelle über ein 5 net sind, dass sie in entgegengesetzter Richtung wirken und

Servoventil 35 und die Zuführungsbohrungen 36,36' mit damit Einschaltstösse auf die am Zylinder 30 angeschlossene

Druckmittel versorgt. Der Druck in den Zylinderkammern des Probe in Zug- und in Druckrichtung vermieden werden.

Belastungszylinders wird durch das Servoventil 35 gesteuert. Eine Anordnung nach Fig. 2 würde jedoch verhindern, dass

Durch entsprechenden Druck in den Zylinderkammern 33, 34 vom Belastungszylinder 30 Kräfte auf die Probe 37 aufgebracht können über den Kolben 31 und die Kolbenstange 32 auf die io werden, wenn nicht die Ventile beispielsweise durch besondere schematisch dargestellte Probe 37 Zugkräfte, Druckkräfte oder Absperreinrichtungen nach dem Einschalten des Systemdrucks

Wechsellasten, wie durch Doppelpfeil in der Zeichnung ange- wieder vom Belastungszylinder abgeschaltet würden. Bei den deutet, aufgebracht werden. erfindungsgemässen Ventilen sind solche Absperreinrichtungen

Beim Einschalten des hydraulischen Systems kann z.B. nicht erforderlich.

durch Nullpunktfehler des Servoventils 35 ein Differenzdruck in Die Stirnfläche 12 des Lagerzapfens 3' (Fig. 1) kann über den Zylinderkammern des Belastungszylinders 30 entstehen die Zuführungsleitung 13 und eine Kammer 14 zusätzlich mit und infolge des hohen Systemdrucks einen unerwünschten Bela- Druckmittel (hydraulisch, pneumatisch) beaufschlagt werden, stungsstoss an der Probe 37 erzeugen. Durch Anschluss eines Dadurch wird am Ventilkörper 2 eine Vorbelastung erzeugt, die Differenzdruckbegrenzungsventils wird eine solche Belastung bewirkt, dass das Ventil erst bei einem bestimmten Differenzvermieden. 20 druck zwischen den Zylinderkammern 33,34 des Belastungszy-

Zur Vermeidung von Einschaltstössen wird der Ventilkör- linders 30 bzw. der Innenräume 9,9' des Ventils öffnet. Der per 2 des Ventils mit möglichst kleiner Kraft, z.B. nur durch die Steuerdruck in der Kammer 14 kann beispielsweise durch eine geringe Kraft der Schliessfeder 6, auf den Ventilsitz 5 gedrückt. Stelleinrichtung 15 eingestellt werden. Bei entsprechender AbWenn jetzt in der Zylinderkammer 33 des Belastungszylinders Stimmung der Stirnfläche des Lagerzapfens 3 ' und der wirksa-30 ein höherer Druck entsteht als in der Zylinderkammer 34, 25 men Querschnittsflächen des Ventilkörpers 2 kann der gewirkt dieser Differenzdruck über die Zuführungsleitung 10 und wünschte Differenzdruck in einem sehr weiten Bereich prak-den Innenraum 9 des Ventilgehäuses 1 auch auf den Ventilkör- tisch von Null aus eingestellt werden. Damit kann das Ventil per 2. Der Ventilkörper wird vom Ventilsitz 5 abgehoben und z.B. auch als Überlastschutz für die Probe oder den Bela-schliesst die beiden Zylinderkammern 33,34 über den Innen- stungszylinder verwendet werden. Bei kleinen Differenzdrük-raum 9' und die Zuführungsleitung 11 kurz. Auf diese Weise 30 ken kann auch die Schliessfeder 6 zur Druckeinstellung benützt kann sich kein Differenzdruck in den Zylinderkammern aufbau- werden. An den mit R bezeichneten Stellen des Ventilkörpers 1 en und daher auch keine Kraft an der Kolbenstange bzw. der können Rücklaufleitungen für das Lecköl vorgesehen werden. Probe wirksam werden. Die Ansprechempfindlichkeit des Ven- Die verschiedenen Funktionen des erfindungsgemässen Dif-tils wird durch die hydrostatische Lagerung 7,8 des Ventilkör- ferenzdruckbegrenzungsventils können von Hand oder elek-pers 2 an den Lagerzapfen 3,3' erhöht. Hydrostatische Lage- 35 trisch vorgegeben bzw. eingestellt werden. Hierbei kann das rangen sind dem Fachmann bekannt, so dass sich eine weitere gleiche Ventil in der beschriebenen Weise unterschiedlich einBeschreibung erübrigt. gesetzt werden. In Verbindung mit Belastungszylindern ist das Wenn in der Zylinderkammer 34 ein höherer Druck ent- Ventil beispielsweise zur Verhinderung von Einschaltstössen, steht als in der Kammer 33, ist die in Fig. 1 dargestellte Anord- zur Differenzdruckeinstellung sowie als Überlastschutzventil für nung nicht wirksam, da in diesem Fall der Ventilkörper 2 mit 40 die Probe und den Belastungszylinder verwendbar.

einer aus dem Differenzdruck zwischen den Zylinderkammern

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE ke, beispielsweise bis 300 bar ermöglicht und das auch für gros-

1. Differenzdruckbegrenzungsventil mit einem Druckmittel- se Durchflüsse geeignet ist.

anschlüsse, Ventilbohrungen und einen Ventilsitz aufweisenden Diese Aufgabe wird bei einem Differenzdruckbegrenzungs-Ventilgehäuse sowie einem kegelförmigen, mit dem Ventilsitz ventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gezusammenwirkenden und axial im Ventilgehäuse verschiebba- s löst, dass der Ventilkörper auf beiden Seiten Lagerzapfen auf-ren Ventilkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkör- weist, dass die Lagerzapfen in Bohrungen des Ventilgehäuses per (2) auf beiden Seiten Lagerzapfen (3,3') aufweist, dass die axialbeweglich gelagert sind und dass die Stirnfläche des dem Lagerzapfen (3,3') in Bohrungen (4,4') des Ventilgehäuses (1) Ventilsitz gegenüberliegenden Lagerzapfens mit einem Druck-axialbeweglich gelagert sind und dass die Stirnfläche (12) des mittel beaufschlagbar ist.

dem Ventilsitz (5) gegenüberliegenden Lagerzapfens (3 ') mit io Ein Differenzdruckbegrenzungsventil nach der Erfindung einem Druckmittel beaufschlagbar ist. weist eine hohe Ansprechempfindlichkeit auf und besitzt gleich-
2. Differenzdruckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, zeitig einen weiten, praktisch von Null ausgehenden Einstellbe-dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerzapfen (3,3') hydrosta- reich für den Differenzdruck. Darüberhinaus lässt es grosse tisch gelagert sind. Durchflüsse zu. Der Ansprechdifferenzdruck kann hierbei
3. Differenzdruckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, 15 durch Beaufschlagung der Stirnfläche des dem Ventilsitz gegen-dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerzapfen (3,3') überliegenden Lagerzapfens mit Druckmittel erzeugt und einge-unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei die Durchmes- stellt werden.

ser so gewählt sind, dass die wirksamen Querschnittsflächen des Eine zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung wird darin Ventilkörpers (2) auf beiden Seiten des Ventilsitzes (5) gleich gesehen, dass die Lagerzapfen des Ventilkörpers hydrostatisch sind. 20 gelagert sind. Die hydrostatische Lagerung verringert die Rei-
4. Differenzdruckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, bungskräfte bei Axialbewegung des Ventilkörpers, wodurch dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ventilkörper (2) oder sich eine besonders gute Einstellempfindlichkeit ergibt. Wenn Lagerzapfen (3') und Ventilgehäuse (1) eine Schliessfeder (6) die beiden Lagerzapfen geringfügig unterschiedliche Durchmes-angeordnet ist, die den Ventilkörper (2) auf den Ventilsitz (5) ser aufweisen, wobei die Durchmesser so gewählt sind, dass die drückt. 25 wirksamen Querschnittsflächen des Ventilkörpers auf beiden
5. Differenzdruckbegrenzungsventil nach Anspruch 4, Seiten des Ventilsitzes gleich sind, ist es möglich, den mit dem dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessfeder (6) einstellbar erfindungsgemässen Ventil einstellbaren Differenzdruck prak-ist. tisch auf den Wert Null zu begrenzen.
6. Anordnung zur Differenzdruckbegrenzung bei doppelt Durch eine in Ausgestaltung der Erfindung zwischen Ventilwirkenden Arbeits- oder Belastungszylindern, mit einem Diffe- so Körper und Ventügehäuse angeordnete Schliessfeder, die den renzdruckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Ventilkörper auf den Ventilsitz drückt, ist eine Fixierung des zeichnet, dass ein weiteres Differenzdruckbegrenzungsventil Ventilkörpers im Ventilgehäuse möglich. Wenn die Schliessfe-vorgesehen ist, das entgegengesetzt zum ersten Ventil wirkt. der einstellbar ist, besteht die Möglichkeit, die Differenzdruckeinstellung auch mit Hilfe der Schliessfeder vorzunehmen.

35 Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ergibt sich bei einer Anordnung zur Differenzdruckbegrenzung bei