CH690191A5

CH690191A5 - Steuerbares hydraulisches Druckbegrenzungsventil.

Info

Publication number: CH690191A5
Application number: CH159298A
Authority: CH
Inventors: Josef Zuercher
Original assignee: Beringer Hydraulik Ag
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2000-05-31

Description

1

CH 690 191 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckbegren-zungsventii der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Solche Druckbegrenzungsventile erfüllen in Hydraulikanlagen grundsätzlich zwei verschiedene Funktionen: Sie dienen einerseits als Sicherheitsventil, das nur öffnet, wenn der Druck in der Hydraulikleitung unzulässig hoch wird. Als Druckbegrenzungsventil dient es zur Einstellung und Konstanthaltung des Drucks im Hydrauliksystem.

Ein Druckbegrenzungsventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist aus BACKE: «Grundlagen der Ölhydraulik», S. 216-218, bekannt. Dabei kann der Öffnungsdruck durch eine Einstellschraube eingestellt werden. Durch Vorsteuerung mit einer entsprechenden Anzahl von steuerbaren Druckbegrenzungsventilen ist auch eine Ferneinstellung verschiedener Druckstufen möglich. Durch diese Fremdsteuerung kann eine stufenlose Einstellung des vorgesteuerten Druckbegrenzungsventils von aussen und unabhängig von den Systemparametern, die am Druckbegrenzungsventil anliegen, erzielt werden.

Druckbegrenzungsventile solcher Art sind im Allgemeinen nur sehr gering gedämpft. Das hat zur Folge, dass das ganze Hydrauliksystem zu Instabilität, nämlich zu Schwingungen, neigt. Dies tritt vor allem dann auf, wenn das Hydrauliksystem einer Anlage mit grossen Hebellängen der mechanischen Elemente zugeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckbegrenzungsventil so auszustatten, dass es bei einfachem und schwingungsunempfindlichem Aufbau als Lasthalteventil oder als Senk-Bremsven-til oder auch als fernsteuerbares Druckbegrenzungsventil mit mehreren Druckstufen einsetzbar ist, wobei insbesondere im letztgenannten Fall keine Zuschaltung weiterer Druckbegrenzungsventile zur Erzeugung der unterschiedlichen Druckbegrenzungsstufen erforderlich ist.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1a und 1b Schaltpläne mit einem erfindungs-gemässen Druckbegrenzungsventil,

Fig. 2 bis 5 das Druckbegrenzungsventil in mehreren Betriebsstufen.

In der Fig. 1a ist als Verbraucher 9 ein Zylinder gezeigt, der durch eine Last belastet ist. Der Zylinder kann beidseits mit Öl über ein Wegeventil W beaufschlagt werden. Die Lastseite 16 des Verbrauchers 9 ist über eine Lastleitung 17 mit dem erfindungsgemässen Druckbegrenzungsventil V verbunden. Das Druckbegrenzungsventil V kann durch das Wegeventil W wahlweise mit einer Pumpe P oder mit einem Tank 19 über eine Tankleitung 18 verbunden werden. Das erfindungsgemässe Druckbegrenzungsventil V ist sowohl für das Heben der Last als auch für das Senken der Last geeignet. Die Ansteuerung des Druckbegrenzungsventils V über einen im Druckbegrenzungsventil V enthaltenen Steuerkanal 28 geschieht in Abhängigkeit vom Druck in einer Senkleitung 31. Entsprechend ist der Steueranschluss des Druckbegrenzungsventils V - wie allgemein üblich - mit einem X bezeichnet.

In der Fig. 1b ist eine Schaltung mit einem doppelt wirkenden, unter Last stehenden Verbraucher gezeigt, bei der zwei erfindungsgemässe Druckbegrenzungsventile V eingesetzt sind. Dabei erfolgt die Ansteuerung der beiden Druckbegrenzungsventile V jeweils durch den Druck in jener Leitung zum Wegeventil W, die dem anderen Druckbegrenzungsventil V zugehörig ist. Nicht erfindungswesentliche Elemente der Hydraulikanlage sind zwar gezeichnet, aber nicht näher beschrieben.

In den Fig. 2 bis 5 ist das Druckbegrenzungsventil V in verschiedenen Betriebsstufen dargestellt. Mit der Bezugszahl 11 ist in diesen Figuren ein Ventilgehäuse bezeichnet. Dieses Ventilgehäuse 11 wird von einer zylindrischen, in mehreren Stufen ausgeführten Ventilkammer durchdrungen. Die Ventilkammer ist entsprechend den Stufen in mehrere Kammerteile eingeteilt, und zwar in dieser Reihenfolge in eine Lastkammer 12, eine Rücklaufkammer 13, eine Steuerkammer 14 und eine Federkammer 15.

Die Lastkammer 12 ist ein Ringraum. Dieser Ringraum wird in einen zylindrischen Sitzkörper 7 eingestochen. Der funktionell eine Sekundär-Ein-stellschraube darstellende Sitzkörper 7 ist in das eine Ende der Ventilkammer eingeschraubt und kann mittels eines Innensechskants 1 auf der Achse der Ventilkammer verstellt werden. Der Sitzkörper 7 ist gegenüber der Wandung des Ventilgehäuses 11 bzw. gegenüber dem Gewinde des Sitzkörpers 7 durch eine geeignete Dichtung abgedichtet. Die Lastkammer 12 ist mit der Lastleitung 17 (Fig. 1a) in einem Anschluss B des Druckbegrenzungsventils V verbunden. Der Sitzkörper 7 ist im Bereich der Lastkammer 12 von einem Radialkanal durchdrungen. Von dem in die Ventilkammer ragenden Ende her wird eine zum Sitzkörper 7 gehörende Sitzpartie 21 von einem Zentralkanal 22 durchdrungen, der das freie Ende der Sitzpartie 21 mit dem zuvor beschriebenen Radialkanal verbindet. Der Zentralkanal 22 öffnet sich zum freien Ende der Sitzpartie 21 hin in einem Kegel, der sodann von einem Kragen 23 umspannt wird. Die Öffnung des Zentralkanals 22 bildet einen Sitz, in den ein kegelig ausgeführter Rückschlagkörper 6 passt. Der Rückschlagkörper 6 dichtet den Zentralkanal 22 ab. Herzu besitzt der Rückschlagkörper 6 an seinem dem kegeligen Teil entgegengesetzten Ende einen Führungsbund 24, der im Kragen 23 geführt ist.

Der Kragen 23 weist in der Nähe der Öffnung des Zentralkanals 22 Radialkanäle auf, die in der Schliessstellung des Rückschlagkörpers 6 teilweise und bei Abheben des Rückschlagkörpers 6 von seinem Sitz zunehmend geöffnet werden. Die Radialkanäle des Kragens 23 münden in die Rücklaufkammer 13, welche einen grösseren Durchmesser als der Kragen 23 hat. Der Rückschlagkörper 6 mit

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 690 191 A5

4

seinem Führungsbund 24 stützt sich an einer Rückschlagfeder ab, die nachstehend als Primärfeder 10 bezeichnet wird. Diese Primärfeder 10 stützt sich ihrerseits mit ihrem freien Ende an einem Steuerkolben 5 ab, auf den später eingegangen wird.

Die Rücklaufkammer 13 ist über einen Anschluss A mit der Tankleitung 18 (Fig. 1a) verbunden.

Der Steuerkolben 5 ist als Stufenkolben ausgeführt, der ein dünnes Ende 25 und ein dickes Ende 26 aufweist. Dabei ist wesentlich, dass der Durchmesser des Steuerkolbens 5 im Bereich des dünnen Ende 25 kleiner ist als im Bereich des dicken Endes 26. Das dünne Ende 25 ist in der Rücklaufkammer 13 dichtend geführt. Das dünne Ende 25, das funktionell als Schliessbund bezeichnet werden kann, ragt in den als Steuerkammer 14 dienenden weiteren Teil der Ventilkammer, der einen grösseren Durchmesser hat. Das dicke Ende 26, das funktionell als Steuerbund bezeichnet werden kann, ist dichtend in der Steuerkammer 14 geführt und begrenzt die Steuerkammer 14 zu der an die Steuerkammer 14 anschliessenden Federkammer 15. Der Steuerkolben 5 wird zentral von einem Verbindungskanal 27 durchdrungen, der die Rücklaufkammer 13 mit der Federkammer 15 verbindet. Daher sind die beiden Stirnflächen dem selben Druck ausgesetzt. Die Steuerkammer 14 ist über einen Steuerkanal 28 mit dem schon in Verbindung mit der Fig. 1a erwähnten Steueranschluss X des Druckbegrenzungsventils V verbunden.

Der Steuerkolben 5 wird an der Seite, die von der Primärfeder 10 abgewandt ist, von einer als Gegenfeder 20 bezeichneten Druckfeder abgestützt. Das andere Widerlager der Gegenfeder 20 ist von einem Dichtkolben 29 gebildet, der an dem vom Sitzkörper 7 abgewandten Ende der Ventilkammer in einer zylindrischen Bohrung dichtend geführt ist und der durch eine zur Ventilkammer koaxiale Einstellschraube, als Primär-Einstellschraube 2 bezeichnet, verstellbar ist.

Die zylindrische Bohrung, in der der Dichtkolben 29 geführt ist, befindet sich in einer zur Ventilkammerachse koaxialen weiteren Einstellschraube, der Tertiär-Einstellschraube 3. Die Tertiär-Einstell-schraube 3 ist in das freie Ende der Ventilkammer eingeschraubt und auf ihrem Aussenumfang abgedichtet, beispielsweise mittels eines O-Rings. Die Tertiär-Einstellschraube 3 dient zur Einstellung der Vorspannkraft einer gefesselten Feder 30. Die gefesselte Feder 30 ist eine Druckfeder, die sich einerseits an der Tertiär-Einstellschraube 3 und andererseits auf der dem Steuerkolben 5 benachbarten Seite an einem als Anschlagring wirkenden Fesselring 4 abstützt. Der Fesselring 4 seinerseits stützt sich auf einer Durchmesserstufe der Ventilkammer ab, nämlich am Übergang zwischen der einen grösseren Durchmesser aufweisenden Federkammer 15 und der einen kleineren Durchmesser aufweisenden Steuerkammer 14. Der Fesselring 4 ist ausserdem hinsichtlich seinen Innendurchmessers so bemessen, dass er auch einen Anschlag für den Steuerkolben 5 darstellt.

Eine Druckfeder wird üblicherweise als gefesselt bezeichnet, wenn ihre grösste Ausdehnung mechanisch begrenzt wird. Dieser Fall liegt hier vor, denn die gefesselte Feder 30 ist zwischen der genannten Durchmesserstufe und der Tertiär-Einstellschraube 3 eingespannt, wobei der mögliche Verstellweg der Tertiär-Einstellschraube 3 so beschaffen ist, dass die gefesselte Feder 30 immer vorgespannt ist. Die Steuerkammer 14 und der Steuerkolben 5 sind so ausgelegt, dass ohne Druckbeaufschlagung der Steuerkammer 14 der Steuerkolben 5 frei, d.h. ohne Anschlag am Fesselring 4, bewegbar ist. Auch bei Druckbeaufschlagung der Steuerkammer 14 kann der Steuerkolben 5 einen in der Fig. 2 gekennzeichneten Hub ausführen, bis er an den Fesselring 4 anschlägt. Übersteigt der Druck einen bestimmten Wert, schlägt der Steuerkolben 5 am Fesselring 4 an. Solange die Federkraft der Gegenfeder 20 und der gefesselten Feder 30 die in Gegenrichtung wirkende Kraft, die sich aus der Kraft der Primärfeder 10 und der aus dem Steuerdruck resultierenden Kraft zusammensetzt, nicht überwiegt, liegt der Steuerkolben 5 am Fesselring 4 an und wird durch den Steuerdruck nicht verschoben. In diesem Fall wird der Rückschlagkörper 6 in seinem Öffnungsverhalten ausschliesslich von der Primärfeder 10 beeinflusst.

Wenn der Steuerdruck jedoch weiter anwächst, so hebt der Steuerkolben 5 den Fesselring 4 von der Durchmesserstufe ab, sodass der Steuerkolben 5 nun zusätzlich durch die Gegenkraft der gefesselten Feder 30 beeinflusst wird.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass innerhalb des Ventilgehäuses 11 ein Bypass-Kanal vorgesehen ist, in dem ein Rückschlagventil 8 angeordnet ist. Diese Rückschlagventil ist auch aus der Fig. 1a erkennbar. Der Bypass-Kanal verbindet die Anschlüsse A und B parallel zum Zentralkanal 22 in der Sitzpartie 21. Das Rückschlagventil 8 öffnet in der Gegenrichtung und lässt einen Strom von A nach B durch. Das Rückschlagventil 8 ist zu diesem Zweck mit einer gering gespannten Feder zum Verschluss der Durchflussrichtung von B nach A belastet.

Nachstehend wird nun der Betrieb des Verbrauchers 9 (Fig. 1a) anhand der Fig. 2 bis 5 beschrieben. In der Fig. 2 ist das Druckbegrenzungsventil V in jenem Zustand gezeigt, der dann vorliegt, wenn sich der Verbraucher 9 (Fig. 1a) unter Last im Stillstand befindet. Das Druckbegrenzungsventil V ist dann leckfrei geschlossen.

Dieser Zustand ist dadurch charakterisiert, dass auf der Lastseite 16 (Fig. 1a) ein mit der Last zusammenhängender Druck herrscht. Dieser Druck wird über die Lastleitung 17 am Anschluss B des Druckbegrenzungsventils V zugeführt. Im Stillstand ist das Wegeventil W so geschaltet, dass die Gegenseite des Verbraucher-Zylinders ebenso wie der Anschluss A des Druckbegrenzungsventils V drucklos geschaltet sind.

Die direkte Verbindung von Anschluss B nach Anschluss A wird durch das Rückschlagventil 8 (Fig. 2) verschlossen gehalten. Andererseits liegt der in Anschluss B liegende Lastdruck auch in der Lastkammer 12 und wirkt über den Zentralkanal 22 auch auf den Rückschlagkörper 6 im Öffnungssinn ein. Der Rückschlagkörper 6 wird durch die als Rückschlagfeder wirkende Primärfeder 10 auf den

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

CH 690 191 A5

6

Sitz gedrückt, sodass durch den Zentralkanal 22 kein Ol fliessen kann. Durch die Vorspannung der Primärfeder 10 und der Gegenfeder 20 mittels der Primär-Einstellschraube 3 wird vorgegeben, bei welcher Last und welchem Druck der Lastseite 16 (Fig. 1a) der Rückschlagkörper 6 von seinem Sitz abhebt und die Verbindung von Anschluss B in den drucklosen Anschluss A herstellt. Es handelt sich hier um die für eine Druckbegrenzungsventil übliche und typische Funktion der Absicherung gegen das Überschreiten eines Maximaldrucks. Der Uberlastfall ist in der Fig. 3 dargestellt, wobei gezeigt ist, dass der Rückschlagkörper 6 von seinem Sitz abgehoben hat, sodass durch den Zentralkanal 22 so lange Öl abfliessen kann, so lange die Überlast herrscht.

Die vorstehende Funktion wird insbesondere bei Stillstand eines unter äusserer Last stehenden Verbrauchers 9 (Fig. 1a), der insbesondere ein Zylinder ist, benötigt. In diesem Betriebsbereich schwimmt der Steuerkolben 5 zwischen der Primärfeder 10 und der Gegenfeder 20 ohne eine besondere Funktion und ohne Ansteuerung durch den am Anschluss X herrschenden Steuerdruck.

Nachstehend wird nun die Funktion beschrieben, wenn die Last abgesenkt werden soll. Hierzu wird das Wegeventil W (Fig. 1a) so geschaltet, dass die Senkleitung 31 mit der Pumpe P und der Anschluss A des Druckbegrenzungsventils V mit dem Tank 19 verbunden werden. Der Verbraucher 9 wird also im Sinne des Senkens mit dem Pumpendruck beaufschlagt. Dieser Druck liegt gleichzeitig am Steuer-anschluss X des Druckbegrenzungsventils V. Es sei aber betont, dass der Steuerdruck bei Anwendungen dieser oder ähnlicher Art auch von einem separaten steuerbaren Geber frei einstellbar sein kann.

Durch den Steuerdruck am Steueranschluss X wird der Steuerkolben 5 mit Druck beaufschlagt. Nunmehr wird der Steuerkolben 5 vom Rückschlagkörper 6 weg bewegt. Dadurch verringert sich die Federkraft, die die Primärfeder 10 auf den Rückschlagkörper 6 ausübt. Diese Entlastung geht so lange vor sich, bis der Druck auf der Senkseite des Verbrauchers 9 (Fig. 1a) und im Steueranschluss X so weit angestiegen ist und der Steuerkolben 5 die Primärfeder 10 so weit entspannt hat, dass der Senkdruck im Anschluss B und in der Lastkammer 12 (Fig. 2 bis 5) die Federkraft der Primärfeder 10 überwindet. Durch die mehr oder weniger weite Öffnung des Wegeventils W (Fig. 1a) kann damit der Senkdruck und der Steuerdruck so eingestellt werden, dass eine bestimmte Öffnung des aus dem Rückschlagkörper 6 und der Sitzpartie 21 gebildeten Ventils und damit eine bestimmte Senkgeschwindigkeit erzielt wird. Diese Steuerung ist möglich, bis der Steuerkolben 5 an den Fesselring 4 anschlägt. Dieser Zustand ist in der Fig. 4 dargestellt.

Die Grösse und die Grenzen dieses Betriebsbereiches können durch Einstellung des Sitzkörpers 7 mittels des Innensechskants 1 bestimmt werden. Es erfolgt also ein gesteuertes Absenken der Last mit mittlerer Federvorspannung und mittlerer Geschwindigkeit.

Es ist nun auch ersichtlich, dass auch bei in gewissen Grenzen schwankendem Druck am Steuereingang X sich die Position des Steuerkolbens 5 sich nicht ändert, weil dieser am Fesselring 4 anliegt. Damit bleiben auch die Kräfte der Primärfeder 10, der Gegenfeder 20 und der gefesselten Feder 30 unverändert und entsprechend wird auch die Öffnung des aus dem Rückschlagkörper 6 und der Sitzpartie 21 gebildeten Ventils nicht geändert. Somit ist das Hydrauliksystem sehr stabil, neigt also nicht zu Schwingungen.

In der Fig. 5 ist gezeigt, dass der Steuerkolben 5 auch mit einem so hohen Steuerdruck am Steueranschluss X belastet werden kann, dass der Steuerkolben 5 den Fesselring 4 gegen die Vorspannkraft der gefesselten Feder 30 von seiner Durchmesserstufe abhebt. Dadurch wird die Primärfeder 10 noch weiter und eventuell sogar vollständig druckentlastet. Damit reduziert sich der Lastdruck am Anschluss B noch einmal sehr stark in Abhängigkeit von der Höhe des Steuerdrucks am Steuereingang X. In diesem Zustand kann die Last sehr schnell, d.h. gegen kleine Vorspannung des Druckbegrenzungsventils V und Rückschlagkörpers 6 abgesenkt werden. Umgekehrt ist dieser Betriebsbereich auch zum Heben einer Last mit geringer Vorspannung des Druckbegrenzungsventils V geeignet. In diesem Fall ist der Anschluss A mit der Lastseite des Verbrauchers 9 (Fig. 1) verbunden. Grösse und Grenzen dieses Betriebsbereichs können durch Einstellung der Tertiär-Einstellschraube 3 vorbestimmt werden.

Bei dem in der Fig. 1a gezeigten Ausführungsbeispiel einer Schaltung erfolgt das Heben der Last dadurch, dass die Lastseite 16 des den Verbraucher 9 darstellenden Zylinders mittels des Wegeventils W mit der Pumpe P verbunden wird. Dabei ist die Senkleitung 31 an den Tank 19 angeschlossen. In diesem Betriebszustand liegt der höhere Druck am Anschluss A. Daher öffnet das Rückschlagventil 8 gegen seine Federkraft und stellt die Verbindung zum Anschluss B her. Rücklaufkammer 13 und Lastkammer 12 werden auf diese Weise umgangen.

Die erfindungsgemässe Wirkung wird dadurch erreicht, dass die Rückschlagfeder aus zwei hintereinander geschalteten Teilen, nämlich der Primärfeder 10 und der Gegenfeder 20 besteht, dass der Steuerkolben 5, der hydraulisch durch einen Steuerdruck in Richtung der Gegenfeder 20 verstellbar ist, zwischen der Primärfeder 10 und der Gegenfeder 20 eingespannt ist, dass der Steuerkolben 5 gegen die gefesselte Feder 30 drückt, wenn der Steuerdruck einen bestimmten, einstellbaren Wert überschreitet, und dass sich die Gegenfeder 20 mit ihrem freien Ende am Dichtkolben 29 als Widerlager abstützt.

Durch die hydraulische Verstellung des Steuerkolbens 5 durch einen von aussen vorgebbaren Steuerdruck lassen sich die durch die Federsegmente der Rückschlagfeder ausgeübte Rückschlag-kraft und damit der Öffnungsdruck feinfühlig steuern. Es ergeben sich unterschiedliche Wirk- und Betriebsbereiche des Druckbegrenzungsventils V. Der erste Bereich beinhaltet die Funktion eines

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

7

CH 690 191 A5

B

Druckbegrenzungsventils nach dem Stand der Technik, wobei der Öffnungsdruck einstellbar ist. Dieser Öffnungsdruck kann erfindungsgemäss durch Ansteuern des Steuerkolbens 5 zwischen einem minimalen und einem maximalen Öffnungsdruck gesteuert werden. Dies findet etwa Anwendung bei der Druckabsicherung eines unter Last stehenden Verbrauchers 9, zum Beispiel bei einem Zylinder im Stillstand.

In einem weiteren Betriebsbereich wird die Federkraft der wirksamen Rückschlagfeder durch Ansteuern des Steuerkolbens 5 reduziert und damit die Öffnungsweite des Rückschlagkolbens 6 eingestellt. Dieser Betriebsbereich findet beispielsweise beim Absenken einer Last Anwendung.

Durch die hydraulische Verstellung des Steuerkolbens 5 wird also eine hydraulische Ansteuerung des Druckbegrenzungsventils V in mehreren Druckstufen ohne hydraulische Vorsteuerung des Rückschlagkörpers erreicht.

Dadurch, dass der als Widerlager dienende Dichtkolben 29 durch eine Primär-Einstellschraube 2 längs verstellbar ist, wird vorteilhaft die einstellbare Festlegung der Steuer- und Betriebsbereiche ermöglicht.

Vorteilhaft ist, wie zuvor erwähnt, der Gegenfeder 20 die in ihrer Längenausdehnung gefesselte Feder 30 parallel geschaltet, wodurch der Steuerhub des Steuerkolbens 5 begrenzt wird. Dadurch entstehen weitere Wirkbereiche: Die gefesselte Feder 30 bildet einen Anschlag, den die Primärfeder 10, da sie schwächer ist als die gefesselte Feder 30, nicht überwindet. Das bedeutet, dass nur die Primärfeder 10, nicht aber auch die Gegenfeder 20 als Rückschlagfeder wirksam ist. Bis zur Überwindung der Vorspannung der gefesselten Feder 30 ist der Steuerdruck unwirksam. Hieraus ergibt sich eine Rückschlagfunktion mit entsprechend «weicher» Kennlinie.

Wenn der Steuerdruck so weit angehoben wird, dass er die Vorspannkraft der gefesselten Feder 30 überwindet, reduziert sich der Druck nochmals in Abhängigkeit von der Höhe des Steuerdrucks. Dies gilt zum Beispiel beim Heben einer Last mit kleiner Vorspannung.

Vorteilhaft ist es auch, wenn sich die gefesselte Feder 30 mit ihrem freien Ende koaxial an der Ter-tiär-Einstellschraube 3 abstützt und wenn die Tertiär-Einstellschraube 3 koaxial von der Primär-Einstellschraube 2 durchdrungen ist, an der die den Steuerkolben 5 abstützende Primärfeder 10 mit ihrem anderen Ende anliegt. Dadurch lassen sich die Grenzen des vorgenannten Betriebsbereichs auf einfache Weise voreinstellen. Dabei werden weitere Möglichkeiten eröffnet, die Drücke der unterschiedlichen Druckstufen einstellbar zu machen. Vornehmlich ist der Grenzdruck, bis zu dem das Druckbegrenzungsventil V geschlossen bleibt, durch eine von aussen zugängliche Stellschraube zur Änderung der Vorspannung der den Rückschlagkörper 6 belastenden Federn vorgesehen.

Diese vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht es in kommerziell interessanter Weise, das erfindungsgemässe Druckbegrenzungsventil V auch als Lasthalte- und Senk-Bremsventil für doppelt wirkende, unter Last stehende Verbraucher nach der Art der in der Fig. 1b wiedergegebenen Schaltung anzuwenden.

Vorteilhaft ist es auch, wenn sich die gefesselte Feder 30 mit ihrem einen Ende über den Fesselring 4 an einer Durchmesserstufe zwischen der Steuerkammer 14 und der Federkammer 15 abstützt. Daraus ergeben sich ein einfacher Aufbau und eine einfache Montage.

Damit der Steuerkolben 5 keinen Stördrücken unterliegt, wird der Steuerkolben vorteilhaft als Stufenkolben mit einem als Schliessbund wirkenden dünnen Ende 25 und einem als Steuerbund wirkenden dicken Ende 26 ausgeführt, wobei das dünne Ende 25 und das dicke Ende 26 mit der gestuften Ventilkammer eine ringförmige Steuerkammer 14 bilden. Vorteilhaft ist, wenn die Steuerkammer 14 über den Steuerkanal 28 mit dem Steueranschluss X verbunden ist, wenn die Stirnseiten des Steuerkolbens 5 mit dem gleichen Druck, vorzugsweise mit dem Rücklaufdruck, beaufschlagt sind, und wenn in der Federkammer 15 koaxial die Gegenfeder 20 so angeordnet ist, dass sie sich einerseits am Steuerkolben 5 und andererseits an der Primäreinstellschraube 2 abstützt. Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass die beiden Stirnseiten des Steuerkolbens druck-neutral geführt sind, sodass nur der Steuerdruck wirksam ist.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn die den Rückschlagsitz beinhaltende, zum Sitzkörper 7 gehörende Sitzpartie 21 in der Ventilkammer gleitend geführt und auf der Längsachse der Ventilkammer positionierbar ist. Damit ist der Grenzwert des zweiten Betriebsbereichs auf einfache Weise einstellbar.

Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem im Ventilgehäuse 11 die Ventilkammer aus einzelnen koaxialen zylindrischen Kammerabschnitten besteht, die hintereinander in der Reihenfolge Lastkammer 12, Rücklaufkammer 13 und Steuerkammer 14 angeordnet sind, ist kostengünstig herstellbar und kompakt gebaut. Die Erfindung ist aber nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel mit diesen und weiteren beschriebenen Merkmalen beschränkt.

Claims

Patentansprüche

1. An einem Steueranschluss (X) steuerbares hydraulisches Druckbegrenzungsventil (V) mit einem Rückschlagkörper (6), der in einer Ventilkammer durch eine als Druckfeder ausgeführte Rückschlagfeder vorgespannt gegen einen Sitzkörper mit Rückschlagsitz gedrückt ist, um dadurch eine unter Druck stehende Leitung zu sperren und bei Überschreiten eines Öffnungsdruckes zu einem Rücklauf, Tank oder Systemteil niederen Druckes hin zu öffnen, wobei die Rückschlagfeder sich an einem Widerlager (2, 29) abstützt, welches zur Veränderung der Federvorspannung und damit des Öffnungsdruckes verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Rückschlagfeder aus zwei hintereinander geschalteten Teilen, nämlich einer Primärfeder (10) und einer Gegenfeder (20) besteht,

- dass ein Steuerkolben (5), der hydraulisch durch

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

9

CH 690 191 A5

10

einen Steuerdruck in Richtung der Gegenfeder (20) verstellbar ist, zwischen der Primärfeder (10) und der Gegenfeder (20) eingespannt ist,

- dass der Steuerkolben (5) gegen eine gefesselte Feder (30) drückt, wenn der Steuerdruck einen vorbestimmten, voreinstellbaren Wert überschreitet, und

- dass sich die Gegenfeder (20) mit ihrem freien Ende am Dichtkolben (29) als Widerlager abstützt.

2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass der als Widerlager dienende Dichtkolben (29) durch eine Primär-Einstell-schraube (2) längs verstellbar ist.

3. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenfeder (20) die in ihrer Längenausdehnung gefesselte Feder (30) parallel geschaltet ist, die den Steuerhub des Steuerkolbens (5) begrenzt.

4. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die gefesselte Feder (30) mit ihrem freien Ende koaxial an einer Tertiär-Einstellschraube (3) abstützt und dass die Tertiär-Einstellschraube (3) koaxial von der Primär-Einstellschraube (2) durchdrungen ist, an der die den Steuerkolben (5) abstützende Primärfeder (10) mit ihrem anderen Ende anliegt.

5. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die gefesselte Feder (30) mit ihrem anderen Ende über einen Fesselring (4) an einer Durchmesserstufe zwischen einer Steuerkammer (14) und einer Federkammer (15) abstützt.

6. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Steuerkolben (5) ein Stufenkolben mit einem als Schliessbund wirkenden dünnen Ende (25) und einem als Steuerbund wirkenden dicken Ende (26) ist, dass das dünne Ende (25) und das dicke Ende (26) mit der gestuften Ventilkammer eine ringförmige Steuerkammer (14) bilden,

- dass die Steuerkammer (14) über einen Steuerkanal (28) mit dem Steueranschluss (X) verbunden ist,

- dass die Stirnseiten des Steuerkolbens (5) mit einem gleichen Druck, vorzugsweise mit dem Rücklaufdruck, beaufschlagt sind,

- dass in einer Federkammer (15) koaxial die Gegenfeder (20) angeordnet ist, die sich einerseits am Steuerkolben (5) und andererseits am Dichtkolben (29) und damit indirekt an der Primäreinstellschraube (2) abstützt.

7. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine einen Rückschlagsitz beinhaltende, zu einem Sitzkörper (7) gehörende Sitzpartie (21) in der Ventilkammer gleitend geführt und auf der Längsachse der Ventilkammer positionierbar ist.

8. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

- dass es ein Ventilgehäuse (11) mit einer Ventilkammer aufweist, wobei die Ventilkammer aus einzelnen koaxialen zylindrischen Kammerabschnitten besteht, die hintereinander in nachfolgender Reihenfolge angeordnet sind:

- eine Lastkammer (12),

- eine Rücklaufkammer (13),

- die Steuerkammer (14), deren Durchmesser grösser ist als derjenige der Rücklaufkammer (13),

- die Federkammer (15), die an ihrem Ende durch die Tertiär-Einstellschraube (3) verschlossen ist,

- dass die Lastkammer (12) mit einer Lastleitung (17) mit einer unter Last stehenden Lastseite (16) eines Verbrauchers (9) verbindbar ist,

- dass die Rücklaufkammer (13) mittels einer Tankleitung (18) mit einem Tank (19) verbindbar ist,

- dass die Lastkammer (12) von der Rücklaufkammer (13) durch die Sitzpartie (21) des Sitzkörpers (7) getrennt und dass die Lastkammer (12) mit der Rücklaufkammer (13) durch einen zentralen Verbindungskanal (22) hydraulisch verbunden ist,

- dass die Einmündung des Verbindungskanals (22) als Rückschlagsitz ausgebildet ist,

- dass der Rückschlagkörper (6) in der Rücklaufkammer (13) verschiebbar geführt ist, in seiner Schliessstellung unter der Federkraft der vorgespannten Primärfeder (10) auf dem Rückschlagsitz aufliegt und durch einen im Verbindungskanal (22) herrschenden Lastdruck der Lastkammer (12) gegen die Kraft der Primärfeder (10) in seine Off-nungsstellung bewegbar ist, wenn die mit dem Lastdruck korrelierende Kraft grösser ist als die Kraft der Primärfeder (10),

- dass die Primärfeder (10) koaxial zur Achse der Ventilkammer in der Rücklautkammer (13) angeordnet ist und sich einerseits gegen den Lastdruck am Rückschlagkörper (6) und andererseits am Steuerkolben (5) abstützt,

- dass der Steuerkolben (5) die Rücklaufkammer (13) von der Steuerkammer (14) trennt,

- dass der Steuerkolben (5) mit seinem dünnen Ende (25) in der Rücklaufkammer (13) dichtend geführt ist und mit der an die Rücklaufkammer (13) anschliessenden, im Durchmesser grösseren Kammerwand die ringförmige Steuerkammer (14) bildet,

- dass der Steuerkolben (5) mit seinem dickeren Ende (26) dichtend an der Kammerwand der Steuerkammer (14) geführt ist und diese gegenüber der anschliessenden, unter dem Rücklaufdruck stehende Federkammer (15) begrenzt,

- dass in der Federkammer (15) die Gegenfeder (20) angeordnet ist, die sich einerseits am Steuerkolben (5) und andererseits am Dichtkolben (29) und damit indirekt an der Primär-Einstellschraube (2) abstützt.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

6