DD207818A3

DD207818A3 - PRE-CONTROLLED PRESSURE LIMIT VALVE

Info

Publication number: DD207818A3
Application number: DD24094382A
Authority: DD
Inventors: Manfred Otto; Werner Lehmann; Roland Hesselbach; Detlef Martwich
Original assignee: Orsta Hydraulik Veb K
Priority date: 1982-06-22
Filing date: 1982-06-22
Publication date: 1984-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil, bei dem der Steuervolumenstrom ueber eine Daempfduese zum Vorsteuerventil geleitet wird und das insbesondere mittels eines Proportionalmagneten einstellbar ist. Durch die Erfindung sollen die Energieverluste in Hydraulikanlagen bei freiem Umlauf minimiert werden. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Druckbegrenzungsventil zu schaffen, bei dem der nachteilige Einfluss der Daempfduese auf den Druck bei freiem Umlauf beseitigt ist. Dies wird erreicht, indem die Daempfduese mit einem Zweiwegeventil mit Kolbenlaengsschieber und zweiseitiger stetiger hydraulischer Verstellung und einer vorzugsweise steifen Rueckstellfeder parallelgeschaltet ist, indem der die Rueckstellfeder aufnehmende Federraum des Zweiwegeventil mit dem Nebenanschluss des Druckbegrenzungsventils verbunden ist und indem die dem Federraum abgewandte Stirnflaeche des Kolbenlaengsschiebers mit einem Steuerkanal in Verbindung steht, der in den den Steuervolumenstrom zum Vorsteuerventil leitenden Steuerkanal einmuendet, indem der Durchflussquerschnitt des Zweiwegeventils in der Ausgangsstellung maximal geoeffnet ist und indem der Weg des Kolbenlaengsschiebers durch Anschlaege im Ventilgehaeuse begrenzt ist.The invention relates to a pilot-operated pressure relief valve, in which the control flow is passed via a Daempfduese to the pilot valve and which is adjustable in particular by means of a proportional solenoid. The invention aims to minimize the energy losses in hydraulic systems with free circulation. It is an object of the invention to provide such a pressure relief valve, in which the adverse influence of Daempfduese is eliminated on the pressure at free circulation. This is achieved by the Daempfduese is connected in parallel with a two-way valve with Kolbenlaengsschieber and two-sided steady hydraulic adjustment and a preferably stiff return spring by the return spring receiving spring chamber of the two-way valve is connected to the auxiliary port of the pressure relief valve and by the spring chamber facing away from Stirnflaeche the Kolbenlaengsschiebers a control channel is in communication, which merges into the control volume flow to the pilot valve control channel by the flow cross-section of the two-way valve is open in the starting position and in that the path of the Kolbenlaengsschiebers is limited by Anschlaege in Ventilgehaeuse.

Description

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Vorgesteuertes DruckbegrenzungsventilPilot operated pressure relief valve

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Erfindung betrifft ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil, bei dem der Steuervolumenstrom über eine Dämpfdüse zum Vorsteuerventil geleitet wird und das insbesondere mittels eines Proportionalmagneten einstellbar ist.The invention relates to a pilot-operated pressure relief valve in which the control flow is passed through a damping nozzle to the pilot valve and which is adjustable in particular by means of a proportional solenoid.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei bekannten derartigen Druckbegrenzungsventilen, die wegen der entstabilisierenden Wirkung des Proportionalmagneten alle noch mehr als von Hand verstellbare Druckbegrenzungsventile zum Schwingen neigen, sind zur Gewährleistung, der Regelstabilität besonders kleine, stark wirkende Dämpfdüsen eingesetzt. Daraus ergibt sich ein erheblicher Nachteil dieser Druckbegrenzungsventile, weil nämlich dadurch, daJ3 die an den Dämpfdüsen auftretenden Druckverluste in den geregelten Druck eingehen, der bei .freiem Umlauf, d. h. bei möglichst vollständiger Entlastung des VorSteuersystems, vorhandene Druck auf Werte- ansteigen kann, die im Hinblick auf den Energiebedarf der Hydraulikanlagen nicht mehr zu vertreten sind. . ·In known pressure relief valves of this kind, which due to the destabilizing action of the proportional magnet tend to oscillate even more than manually adjustable pressure limiting valves, particularly small, strong-acting damping nozzles are used to ensure the control stability. This results in a considerable disadvantage of these pressure-limiting valves, namely because the pressure losses occurring at the damping nozzles are included in the regulated pressure and, when the circulation is free, ie. H. If the pilot control system is relieved as completely as possible, existing pressure can increase to values that are no longer responsible for the energy requirements of the hydraulic systems. , ·

Ziel der ErfindungObject of the invention

Durch die Erfindung sollen die Energieverluste in Hydraulikanlagen bei freiem Umlauf minimiert werden.The invention aims to minimize the energy losses in hydraulic systems with free circulation.

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Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein.Druckbegrenzungsventil der beschriebenen Art zu schaffen, bei dem der nachteilige Einfloß der Dämpfdüse auf den Druck bei freiem Umlauf beseitigt ist.The invention has for its object to provide a Druckbegrenzungsventil of the type described, in which the adverse impact of the damping nozzle is eliminated on the pressure at free circulation.

ErfindungsgemäB wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daJ3 die Dämpfdüse mit einem Zweiwegeventil mit Kolbenlängsschieber und zweiseitiger stetiger hydraulischer herstellung und einer vorzugsweise steifen Süekstellfeder parallelgeschaltet ist, daß der die Rückstellfeder aufnehmende Federraum des Zweiwegeventils mit dem Ablaufanschloß oder dem Neben^· anschloß des Druckbegrenzungsventils verbunden ist und daß die dem Federraum abgewandte Stirnfläche des Korbenlängsschiebers mit einem Steuerkanal in Verbindung steht,, der in den den Steuervolumenstrom zum Torsteuerventil leitenden Steuerkanal, vorzugsweise zwischen Dämpfdüse und Torsteuerventil, einmündet., daß der Durchfloßquerschnitt des Zweiwegeventils in der^Ausgangsstellung maximal geöffnet ist, daß der Kolbenlängsschieber an seiner Steuerkante eine Drosselfase oder axiale Drosselkerben aufweist und daß der Weg des Kolbenlängsschiebers durch Anschläge im Ventilgehäuse begrenzt ist. Des weiteren kann erfindungsgemäß der federraomseitige Anschlag im Ventilgehäuse als mit dem Kolbenlängsschieber zusammenwirkender Ventilsitz ausgestaltet sein und der Verbindungskanal zwischen dem Jederraum des Zweiwegeventils und dem Ablaufanschloß oder dem Hebenanschloß des Druckbegrenzungsventils innerhalb des Ventilsitzes in den Pederraum einmünden.According to the invention, this object is achieved in that the damping nozzle is connected in parallel with a two-way valve with piston longitudinal slide and two-sided continuous hydraulic production and a preferably stiff Sekstellstellfeder that the return spring receiving spring chamber of the two-way valve with the Ablaufanschloß or the Neben¬ · connected the pressure relief valve is connected and that the spring chamber facing away from the end face of Korbenlängsschiebers is in communication with a control channel ,, in the control flow to the gate control valve conducting control channel, preferably between the damping and gate control valve, opens., That the Durchfloßquerschnitt the two-way valve in the ^ initial position is opened to the maximum Piston longitudinal slide at its control edge has a Drosselelfase or axial throttle notches and that the path of the piston longitudinal slide is limited by stops in the valve housing. Furthermore, according to the invention, the spring-housing-side stop in the valve housing can be configured as a valve seat cooperating with the piston longitudinal slide and open the connecting channel between the each room of the two-way valve and the Ablaufanschloß or lifting the pressure relief valve within the valve seat in the Pederraum.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispie1 näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigeniThe invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show i

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Fig. 1: den Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils,1 shows the axial section of a pressure relief valve according to the invention,

Pig. 2: eine Einzelheit einer anderen Ausführungsform des Druckbegrenzungsventils, ,Pig. 2: a detail of another embodiment of the pressure relief valve,

Fig. 3: ein Diagramm zur graphischen Darstellung3 shows a diagram for the graphical representation

des Zusammenhanges zwischen dem geregelten Druck ρ am Zulaufanschiuß des Druckbegrenzungsventils und dem elektrischen Eingangssignal I des Proportionalmagneten.the relationship between the regulated pressure ρ at Zulaufanschiuuß the pressure relief valve and the electrical input signal I of the proportional solenoid.

In dem als zwischen Torsteuerventil 1 .und Hauptsteuerventil. 2 eingefügte Zwischenplatte ausgestalteten Teil des Tentilgehäuses 3 des mittels eines Proportionalmagneten 4 einstellbaren vorgesteuerten Druckbegrenzungsventils ist, eine Dämpfdüse 5 angeordnet, über die der Steuervolumenstrom zum Torsteuerventil 1 geleitet wird (Fig. 1). Die Dämpfdüse 5 ist mit einem Zweiwegeventil 6 mit Kolbenlängsschieber 7 und zweiseitiger stetiger hydraulischer Verstellung und einer vorzugsweise steifen Bückstellfeder 8 parallelgeschaltet. Der die Rückstellfeder 8 aufnehmende Federraum 9 des. Zweiwegeventils δ ist über einen Terbindungskanal 10' mit dem Nebenanschluß 11, des Druckbegrenzungsventils verbunden, während die dem Federraum:9 abgewandte Stirnfläche 12 des Kolbenlängsschiebers 7 aalt einem Steuerkanal 13 in Verbindung steht, der in den den Steuervolumenstrom zum Torsteuerventil 1 leitenden Steuerkanal 14 zwischen der Dämpfdüse 5 und dem Torsteuerventil 1 einmündet.. Der Durchflußquerschnitt des Zweiwegeventils 5 ist in der Ausgangsstellung maximal geöffnet. Der Kolbenlängsschieber 7 weist an seiner Steuerkante eine Drosselfase 15 auf, und sein Weg ist durch Anschläge 16 und 17 im Ventilgehäuse 3 begrenzt. Um den relativ hohen Fertigungsaufwand für das zur Einhaltung eines minimalen durch den 2ingspalt 18. zwischen dem Kolbenlängsschieber 7 und dem Ventilgehäuse 3 aus dem Torsteuersystern abfließenden Leckvolumenstromes notwendig kleine radiale Spiel zwischen diesen beiden Teilen und die dazu erforderliche große Dichtlänge zu verringern, kann -In which as between gate control valve 1. And main control valve. 2 inserted intermediate plate designed part of the Tentilgehäuses 3 of the adjustable by means of a proportional solenoid 4 pilot operated pressure limiting valve, a damping nozzle 5 is arranged, via which the control volume flow to the gate valve 1 is passed (Fig. 1). The damping nozzle 5 is connected in parallel with a two-way valve 6 with piston longitudinal slide 7 and two-sided continuous hydraulic adjustment and a preferably stiff Bückstellfeder 8. The return spring 8 receiving spring chamber 9 of. Two-way valve δ is connected via a Terbindungskanal 10 'to the auxiliary connection 11, the pressure relief valve, while the spring chamber: 9 facing away from face 12 of the piston longitudinal slide 7 aalt a control channel 13 is in communication, in the the Control volume flow to the gate valve 1 conductive control channel 14 between the damping nozzle 5 and the gate control valve 1 opens .. The flow area of the two-way valve 5 is opened in the starting position maximum. The piston longitudinal slide 7 has at its control edge a Drosselelfase 15, and its path is limited by stops 16 and 17 in the valve housing 3. In order to reduce the relatively high production costs for adhering to a minimum through the 2ingspalt 18. between the piston longitudinal slide 7 and the valve housing 3 from the Torsteuersystern leak volume flow necessary small radial clearance between these two parts and the required large sealing length, -

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wie in Fig. 2 gezeigt - der federraumseitige Anschlag 17 im Ventilgehäuse 3 als mit dem Kolbenlängsschieber 7 zusammenwirkender Ventilsitz 19 ausgestaltet sein, wobei der Verbindungskanal 10 zwischen.dem IFederraum 9 des Zweiwegeventils 5-und dem Nebenanschluß 11 des Druckbegrenzungsventils innerhalb des Ventilsitzes 19 in den Pederraum 9 einmündet. Eine solche konstruktive Gestaltung ermöglicht die Wahl einer nicht so engen Spielpassung und die Verkürzung des Ringspaltes 18.as shown in Fig. 2 - the spring-chamber-side stop 17 in the valve housing 3 as cooperating with the piston longitudinal slide valve seat 19 19 be configured, wherein the connecting channel 10 zwischen.dem IFederraum 9 of the two-way valve 5 and the auxiliary port 11 of the pressure relief valve within the valve seat 19 in the Pederraum 9 opens. Such a structural design allows the choice of a not so tight clearance and the shortening of the annular gap 18th

In der Ausgangsstellung,, d, Ii· bei stromlosem Proportionalmagneten .4, wird der Vorsteuerkegel 20 durch die relativ stark vorgespannte Öffnungsfeder 21 von seinem Sitz in der Stellspindel 22 so weit abgehoben, bis zwischen den Kräften der üffnungsfeder 21 und der Begelfeder 23 Gleichgewicht herrscht* Sine- nennenswerte Drosselung des Steuervolumenstromes im Vorsteuerventil 1 erfolgt in dieser Stellung nicht. Da die Stirnfläche 12 des Kolbenlängsschiebers 7 des Zweiwegeventils 6 über den Steuerkanal. 13 Hiit dem.Zulauf und der Pederraum 9 &es Zweiwegeventils 6 über den Verbindungskanal 10 mit dem Ablauf des VorSteuerventils 1 verbunden sind, resultiert hieraus für den Kolbenlängs-. schieber 7 cles Zweiwegeventils 6 ein weitgehender Ausgleich der stirnseitigen Druckkräfte. Der Durchflußquerschnitt des Zweiwegeventils 6 kann daher trotz geringer Vorspannkraft von der .Rückstellfeder S offengehalten und vom Steuervolumenstrom ungedrosselt passiert werden. Eür das Hauptsteuerventil 2 ergibt sich somit eine Minimierung des in dem die Hauptsteuerfeder 24 aufnehmenden Saum vorhandenen Druckes auf -den Summenwert der in den Steuerkanälen 14 und 13 sowie dem den Ablauf des VorSteuerventils 1 mit dem Hebenanschluß 11 des Druckbegrenzungsventils verbindenden Steuerkanal 25 auftretenden Druckverluste. Der.Einfluß der Dämpfdüse 5 auf diesen Wert ist der Zielstellung der Erfindung entsprechend ausgeschaltet. Das öffnen des Hauptsteuerventils 2 erfordert deshalb nur noch geringe Druckkräfte auf der zulaufseitigen Stirnfläche des Hauptsteuerschiebers 26,In the initial position, d, Ii · with currentless Proportionalmagneten .4, the pilot poppet 20 is lifted by the relatively strong biased opening spring 21 from its seat in the adjusting spindle 22 until there is equilibrium between the forces of the opening spring 21 and the Begelfeder 23 * Sine- significant throttling of the control flow in the pilot valve 1 does not take place in this position. Since the end face 12 of the piston longitudinal slide 7 of the two-way valve 6 via the control channel. 13 Hiit dem.Zulauf and the Pederraum 9 & it two-way valve 6 are connected via the connecting channel 10 with the flow of the pilot valve 1, resulting from this for the Kolbenlängs-. slide 7 cles two-way valve 6 a far-reaching compensation of the frontal pressure forces. The flow area of the two-way valve 6 can therefore be kept open despite the small biasing force of the .Rückstellfeder S and unthrottled by the control volume flow. Eür the main control valve 2 thus results in a minimization of the present in the main control spring 24 receiving pressure existing on the sum of the pressure in the control channels 14 and 13 and the flow of the pilot valve 1 to the lifting port 11 of the pressure relief valve connecting control channel 25. The influence of the damping nozzle 5 on this value is switched off according to the objective of the invention. The opening of the main control valve 2 therefore requires only low pressure forces on the inlet-side end face of the main spool 26,

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und proportional zu diesen geringen',Druckkräften kann der für den Energiebedarf der Hydraulikanlage bei freiem Umlauf des Hauptvolumenstromes maßgebende Druck am Zulaufanschluß 27 des Druckbegrenzungsventils auf seinen kleinstmöglichen Wert zurückgehen. Dieser Zustand ist in fig. 3 als Ausgangspunkt P_1nJj₁ des durch eine Vollinie gekennzeichneten, unteren Kurvenastes a dargestellt.and proportional to these low ', compressive forces of the energy requirement of the hydraulic system with free circulation of the main flow prevailing pressure at the inlet port 27 of the pressure relief valve can return to its smallest possible value. This condition is in fig. 3 as the starting point P _1n Jj _{1 of} the lower curve branch a marked by a solid line.

Wird dem Proportionalmagne ten 4· ein elektrischer Steuerstrom zugeführt, wird die Segelfeder 23 der Größe des elektrischen Singangssignals entsprechend vorgespannt. Das Vorsteuerventil 1 wird dadurch so weit geschlossen, bis sich > der Vorsteuerkegel 20 in der Regelstellung befindet. Der Druck im Steuerkanal I3 steigt auf den durch die Vorspannung der Regelfeder 23 festgelegten Wert an und bewirkt, da mit ihm die Stirnfläche 12 des Kolbenlängsschiebers ? beaufschlagt ist, daß das Zweiwegeventil 5 schließt. Der Steuervolumenstrom kann nunmehr nur hoch relativ stark gedrosselt über die Dämpfdüse 5· fließen. Durch den mit dem Einsetzen der Drosselung verbundenen Anstieg des Druckes im Steuerkanal 14· ist die Hegelstabilität bei hohen Drücken gewährleistet. Der vor der Dämpfdüse 5 vorhandene Druck pflanzt sich bis in den die Hauptsteuerfeder 24- aufnehmenden Raum fort und geht wegen der rückwärtigen Beaufschlagung des Hauptsteuerschiebers 26 in den vom Druckbegrenzungsventil geregelten Druck am Zulaufanschluß 27 ein, so/ daß die in 3?ig. 3 als durch eine Vollinie gekennzeichnete Kurve b dargestellte Regelkennlinie bei wirksamer Dämpfdüse 5 über dem als Kurvenast a dargestellten Teil der Kennlinie liegt, der deren Verlauf bei geöffnetem Zweiwegeventil δ wiedergibt.If the Proportionalmagne th 4 · fed an electrical control current, the sail spring 23 is biased to the size of the electrical Singangssignals accordingly. The pilot valve 1 is thereby closed so far until> the pilot poppet 20 is in the control position. The pressure in the control channel I3 rises to the set by the bias of the control spring 23 value and causes because with him the end face 12 of the piston longitudinal slide? is acted upon that the two-way valve 5 closes. The control volume flow can now flow only relatively highly throttled via the damping nozzle 5 ·. Due to the increase of the pressure in the control channel 14 associated with the onset of throttling, the hegel stability at high pressures is ensured. The pressure present in front of the damping nozzle 5 propagates into the space receiving the main control spring 24 and, because of the rearward loading of the main control slide 26, enters the pressure regulated by the pressure limiting valve 27 at the inlet connection 27, so that the in 3 ig. 3 as a curve b indicated by a solid line is shown with effective damping nozzle 5 on the part of the characteristic curve shown as a Kurvenast a, the course of which when opened two-way valve δ reproduces.

Der anzustrebende, weitgehend stetige übergang vom Kurvenast a in die Kurve b wird durch die Auswahl einer möglichst, steifen Rückstellfeder 8, die hubvergrößernde Ausbildung. , der Steuerkante' am Kolben! ausschieber 7» niit einer Drossel-The aspired, largely continuous transition from Kurvenast a in the curve b is by selecting a possible, stiff return spring 8, the hubvergrößernde training. , the control edge 'on the piston! Ausschieber 7 »with a throttle

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fase 15 un& auch, dadurch erreicht, daß der hinter der Dämpf düse 5 vorhandene Druck zur Beaufschlagung der Stirnfläche 12 des Kolbenlängsschiebers 7 verwendet wird. Bei letzterer Ausführungsmöglichkeit erhöht sich gegenüber einer Variante mit dem Druckabgriff vor der Dämpfdüse 3 cLe£ am Zulaufanschluß 27 vorhandene Druck, bei dem das Zweiwegeventil 5 schließt, um den Betrag des an der Dämpfdüse 5 auftretenden Druckgefälles. Damit wird -. wie aus Fig. 3 zu ersehen ist - die optimale Lage des Schließpunktes P~ des Zweiwegeventils 6 zwischen dem Kurvenast a und der Kurve b realisiert. Der durch eine Strichlinie gekennzeichnete, obere Kurvenast c zeigt den Verlauf der Regelkennlinie für ein Druckbegrenzungsventil mit ständig wirksamer Dämpfdüse 5 ohne Zweiwegeventil 6.fase 15 un & also, achieved in that the nozzle behind the steam 5 existing pressure for acting on the end face 12 of the piston longitudinal slide 7 is used. In the latter embodiment possibility increases compared to a variant with the pressure tap in front of the damping nozzle 3 cLe £ at the inlet port 27 existing pressure at which the two-way valve 5 closes to the amount of pressure gradient occurring at the damping 5 . This will -. as can be seen from Fig. 3 - the optimum position of the closing point P ~ of the two-way valve 6 between the Kurvenast a and the curve b realized. The upper curve branch c identified by a dashed line shows the course of the control characteristic curve for a pressure limiting valve with a constantly effective damping nozzle 5 without a two-way valve 6.

Claims

240943 5 Invention.

1 · YORgesteuertes pressure relief valve, in which the control flow is passed through a damping nozzle to the gate valve and which is adjustable in particular by means of a proportional solenoid,. ege. net by the damping nozzle (5) with a two-way valve (6) with piston longitudinal slide (7) and two-sided continuous hydraulic adjustment and a preferably stiff return spring (8) is connected in parallel, that the return spring (8) receiving spring chamber (9) of the two-way valve (5) with the drain connection or the lifting connection (11) of the pressure relief valve is connected and that the spring chamber (9) facing away from the end surface (12) of the piston longitudinal slide (7) iai't a control channel (13) i & Connection in which the control flow to the pilot valve (1) conductive control channel (14), preferably between the damping (5) and pilot valve (1), opens, that the flow area of the two-way valve (6) in the. Maximum opening position is that the piston longitudinal slide (7) at its control edge a Drosselelfase (15) or axial throttle notches and that the path of the piston longitudinal slide (7) by stops (16, I7) in the valve housing (3) is limited.

2. Pressure relief valve according to item 1, gekennzeichne 't characterized in that the spring-side stop (17) in the valve housing (3) as with the piston longitudinal slide (7) cooperating valve seat (19) is configured and that the connecting channel (10) between the leather space (9 ) of the two-way valve (δ) and the drain port or the secondary port (11) of the pressure limiting valve within the valve seat (19) opens into the spring chamber (9)

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