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Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes Druckabschaltventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Derartige Druckabschaltventile – auch Speicherladeventile genannt – werden vorwiegend in Hydraulikanlagen mit Druckspeichern eingesetzt. Ihre Aufgabe besteht darin, den Pumpenvolumenstrom auf drucklosen Umlauf zu schalten, sobald der Druckspeicher seinen Ladedruck erreicht hat. Des Weiteren werden derartige Druckabschaltventile in Hydroanlagen mit Hoch- und Niederdruckpumpen (Zweikreis-Anlagen) verwendet. In diesen Anwendungsfällen wird die Niederdruckpumpe auf drucklosen Umlauf geschaltet, sobald der eingestellte Hochdruck erreicht ist.
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Ein vorgesteuertes Druckabschaltventil ist beispielsweise aus der
DE 196 33 539 C2 bekannt. Dieses Druckabschaltventil hat ein patronenförmiges Ventilgehäuse, in dessen stufenförmiger Aufnahmebohrung ein Hauptkolben und ein Vorsteuerkolben koaxial hintereinanderliegend aufgenommen sind. Derartige Druckabschaltventile erfordern aufgrund des relativ langen im Wesentlichen einstückig ausgebildeten Ventilgehäuses einen hohen fertigungstechnischen Aufwand. Insbesondere ist die Ausbildung der stufenförmigen Aufnahmebohrung des Vorsteuerkolbens wegen der schwierigen Zugänglichkeit zu den Mittelabschnitten des Ventilgehäuses nur mit vergleichsweise hohem Fertigungsaufwand möglich.
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Zur Vereinfachung der Herstellung ist in der
DE 196 33 539 C2 ein Ausführungsbeispiel eines Druckabschaltventils offenbart, gemäß dem das Ventilgehäuse zweiteilig mit einem ersten Patronenabschnitt und einem mit diesem verschraubten zweiten Patronenabschnitt ausgeführt ist. Diese Lösung ermöglicht zwar eine vereinfachte Herstellung des Ventilgehäuses, da beide Teilstücke einen vergleichsweise einfachen Aufbau aufweisen und die Ausbildung der Aufnahmebohrung dadurch keinen übermäßigen fertigungstechnischen Aufwand erfordert, bedingt aber aufgrund der unmittelbar miteinander verschraubten Patronenabschnitte und der in beiden Teilstücken ausgebildeten gemeinsamen Steuerölbohrung eine gute Passgenauigkeit der Patronenabschnitte und dadurch einen erhöhten Fertigungsaufwand.
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In der
US 6,640,830 B2 ist ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil mit einem zweiteiligen Ventilgehäuse gezeigt. Die Ansteuerung des Ventils erfolgt in Abhängigkeit von dem an einem Druckanschluss anliegenden Druck. Ein Steueranschluss ist bei diesem Druckbegrenzungsventil nicht ausgeführt.
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In der
EP 0 197 314 B1 ist ein Wegeventil gezeigt, bei dem ein Ventilelement, im vorliegenden Fall ein Einsatzkörper, über eine Verliersicherung in einer Ausnehmung eines Ventilgehäuses gehalten ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorgesteuertes, mit einem Steueranschluss versehenes Druckabschaltventil zu schaffen, das auf einfache Weise herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein vorgesteuertes Druckabschaltventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße vorgesteuerte Druckabschaltventil hat einen Pumpenanschluss, einen Tankanschluss und einen Steueranschluss sowie einen Hauptkolben, der in Schließrichtung von einer in einem Federraum befindlichen Feder belastet ist und der bei Überschreiten eines vorbestimmten Systemdruckes Druckmittelverbindung zwischen dem Pumpenanschluss und dem Tankanschluss öffnet, und eine Vorsteuerung mit einer Vorsteuerventilkolbenanordnung, wobei Hauptkolben und zumindest ein Vorsteuerventilkolben der Vorsteuerung in einem patronenförmigen Ventilgehäuse geführt sind. Erfindungsgemäß hat das Ventilgehäuse eine Ventilbuchse und eine Ventilhülse, die über ein Zwischenstück miteinander verbunden sind. Der Steueranschluss mündet in einen von zueinander axial beabstandeten Stirnflächen von Ventilhülse und Ventilbuchse gemeinsam mit dem Zwischenstück gebildeten Ringraum ein. Dadurch vereinfacht sich die Herstellung des Druckabschaltventils erheblich, da die Ventilbuchse, die Ventilhülse und das Zwischenstück einen vergleichsweise einfachen Aufbau aufweisen und für die Fertigung gut zugänglich sind.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Hauptkolben in der Ventilhülse und die Vorsteuerventilkolbenanordnung im Wesentlichen in der Ventilbuchse geführt.
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Die Ventilhülse ist vorzugsweise über eine Verliersicherung mit dem Zwischenstück verbunden. Dadurch erleichtert sich die Montage des Ventilgehäuses erheblich, da dieses im vormontierten Zustand in die Ventilbohrung einsetzbar ist.
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Vorzugsweise taucht ein Endabschnitt des Zwischenstücks in eine Hülsenbohrung ein und ist dort über die Verliersicherung gesichert.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind am Außenumfang des Zwischenstücks und an der Innenumfangswandung der Hülsenbohrung jeweils umlaufende Ringnuten ausgebildet, die gemeinsam eine Aufnahme für einen Sicherungsring der Verliersicherung bilden.
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Als Sicherungsring findet vorzugsweise ein Dichtring Verwendung. Da dieser zwei Funktionen erfüllt, d. h. als Sicherungs- und Dichtelement wirkt, verringert sich die Anzahl der benötigten Bauelemente und Fertigungsschritte des Ventilgehäuses.
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Als besonders einfache Lösung hat es sich erwiesen, wenn eine der Ringnuten als Dreiecksnut ausgebildet ist.
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Vorzugsweise ist eine der Ringnuten mit einer Schrägfläche und einer Stützfläche für den Sicherungsring ausgebildet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Stützfläche an die Außenkontur des Sicherungsrings angepasst. Dadurch wird ein versehentliches Abziehen der Ventilhülse von dem Zwischenstück während des Transports oder bei der Montage verhindert.
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Die Feder des Hauptkolbens ist vorzugsweise an dem Zwischenstück abgestützt. Über die Feder ist der Hauptkolben in seiner Grundstellung gegen einen Ventilsitz vorgespannt.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Vorsteuerventilkolbenanordnung einen Hohlkolben, der von einem Vorsteuerkolben durchsetzt ist. Hohlkolben und Vorsteuerkolben sind über eine Vorsteuerfederanordnung mittelbar oder unmittelbar gegen das Zwischenstück vorgespannt.
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Vorzugsweise ist der Hohlkolben über eine in die Aufnahme eingesetzte Abstandsscheibe an dem Zwischenstück abgestützt.
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Der Vorsteuerkolben durchsetzt die Abstandsscheibe vorzugsweise und taucht mit seinem mit einem Anschlagbund versehenen Kolbenende in eine Stirnausnehmung des Zwischenstücks ein.
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Die zwischenstückseitigen Stirnflächen des Vorsteuerkolbens und des Hohlkolbens sind vorteilhafterweise über einen sich von einem Steueranschluss durch das Zwischenstück erstreckenden Steuerölströmungspfad mit einem Steuerdruck beaufschlagbar.
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Vorzugsweise sind Ventilbuchse und Ventilhülse axial beabstandet und begrenzen gemeinsam mit dem Zwischenstück einen Teil des Steuerölströmungspfades bildenden Ringraum, in den der Steueranschluss einmündet.
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Der Federraum des Hauptkolbens ist über die Vorsteuerventilkolbenanordnung zum Aufsteuern des Hauptkolbens mit einem Steuertankanschluss verbindbar, wobei der Steuerölströmungspfad zwischen Federraum und Steuertankanschluss vorzugsweise über das Zwischenstück geführt ist.
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Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Verliersicherung mit zwei Nuten und einem Sicherungsring ist nicht auf die Verwendung bei einem Druckabschaltventil beschränkt, vielmehr kann diese für jede aus dem Stand der Technik bekannte Bauelementverbindung Verwendung finden. Die Anmelderin behält sich vor, auf die Verliersicherung eigene unabhängige Ansprüche zu richten.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes vorgesteuertes Druckabschaltventil;
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2 eine vergrößerte Darstellung eines ersten Ausschnittes aus 1;
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3 eine vergrößerte Darstellung eines zweiten Ausschnittes aus 1;
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4 eine vergrößerte Darstellung eines dritten Ausschnittes aus 1 und
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5 eine vergrößerte Darstellung eines vierten Ausschnittes aus 1.
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1 zeigt einen Längsschnitt durch ein vorgesteuertes Druckabschaltventil 1 mit einem patronenförmigen Ventilgehäuse 2. Erfindungsgemäß weist das Ventilgehäuse 2 eine Ventilbuchse 4 und eine Ventilhülse 6 auf, die über ein Zwischenstück 8 miteinander verbunden sind. Hierzu erstreckt sich ein Endabschnitt 10 des Zwischenstücks 8 in eine stufenförmige Hülsenbohrung 12 und ist mit einer Stirnfläche 14 in Anlage an eine Ringfläche 16 der Hülsenbohrung 12 gebracht. Ein Mittelabschnitt 18 des Zwischenstücks 8 ist mit einem Gewindevorsprung 20 versehen, der in einen entsprechenden Gewindeabschnitt 22 einer Aufnahme 24 der Ventilbuchse 4 eingeschraubt ist.
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Die Ventilhülse 6 ist über eine Verliersicherung 26 mit dem Zwischenstück 8 verbunden. Die Verliersicherung 26 erlaubt eine Vormontage des Ventilgehäuses 2 und erleichtert dadurch das Einsetzen des Ventilgehäuses 2 in eine schematisch angedeutete Ventilaufnahmebohrung 28 eines Ventilblocks 30. Hierzu hat das Ventilgehäuse 2 einen sich stufenförmig verjüngenden Einschraubabschnitt 32, der mit einem Gewinde 34 in einen entsprechenden Gewindeabschnitt 36 der Ventilaufnahmebohrung 28 eingeschraubt ist. Nach dem Einschrauben des Ventilgehäuses 2 in die Ventilaufnahmebohrung 28 liegt die Ventilhülse 6 mit einer Stirnfläche 29 an einer nicht dargestellten Schulter der Ventilaufnahmebohrung 28 an. Dadurch ist die Ventilhülse 6 zwischen der Schulter der Ventilaufnahmebohrung 28 und dem Zwischenstück 8 axial gesichert.
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Aufgrund der mehrteiligen Ausführung des Ventilgehäuses 2 erfordert die Ausbildung der Ventilbuchse 4 und der Ventilhülse 6 keinen übermäßigen fertigungstechnischen Aufwand, da beide Teilstücke 4, 6 einen vergleichsweise einfachen und gut zugänglichen Aufbau ohne gemeinsame Bohrungen aufweisen, der in fertigungstechnischer Hinsicht einfach zu beherrschen ist.
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Am Außenumfang des Ventilgehäuses 2 sind eine Vielzahl von Dicht- und Stützringen 38, 40 angeordnet, über die das Ventilgehäuse 2 gegenüber der Ventilaufnahmebohrung 28 abgedichtet ist. An den Einschraubabschnitt 32 schließt sich ein aus dem Ventilblock 30 herausstehender Endabschnitt 42 der Ventilbuchse 42 an, in dessen Innenbohrung 44 eine Druckeinstellanordnung 46 eingeschraubt ist, über die der obere und untere Systemgrenzdruck einer Vorsteuerung 48 einstellbar ist. Das Ventilgehäuse 2 hat einen Arbeitsanschluss A, einen Pumpenanschluss P, einen Tankanschluss T, einen Steueranschluss X und einen Steuertankanschluss XT. Der Pumpenanschluss P und der Arbeitsanschluss A sind über ein nicht dargestelltes Rückschlagventil miteinander verbunden. Über einen Hauptkolben 52 ist der Durchflussquerschnitt zwischen dem Pumpenanschluss P und dem Tankanschluss T auf und zu steuerbar.
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In dem Ventilgehäuse 2 sind der Hauptkolben 52 und eine Vorsteuerventilkolbenanordnung 54 der Vorsteuerung 48 aufgenommen, wobei der Hauptkolben 52 in der Ventilhülse 6 und die Vorsteuerventilkolbenanordnung 54 im Wesentlichen in der Ventilbuchse 4 geführt ist. Der Hauptkolben 52 ist axial verschiebbar in einer Hülsenbohrung 56 der Ventilhülse 6 angeordnet und liegt in seiner Grundstellung an einem Ventilsitz 58 an, so dass die Verbindung zu einem mit dem Tankanschluss T verbundenen Radialbohrungsstern 60 der Ventilhülse 6 abgesperrt ist. Aufgrund des mehrteiligen Ventilgehäuses 2 kann der Hauptkolben 52 von rechts her in die Ventilhülse 6 eingeführt werden, bevor diese über das Zwischenstück 8 mit der Ventilbuchse 4 verbunden wird. Um die Montage des Ventilgehäuses 2 in der Ventilaufnahmebohrung 28 zu erleichtern, wird die Ventilhülse 6 über die Verliersicherung 26 mit dem in die Ventilbuchse 4 eingeschraubten Zwischenstück 8 verbunden.
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In 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der Verliersicherung 26 dargestellt. Für die Verliersicherung 26 ist an einem Außenumfang 62 des Zwischenstücks 8 und an einer Innenumfangswandung 64 jeweils eine umlaufende Ringnut 66, 68 ausgebildet, die gemeinsam eine Aufnahme 70 für einen Sicherungsring 72 der Verliersicherung 26 bilden. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen wird als Sicherungsring 72 ein Dichtring verwendet. Bei dem in der Ansicht nach 2 oberen Ausführungsbeispiel der Verliersicherung 26, ist die in der Ventilhülse 6 angeordnete Ringnut 66 mit einer Schrägfläche 74 und einer Stützfläche 76, die in Form einer Dreiecksnut 78 angeordnet sind, ausgebildet.
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Gemäß dem unteren Ausführungsbeispiel der Verliersicherung 26 kann die Stützfläche 76 durch einen Radius R an die Außenkontur des Dichtrings 72 angepasst sein.
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Die am Außenumfang des Zwischenstücks 8 ausgebildete Ringnut 68 ist bei beiden Ausführungsbeispielen als etwa U-förmiger Einstich 82 ausgebildet. Dieser ist an einem Endabschnitt 83 des Zwischenstücks 8 angeordnet und hat im Verhältnis zu seiner Tiefe eine größere axiale Länge. Bei beiden Ausführungsbeispielen wirkt der Dichtring 72 als Dicht- und Verbindungselement. Dadurch wird während dem Transport und der Montage ein versehentliches Abziehen der Ventilhülse 6 von dem Zwischenstück 8 verhindert und die Vormontage des Ventilgehäuses 2 erleichtert.
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Gemäß 3 ist der Hauptkolben 52 mit einer Mittelbohrung 84 versehen, die in eine Düsenbohrung 86 mit verringertem Durchmesser übergeht. Im Anschluss an die Düsenbohrung 86 ist die Mittelbohrung 84 radial erweitert, wobei an einer Stirnfläche 88 des radial erweiterten Abschnittes 90 der Mittelbohrung 84 eine in einem Federraum 92 aufgenommene Druckfeder 94 angreift, über die der Hauptkolben 52 gegen den Ventilsitz 58 vorgespannt ist. Die Druckfeder 94 ist in einer stirnseitigen Ausnehmung 96 an dem Zwischenstück 8 abgestützt. Das Zwischenstück 8 hat eine in der Ansicht nach 3 schräg verlaufende Durchgangsbohrung 98, die von einer Mittelbohrung 100 in der in 3 linken Stirnseite zu einer Außenumfangsfläche 102 des Zwischenstücks 8 führt. Die Durchgangsbohrung 98 ist mit einer Mantelbohrung 104 der Ventilbuchse 4 in Überdeckung gebracht, die ihrerseits in einem außenliegenden Ringraum 106 zwischen der Ventilbuchse 4 und der Ventilaufnahmebohrung 28 mündet. Der Ringraum 106 ist über eine Drosselbohrung 108 der Ventilbuchse 4 mit einem Druckraum 110 verbunden. In die Drosselbohrung 108 ist ein Düsenkörper 112 eingeschraubt. In dem Zwischenstück 8 ist des weiteren ein Steuerölströmungspfad 114 ausgebildet, über den ein zwischen den zueinander axial beabstandeten, benachbarten Stirnflächen 116, 118 von Ventilhülse 6 und Ventilbuchse 4 gemeinsam mit dem Zwischenstück 8 ausgebildeter Ringraum 120 mit einem weiteren Druckraum 122 verbunden ist. In den Ringraum 120 mündet der Steueranschluss X ein. Über den Steuerölströmungspfad 114 wird der Steuerdruck zu dem stufenförmigen Druckraum 122 des Zwischenstücks 8 und damit zu der Vorsteuerventilkolbenanordnung 54 geführt.
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Zwischen einer Ringfläche 123 der Ventilbuchse 4 und dem Zwischenstück 8 ist in die Aufnahme 24 eine Abstandsscheibe 126 eingesetzt, die von dem eingeschraubten Zwischenstück 8 in ihrer axialen Lage fixiert ist. Zentrisch mündet in die Aufnahme 24 der Ventilbuchse 4 eine mehrfach gestufte Vorsteuerventilbohrung 128 zur Aufnahme der Vorsteuerventilkolbenanordnung 54. Die Vorsteuerventilbohrung 128 hat an ihrer der Abstandscheibe 126 zugewandten Seite ihren größten Durchmesser. Den kleinsten Durchmesser hat die Vorsteuerventilbohrung 128 unmittelbar im Anschluss an eine Bodenwandung 130 der Innenbohrung 44, die in die Ventilaufnahmebohrung 28 der Ventilbuchse 4 übergeht.
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Gemäß 4 hat die Vorsteuerventilkolbenanordnung 54 einen gestuften Hohlkolben 132 der von einem Vorsteuerkolben 134 mittig durchsetzt ist. Der Hohlkolben 132 ist in der Vorsteuerventilbohrung 128 der Ventilbuchse 4 geführt und erstreckt sich aus dieser heraus in die Innenbohrung 44 der Ventilbuchse 4 hinein. Zwischen einer Stufenfläche 136 des Hohlkolbens 132 und einer axial gegenüberliegenden Radialfläche 138 der Ventilbuchse 4 ist der Druckraum 110 ausgebildet, in dem die Drosselbohrung 108 mündet. Über die Drosselbohrung 108, den Ringraum 106, die Mantelbohrung 104 und die Durchgangsbohrung 98 ist der Druckraum 110 mit dem Federraum 92 des Hauptkolbens 52 verbunden (siehe 3). Der Hohlkolben 132 ist in Schließrichtung (in der Darstellung nach 4 links) von einer Vorsteuerfeder 140 und von dem Systemdruck beaufschlagt, der über den oben genannten Strömungspfad vom Anschluss P abgegriffen wird. Die Vorspannung der Vorsteuerfeder 140 ist zur Einstellung des oberen Systemgrenzdruckes über eine Justierschraube 142 (siehe 5) veränderbar.
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In Richtung der Abstandsscheibe 126 schließt sich an den Abschnitt des Hohlkolbens 132 mit dem Außendurchmesser der Radialfläche 138 ein Außenbund 146 an, über den der Hohlkolben 132 einerseits in Richtung der Druckeinstellanordnung 46 an eine Stufe 148 der Vorsteuerventilbohrung 128 und in der Gegenrichtung an die Abstandsscheibe 126 anschlagen kann. Durch die beiden axialen Anschläge und die axiale Erstreckung des Außenbunds 146 ist der Verschiebeweg des Hohlkolbens 132 in der Ventilbuchse 4 festgelegt.
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Der Hohlkolben 132 weist mittig eine durchgehende Axialbohrung 150 auf, in der der Vorsteuerkolben 134 axial verschiebbar gelagert ist. Diese ist über mehrere, in einer Radialebene liegende Manteldurchtrittsbohrungen 152 mit der Außenseite des Hohlkolbens 132 verbunden. In seiner federvorgespannten Grundstellung liegt der Hohlkolben 132 mit seiner Stirnfläche 154 an der Abstandsscheibe 126 an und die Manteldurchtrittsbohrungen 152 sind von einem Wandabschnitt 156 der Vorsteuerventilbohrung 128 außen überdeckt. Die Kante zwischen der Bodenfläche 130 der Innenbohrung 44 der Ventilbuchse 4 und der Vorsteuerventilbohrung 128 bildet eine Steuerkante 158 aus, die mit den Durchtrittsbohrungen 152 zusammenwirkt. Die Steuerkante 158 wird von denn Durchtrittsbohrungen 152 überfahren und damit ein Durchflussquerschnitt von den Durchtrittsbohrungen 152 in die Innenbohrung 44 aufgesteuert, wenn der Hohlkolben 132 von der Abstandscheibe 126 weg und gegen die Stufe 148 der Ventilbuchse 4 verschoben wird.
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Der Vorsteuerkolben 134 durchsetzt die Abstandscheibe 126 mittig und taucht mit einem mit einem Anschlagbund 162 versehenen Kolbenende 164 in die Stirnausnehmung 124 des Zwischenstücks 8 ein und ist über eine Vorsteuerfeder 160 unmittelbar gegen dieses vorgespannt.
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Durch den Anschlagbund 162 wird der axiale Verschiebeweg des Vorsteuerkolbens 134 begrenzt. Die zwischenstückseitigen Stirnflächen 163, 154 des Vorsteuerkolbens 134 und des Hohlkolbens 132 sind über den sich vom Steueranschluss X über das Zwischenstück 8 bzw. über das Zwischenstück 8 und eine Bohrung 168 in der Abstandscheibe 126 erstreckenden Steuerölstömungspfad 114 mit dem am Steueranschluss X anliegenden Steuerdruck beaufschlagbar. Der Vorsteuerkolben 134 ist ebenfalls gestuft ausgeführt und hat im Bereich des Hohlkolbens 132 drei axial beabstandete Führungsabschnitte 170, 172, 174 mit vergrößertem Außendurchmesser. Von den Führungsabschnitten 170, 172 und dem Bereich mit verkleinertem Durchmesser des Vorsteuerkolbens 134 sowie der Axialbohrung 150 des Hohlkolbens 132 wird ein weiterer Ringraum 176 begrenzt. Dieser ist über Radialbohrungen 178 im Hohlkolben 132 mit dem ersten Ringraum 110 verbunden. Die Außenkante an der dem Ringraum 176 zugewandten Stirnseite des Führungsabschnitts 172 bildet eine mit den Durchtrittsbohrungen 152 des Hohlkolbens 132 zusammenwirkende Steuerkante 177 aus, die sich in der in 4 gezeigten Schaltstellung des Vorsteuerkolbens 134 links von den Durchtrittsbohrungen 152 befindet und von einer Umfangswandung 179 des Hohlkolbens 132 überdeckt ist. In seiner Offenstellung ist der Vorsteuerkolben 134 soweit nach rechts verschoben, dass durch die Steuerkante 177 eine Durchtrittsöffnung zwischen dem Ringraum 176 und den Durchtrittsbohrungen 152 aufgesteuert wird.
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Gemäß 5 sind die in der Innenbohrung 44 der Ventilbuchse 4 angeordneten Vorsteuerfedern 140,160 wie der Hohlkolben 132 und der Vorsteuerkolben 134 konzentrisch ineinander angeordnet. Die dem Hohlkolben 132 zugeordnete äußere Vorsteuerfeder 140 stützt sich über einen Federteller 182 an diesem ab. Dadurch ist der Hohlkolben 132 in Richtung seiner Schließstellung von der Vorsteuerfeder 140 beaufschlagt, deren Vorspannung zur Einstellung des oberen Systemgrenzdruckes über die Justierschraube 142 verändert werden kann. Die Justierschraube 142 ist in die Innenbohrung 44 eingeschraubt. Die dem Vorsteuerkolben 134 zugeordnete innere Vorsteuerfeder 160 stützt sich über einen Federteller 184 an dem über den Hohlkolben 132 hinausstehenden Bereich des Vorsteuerkolbens 134 ab. Zum anderen stützt sich die innere Vorsteuerfeder 160 an einer Einstellschraube 144 ab, die zentrisch in die Justierschraube 142 eingeschraubt ist. In Öffnungsrichtung wird der Vorsteuerkolben 134 an seinem kopfseitigen Kolbenende 164 (siehe 4) von dem Systemdruck beaufschlagt, wobei die hydraulische Wirkfläche der Fläche des Anschlagbundes 162 abzüglich der Fläche der Vorsteuerventilstange 188 entspricht. Die Innenbohrung 44 der Ventilbuchse 4 ist über einen Radialbohrungsstern 186 mit dem Steuertankanschluss XT verbunden.
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Zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Druckabschaltventils 1 sei im Folgenden kurz dessen Funktion beschrieben.
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In der in 3 dargestellten Grundstellung des vorgesteuerten Druckabschaltventils 1 wird der Hydrospeicher von der Hydropumpe über das Rückschlagventil mit Druckmittel versorgt (nicht dargestellt). Das Druckmittel am Pumpenanschluss P liegt an der Stirnseite des sich in seiner Schließstellung befindlichen Hauptkolbens 52 an. Ein Steuerölanteil tritt durch die Drosselbohrung 86 hindurch in den Federraum 92 des Hauptkolbens 52 ein, so dass an der federvorgespannten Rückseite des Hauptkolbens 52 ein Druck anliegt, der mit dazu beiträgt, den Hauptkolben 52 gegen seinen Ventilsitz 58 zu drücken. Der Steuerölanteil wird über den Steueranschluss X, den Ringraum 120 und den Steuerölströmungspfad 114 zu der Vorsteuerventilkolbenanordnung 54 geführt, so dass die Stirnfläche 154 des Hohlkolbens 132 und die Stirnfläche 163 des Vorsteuerkolbens 134 mit dem Steuerdruck beaufschlagt sind. Wird dem Hydrospeicher, beispielsweise von einem hydraulischen Verbraucher, weniger Druckmittelmenge entnommen als ihm zufließt, so steigt der Druck in diesem an. Der Hauptkolben 52 wird nun mittels der Vorsteuerung 48 derart gesteuert, dass dieser öffnet, wenn der Druck in dem Hydrospeicher einen oberen Systemgrenzdruck erreicht hat. Hierzu wird der Vorsteuerkolben 134 beim Laden des Hydrospeichers von der in 3 gezeigten Schaltstellung in seine Offenstellung verschoben, wenn der Systemdruck an einer Wirkfläche, die so groß ist wie die Fläche 163 des Anschlagbunds 164 vermindert um die Fläche einer Vorsteuerventilstange 188, eine Kraft erzeugt, die größer als die Kraft der Vorsteuerventilfeder 160 ist (siehe 5). Durch Verschiebung des Vorsteuerkolbens 134 werden die Durchtrittsbohrungen 152 über die Steuerkante 177 im Hohlkolben 132 innen zu dem Ringraum 176 und damit zu dem Federraum 92 des Hauptkolbens 52 hin geöffnet. Wenn der Druck an einer Stirnfläche 154 des Hohlkolbens 132 vermindert um eine Stufenfläche 190 der Ventilbuchse 4 eine Kraft erzeugt, die gleich der Kraft der Vorsteuerventilfeder 140 ist, wird der Hohlkolben 132 in seine Offenstellung verschoben. Dabei werden die Durchtrittsbohrungen 152 nach außen geöffnet, so dass Druckmittel aus dem Druckraum 110 über die Radialbohrungen 178, den Ringraum 176 und die Durchtrittsbohrungen 152 in die Innenbohrung 44 der Ventilbuchse 4 und von dort über den Steuertankanschluss XT (siehe 4) in den nicht dargestellten Tank abfließen kann. Die Vorsteuerung 48 ist nun vollständig geöffnet. Durch den Druckabfall an der Drosselbohrung 86 des Hauptkolbens 52 entsteht an diesem ein Druckgefälle, so dass der Hauptkolben 52 gegen die Vorspannung der Druckfeder 94 von seinem Ventilsitz 58 abgehoben und die Verbindung von dem Pumpenanschluss P zum Tankanschluss T geöffnet und das Druckmittel zum Tank hin entspannt wird. In der Offenstellung des Hauptkolbens 52 fördert die Hydropumpe das aus dem Tank angesaugte Druckmittel über den Pumpenanschluss P, den Durchflussquerschnitt zwischen der Sitzkante 58 der Ventilhülse 6 und dem Hauptkolben 52 zum Tankanschluss T zurück. Bei der Förderung im Umlauf ist der Druckverlust gering und im Wesentlichen durch die Kraft der Druckfeder 94 bestimmt. In der Offenstellung des Hauptkolbens 52 werden die Verbraucher von dem Hydrospeicher mit Druckmittel versorgt. Durch die Entnahme von Druckmittel aus dem Hydrospeicher sinkt der Druck in diesem in der Folge ab. Wird in dem Hydrospeicher der untere Systemgrenzdruck erreicht, dann drückt die Vorsteuerventilfeder 160 den Vorsteuerkolben 134 gegen das Zwischenstück 8 in seine Schließstellung und die Durchtrittsbohrungen 152 werden über die Steuerkante 158 von innen verschlossen. Danach baut sich in dem Federraum 92 des Hauptkolbens 52 zusätzlich zu der Federkraft der Systemdruck auf, so dass der Hauptkolben 52 wieder auf seinen Ventilsitz 58 gedrückt wird. Die Verbindung vom Pumpenanschluss P zum Tankanschluss T ist wieder unterbrochen, so dass die Hydropumpe über das Rückschlagventil mit dem Arbeitsanschluss A verbunden ist und den Hydrospeicher auflädt. Der Druck in dem Druckraum 110 steigt wieder auf den Systemdruck an, wodurch der Hohlkolben 132 wieder in seine in 3 gezeigte Grundstellung zurückgebracht wird.
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Das erfindungsgemäße Druckabschaltventil 1 ist nicht auf die beschriebene Vorsteuerung 48 mittels Hohlkolben 132 und Vorsteuerkolben 134 beschränkt, vielmehr kann jede aus dem Stand der Technik bekannte Vorsteuerung 48 Verwendung finden.
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Offenbart ist ein vorgesteuertes Druckabschaltventil 1 mit einem Hauptkolben 52, der in Schließrichtung von einer in einem Federraum 92 befindlichen Feder 94 belastet ist und der bei Überschreiten eines vorbestimmten Systemdruckes einen Tankanschluss T öffnet, und mit einer Vorsteuerung 48, die eine Vorsteuerventilkolbenanordnung 54 hat, wobei Hauptkolben 52 und Vorsteuerventilkolben 132, 134 in einem patronenförmigen Ventilgehäuse 2 geführt sind. Erfindungsgemäß hat das Ventilgehäuse 2 eine Ventilbuchse 4 und eine Ventilhülse 6, die über ein Zwischenstück 8 miteinander verbunden sind, wobei ein Steueranschluss in einen von axial beabstandeten Stirnflächen von Ventilhülse und Ventilbuchse sowie einem Zwischenstück gebildeten Ringraum einmündet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckabschaltventil
- 2
- Ventilgehäuse
- 4
- Ventilbuchse
- 6
- Ventilhülse
- 8
- Zwischenstück
- 10
- Endabschnitt
- 12
- Hülsenbohrung
- 14
- Stirnfläche
- 16
- Ringfläche
- 18
- Mittelabschnitt
- 20
- Gewindevorsprung
- 22
- Gewindeabschnitt
- 24
- Aufnahme
- 26
- Verliersicherung
- 28
- Ventilaufnahmebohrung
- 29
- Stirnfläche
- 30
- Ventilblock
- 32
- Einschraubabschnitt
- 34
- Gewinde
- 36
- Gewindeabschnitt
- 38
- Dichtring
- 40
- Stützring
- 42
- Endabschnitt
- 44
- Innenbohrung
- 46
- Druckeinstellanordnung
- 48
- Vorsteuerung
- 52
- Hauptkolben
- 54
- Vorsteuerventilkolbenanordnung
- 56
- Hülsenbohrung
- 58
- Ventilsitz
- 60
- Radialbohrungsstern
- 62
- Außenumfang
- 64
- Innenumfangswandung
- 66
- Ringnut
- 68
- Ringnut
- 70
- Aufnahme
- 72
- Sicherungsring
- 74
- Schrägfläche
- 76
- Stützfläche
- 78
- Dreiecksnut
- 82
- Einstich
- 83
- Endabschnitt
- 84
- Mittelbohrung
- 86
- Düsenbohrung
- 88
- Stirnfläche
- 90
- Abschnitt
- 92
- Federaum
- 94
- Druckfeder
- 96
- Ausnehmung (Zwischenstück)
- 98
- Manteldurchgangsbohrung
- 100
- Mittelbohrung
- 102
- Außenumfangsfläche
- 104
- Mantelbohrung
- 106
- Ringraum
- 108
- Drosselbohrung
- 110
- Druckraum
- 112
- Düsenkörper
- 114
- Steuerölströmungspfad
- 116
- Stirnfläche
- 118
- Stirnfläche
- 120
- Ringraum
- 122
- Druckraum
- 123
- Ringfläche
- 124
- Stirnausnehmung
- 126
- Abstandsscheibe
- 128
- Vorsteuerventilbohrung
- 130
- Bodenwandung
- 132
- Hohlkolben
- 134
- Vorsteuerkolben
- 136
- Stufenfläche
- 138
- Radialfläche
- 140
- Vorsteuerfeder (Hohlkolben)
- 142
- Justierschraube
- 144
- Einstellschraube
- 146
- Außenbund
- 148
- Stufe
- 150
- Axialbohrung
- 152
- Durchtrittsbohrung
- 154
- Stirnfläche
- 156
- Wandabschnitt
- 158
- Steuerkante
- 160
- Vorsteuerfeder
- 162
- Anschlagbund
- 163
- Stirnfläche
- 164
- Kolbenende
- 168
- Bohrung
- 170
- Führungsabschnitt
- 172
- Führungsabschnitt
- 174
- Führungsabschnitt
- 176
- Ringraum
- 177
- Steuerkante
- 178
- Radialbohrung
- 179
- Umfangswandung
- 182
- Federteller
- 184
- Federteller
- 186
- Radialbohrungsstern
- 188
- Vorsteuerventilstange
- 190
- Stufenfläche
