DE102005042585A1

DE102005042585A1 - Hydraulic safety valve, has ring seal provided in housing and sealing pre control piston against passage, and rind groove provided between ring seal and passage, which is connected with ring space by channel

Info

Publication number: DE102005042585A1
Application number: DE200510042585
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl.-Ing. Michaelis; Dirk van Dipl.-Ing. Büren; Harald Dipl.-Ing. Wiesner
Original assignee: WESSEL-HYDRAULIK GmbH; Wessel Hydraulik GmbH
Current assignee: WESSEL-HYDRAULIK GmbH; Wessel Hydraulik GmbH
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2025-09-09
Also published as: DE102005042585B4

Abstract

The valve (14) has a valve housing with a passage directly connecting a hydraulic drive with a control device (12). A control slide comprises a valve section that is moved by a spring in the locking direction and by a pre control piston in the opening direction. A ring space (48) is provided in a housing between valve sections and control sections. A ring seal (80) is provided in the housing and seals the pre control piston against the passage. A ring groove is provided between the ring seal and the passage, which is connected with the ring space by a channel.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Sicherheitsventil nach dem Patentanspruch 1.The The invention relates to a hydraulic safety valve to claim 1.

Aus DE 40 32 420 C2 ist ein hydraulisches Sicherheitsventil bekannt geworden mit einem einen Verbraucher und ein Steuergerät direkt verbindenden Durchgang, an dem ein Rückschlagventil angeordnet ist. Ein Steuerschieber im Gehäuse weist einen Ventilabschnitt auf, der in einer Verbindung zwischen den Abschnitten des Durchgangs beiderseits des Rückschlagventils angeordnet ist und der in Schließrichtung von einer Feder und in Öffnungsrichtung von einem Vorsteuerkolben verstellt wird, an dem eine Wirkfläche mit einem Steuerdruck beaufschlagt wird. Auf die herrschende Strömung, welche das Rückschlagventil zum Beispiel bei einer Senkbewegung einer Last umgeht, wirkt auch ein Staudruck, der den Steuer schieber in Schließrichtung beeinflusst. Wird dieser Staudruck zum Beispiel aufgrund eines Leitungsbruches auf der Steuergeräteseite erniedrigt oder geht gar gegen Null, besteht die Gefahr, dass der Steuerschieber weiter in Öffnungsrichtung verstellt wird. Dadurch kommt es zu einer erhöhten Absenkgeschwindigkeit.Out DE 40 32 420 C2 is a hydraulic safety valve has become known with a consumer and a controller directly connecting passage on which a check valve is arranged. A spool in the housing has a valve portion which is arranged in a connection between the portions of the passage on both sides of the check valve and which is displaced in the closing direction by a spring and in the opening direction by a pilot piston, to which an effective surface is subjected to a control pressure. On the prevailing flow, which bypasses the check valve, for example, in a lowering movement of a load, also acts a back pressure, which influences the control slide in the closing direction. If this back pressure is lowered, for example due to a line break on the control unit side or even goes to zero, there is a risk that the spool will be further adjusted in the opening direction. This leads to an increased lowering speed.

Aus DE 196 41 540 ist ferner ein hydraulisches Sicherheitsventil bekannt geworden, bei dem unerwünschte Beschleunigungen beim Senkvorgang aufgrund eines Leitungsbruches verhindert werden. Bei dem bekannten Sicherheitsventil ist parallel zum Durchgang zwischen Verbraucher und Steuergerät eine Verbindungsleitung vorgesehen, welche das Rückschlagventil überbrückt und in der ein Sicherheitsventilelement angeordnet ist. Sobald beim Senkvorgang das Hydraulikmedium zur Steuergeräteseite zurückströmt, ist dieses auf dem Niveau des Tankdrucks und zwar unabhängig davon, ob sich der Steuerschieber im Feinsteuerbereich befindet oder vollständig geöffnet ist. Üblich ist bei den beschriebenen Ventilen ein Ventilabschnitt am Steuerschieber, der normalerweise metallisch die Rückströmverbindung vom Verbraucher bzw. dem hydraulischen Antrieb zum Tank vollständig sperrt. Ferner ist normalerweise ein Regelabschnitt vorgesehen, der zur Wirkung gelangt, wenn der Ventilabschnitt geöffnet ist. Durch Ausfräsungen im Steuerschieber, die mit einer Kante in der Bohrung des Gehäuses zusammenwirken, lässt sich feinfühlig die Durchströmungmenge des Hydraulikmediums einstellen.Out DE 196 41 540 Furthermore, a hydraulic safety valve has become known in which unwanted accelerations during the lowering process due to a line break are prevented. In the known safety valve, a connecting line is provided parallel to the passage between the consumer and the control unit, which bridges the check valve and in which a safety valve element is arranged. As soon as the hydraulic medium flows back to the control unit side during the lowering process, this is at the level of the tank pressure, regardless of whether the spool is in the fine control range or is fully open. It is common in the valves described a valve portion on the spool, which normally metal completely blocks the Rückströmverbindung from the consumer or the hydraulic drive to the tank. Further, normally, a control section is provided which comes into effect when the valve section is opened. By milling in the spool, which interact with an edge in the bore of the housing, can be sensitively set the flow rate of the hydraulic medium.

Bei dem bekannten Sicherheitsventil ist der Steuerschieber gegenüber dem Vorsteuerkolben durch eine Ringdichtung abgedichtet. Da unter Umständen erhebliche Drücke im Durchgang herrschen, ist die Ringdichtung großen Kräften ausgesetzt. Nachteilig dabei ist, dass sie unter starker Reibung mit dem Steuerschieber zusammenwirkt und sein Verstellverhalten beeinträchtigt. Das bekannte Sicherheitsventil sieht bereits eine Entlastung der Dichtung vor. Die hier für verwendeten Mittel sind jedoch aufwendig.at the known safety valve is the spool against the Pilot piston sealed by a ring seal. There may be significant pressures prevail in the passage, the ring seal is exposed to great forces. adversely is that they are under heavy friction with the spool interacts and affects his adjustment behavior. The well-known safety valve already provides a relief of the seal. The ones used here However, funds are expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Sicherheitsventil der genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die beschriebene Dichtungsreibung deutlich verringert wird.Of the Invention is based on the object, a hydraulic safety valve of the type mentioned in that the described seal friction is significantly reduced.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Bei der Erfindung ist zwischen dem Durchgang und der Ringdichtung eine Ringnut gebildet. Die Ringnut ist mit einem Ringraum auf der anderen Seite des Durchgangs im Gehäuse verbunden, der zwischen dem Ventilabschnitt und dem Regelabschnitt gebildet ist. Sobald der Ventilabschnitt aufgrund des Steuerdruckes am Steuerschieber geöffnet wird, befindet sich der Ringraum auf Tankdruckniveau. Dadurch herrscht auch in der Ringnut Tankdruckniveau. Eine Druckbelastung der Ringdichtung entfällt und mit Hilfe des Steuerschiebers und des Regelabschnitts läßt sich ein feinfühliges Senken einer Last über den Hydraulikantrieb realisieren.at the invention is between the passage and the ring seal a Formed annular groove. The ring groove is with an annulus on the other Side of the passage in the housing connected, which formed between the valve portion and the control section is. As soon as the valve section due to the control pressure on the spool open is, the annulus is at tank pressure level. This prevails also in the annular groove tank pressure level. A pressure load on the ring seal deleted and with the help of the spool and the control section can be a sensitive one Lowering a load over realize the hydraulic drive.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die dem Ventilschieber vorspannende Feder aus zwei ineinander geschachtelten Federn besteht. Dadurch wird eine ausreichende Dauerfestigkeit hergestellt.To An embodiment of the invention is provided that the the valve spool biasing spring consists of two nested springs. As a result, a sufficient fatigue strength is produced.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der die Federn aufnehmende Raum des Gehäuses über einen Kanal mit dem Tank verbunden ist. Über diesen Kanal kann Leckmedium, das trotz geschlossenem Ventilabschnitt in den Federraum fließt, abgeleitet werden.To A further embodiment of the invention provides that the spring receiving space of the housing via a channel with the tank connected is. about This channel can leak medium, despite the closed valve section flows into the spring chamber, be derived.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The Invention will be described below with reference to an illustrated in a drawing embodiment be explained in more detail.

Die einzige Figur zeigt ein Schaltbild zur Versorgung eines hydraulischen Motors mit einem Sicherheitsventil nach der Erfindung.The single figure shows a circuit diagram for supplying a hydraulic Motors with a safety valve according to the invention.

In der Figur ist bei 10 ein hydraulischer Motor angeordnet, der zum Beispiel eine Last anheben soll, was im einzelnen nicht dargestellt ist. Der Motor 10 wird gesteuert von einem Steuergerät 12, beispielsweise einem Dreiwegeventil, das elektromagnetisch betätigt wird. Die Pumpe zur Versorgung des Motors 10 sowie der zugehörige Tank sind nicht dargestellt. Zwischen dem Steuergerät 12 bzw. Motor 10 ist ein Sicherheitsventil 14 angeordnet. Zwischen dem Sicherheitsventil 14 und dem Steuergerät 12 befindet sich eine Hebenleitung 16 und eine Senkenleitung 18. Die Hebenleitung 16 mündet bei 20 in ein Gehäuse 22 des Ventils 14. Der Eingang 20 ist mit einem Kanal 24 verbunden, indem ein federbelastetes Rückschlagventil 26 angeordnet ist. Es verschließt normalerweise einen Durchgang 28 zum Hydraulikmotor 10.In the figure is at 10 arranged a hydraulic motor, for example, to lift a load, which is not shown in detail. The motor 10 is controlled by a control unit 12 , For example, a three-way valve that is actuated electromagnetically. The pump to supply the engine 10 and the associated tank are not shown. Between the control unit 12 or engine 10 is a safety valve 14 arranged. Between the safety valve 14 and the controller 12 there is a lifting pipe 16 and a drain line 18 , The lifting line 16 joins in 20 in a housing 22 of the valve 14 , The entrance 20 is with a channel 24 connected by a spring-loaded check valve 26 is arranged. It usually closes a passage 28 to the hydraulic motor 10 ,

Ein Ventilschieber 30 ist in einer axialen Bohrung des Gehäuses 22 verschiebbar angeordnet. Er weist einen Ventilabschnitt 32 auf, der mit einer zugeordneten Dichtkante in der Bohrung des Gehäuses 22 dichtend zusammenwirkt, wenn er mit Hilfe von zwei Federn 34, 36, die ineinander geschachtelt sind, in die Schließstellung gedrückt wird. Die Federn 34, 36 stützen sich am rechten Ende an einem topfartigen Wiederlager 38 ab, das gegen das innere rechte Ende eines Federraumes 40 im Gehäuse 22 anliegt. Der Federraum wird von einem getrennten hülsenförmigen Teil gebildet. Am anderen Ende ist ein Federteller 42 vorgesehen, der über eine Kugel 44 auf den Ventilschieber 30 wirkt. Durch Teller 42 und Kugel 44 ist eine kardanische Beaufschlagung des Ventilschiebers 30 gegeben, so dass diese ausschließlich axial wirkt.A valve spool 30 is in an axial bore of the housing 22 slidably arranged. He has a valve section 32 on, with an associated sealing edge in the bore of the housing 22 sealingly cooperates when using two springs 34 . 36 , which are nested in each other, is pressed into the closed position. The feathers 34 . 36 are based on a pot-like repository at the right end 38 off, against the inner right end of a spring chamber 40 in the case 22 is applied. The spring chamber is formed by a separate sleeve-shaped part. At the other end is a spring plate 42 provided that over a ball 44 on the valve spool 30 acts. Through plates 42 and ball 44 is a gimbal of the valve spool 30 given, so that this acts only axially.

Axial im Abstand zum Ventilabschnitt 32 ist ein Regelabschnitt 46 am Ventilschieber 30 vorgesehen, der aus bestimmten, nicht näher gezeigten Ausfräsungen besteht. Der Regelabschnitt 46 wirkt mit einer zugeordneten Dichtkante in der Bohrung des Gehäuses 22 zusammen, um je nach Stellung des Schiebers 30 einen gewünschten Durchfluß des Hydraulikmittels zu gestatten. Zwischen Ventilabschnitt 32 und Regelabschnitt 46 ist ein Ringraum 48 vorgesehen.Axial in the distance to the valve section 32 is a rule section 46 on the valve spool 30 provided, which consists of certain, not shown in detail cutouts. The rule section 46 acts with an associated sealing edge in the bore of the housing 22 together, depending on the position of the slider 30 to allow a desired flow of hydraulic fluid. Between valve section 32 and control section 46 is an annulus 48 intended.

Ein dichtend geführter Kolbenabschnitt 50 des Ventilschiebers 30 dient als Vorsteuerkolben. Ein dem Kolbenabschnitt 50 zugewandter Zylinderraum 52 ist über eine Leitung 54 mit der Leitung 18 verbunden. In der Leitung 54 befindet sich eine erste Drossel 56, der sich eine Parallelschaltung einer weiteren Drossel 58 und eines Rückschlagventils 60 anschließt. An dieser Parallelschaltung schließt sich eine dritte Drossel 62 an, die über ein Rückschlagventil 64 mit einem Kanal 66 in Verbindung steht. Dieser ist auch mit dem Federraum 40 verbunden. Wird ein Verschlußstopfen in den Kanal eingeschraubt (nicht gezeigt), ist diese Verbindung gesperrt. Dann wird der Federraum 40 über eine andere Verbindung mit dem Tank verbunden.A sealingly guided piston section 50 of the valve spool 30 serves as a pilot piston. A the piston section 50 facing cylinder space 52 is over a line 54 with the line 18 connected. In the line 54 there is a first throttle 56 , which is a parallel connection of another choke 58 and a check valve 60 followed. At this parallel circuit, a third throttle closes 62 on, which has a check valve 64 with a channel 66 communicates. This is also with the spring chamber 40 connected. If a plug is screwed into the channel (not shown), this connection is blocked. Then the spring chamber 40 connected to the tank via another connection.

Eine Stellschraube 70 ist über eine Verschlußschraube in das Gehäuse 22 eingeschraubt, hat jedoch normalerweise einen Abstand zum Kolbenabschnitt 50. Wird die Stellschraube 70 jedoch weiter hinein gedreht, kann auf diese Weise der Ventilschieber 30 in die Öffnungsstellung verstellt werden (Notabsenkung). Eine weitere Stellschraube 72 ist an der gegenüber liegenden Seite in das Gehäuse 22 eingeschraubt und liegt gegen das Wiederlager 38 an, wodurch mit Hilfe der Stellschraube 72 die Vorspannung auf den Ventilschieber 30 eingestellt werden kann.A set screw 70 is via a screw plug into the housing 22 screwed, but usually has a distance to the piston section 50 , Will the set screw 70 however, turned further in this way, the valve spool can 30 be adjusted in the open position (emergency lowering). Another set screw 72 is on the opposite side into the housing 22 screwed in and lies against the re-camp 38 which, with the help of the adjusting screw 72 the bias on the valve spool 30 can be adjusted.

Die Wirkungsweise der beschriebenen hydraulischen Schaltung ist wie folgt. Im Hebenbetrieb wird Druckmittel von der nicht gezeigten Pumpe über das Steuergerät, die Leitung 16, den Kanal 24, das Rückschlagventil 26 und den Durchgang 28 zum hydraulischen Motor 10 gefördert. Das Rückschlagventil 26 dient außerdem zur Lasthaltung, wenn der Fördervorgang beendet wird. Bei umgekehrtem Antrieb des Hydraulikmotors 10 zu Senkzwecken steht der Pumpendruck über die Drossel 56 und das Rückschlagventil 60 im Zylinderraum 52 an und der Kolbenabschnitt 50 verstellt den Ventilschieber 30 entgegen den Federn 34, 36 nach rechts. Eine minimale Verstellung des Ventilschiebers 30 führt zum Öffnen des Ventilabschnitts 32, wodurch im Ringraum 48 Tankdruck herrscht. Der Ringraum 48 ist über einen nicht im einzelnen gezeigten hydraulischen Kanal 76 mit einer Ringnut 78 in Verbindung, die zwischen einer Ringdichtung 80 und dem Durchgang 28 angeordnet ist. Die Ringdichtung 80 dichtet den Kolbenabschnitt 50 gegenüber dem Durchgang 28 ab. Dadurch, dass im Ringraum 48 Tankdruck herrscht, herrscht dieser auch in der Ringnut 78. Auf diese Weise ist die Ringdichtung 80 entlastet, und der Ventilschieber kann nunmehr feinfühlig in Öffnungsrichtung weiter verstellt werden, wobei der Regelabschnitt 46 des Ventilschiebers 30 für den gewünschten Durchfluß des Hydraulikmediums sorgt, das vom Ringraum in den Eingang/Ausgang 20 des Ventilgehäuses 22 gelangt und von dort über die Leitung 16 und das Steuergerät zurück zum Tank strömt.The operation of the described hydraulic circuit is as follows. In lifting mode, pressure medium from the pump, not shown, via the control unit, the line 16 , the channel 24 , the check valve 26 and the passage 28 to the hydraulic engine 10 promoted. The check valve 26 also serves for load holding when the conveying process is terminated. With reverse drive of the hydraulic motor 10 for Senkzwecken the pump pressure is on the throttle 56 and the check valve 60 in the cylinder room 52 on and the piston section 50 adjusts the valve spool 30 against the feathers 34 . 36 to the right. A minimal adjustment of the valve spool 30 leads to opening of the valve section 32 , resulting in the annulus 48 Tank pressure prevails. The annulus 48 is via a not shown in detail hydraulic channel 76 with an annular groove 78 in conjunction, between a ring seal 80 and the passage 28 is arranged. The ring seal 80 seals the piston section 50 opposite the passage 28 from. Because of that in the annulus 48 Tank pressure prevails, this also prevails in the annular groove 78 , This is the ring seal 80 relieved, and the valve spool can now be sensitively further adjusted in the opening direction, the control section 46 of the valve spool 30 provides the desired flow of hydraulic fluid from the annulus into the inlet / outlet 20 of the valve housing 22 and from there via the line 16 and the controller flows back to the tank.

An die Leitung 18 ist ein Überdruckventil 82 angeschlossen, das zum Beispiel bei einem Druck von mehr als 120 bar öffnet.To the line 18 is a pressure relief valve 82 connected, which opens, for example, at a pressure of more than 120 bar.

Das rückströmende Medium kann im Senkenbetrieb direkt zum Tank zurückströmen. Dabei steht der Staudruck im Federraum an. Dadurch ist gewährleistet, dass bei einem Leitungsbruch zwischen Steuergerät 12 und Ventil 14 die Senkengeschwindigkeit nicht unzulässig vergrößert wird.The backflowing medium can flow back directly to the tank in sink operation. The back pressure is in the spring chamber. This ensures that in the event of a line break between the control unit 12 and valve 14 the lowering speed is not unduly increased.

Claims

Hydraulic safety valve with a valve housing ( 22 ), a hydraulic drive ( 10 ) with a control device ( 12 ) directly connecting passage ( 28 ) in the housing ( 22 ), which is connected to a control unit side terminal and to a drive side terminal, a for hydraulic drive ( 10 ) opening check valve ( 26 ) in the passage ( 28 ), a spool ( 30 ) in the housing ( 22 ), which has a valve section ( 32 ), which in its open position a check valve ( 26 ) bridging, parallel to the passage ( 28 ) releases connection between the drive-side terminal and the control unit-side terminal, wherein the valve section ( 32 ) in the closing direction of a spring ( 34 . 36 ) and in the opening direction of a pilot piston ( 50 ) is adjusted, from which an effective surface is subjected to a control pressure, a cooperating with a housing edge control section ( 46 ) on the spool ( 30 ), which releases a flow as soon as the valve section ( 32 ) and further - an annulus ( 48 ) in the housing ( 22 ) between valve section ( 32 ) and control section ( 46 ), - a ring seal ( 80 ) in the housing ( 22 ), the pilot piston ( 50 ) opposite the passage ( 28 ) and - an annular groove ( 78 ) between ring seal ( 80 ) and passage ( 28 ), which have a channel ( 76 ) with the annulus ( 48 ) connected is.

Safety valve according to claim 1, characterized in that the spring has two nested springs ( 34 . 36 ), which has a plate ( 42 ) and a ball ( 44 ) on the spool ( 30 ) Act.

Safety valve according to claim 1, characterized in that a spring receiving space ( 40 ) of the housing ( 22 ) is connected to the tank via a channel, if this space ( 40 ) is otherwise completed.

Safety valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the housing ( 22 ) a first set screw ( 70 ) is provided by means of the valve slide ( 30 ) for opening the valve section ( 32 ) can be adjusted.

Safety valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that a second adjusting screw ( 72 ) is provided for adjusting the bias of the springs ( 34 . 36 ).