DE102007044194B4

DE102007044194B4 - Ventil

Info

Publication number: DE102007044194B4
Application number: DE102007044194.2A
Authority: DE
Inventors: Martin Reuter
Original assignee: Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH
Current assignee: Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH
Priority date: 2007-09-17
Filing date: 2007-09-17
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2027-09-18
Also published as: DE102007044194A1

Abstract

Druckbegrenzungsventil, umfassend einen Ventilkörper (10-14), in dem ein federbelasteter Ventilkolben (20) angeordnet ist, der mit Hilfe eines Dichtrings (26) den Durchgang zwischen einem Einlasskanal (34) und einem Auslasskanal (36) abgedichtet verschließt, wobei der Ventilkolben (20) gestuft ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Dichtrings (26) ein Durchflussbegrenzer (30, 32) vorgesehen ist, der zumindest teilweise durch einen an dem Ventilkolben (20) ausgebildeten umlaufenden Bund (30) gebildet ist, der einen an dem Ventilkörper (14) vorgesehenen umlaufenden Bund (32) überlappt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Druckbegrenzungsventil ist beispielsweise aus der DE 20 2006 009 403 U1 bekannt und dient in hydraulischen Systemen dazu, einen eventuell entstehenden Überdruck durch Öffnen des Ventils abzubauen.
Ähnliche Ventile sind aus der DE 39 22 894 A1 , der DE 24 35 911 A1 , der EP 0 887 580 A1 oder der DE 11 82 921 B bekannt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Druckbegrenzungsventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das gedämpft öffnet und schließt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Durch die gestufte Gestaltung des Ventilkolbens lässt sich Hydraulikfluid von der Druckseite auf die zurückgestufte Seite des Ventilkolbens führen, so dass die hydraulisch wirksame Fläche des Ventilkolbens reduziert wird. Hierdurch ist es möglich, mit einer vergleichsweise schwachen Feder, beispielsweise zur Rücklaufdrucksicherung im Untertagebau, den anstehenden Druck auf etwa 60 bar zu begrenzen.
Da im Bereich des Dichtrings ein Durchflussbegrenzer vorgesehen ist, kann das Ventil gedämpft öffnen und schließen. Hierzu ist an dem Ventilkolben ein umlaufender Bund ausgebildet, der einen an dem Ventilkörper vorgesehenen umlaufenden Bund überlappt, wodurch eine Art Labyrinth gebildet ist, das beim Öffnen und Schließen des Ventils den Durchfluss reduziert.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen beschrieben.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform kann der Ventilkolben einen Durchlasskanal aufweisen, dessen eine Öffnung in den Einlasskanal mündet und dessen andere Öffnung in einem zurückgestuften Abschnitt des Ventilkolbens vorgesehen ist. Auf diese Weise wird Hydraulikfluid sozusagen auf die Rückseite des Ventilkolbens geführt, so dass sich die wirksame hydraulische Fläche des Ventilkolbens reduziert.
Eine einfache Konstruktionsweise ist bei einer Ausführungsform gegeben, bei welcher der Ventilkolben im Bereich des Dichtrings einen Abschnitt mit großem Durchmesser und federseitig einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist, wobei der Ventilkolben in eine Bohrung mit dem großen Durchmesser eingesetzt ist. Hierdurch ergibt sich im Bereich des Abschnitts mit kleinem Durchmesser ein Ringraum, der über einen Durchlasskanal mit dem Einlasskanal in Verbindung stehen kann.
Eine besonders kostengünstig herzustellende Form eines erfindungsgemäßen Ventilkolbens ergibt sich, wenn dieser im Querschnitt T-förmig ausgebildet ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Dichtring über mindestens 75 % seines Querschnitts von Stützelementen umgeben. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Dichtring beim Öffnen und Schließen nicht verformt wird und in seiner Position verbleibt.
Eine besonders kostengünstige Konstruktionsweise kann dadurch erzielt werden, dass der Dichtring zwischen zwei miteinander verschraubten Gehäuseteilen gehalten ist.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 einen Längsschnitt durch ein Druckbegrenzungsventil; und
2 eine Ausschnittsvergrößerung von 1.

Das in 1 dargestellte Druckbegrenzungsventil umfasst einen Ventilkörper, der durch ein Federgehäuse 10 gebildet ist, das mit einem Innengewinde auf ein Außengewinde eines Trägerkörpers 12 aufgeschraubt ist. In das noch freie Ende des Trägerkörpers 12 ist ein Anschlussnippel 14 eingeschraubt, der auf bekannte Weise mit einem Dichtring 16 versehen ist, der von einem Stützring 18 gehalten ist.
In dem Trägerkörper 12 ist ein Ventilkolben 20 vorgesehen, der im Querschnitt T-förmig ausgebildet ist und der einen Abschnitt 20A mit großem Durchmesser und einen einstückig damit verbundenen Abschnitt 20B mit kleinerem Durchmesser aufweist. Hierbei ist der Durchmesser des Abschnitts 20A etwa doppelt so groß wie derjenige des Abschnitts 20B.
Der Ventilkolben 20 ist in dem Trägerkörper 12 in eine gestufte Bohrung eingesetzt, wobei die Durchmesser der jeweiligen Bohrungsabschnitte bis auf ein Spaltmaß dem jeweiligen Außendurchmesser des Ventilkolbens 20 entsprechen.
Wie 1 zeigt, steht der Ventilkolben 20 geringfügig aus dem Trägerkörper 12 hervor und an dem vorstehenden Ende ist ein Federteller 22 angeordnet, der von einer in dem Federgehäuse 10 befindlichen Feder 24 beaufschlagt wird. Hierdurch wird der Ventilkolben 20 mit seiner Stirnseite in Richtung des Anschlussnippels 14 gegen einen Dichtring 26 gedrückt, der von einem Haltering 28 eingeschlossen ist und der zwischen dem Trägerkörper 12 und dem Anschlussnippel 14 gehalten ist. Da die Dichtung 26 am Ventilkolben 20 stirnseitig anliegt, entsteht bereits nach kurzem Hub und wenig erhöhter Federkraft ein Durchfluss.
Wie 2 verdeutlicht, weist der Ventilkolben 20 im Bereich des Dichtringes 26 einen umlaufenden Bund 30 auf, der mit einem an dem Anschlussnippel 14 ausgebildeten umlaufenden Bund 32 in axialer Richtung überlappt. Hierdurch ist der Durchfluss zwischen einem sich durch den Anschlussnippel 14 erstreckenden axialen Einlasskanal 34 und einem sich radial erstreckenden Auslasskanal 36 an dem Trägerkörper 12 reduziert, wenn sich der Ventilkolben 20 nahe an dem Dichtring 26 befindet.
In Durchflussrichtung gesehen hinter dem Auslasskanal 36 ist der Abschnitt 20A mit größerem Durchmesser gegenüber dem Trägerkörper 12 mit Hilfe eine Dichtrings 38 abgedichtet. Ebenso befindet sich ein Dichtring 40 zwischen dem Trägerkörper 12 und dem Abschnitt 20B mit geringerem Durchmesser.
Wie 1 verdeutlicht, weist der Ventilkolben 20 einen Durchlasskanal auf, der durch eine Längsbohrung 42 und eine diese kreuzende Querbohrung 44 gebildet ist. Da nur eine einzige Querbohrung 44 mit kleinem Durchmesser vorgesehen ist, wird die Bewegung des Kolbens zusätzlich gedämpft. Die Längsbohrung 42 mündet in den Einlasskanal 34 des Anschlussnippels 14 und die Querbohrung 44 ist in dem zurückgestuften Abschnitt 20B des Ventilkolbens 20 vorgesehen und mündet in einen Ringraum 46, der durch die Bohrung in dem Trägerkörper 12 und den Ventilkolben 20 gebildet ist.
Das Bezugszeichen 48 bezeichnet eine Schutzmanschette, und mit dem Bezugszeichen 50 ist eine an der Stirnseite des Federgehäuses 10 vorgesehene Vertiefung bezeichnet, die es erlaubt, ein Typenschild eben und geschützt zu befestigen.
Wie 1 verdeutlicht, kann bei der Montage des beschriebenen Druckbegrenzungsventils durch Verschrauben von Federgehäuse 10 und Trägerkörper 12 mit Hilfe eines Gewindes 11 die auf den Ventilkolben 20 wirkende Federkraft eingestellt werden, d.h. durch Verstellen des Relativabstands zwischen Federgehäuse 10 und Trägerkörper 12 lässt sich der Öffnungsdruck des Ventils einstellen. Wenn der gewünschte Ventildruck eingestellt ist, kann durch einfaches Verkleben und Aushärten die gewünschte Einstellung fixiert werden.
Da der Anschlussnippel 14 mit einem vorstehenden Bund 15 an dem Trägerkörper 12 anliegt, wenn dieser vollständig in diesen eingeschraubt ist, kann der Dichtring 26 nicht beschädigt werden und es ist sichergestellt, dass dieser in der gewünschten Position zwischen Anschlussnippel und Haltering 28 gehalten ist.
Bezugszeichenliste

10: Federgehäuse
11: Gewinde
12: Trägerkörper
14: Anschlussnippel
15: Bund
16: Dichtring
18: Stützring
20: Ventilkolben
20A: Abschnitt mit größerem Durchmesser
20B: Abschnitt mit kleinerem Durchmesser
22: Federteller
24: Feder
26: Dichtring
28: Haltering
30: umlaufender Bund des Ventilkolbens
32: umlaufender Bund des Anschlussnippels
34: Einlasskanal
36: Auslasskanal
38, 40: Dichtring
42: Längsbohrung
44: Querbohrung
46: Ringraum
48: Schutzmanschette
50: Vertiefung

Claims

Druckbegrenzungsventil, umfassend einen Ventilkörper (10-14), in dem ein federbelasteter Ventilkolben (20) angeordnet ist, der mit Hilfe eines Dichtrings (26) den Durchgang zwischen einem Einlasskanal (34) und einem Auslasskanal (36) abgedichtet verschließt, wobei der Ventilkolben (20) gestuft ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Dichtrings (26) ein Durchflussbegrenzer (30, 32) vorgesehen ist, der zumindest teilweise durch einen an dem Ventilkolben (20) ausgebildeten umlaufenden Bund (30) gebildet ist, der einen an dem Ventilkörper (14) vorgesehenen umlaufenden Bund (32) überlappt.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (20) einen Durchlasskanal (42, 44) aufweist, dessen eine Öffnung in den Einlasskanal (34) mündet und dessen andere Öffnung in einem zurückgestuften Abschnitt (20B) des Ventilkolbens (20) vorgesehen ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (20) im Bereich des Dichtrings (26) einen Abschnitt (20A) mit großem Durchmesser und federseitig einen Abschnitt (20B) mit kleinem Durchmesser aufweist, wobei der Ventilkolben (20) in eine Bohrung mit dem großen Durchmesser eingesetzt ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass federseitig ein Ringraum (46) zwischen der Bohrung und dem Abschnitt (20B) mit kleinem Durchmesser gebildet ist, wobei der Ringraum (46) mit dem Einlasskanal (34) in Verbindung steht.
Druckbegrenzungsventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (20) in Durchflussrichtung gesehen hinter dem Auslasskanal (36) gegenüber dem Ventilkörper (12) abgedichtet ist.
Druckbegrenzungsventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (20) im Querschnitt T-förmig ist.
Druckbegrenzungsventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (26) über mindestens 75 % seines Querschnitts von Stützelementen umgeben ist.
Druckbegrenzungsventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper aus insgesamt drei miteinander verschraubten Bauteilen (10, 12, 14) besteht.
Druckbegrenzungsventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (26) zwischen zwei miteinander verschraubten Gehäuseteilen (12, 14) gehalten ist.