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Die Erfindung betrifft ein Druckventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei dem Druckventil kann es sich insbesondere um ein Druck-Einspeiseventil handeln, das beispielsweise als Arbeitsventil in hydrostatischen Antrieben, Fahr- und Drehwerksantrieben und zur Absicherung von Linearverbrauchern, wie Zylindern im offenen oder geschlossenen hydraulischen Kreislauf verwendet wird. Bei Fahr-/Drehwerksantrieben werden diese Ventile beispielsweise eingesetzt, um bei Überschreiten eines vorgegebenen Systemdrucks eine Verbindung von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite aufzusteuern. Dabei wird Druckmittel an einen Hydromotor des Dreh-/Fahrwerkantriebs vorbei vom Hochdruckzweig in den Niederdruckzweig geführt, so dass Druckspitzen im Hochdruckzweig vermieden werden. In der Nachsaugfunktion kann – beispielsweise bei einer Bergabfahrt – Druckmittel vom Niederdruckzweig (der dann eigentlich den höheren Druck führt) in den Hochdruckzweig nachgesaugt werden, so dass eine Kavitation verhinderbar ist.
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Aus der
DE 103 45 712 A1 ist ein derartiges Druck-Einspeiseventil bekannt. Dieses hat eine Haupt- und eine Vorstufe, wobei ein Kolben der Hauptstufe eine Druckmittelverbindung zwischen einem Hochdruckanschluss und einem Niederdruckanschluss steuert. Der Kolben ist über eine Ventilfeder in eine Schließrichtung vorgespannt. Ein vom Kolben begrenzter Federraum ist über eine Kolbenbohrung mit dem Hochdruckanschluss und über die Vorstufe mit dem Niederdruckanschluss verbindbar. Der Kolben ist von einem Nachsaugring umgriffen, der mit einer ersten Stirnseite in Anlage an einen rückseitigen Anschlagbund des Kolbens bringbar ist. Mit einer von der ersten Stirnseite abweisenden zweiten Stirnseite ist der Nachsaugring, mit dem Niederdruckanschluss in Druckmittelverbindung. Die Stirnseite des Nachsaugrings dient als Sitzfläche, die außer in der Nachsaugfunktion, dichtend an einer Anlagefläche eines Gehäuses des Druck-Einspeiseventils anliegt.
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Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die geringe Toleranzen aufweisende Sitzfläche des Nachsaugrings mit bloßem Auge nicht von der ersten, im Wesentlichen unbearbeiteten Stirnfläche des Nachsaugrings unterscheidbar ist, wodurch dieser leicht, beispielsweise durch einen Monteur, falsch herum in das Druck-Einspeiseventil montiert wird und als Folge dieses dann undicht ist.
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Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Druckventil zu schaffen das einfach und sicher montierbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Druckventil mit den Merkmalen des Patentanspruch 1.
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Erfindungsgemäß weist ein Druckventil, insbesondere ein Druck-Einspeiseventil, einen Kolben auf, der einem Ventilsitz in einem Gehäuse zugeordnet ist. Dieser dient zum Steuern einer Druckmittelverbindung zwischen einem Hoch- und einem Niederdruckanschluss. Der Kolben ist von einer Kolbenhülse umgriffen, die in einer Grundposition mit einer Sitzfläche an einem Kolbenhülsensitz des Gehäuses anliegt. Die Kolbenhülse ist mit einem Betätigungsdruck zum Verschieben in eine Betätigungsposition beaufschlagbar. Beim Verschieben bewegt die Kolbenhülse den Kolben in Richtung weg vom Ventilsitz mit. Die Kolbenhülse hat vorteilhafterweise eine Formkodierung.
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Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine derartige Kolbenhülse sicher und einfach in das Druckventil montierbar ist, da beispielsweise ein Monteur an der Formkodierung die Orientierung der Kolbenhülse erkennt, wodurch eine falsch herum eingesetzte Kolbenhülse, wie im eingangs erläuterten Stand der Technik, vermieden wird.
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Mit Vorteil eignet sich als Formkodierung ein sich von einer Ringstirnfläche der Kolbenhülse in Längsrichtung erstreckender Formvorsprung.
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In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein ringförmiger Abschnitt einer ersten Ringstirnfläche der Kolbenhülse eine Sitzfläche, und der Formvorsprung erstreckt sich von dieser ersten Ringstirnfläche heraus. Hierdurch sind beispielsweise der Formvorsprung und die Sitzfläche bei der Herstellung von einer gemeinsamen Seite her bearbeitbar.
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Der Formvorsprung kann einfach ein als um die erste Ringstirnfläche umlaufender Formring ausgebildet sein. Ein Außenradius des Formrings ist dabei geringer als ein Innenradius der Sitzfläche, wodurch das die Kobenhülse aufnehmende Gehäuse neben dem Kolbenhülsensitz als geometrische Entsprechung des Formrings einfach eine weitere Bohrung für die Aufnahme des Formrings aufweist.
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Bevorzugter Weise begrenzt der Kolben mit einer vom Ventilsitz abweisenden Stirnseite einen Federraum, der über eine im Kolben ausgebildete Drosselventileinrichtung mit dem Hochdruckanschluss und über eine Vorstufe mit dem Niederdruckanschluss verbindbar ist.
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Die erste Ringstirnfläche der Kolbenhülse ist in herkömmlicher Weise mit einem Niederdruck des Niederdruckanschlusses in Richtung der Betätigungsposition und eine von der ersten Ringstirnfläche abweisende zweite Ringstirnfläche mit Druck des Federraums in Richtung der Grundposition beaufschlagbar.
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Damit der Kolben mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand mit der Kolbenhülse bewegt werden kann, hat dieser einen Radialvorsprung, an den die zweite Ringstirnfläche der Kolbenhülse angreifen kann.
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Vorzugsweise wird eine derartige Kolbenhülse in einem Druck-Einspeiseventil mit einer Nachsaugfunktion eingesetzt.
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Zum Druckmittelverbinden der erste Ringstirnfläche mit dem Niederdruckanschluss, ist die Gehäuseaussparung mit dem Niederdruckanschluss beispielsweise über einen Niederdruckkanalverbunden.
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Um ein etwa gleichmäßiges Druckfeld an einer Innenmantelfläche der Kolbenhülse zu schaffen, weist diese zumindest eine Entlastungsrille auf, die einen einfachen Druckausgleich im Bereich der Innenmantelfläche ermöglicht und somit ein Verkanten der Kolbenhülse auf den Kolben aufgrund von Druckunterschieden im besagten Druckfeld vermieden ist.
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Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 in einem Längsschnitt ein vorgesteuertes Druckventil gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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2 einen vergrößerten Ausschnitt A des Druckventils aus 1.
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In der 1 ist in einer Längsschnittansicht ein vorgesteuertes Druckventil 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel offenbart. Dieses wird beispielsweise als Druckbegrenzungsventil oder als Druck-Einspeiseventil mit einer Nachsaugfunktion eingesetzt. Das Druckventil 1 weist eine Hauptstufe 2 eine Vorstufe 4 und eine Vorsteuerung 6 der Vorstufe 4 auf, die in einem mehrteiligen patronenförmigen Gehäuse angeordnet sind.
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Das Druckventil 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch bzw. konzentrisch um eine Ventillängsachse 8 ausgebildet. Die Haupt- und Vorstufe 2, 4 sind in einem Gehäuse 10 aufgenommen und die Vorsteuerung 6 ist in einem Reduzierstück 12, einer Buchse 14 und einer Stellbuchse 16 angeordnet.
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Das Gehäuse 10 ist über ein Gewinde 18 in eine nicht gezeigte hydraulische Vorrichtung eingeschraubt und dabei über einen Dichtring 20 abgedichtet. Das Reduzierstück 12 wiederum ist über ein Gewinde 22 in das Gehäuse 10 eingeschraubt und über einen Dichtring 24 abgedichtet. Die Buchse 14 ist über ein Gewinde 26 in das Reduzierstück 12 eingeschraubt und über einen Dichtring 28 abgedichtet. Die Stellbuchse 16 ist über ein Gewinde 30 in die Buchse 14 eingeschraubt und über einen Dichtring 32 abgedichtet.
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Die Hauptstufe 2 im Gehäuse 10 hat einen entlang der Längsachse 8 verschiebbaren Hauptkolben 34 bzw. Kolben. Dieser ist von seiner in der 1 unteren Stirnseite 36 her von einem Hochdruck eines Hochdruckanschlusses 38 der nicht gezeigten hydraulischen Vorrichtung beaufschlagt, während er von seiner der Stirnseite 36 abweisenden Kolbenseite 40 her mit einer Kraft einer Hauptkolbenfeder 42 und einem Druck in einem Federraum 44 beaufschlagt ist. Der Hochdruck der hydraulischen Vorrichtung wirkt in Öffnungsrichtung des Hauptkolbens 34, während die Kraft der Hauptkolbenfeder 42 und der Druck in dem Federraum 44 in Schließrichtung des Hauptkolbens 34 wirken.
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Die Hauptkolbenfeder 42 stützt sich an einem Zwischenstück 46 ab, das im Gehäuse 10 aufgenommen und zwischen einem Absatz des Gehäuses 10 und dem Reduzierstück 12 fest eingespannt ist. Der Hauptkolben 34 ist hohlförmig ausgebildet und weist drei Stufen auf, wobei in der ersten Stufe 52 abschnittsweise die Hauptkolbenfeder 42 eingesetzt ist und an einer inneren Ringstirnfläche 54 des Hauptkolbens 34 anliegt. In einer zweiten Stufe 56 des Hauptkolbens 34 ist eine Drosselventileinrichtung 58 bzw. Drosselrückschlagventil angeordnet. Eine dritte Stufe des Hauptkolbens 34 ist eine Hauptkolbenbohrung 60.
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Der Federraum 44 ist über die Drosselventileinrichtung 58 und die Hauptkolbenbohrung 60 mit dem Hochdruckanschluss 38 in Druckmittelverbindung.
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An einem Innenumfangsabschnitt des Gehäuses 10, der im geschlossenen Zustand der Hauptstufe 2 vom Hauptkolben 34 abgedeckt ist, ist eine umlaufende Nut 62 eingebracht. Weiterhin ist an einen Innenumfangsabschnitt des Gehäuses 10, der vom Zwischenstück 46 abgedeckt ist, eine umlaufende Nut 64 vorgesehen. Im eingebauten Zustand des erfindungsgemäßen vorgesteuerten Druckbegrenzungsventils 1 in die hydraulische Anordnung sind diese beiden Nuten 62, 64 über Tankkanäle mit einem nicht gezeigten Tank bzw. einem Niederdruckanschluss verbunden, wobei in der 1 nur ein Tankkanal 66 der Nut 64 gezeigt ist.
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Die Hauptstufe 2 hat eine Nachsaugfunktion, über die zum Beispiel beim Vorauseilen eines an die hydraulische Vorrichtung angeschlossenen Verbrauchers Druckmittel vom Niederdruckanschluss in die hydraulische Vorrichtung nachgesaugt werden kann. Dabei nimmt ein den Hauptkolben 34 umgreifender Nachsaugring 68 bzw. Kolbenhülse den Hauptkolben 34 über einen am Hauptkolben 34 auskragenden Radialvörsprung 70 (in 1) nach oben mit und öffnet eine Verbindung vom Niederdruckanschluss über die Nut 62 zur hydraulischen Vorrichtung über den Hochdruckanschluss 38. Eine genauere Funktionsbeschreibung der Nachsaugfunktion und des Nachsaugrings 68 erfolgt weiter unten in 2 dieser Beschreibung.
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Im Zwischenstück 46 und im Reduzierstück 12 ist die als Sitzventil ausgebildete Vorstufe 4 vorgesehen, die im Wesentlichen aus einem Längskanal 72, einem Ventilsitz 74, einer daran anliegenden und an einem Vorsteuerkolben 76 befestigten Kugel 78, einer Vorsteuerfeder 80 und einem in der Nut 64 mündenden Bohrungsstern 82 besteht. Der Längskanal 72 verbindet den Federraum 44 mit dem Ventilsitz 74. Die Kugel 78 ist über den Vorsteuerkolben 76 und über die Vorsteuerfeder 80 gegen den Ventilsitz 74 gespannt. Der Bohrungsstern 82 verbindet den Ventilsitz 74 über die Nut 64 und den Tankkanal 66 mit dem Niederdruckanschluss.
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Die Vorsteuerteder 80 ist im Reduzierstück 12 aufgenommen und stützt sich an einem Steuerschieber 84 ab. Dieser ist Teil der Vorsteuerung 6 und dient zur Vorsteuerung der Vorstufe 4. Der Steuerschieber 84 hat einen von der Vorsteuerteder 80 umgriffenen Federabschnitt 86, einen mit Spielpassung im Reduzierstück 12 aufgenommenen Reduzierstückabschnitt 88, und einen in der Buchse 14 gleitend gelagerten Buchsenabschnitt 90, der über eine Kolbendichtung 92 in der Buchse 14 abgedichtet ist. Weiterhin hat der Steuerschieber 84 einen radial erweiterten Stellbuchsenabschnitt 94 und einen dem gegenüber im Durchmesser verringerten Stellbuchsenabschnitt 96 die jeweils in der Stellbuchse 16 gleitend gelagert sind.
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Zwischen den beiden Stellbuchsenabschnitten 94 und 96 ist eine Übersteuerfeder 98 aufgenommen, die sich an der Stellbuchse 16 abstützt und den Steuerschieber 84 über seinen radial erweiterten Stellbuchsenabschnitt 94 gegen eine innere Ringstirnfläche 100 der Buchse 14 vorspannt. Ein Federraum, in dem die Übersteuerfeder 98 angeordnet ist, ist über Kolbendichtungen 104 und 106 der Stellbuchsenabschnitte 94 bzw. 96 abgedichtet und über eine Entlastungsbohrung 108 zur Atmosphäre entlastet.
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Zwischen einer Ringstirnfläche 110 des Stellbuchsenabschnitts 94 des Steuerschiebers 84 und der Ringstirnfläche 100 der Buchse 14 ist ein Ringraum 112 ausgebildet. Dieser ist über zumindest einen exzentrischen und durch die Stellbuchse 16 verlaufenden Steuerdruckkanal 114 mit einem an einem freien Endabschnitt 116 der Stellbuchse 16 angeordneten Steuerdruckanschluss 118 des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils 1 verbunden. Der Steuerdruckanschluss 118 hat eine hohlzylindrische Form und ein Innengewinde, das zum Anschluss einer nicht gezeigten Steuerdruckleitung dient.
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In einem Bereich der Stellbuchse 16, der zwischen dem Steuerdruckanschluss 118 und einer Aufnahme für den Stellbuchsenabschnitt 96 angeordnet ist, ist eine Anschlagschraube 120 eingeschraubt. Sie hat einen radial erweiterten Abschnitt 122, dessen Durchmesser etwa demjenigen des Stellbuchsenabschnitt 96 des Steuerschiebers 84 entspricht. Der erweiterte Abschnitt 122 dient als Anschlag für eine stirnseitige Anschlagfläche 124 des Steuerschiebers 84, wobei in der in der 1 gezeigten Spannposition des Steuerschiebers 84 ein Raum 126 zwischen der Anschlagfläche 124 und dem erweiterten Abschnitt 122 verbleibt. Der Raum 126 ist über einen Dichtring 128 des erweiterten Abschnitts 122 gegenüber dem Steuerdruckanschluss 118 abgedichtet und über einen Längskanal 130 des Steuerschiebers 84 mit einem Vorsteuerfederraum 132 der Vorsteuerfeder 80 zum Druckausgleich verbunden.
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Über ein Gewinde 134 ist die Anschlagschraube 120 entlang der Längsachse 8 positionierbar. An einem sich in den Steuerdruckanschluss 118 erstreckenden Endabschnitt der Anschlagschraube 120 ist ein Innensechskant vorgesehen, der zum Drehen der Anschlagschraube 120 dient. Eine so gewählte Position der Anschlagschraube 120 wird über eine Kontermutter 136, die auf das Gewinde 134 aufgeschraubt ist, gegenüber der Stellbuchse 16 gesichert.
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Eine eingestellte Position der Stellbuchse 16 in der Buchse 14 wird über eine Kontermutter 138 gesichert, während eine gewählte Position der Buchse 14 im Reduzierstück 12 über eine Kontermutter 140 gesichert wird.
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Gegen ein gänzliches Herausschrauben des Reduzierstücks 12 aus dem Gehäuse 10 ist ein Sprengring 142 vorgesehen, während Sprengringe 144, 146 ein Herausschrauben der Buchse 14 aus dem Reduzierstück 12 bzw. ein Herausschrauben der Stellbuchse 16 aus der Buchse 14 verhindern.
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Die 1 zeigt das erfindungsgemäße vorgesteuerte Druckventil 1 in einem Zustand, bei dem der Hauptkolben 34 an einem Ventilsitz 150 anliegt, und die Hauptstufe 2 somit geschlossen ist.
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Die Vorsteuerfeder 80 ist maximal vorgespannt, da der Steuerschieber 84 entlang der Längsachse 8 über seinen Stellbuchsenabschnitt 94 an der Buchse 14 anliegt. Somit ist der im Federraum 44 notwendige Druck zum Öffnen der Vorstufe 4 maximal. Durch ein Verdrehen der Buchse 14 im Reduzierstück 12 lässt sich dieser maximale Druck verändern, wobei aus der in der 1 gezeigten Stellung der Buchse 14 nur eine Verringerung des maximalen Drucks möglich ist.
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Der im Federraum 44 zur Öffnung der Vorstufe 4 nötige Druck lässt sich im Betrieb des Druckbegrenzungsventil 1 verringern, in dem ein Steuerdruck am Steuerdruckanschluss 118 erhöht wird, wobei dieser über den Steuerdruckkanal 114 im Ringraum 112 wirkt und den Steuerschieber 84 in der 1 nach oben bewegt. Dies geschieht gegen die Kraft der Übersteuerfeder 98, die sich an der Stellbuchse 16 abstützt und den Steuerschieber 84 in der gezeigten Grundstellung vorspannt.
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Der zur Entlastung der Vorstufe 4 nötige Steuerdruck lässt sich verringern, in dem die Vorspannung der Übersteuerfeder 98 verringert wird. Dies geschieht durch Herausdrehen der Stellbuchse 16 aus der Buchse 14, wobei in der 1 die maximale Vorspannung der Übersteuerfeder 98 gezeigt ist.
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Bei einem vorbestimmten Steuerdruck gerät der Steuerschieber 84 mit seiner Anschlagfläche 124 in Anlage mit dem erweiterten Abschnitt 122 der Anschlagschraube 120. Damit ist auch bei weiterer Erhöhung des Steuerdrucks keine weitere Entlastung der Vorsteuerfeder 80 und damit keine weitere Verringerung des Öffnungsdrucks der Vorstufe 4 möglich. Diese Begrenzung der Druckabsenkung ist durch Verdrehen der Anschlagschraube 120 in der Stellbuchse 16 über den Innensechskant möglich. Diese Verstellung – wie auch die Verstellung der Vorspannung der Übersteuerfeder 98 und der Vorsteuerfeder 80 – erfolgt durch Lösen der jeweiligen Kontermutter 136, 138 bzw. 140 gefolgt vom Verdrehen des entsprechenden Einstellteils 14, 16 bzw. 120 mit abschließendem Kontern durch die Kontermutter 136, 138 bzw. 140.
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Wenn die auf die Kugel 78 durch das Druckmittel im Federraum 44 wirkende Öffnungskraft diejenige der einstellbaren Vorsteuerfeder 80 übersteigt, öffnet die Vorstufe 4, und Druckmittel aus dem Federraum 44 entweicht über den Tankkanal 66 zum Niederdruckanschluss bzw. Tank. Nach dieser Entlastung des Federraums 44 überwiegt die Öffnungskraft am Hauptkolben 34, und diese bewegt sich entlang der Längsachse 8 in der 1 nach oben.
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Dadurch kann Druckmittel aus der nicht gezeigten hydraulischen Vorrichtung über die Nut 62 und nichtgezeigte Tankkanäle zum Niederdruckanschluss bzw. Tank abströmen.
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In 2 ist ein Ausschnitt A des Druckventils 1 aus 1 mit der Hauptstufe 2 vergrößert dargestellt. Die Hauptkolbenbohrung 60 des Hauptkolbens 34 ist in der 2 nach rechts hin mit der zweiten Stufe 56 erweitert, wobei im Anschluss an die Hauptkolbenbohrung 60 ein Ventilraum ausgebildet ist, in dem eine Düsenplatte 152 angeordnet ist. Der Ventilraum ist von einer Sitzhülse 154 begrenzt, die über ein Gewinde in die zweite Stufe 56 des Hauptkolbens 34 eingeschraubt ist. Die linke Stirnfläche der Sitzhülse 154 ist als Sitzfläche für die Düsenplatte 152 ausgebildet. Die Düsenplatte 152 dient als Ventilglied der Drosselventileinrichtung 58, wobei die Düsenplatte 152 von einer mittig eingebrachten Düsenbohrung 156 durchsetzt ist, die einen wesentlich kleiner Durchmesser als die Hauptkolbenbohrung 60 aufweist. Die Sitzhülse 154 und die Düsenplatte 152 sind bezüglich einer etwa senkrecht zur Längsachse 8 verlaufenden mittleren Querschnittsebene symmetrisch geformt.
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Die Düsenplatte 152 weist etwa eine viereckige Basis mit abgerundeten Eckbereichen auf, deren Krümmungsradius etwa dem Radius des Ventilraums entspricht, so dass diese Eckbereiche gleitend an einer Innenumfangswandung des Ventilraums anliegen. Eine Stirnfläche der Düsenplatte 152 ist bei geöffneter Drosselventileinrichtung 58 etwa in Anlage an eine innere Ringstirnfläche 158 des Hauptkolbens 34. Damit die Düsenplatte 152 bei einer Druckmittelströmung vom Federraum 44 zur Hauptkolbenbohrung 60 entlang von durch die Viereckstruktur ausgebildeten Abflachungen 160 strömen kann, sind mehrere Vertiefungen in Form von Bohrungen 162 in die Ringstirnfläche 158 des Hauptkolbens 34 eingebracht.
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Der Nachsaugring 68 ist in der 2 in seiner Grundposition dargestellt. Dieser hat eine rechte (in 2) erste Ringstirnfläche 164 und eine von dieser abweisenden gestuft ausgebildete zweite Ringstirnfläche 166. An dieser ist eine Formkodierung vorgesehen. Diese ist als ein um die erste Ringstirnfläche 166 umlaufender und von dieser auskragender Formring 168 ausgebildet. Ein Innenradius des Formrings 168 entspricht dem des restlichen Nach saugrings 68 und liegt gleitend an dem Hauptkolben 34 an.
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Zur Aufnahme des Nachsaugrings 68 mit dem Formring 168 ist das Gehäuse 10 gestuft ausgebildet, wobei in einer ersten Stufe 170 in der Grundposition des Nachsaugrings 68 der Formring 168 eingetaucht ist. In einer einen größeren Durchmesser als die erste Stufe 170 aufweisende zweite Stufe 172 ist der Nachsaugring 68 geführt. Des Weiteren ist in dieser zweiten Stufe 172 stirnseitig ein Kolbenhülsensitz 174 ausgebildet, an dem der Nachsaugring 68 in der Grundposition mit einer ebenfalls stirnseitig an der zweiten Ringstirnfläche 166 ausgebildeten Sitzfläche 176 dichtend anliegt.
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Die Sitzfläche 176 des Nachsaugrings 68 ist umlaufend um den Formring 168 angeordnet und an einem Sitzvorsprung 178 ausgebildet, der durch eine innere und äußere um die zweite Ringstirnfläche 166 umlaufende Fase 180, 182 gebildet ist. Die innere Fase 180 erstreckt sich von einer Außenmantelfläche des Formrings 168 zur Sitzfläche 176 und die äußere Fase 182 sich von einer Außenmantelfläche 184 des Nachsaugrings 68 zur Sitzfläche 176.
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Der Formring 168 erstreckt sich in radialer Richtung etwa bis zur ersten Hälfte der zweiten Ringstirnfläche 166 des Nachsaugrings 68, während etwa in der zweiten Hälfte die Sitzfläche 176 ausgebildet ist. Der Formring 168 ist in der Grundposition vom Gehäuse 10 leicht beabstandet, dagegen ist der Nachsaugring 68 über die Außenmantelfläche 184 in der zweiten Stufe 172 geführt. Die Kanten des Formrings 168 und der ersten in der 2 rechten Ringstirnfläche 164 des Nachsaugrings 68 sind angefast.
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Umlaufend in einer Innenmantelfläche 186 des Nachsaugrings 68 sind vier in Axialrichtung zueinander im Parallelabstand angeordnete Entlastungsrillen 188 eingebracht, die zum Druckausgleich des Bereichs zwischen der Innenmantelfläche 186 und einer Außenmantelfläche des Hauptkolbens 34 dienen, womit ein Verkanten des Nachsaugrings 68 aufgrund von Druckunterschieden in dem besagten Bereich im Wesentlichen vermieden wird.
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Der Nachsaugring 68 ist über die zweite in der 2 Zinke Ringstirnfläche 164 mit Druck des Niederdruckanschlusses des Druckventils 1 aus 1 beaufschlagbar. Hierfür ist ein in das Gehäuse 10 eingebrachter Niederdruckkanal 190 vorgesehen, der in der den Formring 168 des Nachsaugrings 68 aufnehmende zweite Stufe 172 des Gehäuses 10 mündet. Mit einem Druck des Federraums 44 ist der Nachsaugring 68 über die erste Ringstirnfläche 164 beaufschlagbar. Hierfür weist der Radialvorsprung 70 des Hauptkolbens 34 zumindest eine Durchgangsbohrung 192 auf. Um eine Druckmittelverbindung zwischen dem Federraum 44 und dem Kanal 190 im Wesentlichen zu vermeiden dient die Innenmantelfläche 186 des Nachsaugrings 68 neben der Sitzfläche 176 als Dichtfläche.
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Im Folgenden wird im Wesentlichen die Funktionsweise des Nachsaugrings 68 und der Drosselventileinrichtung 58 erläutert. In der in 1 dargestellten Grundposition des Druckventils 1 ist der Hauptkolben 34 in seine Schließstellung vorgespannt, die Vorstufe 4 ist geschlossen und die Düsenplatte 152 der Drosselventileinrichtung aus 2 liegt dichtend auf der Sitzfläche der Sitzhülse 154 auf, so dass Druckmittel vergleichsweise stark gedrosseit vom stirnseitigen Hochdruckanschluss 38 durch die Düsenbohrung 156 hindurch in den Federraum 44 eintreten kann.
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Bei einer Druckerhöhung am Hochdruckanschluss 38 steigt entsprechend auch der Druck im Federraum 44 an, so dass etwa dieser Druck auch am Ventilsitz 74 der Vorstufe 4 wirkt. Bei Überschreiten des voreingesteliten Systemdrucks wird die Kugel 78 der Vorstufe 4 gegen die Kraft der Vorsteuerfeder 80 vom Ventilsitz 74 abgehoben, so dass Druckmittel aus dem Federraum 44 über die geöffnete Vorstufe 4 zum Niederdruckanschluss über den Tankkanal 66 abströmen kann. Durch die resultierende Entlastung der Rückseite des Hauptkolbens 34 hebt dieser von dem Ventilsitz 150 ab, so dass die Verbindung des Hochdruckanschluss 38 und der Nut 62 die mit dem Niederdruckanschluss verbunden ist, aufgesteuert wird. Der Hauptkolben 64 stellt sich in eine Regelposition ein, in der der Systemdruck am Hochdruckanschluss 38 auf den eingestellten Maximalwert begrenzt ist. Dabei wird die Düsenplatte 152 gegen die Sitzfläche der Sitzhülse 154 gedrückt, so dass die Druckmittelströmung durch den Durchmesser der vergleichsweise kleinen Düsenbohrung 156 bestimmt ist.
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In der Nachsaugfunktion, d. h., dann, wenn der Druck am Hochdruckanschluss 38 unter dem Druck am Niederdruckanschluss absinkt, wird zunächst der Nachsaugring 68 durch den auf seine linke in der 2 Ringstirnfläche 166 wirkenden höheren Druck (Betätigungsdruck) am Niederdruckanschluss in der 1 nach oben verschoben. Liegt der Nachsaugring 68 in 2 mit der rechten Ringstirnfläche 164 an einer Ringstirnfläche 194 des Radialvorsprungs 70 des Hauptkolbens 34 etwa an, so wird der Hauptkolben 34 durch den Nachsaugring 68 mit nach oben in 1 bewegt, bis der Hauptkolben 34 auf die benachbarte Stirnfläche des Zwischenstucks 64 aufläuft. Die Druckmittelverbindung vom Niederdruckanschluss zum Hochdruckanschluss 38 ist vollständig geöffnet, so dass Druckmittel nachgesaugt werden kann. Aufgrund des geringen Druckes am Hochdruckanschluss 38 wird die Düsenplatte 152 aus 2 in der Nachsaugfunktion von der Sitzhülse 154 abgehoben, so dass der Federraum 44 sehr schnell über die Hauptkolbenbohrung 60 entlastet wird, wobei die abgehobene Düsenplatte 152 umströmt wird, so dass die Düsenbohrung 156 nicht wirksam ist. Durch das Schalten der Drosselventileinrichtung 58 mit vergleichsweise großem Drosselquerschnitt ist ein schnelles Umschalten auf die Nachsaugfunktion gewährleistet, so dass Kavitationen zuverlässig vermeidbar sind.
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Kehren sich die Druckverhältnisse wieder um, d. h., beim Ansteigen des Drucks am Hochdruckanschluss 38 über den Druck am Niederdruckanschluss wird der Hauptkolben 34 wieder in seine Schließstellung zurückbewegt, wobei diese Schließbewegung durch die Wirkung der Düsenplatte 156 mit der kleineren Düsenbohrung 156 gedämpft ist. Diese zeitlich langsame Schließvorgang des Hauptkolbens 34 lässt beispielsweise einen kleinen Druckmittelmengenausgleich zwischen den Anschlüssen eines Hydromotors zu, sodass dieser nicht verspannt wird. Der Nachsaugring 68 wird durch den höheren Druck im Federraum 44 der auf seine zweite Ringstirnfläche 164 wirkt dann ebenfalls wieder auf den Kolbenhülsensitz 174 verschoben.
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Durch die Formkodierung des Nachsaugrings 68 mit dem Formring 168 kann ein Monteur leicht erkennen, mit welcher Orientierung der Nachsaugring 68 in das Gehäuse 10 eingesetzt wird. Bei einem falsch herum eingesetzten Nachsaugring 68 würde der Formring in 2 nach rechts weisen und der Hauptkolben 34 wäre von seinem Ventilsitz 150 in 1 beabstandet. Damit wäre die Druckmittelverbindung zwischen, dem Nieder- und dem Hochdruckanschluss geöffnet, was leicht in einem Prüfstand messbar oder optisch feststellbar ist.
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Offenbart ist ein Druckventil mit einem einen Ventilsitz eines Gehäuses zugeordneten Kolbens, der zum Steuern einer Druckmittelverbindung zwischen einem Hoch- und einem Niederdruckanschluss dient. Der Kolben ist von einer Kolbenhülse umgriffen, die in einer Grundposition mit einer Sitzfläche an einem Kolbenhülsensitz des Gehäuses dichtendanliegt. Die Kolbenhülse ist mit einem Betätigungsdruck zum Verschieben in eine Betätigungsposition beaufschlagbar. Beim Verschieben bewegt die Kolbenhülse den Kolben in Richtungweg von seinem Ventilsitz. Zur einfachen Montage weist die Kolbenhülse eine Formkodierung auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckbegrenzungsventil
- 2
- Hauptstufe
- 4
- Vorstufe
- 6
- Vorsteuerung
- 8
- Längsachse
- 10
- Gehäuse
- 12
- Reduzierstück
- 14
- Buchse
- 16
- Stellbuchse
- 18
- Gewinde
- 20
- Dichtring
- 22
- Gewinde
- 24
- Dichtring
- 26
- Gewinde
- 28
- Dichtring
- 30
- Gewinde
- 32
- Dichtring
- 34
- Hauptkolben
- 36
- Stirnseite
- 38
- Hochdruckanschluss
- 40
- Kolbenseite
- 42
- Hauptkolbenfeder
- 44
- Federraum
- 46
- Zwischenstück
- 48
- Absatz
- 52
- erste Stufe
- 54
- Ringstirnfläche
- 56
- zweite Stufe
- 58
- Drosselventileinrichtung
- 60
- Hauptkolbenbohrung
- 62
- Nut
- 64
- Nut
- 66
- Tankkanal
- 68
- Nachsaugring
- 70
- Radialvorsprung
- 72
- Längskanal
- 74
- Ventilsitz
- 76
- Vorsteuerkolben
- 78
- Kugel
- 80
- Vorsteuerfeder
- 82
- Bohrungsstern
- 84
- Steuerschieber
- 86
- Vorsteuerfederabschnitt
- 88
- Reduzierstückabschnitt
- 90
- Buchsenabschnitt
- 92
- Kolbendichtung
- 94
- Stellbuchsenabschnitt
- 96
- Stellbuchsenabschnitt
- 98
- Übersteuerfeder
- 100
- Ringstirnfläche
- 102
- Federraum
- 104
- Kolbendichtung
- 106
- Kolbendichtung
- 108
- Entlastungsbohrung
- 110
- Ringstirnfläche
- 112
- Ringraum
- 114
- Steuerdruckkanal
- 116
- Endabschnitt
- 118
- Steuerdruckanschluss
- 120
- Anschlagschraube
- 122
- Abschnitt
- 124
- Anschlagfläche
- 126
- Raum
- 128
- Dichtring
- 130
- Längskanal
- 132
- Vorsteuerfederraum
- 134
- Gewinde
- 136
- Kontermutter
- 138
- Kontermutter
- 140
- Kontermutter
- 142
- Sprengring
- 144
- Sprengring
- 146
- Sprengring
- 150
- Ventilsitz
- 152
- Düsenplatte
- 154
- Sitzhülse
- 156
- Düsenbohrung
- 158
- Ringstirnfläche
- 160
- Abflachung
- 162
- Bohrung
- 164
- Ringstirnfläche
- 166
- Ringstirnfläche
- 168
- Formring
- 170
- erste Stufe
- 172
- zweite Stufe
- 174
- Kolbenhülsensitz
- 176
- Sitzfläche
- 178
- Sitzvorsprung
- 180
- Innenfase
- 182
- Außenfase
- 184
- Außenmantelfläche
- 186
- Innenmantelfläche
- 188
- Entlastungsrille
- 190
- Niederdruckkanal
- 192
- Durchgangsbohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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