DE102009053918A1

DE102009053918A1 - Proportionally adjustable pressure limiting and suction valve arrangement has pressure limiting valve, by which pressure chamber is connected with drain and has pressure limiting piston

Info

Publication number: DE102009053918A1
Application number: DE200910053918
Authority: DE
Inventors: Sönke Dr. Jessen; Simon Ehmann; Peter Piekatz; Michael KÜBLER
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2011-05-26

Abstract

The proportionally adjustable pressure limiting and suction valve arrangement (1) has a pressure limiting valve (4), by which a pressure chamber (22) is connected with a drain (T) and has a pressure limiting piston (12). A pressure limiting valve seat (20) is formed at a valve body of the suction valve arrangement. The valve body is impinged by a system pressure in closing direction and in opening direction of the drain pressure.

Description

Die Erfindung betrifft eine proportional verstellbare Druckbegrenzungs- und Nachsaugventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a proportionally adjustable Druckbegrenzungs- and Nachsaugventilanordnung according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Ventilanordnung wird beispielsweise bei Anwendungen eingesetzt, wie sie in der DE 10 2006 004 423 A1 der Anmelderin erläutert sind. In dieser Druckschrift wird die Steuerung eines doppelt wirkenden Hubwerks oder eines Anbaugerätes eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges erläutert, wobei die Druckmittelversorgung über ein stetig verstellbares Wegeventil erfolgt, das zum Betätigen des Hubwerks bzw. des Anbaugerätes einen Druckraum des Verbrauchers mit einer Pumpe und den anderen Druckraum mit einem Druckmittelablauf verbindet. Zur Begrenzung des Drucks im Druckmittelzulauf in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebszuständen ist bei dieser bekannten Lösung ein proportional verstellbares Druckbegrenzungsventil vorgesehen, dessen Maximaldruck in Abhängigkeit von den Betriebszuständen veränderbar ist, um eine Optimierung der Druckmittelversorgung des Verbrauchers bei unterschiedlichen Volumenströmen zu gewährleisten.Such a valve arrangement is used for example in applications such as those in the DE 10 2006 004 423 A1 the applicant are explained. In this document, the control of a double-acting hoist or an attachment of an agricultural utility vehicle is explained, wherein the pressure medium supply via a continuously adjustable directional control valve, which for actuating the hoist or the attachment a pressure chamber of the consumer with a pump and the other pressure chamber with a Pressure fluid drain connects. To limit the pressure in the pressure medium supply depending on different operating conditions, a proportionally adjustable pressure limiting valve is provided in this known solution whose maximum pressure is variable depending on the operating conditions to ensure optimization of the pressure medium supply of the consumer at different flow rates.

Bei ziehender Last kann es vorkommen, dass über die Pumpe in den sich vergrößernden Druckraum nicht genügend Druckmittel nachgefördert werden kann, so dass ein Unterdruck entsteht, der zu Kavitationen und somit zu einer Beschädigung der Hydraulikkomponenten führen kann. Zur Verminderung dieser Kavitationen kann dem Druckbegrenzungsventil ein Nachsaugventil zugeordnet werden, über das Druckmittel aus dem Tank in den sich vergrößernden Druckraum gefördert wird.When the load is pulled, it can happen that insufficient pressure medium can be pumped through the pump into the increasing pressure chamber, so that a negative pressure is created, which can lead to cavitations and thus damage to the hydraulic components. To reduce these Kavitationen the pressure relief valve can be assigned a Nachsaugventil, is conveyed via the pressure medium from the tank in the enlarging pressure chamber.

Bei herkömmlichen, von der Anmelderin vertriebenen Lösungen werden die Funktionen des Druckbegrenzungsventils und des Nachsaugventils einzeln realisiert und als parallel geschaltete Ventile in einen Steuerblock eingebaut.In conventional solutions marketed by the Applicant, the functions of the pressure limiting valve and the Nachsaugventils be realized individually and installed as parallel valves in a control block.

Eine derartige Vorgehensweise mit getrennten, parallel geschalteten Ventilen ist sehr aufwendig, wobei einerseits ein hoher Aufwand zur Fertigung der Ventile und andererseits auch ein erheblicher Montageaufwand mit einer Vielzahl von Dichtstellen erforderlich ist.Such a procedure with separate, parallel valves is very expensive, on the one hand, a high cost for the production of the valves and on the other hand, a considerable installation effort with a variety of sealing points is required.

In der DE 101 45 975 A1 ist ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil mit Nachsaugfunktion offenbart, bei dem beiden Funktionen ein gemeinsamer Ventilkörper zugeordnet ist, der über eine Feder gegen einen Ventilsitz vorgespannt ist. In der Nachsaugfunktion lässt sich dieser Ventilkörper mittels eines vom Tankdruck beaufschlagten Nachsaugrings gegen die Kraft der Feder vom Ventilsitz abheben, so dass Druckmittel vom Tank in den sich vergrößernden Druckraum nachströmen kann.In the DE 101 45 975 A1 is a pilot-operated pressure relief valve with Nachsaugfunktion disclosed in the two functions, a common valve body is associated, which is biased by a spring against a valve seat. In the Nachsaugfunktion this valve body can be lifted by means of a pressure applied by the tank pressure Nachsaugrings against the force of the spring from the valve seat, so that pressure medium from the tank can flow into the increasing pressure chamber.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Verwendung eines gemeinsamen Ventilkörpers für beide Funktionen – Druckbegrenzungsfunktion, Nachsaugfunktion – im Hinblick auf die mit dem Druck beaufschlagten Flächen einen Kompromiss darstellt und somit kein optimales Ansprechverhalten zeigen kann. Des Weiteren ist bei dieser bekannten Lösung keine proportionale Verstellung des Druckbegrenzungsventils vorgesehen.A disadvantage of this solution is that the use of a common valve body for both functions - pressure limiting function, Nachsaugfunktion - in terms of the pressure surfaces acted on a compromise and thus can show no optimal response. Furthermore, no proportional adjustment of the pressure relief valve is provided in this known solution.

In den Druckschriften DE 10 2004 061 862 A1 , DE 31 45 118 A1 und US 7,367,353 B1 sind jeweils Ventilanordnungen mit Druckbegrenzungs- und Nachsaugfunktion offenbart, bei denen diesen Funktionen jeweils getrennte Ventilkörper zugeordnet sind, wobei der Sitz des Druckbegrenzungsventilkörpers jeweils am Nachsaugventilkörper ausgebildet ist. Diese Lösung hat gegenüber der vorbeschriebenen Lösung den Vorteil, dass die Flächenverhältnisse der Ventilkörper und die auf diese wirkenden Federkräfte im Hinblick auf die jeweilige Funktion optimiert werden können. Ein all diesen Lösungen gemeinsamer Nachteil besteht darin, dass keine proportionale Verstellung vorgesehen ist.In the pamphlets DE 10 2004 061 862 A1 . DE 31 45 118 A1 and US 7,367,353 B1 each valve assemblies with pressure limiting and Nachsaugfunktion are disclosed in which these functions are each assigned separate valve body, wherein the seat of the pressure relief valve body is formed in each case on the Nachsaugventilkörper. This solution has the advantage over the solution described above that the area ratios of the valve bodies and the spring forces acting on them can be optimized with regard to the respective function. A common disadvantage of all these solutions is that no proportional adjustment is provided.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine proportional verstellbare Druckbegrenzungs- und Nachsaugventilanordnung zu schaffen, die im Hinblick auf die Druckbegrenzungs- und Nachsaugfunktion gegenüber den vorbeschriebenen Lösungen optimiert ist.In contrast, the present invention seeks to provide a proportionally adjustable pressure limiting and Nachsaugventilanordnung that is optimized with respect to the pressure limiting and Nachsaugfunktion against the above solutions.

Diese Aufgabe wird durch eine proportional verstellbare Druckbegrenzungs- und Nachsaugventilanordnung mit der Merkmalskombination des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by a proportionally adjustable Druckbegrenzungs- and Nachsaugventilanordnung with the combination of features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist die Druckbegrenzungs- und Nachsaugventilanordnung mit einem proportional verstellbaren Druckbegrenzungsventil ausgeführt, über das ein einen Systemdruck führender Druckraum mit einem Ablauf verbindbar ist und das einen Druckbegrenzungsventilkörper hat, der mit dem Systemdruck in Öffnungsrichtung und andererseits von einer Rückstellfeder und von einem Druck in einem Federraum der Rückstellfeder beaufschlagt ist, wobei der den Systemdruck führende Druckraum mit dem Federraum über eine Drossel verbunden ist, so dass bei nicht abgehobenem Druckbegrenzungsventilkörper sowohl im Federraum als auch in dem Druckraum in etwa der gleiche Druck anliegt. Dies hat den Vorteil, dass die oben genannte Rückstellfeder mit einer vergleichsweise geringen Federkonstante ausgeführt werden kann. Bei den eingangs beschriebenen Lösungen ist der Federraum mit dem Tankdruck beaufschlagt, so dass die Druckbegrenzungsfeder mit einer wesentlich größeren Federsteifigkeit ausgeführt werden muss.According to the invention, the pressure limiting and Nachsaugventilanordnung with a proportionally adjustable pressure relief valve, via which a system pressure leading pressure chamber is connected to a drain and which has a pressure relief valve body, with the system pressure in the opening direction and on the other hand by a return spring and by a pressure in a spring chamber the return spring is acted upon, wherein the pressure chamber leading to the system pressure is connected to the spring chamber via a throttle, so that when not lifted pressure relief valve body in the spring chamber and in the pressure chamber approximately the same pressure is applied. This has the advantage that the above-mentioned return spring can be performed with a comparatively low spring constant. At the beginning described solutions, the spring chamber is acted upon by the tank pressure, so that the pressure relief spring must be performed with a much greater spring stiffness.

Der Federraum des Druckbegrenzungsventils kann über eine Vorsteuerung mit dem Ablauf verbunden werden. Die Nachsaugventilfunktion übernimmt ein Nachsaugventil, über das dieser Ablauf mit dem den Systemdruck führenden Druckraum verbindbar ist. Dabei ist der Druckbegrenzungsventilsitz an einem Ventilkörper des Nachsaugventils ausgebildet und über eine Nachsaugfeder mit einer entgegen der Kraft der Rückstellfeder gerichteten Kraft und den Systemdruck in Schließrichtung und in Öffnungsrichtung vom Ablaufdruck beaufschlagt ist.The spring chamber of the pressure relief valve can be connected via a pilot control with the drain. The Nachsaugventilunktion takes over a Nachsaugventil, via which this process is connected to the pressure chamber leading to the system pressure. In this case, the pressure limiting valve seat is formed on a valve body of the Nachsaugventils and is acted upon by a Nachsaugfeder with a counter to the force of the return spring directed force and the system pressure in the closing direction and in the opening direction of the discharge pressure.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau können vergleichsweise schwache Federn für das Nachsaugventil und das Druckbegrenzungsventil verwendet werden, wobei die getrennte Ausgestaltung der Ventilkörper durch geeignete Wahl der druckbeaufschlagten Flächen eine Minimierung der Federkräfte ermöglicht.By virtue of the construction according to the invention, comparatively weak springs can be used for the suction valve and the pressure limiting valve, wherein the separate configuration of the valve bodies makes it possible to minimize the spring forces by a suitable choice of the areas subjected to pressure.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Nachsaugventilkörper mit einer Flächendifferenz ausgeführt, wobei im geschlossenen Zustand in Öffnungsrichtung eine kleinere Wirkfläche vorhanden ist und bei Abheben des Druckbegrenzungsventilkörpers eine größere Wirkfläche wirksam ist, die mit dem Tankdruck beaufschlagt ist – dadurch lässt sich ein stabilerer Betriebspunkt des Nachsaugventils bewirken.In a particularly preferred embodiment, the Nachsaugventilkörper is designed with a surface difference, wherein in the closed state in the opening direction, a smaller effective area is present and when lifting the pressure relief valve body, a larger effective area is effective, which is acted upon by the tank pressure - this can be a more stable operating point of the Nachsaugventils cause.

Der Aufbau der Ventilanordnung ist besonders einfach, wenn der Nachsaugventilsitz durch eine Flachdichtung ausgebildet ist, auf der ein Stirnflächenabschnitt eines Nachsaugkolbens aufliegt. Durch diese Weiterbildung ist einerseits eine zuverlässige Abdichtung zum Ablauf hin gewährleistet, zum anderen wird durch die Flachdichtung und den darauf aufliegenden Stirnflächenabschnitt des Nachsaugkolbens die oben genannte Flächendifferenz mit äußerst geringem Aufwand realisiert.The structure of the valve assembly is particularly simple if the Nachsaugventilsitz is formed by a flat gasket on which rests an end face portion of a Nachsaugkolbens. On the one hand, a reliable sealing towards the outlet is ensured on the one hand, and on the other hand, the above-mentioned surface difference is realized with extremely little effort by the flat gasket and the end face section of the Nachsaugkolben resting thereon.

Diese Flachdichtung kann als gesondertes Bauteil ausgeführt sein. Prinzipiell ist es auch möglich, die Flachdichtung integral an einer Ringschulter eines Ventilgehäuses auszubilden, wobei diese Ringschulter durch geeignete Materialwahl und Bearbeitung entsprechend ausgebildet wird.This flat seal can be designed as a separate component. In principle, it is also possible to form the flat gasket integrally on an annular shoulder of a valve housing, wherein this annular shoulder is formed by suitable choice of material and machining accordingly.

Bei einer alternativen Lösung ist der Nachsaugkolben mit einem axial vorspringenden Dichtvorsprung ausgeführt, der auf einer Ringschulter eines Ventilgehäuses dichtend aufsitzt.In an alternative solution, the Nachsaugkolben is designed with an axially projecting sealing projection which is sealingly seated on an annular shoulder of a valve housing.

Bei einer weiteren Variante kann der Nachsaugkolben mit einer Dichtfläche ausgeführt sein, der eine konische Sitzfläche des Nachsaugventilsitzes zugeordnet ist.In a further variant, the Nachsaugkolben be designed with a sealing surface, which is associated with a conical seat of the Nachsaugventilsitzes.

Da erfindungsgemäß der Nachsitzkolben mit zwei Dichtbereichen, einmal dem auf dem Nachsaugventilsitz aufliegenden Bereich und zum anderen dem Druckbegrenzungsventilsitz ausgeführt ist, kann es aufgrund der damit einhergehenden Doppelpassung zu Dichtigkeitsproblemen kommen. Um diese zu vermeiden, kann der Druckbegrenzungskolben zum Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten leicht kippbar geführt sein. Alternativ ist es auch möglich, den Nachsaugkolben ohne seitliche Führung auszuführen, so dass dieser sich durch seitliches Versetzen mit Bezug zum Druckbegrenzungskolben selbsttätig zentriert.Since according to the invention the Nachsitzkolben with two sealing areas, once the lying on the Nachsaugventilsitz area and the other is the pressure relief valve seat, it may come to leakage problems due to the associated double fit. To avoid this, the pressure limiting piston can be easily tilted to compensate for manufacturing inaccuracies. Alternatively, it is also possible to carry out the Nachsaugkolben without lateral guidance, so that it is self-centering by lateral displacement with respect to the pressure limiting piston.

Bei einem besonders einfach ausgeführten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Nachsaugkolben scheibenförmig ausgeführt, wobei dessen Durchmesser vorzugsweise größer als der Durchmesser des Druckbegrenzungskolbens ausgeführt ist.In a particularly simple embodiment of the invention, the Nachsaugkolben is disc-shaped, wherein the diameter is preferably made larger than the diameter of the pressure-limiting piston.

Die Vorsteuerung des Druckbegrenzungsventils kann elektrisch oder hydraulisch wirken und hat den Aufbau, wie er beispielsweise von den proportional verstellbaren Druckbegrenzungsventilen der Bosch Rexroth AG bekannt ist (beispielsweise Ventil R 901122729).The pilot control of the pressure relief valve can act electrically or hydraulically and has the structure, as it is known for example from the proportionally adjustable pressure relief valves Bosch Rexroth AG (for example, valve R 901122729).

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. Show it:

1 einen stark vereinfachten Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Druckbegrenzungs- und Nachsaugventilanordnung; 1 a greatly simplified longitudinal section through a pressure limiting and Nachsaugventilanordnung invention;

2 die Ventilanordnung aus 1 in einer Druckbegrenzungsfunktion; 2 the valve assembly 1 in a pressure limiting function;

3 die Ventilanordnung aus 1 in einer Nachsaugfunktion; 3 the valve assembly 1 in a Nachsaugfunktion;

4 eine Teildarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels und 4 a partial view of a second embodiment and

5 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckbegrenzungs- und Nachsaugventilanordnung. 5 a longitudinal section through a further embodiment of a pressure limiting and Nachsaugventilanordnung invention.

In 1 ist eine Druckbegrenzungs- und Nachsaugventilanordnung 1 dargestellt, die in eine Gehäuseplatte 2 eines Mobilsteuerblocks eines Nutzfahrzeugs integriert ist. Die Ventilanordnung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Druckbegrenzungsventil 4 und einem Nachsaugventil 6, über die eine Druckmittelverbindung zwischen einem Ablauf- oder Tankanschluss T und einem axialen Arbeitsanschluss A aufgesteuert werden kann. Am Arbeitsanschluss A liegt ein Systemdruck, beispielsweise der Lastdruck eines Verbrauchers an, während am Tankanschluss T der Druck eines Tanks 8 anliegt, der über eine Tankleitung 10 mit dem Tankanschluss T verbunden ist. Der Arbeitsanschluss A ist mit einem Druckraum des angeschlossenen Verbrauchers, beispielsweise einem Druckraum eines doppelt wirkenden Hubzylinders eines Hubwerks eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges verbunden.In 1 is a pressure relief and Nachsaugventilanordnung 1 shown in a housing plate 2 a mobile control block of a commercial vehicle is integrated. The valve arrangement 1 consists essentially of a pressure relief valve 4 and a suction valve 6 , via which a pressure medium connection between a drain or tank connection T and an axial Working port A can be turned on. At the working port A is a system pressure, for example, the load pressure of a consumer, while at the tank port T, the pressure of a tank 8th is present, via a tank line 10 is connected to the tank connection T. The working port A is connected to a pressure chamber of the connected consumer, for example, a pressure chamber of a double-acting lifting cylinder of a hoist of an agricultural utility vehicle.

Das Druckbegrenzungsventil 4 hat einen Druckbegrenzungskolben 12, der in einer Ventilbohrung 14 der Platte 2 axial verschiebbar geführt ist. An dem vom Arbeitsanschluss A abgewandten Endabschnitt greift eine Regel- oder Rückstellfeder 16 an, die in einem Federraum 18 abgestützt ist und den Druckbegrenzungskolben 12 gegen einen Druckbegrenzungsventilsitz 20 vorspannt. Die Sitzfläche am Ventilsitz 20 ist bei diesem Ausführungsbeispiel kegelförmig mit einem Innendurchmesser d ausgeführt ist, der kleiner ist als der Aussendurchmesser D des Druckbegrenzungskolbens 12, der in diesem Bereich mit einer Dichtkante ausgebildet ist.The pressure relief valve 4 has a pressure limiting piston 12 standing in a valve hole 14 the plate 2 is guided axially displaceable. At the end remote from the working port A end portion engages a control or return spring 16 on, in a spring room 18 is supported and the pressure limiting piston 12 against a pressure relief valve seat 20 biases. The seat on the valve seat 20 is executed in this embodiment conically with an inner diameter d, which is smaller than the outer diameter D of the pressure-limiting piston 12 , which is formed in this area with a sealing edge.

Die ventilsitzseitige Stirnfläche des Druckbegrenzungskolbens 12 ist mit dem Druck am Arbeitsanschluss A beaufschlagt, der in einem als Radialerweiterung der Ventilbohrung 14 ausgebildeten Druckraum 22 anliegt. Der Druckbegrenzungskolben 14 ist von einer Axialbohrung mit einer Drossel 24 durchsetzt, so dass im stationären Zustand der Druck im Druckraum 22 auch im Federraum 18 wirkt. Das Druckbegrenzungsventil 4 ist mit einer Vorsteuereinheit 25 ausgeführt. Durch die Vorsteuereinheit 25 wird der Federraum 18 proportional im Druck entspannt, so dass dieser proportionale Druck, abzüglich der konstanten Kraft der Feder 16, dem Öffnungsdruck des Kolbens 12 entspricht. Der Aufbau derartiger Vorsteuereinheiten ist aus dem vorgenannten Stand der Technik bekannt, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind. Bei geöffneter Vorsteuereinheit 25 ist der Federraum 18 über eine Vorsteuerleitung 26 mit der Tankleitung 10 verbunden.The valve seat side end face of the pressure limiting piston 12 is subjected to the pressure at the working port A, in a radial expansion of the valve bore 14 trained pressure room 22 is applied. The pressure limiting piston 14 is from an axial bore with a throttle 24 permeated, so that in the stationary state, the pressure in the pressure chamber 22 also in the spring room 18 acts. The pressure relief valve 4 is with a pilot unit 25 executed. By the pilot unit 25 becomes the spring chamber 18 proportionally relaxed in pressure, giving this proportional pressure, minus the constant force of the spring 16 , the opening pressure of the piston 12 equivalent. The structure of such pilot units is known from the aforementioned prior art, so that further explanations are unnecessary. With open pilot unit 25 is the spring room 18 via a pilot control line 26 with the tank line 10 connected.

Am Außenumfang des Druckbegrenzungskolbens 12 ist eine Ringnut ausgebildet, die eine Dichtung 28, beispielsweise einen O-Ring aufnimmt.On the outer circumference of the pressure limiting piston 12 an annular groove is formed, which is a seal 28 , for example, receives an O-ring.

Der Druckbegrenzungsventilsitz 20 ist an einem Nachsaugkolben 30 des Nachsaugventils 6 ausgebildet, der im Druckraum 22 angeordnet ist und einen Innendurchmesser d und einen Aussendurchmesser B hat. Der Nachsaugkolben 30 ist mittels einer an einer Stirnfläche des Druckraums 22 abgestützten Nachsaugfeder 32 in Richtung seiner Schließposition gegen einen Nachsaugventilsitz 34 vorgespannt. Dieser ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Flachdichtung 36 ausgebildet, die auf einer Ringschulter 38 des Druckraums 22 abgestützt ist.The pressure relief valve seat 20 is on a Nachsaugkolben 30 of the suction valve 6 trained in the pressure room 22 is arranged and has an inner diameter d and an outer diameter B. The Nachsaugkolben 30 is by means of a on an end face of the pressure chamber 22 supported Nachsaugfeder 32 in the direction of its closed position against a Nachsaugventilsitz 34 biased. This is in the illustrated embodiment by a flat gasket 36 trained on an annular shoulder 38 of the pressure chamber 22 is supported.

Die Flachdichtung 36 ist aus einem geeigneten Material ausgeführt, das eine dichtende Auflage des Nachsaugkolbens 30 gewährleistet.The flat gasket 36 is made of a suitable material, which is a sealing pad of the Nachsaugkolbens 30 guaranteed.

Im Übergangsbereich zum Druckraum 22 ist die Ventilbohrung 14 zu einem ringförmigen Tankraum 40 erweitert, der mit dem Tankanschluss T in Druckmittelverbindung steht. Die Flachdichtung 36 erstreckt sich von der Umfangswandung des Druckraums 22 in Radialrichtung nach innen bis hin zu diesem Tankraum 40. Der Aussendurchmesser B des ringförmigen Nachsaugkolbens 30 ist größer als der Innendurchmesser b der Flachdichtung 36, so dass durch die Durchmesserdifferenz B-b eine Flächendifferenz bestimmt ist.In the transition area to the pressure room 22 is the valve hole 14 to an annular tank room 40 extended, which is in fluid communication with the tank port T. The flat gasket 36 extends from the peripheral wall of the pressure chamber 22 in radial direction inwards up to this tank space 40 , The outer diameter B of the annular Nachsaugkolbens 30 is larger than the inner diameter b of the flat gasket 36 , so that a surface difference is determined by the diameter difference Bb.

In der dargestellten Grundposition ist die freie Ringfläche des Nachsaugkolbens 12, bestimmt durch die Durchmesser b und D (Durchmesser des Druckbegrenzungskolbens 12), mit dem Druck im Tankraum 40 beaufschlagt. Bei Abheben des Nachsaugkolbens 30 von der Flachdichtung 36 vergrößert sich diese Wirkfläche, da dann die durch die Durchmesser B und b bestimmte Flächendifferenz (genau genommen auch die Flächendifferenz bestimmt durch die Durchmesser D und d) hinzu kommt und somit der Betriebspunkt des Nachsaugventils 6 stabilisiert ist.In the illustrated basic position is the free annular surface of the Nachsaugkolbens 12 , determined by the diameter b and D (diameter of the pressure-limiting piston 12 ), with the pressure in the tank room 40 applied. When lifting the Nachsaugkolbens 30 from the gasket 36 increases this effective area, since then the determined by the diameter B and b area difference (in fact, the area difference determined by the diameter D and d) is added and thus the operating point of the Nachsaugventils 6 is stabilized.

Gemäß der Darstellung in 1 ist der Außendurchmesser B des Nachsaugkolbens 30 kleiner als der Durchmesser des Druckraums 22 ausgeführt, so dass bei diesem Ausführungsbeispiel keine seitliche Führung des Nachsaugkolbens 30 erfolgt. Dieser kann sich dann selbsttätig mit Bezug zum Druckbegrenzungskolben 12 justieren – in dem Fall, in dem der Nachsaugkolben 30 in Radialrichtung im Druckraum 22 geführt ist, liegt eine Doppelpassung vor, die geringere Fertigungstoleranzen als die beschriebene Lösung voraussetzt.As shown in 1 is the outer diameter B of the Nachsaugkolbens 30 smaller than the diameter of the pressure chamber 22 executed, so that in this embodiment, no lateral guidance of the Nachsaugkolbens 30 he follows. This can then automatically with respect to the pressure limiting piston 12 adjust - in the case where the Nachsaugkolben 30 in the radial direction in the pressure chamber 22 is guided, there is a double fit, which requires lower manufacturing tolerances than the solution described.

Die Flächenverhältnisse des Druckbegrenzungskolbens 12 und des Nachsaugkolbens 30 und die Federraten der Rückstellfeder 16 und der Nachsaugfeder 32 sind im Hinblick auf das Ansprechverhalten ausgelegt.The area ratios of the pressure limiting piston 12 and the Nachsaugkolbens 30 and the spring rates of the return spring 16 and the Nachsaugfeder 32 are designed with regard to the response.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist keine gehärtete Führungshülse für den Druckbegrenzungskolben 12 vorgesehen, sondern dieser läuft direkt in der geriebenen Ventilbohrung 14, die in der aus Grauguss bestehenden Platte 2 ausgeführt ist – bei den eingangs beschriebenen Lösungen werden gehärtete Führungshülsen eingesetzt, so dass die Anzahl der Dichtflächen und der Bauteile gegenüber der beschriebenen Lösung erhöht ist.In the illustrated embodiment, no hardened guide sleeve for the pressure-limiting piston 12 provided, but this runs directly into the grated valve bore 14 in the gray cast iron plate 2 is executed - hardened guide sleeves are used in the solutions described above, so that the number of sealing surfaces and the components is increased compared to the solution described.

Der Nachsaugkolben 30 ist aus einem gehärteten Material hergestellt, wobei der Druckbegrenzungsventilsitz in einem Winkel von 45° ausgeführt sein kann. The Nachsaugkolben 30 is made of a hardened material, wherein the pressure limiting valve seat can be made at an angle of 45 °.

Anstelle der Flachdichtung 36 kann auch die Ringschulter 38 direkt als Sitz für den Nachsaugkolben 30 ausgebildet werden, wobei dann eine entsprechende Bearbeitung der Ringschulter 38 erforderlich ist. Bei hinreichenden Toleranzen kann auch eine radiale Führung des Nachsaugkolbens 30 vorgesehen werden.Instead of the flat gasket 36 can also be the ring shoulder 38 directly as a seat for the Nachsaugkolben 30 be formed, in which case a corresponding processing of the annular shoulder 38 is required. With sufficient tolerances can also be a radial guidance of the Nachsaugkolbens 30 be provided.

Die Flächenverhältnisse werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa so ausgelegt, dass die Kraft der Nachsaugfeder 32 in etwa einem Druckäquivalent von 0,5 bar entspricht, während die Rückstellfeder 16 einem Druckäquivalent von 1 bar entspricht.The area ratios are approximately designed in the illustrated embodiment, that the force of the Nachsaugfeder 32 corresponds approximately to a pressure equivalent of 0.5 bar, while the return spring 16 corresponds to a pressure equivalent of 1 bar.

Bei einer derartigen Auslegung muss zum Vorspannen des Nachsaugkolbens 30 in die in 1 dargestellte Schließposition der Druck am Arbeitsanschluss A einen Wert von ca. 1,6 bar überschreiten, um gegen die Kraft der Rückstellfeder 16, die über den Druckbegrenzungskolben 12 auf den Nachsaugkolben 30 wirkt und gegen den im Tankraum 40 wirkenden Druck den Nachsaugkolben 30 zu schließen.In such a design must for biasing the Nachsaugkolbens 30 in the in 1 shown closed position of the pressure at the working port A exceed a value of about 1.6 bar, in order against the force of the return spring 16 passing over the pressure limiting piston 12 on the Nachsaugkolben 30 acts and against the tank room 40 acting pressure the Nachsaugkolben 30 close.

In dem Fall, in dem der Druck am Arbeitsanschluss A den über die Vorsteuereinheit 25 eingestellten Druck überschreitet, öffnet diese die Druckmittelverbindung des Federraums 18 zur Vorsteuerleitung 26 und damit zum Tank 8, so dass der Druck im Federraum 18, der den Druckbegrenzungskolben 12 gegen den Druckbegrenzungsventilsitz 20 zusätzlich zur Kraft der Rückstellfeder 16 beaufschlagt, absinkt, so dass gemäß 2 der Druckbegrenzungskolben 12 durch den Druck im Druckraum 22 gegen die Kraft der Rückstellfeder 16 vom Ventilsitz 20 am Nachsaugkolben 30 abhebt und somit die Druckmittelverbindung vom Druckraum 22 zum Druckraum 40 aufsteuert, so dass in der Regelposition des Druckbegrenzungsventils 4 der Druck am Arbeitsanschluss A auf den über die Vorsteuereinheit 25 eingestellten Druck begrenzt wird. Dabei wird der Nachsaugkolben 30 durch den Druck am Arbeitsanschluss A gegen die Flachdichtung 36 gedrückt und verbleibt somit in seiner Grundposition.In the case where the pressure at the working port A via the pilot unit 25 exceeds set pressure, this opens the pressure medium connection of the spring chamber 18 for pilot control 26 and with it to the tank 8th , so that the pressure in the spring chamber 18 holding the pressure limiting piston 12 against the pressure limiting valve seat 20 in addition to the force of the return spring 16 applied, sinks, so that according to 2 the pressure limiting piston 12 by the pressure in the pressure chamber 22 against the force of the return spring 16 from the valve seat 20 at the Nachsaugkolben 30 lifts and thus the pressure fluid connection from the pressure chamber 22 to the pressure room 40 aufsteuert, so that in the control position of the pressure relief valve 4 the pressure at the working connection A to the via the pilot control unit 25 set pressure is limited. This is the Nachsaugkolben 30 by the pressure at the working connection A against the flat gasket 36 pressed and thus remains in its basic position.

Sobald der Druck am Arbeitsanschluss A unterhalb den über die Vorsteuereinheit 25 eingestellten Druck absinkt, schließt diese die Druckmittelverbindung des Federraums 18 zum Tank 8, so dass der Druck im Federraum 18 ansteigt und der Druckbegrenzungskolben 12 wieder in seine in 1 dargestellte Schließposition zurück bewegt wird, in der der Druckbegrenzungskolben 12 mit seiner Dichtkante gegen den kegelförmigen Druckbegrenzungsventilsitz 36 gedrückt wird.As soon as the pressure at the working connection A is below that via the pilot control unit 25 set pressure decreases, this closes the pressure medium connection of the spring chamber 18 to the tank 8th , so that the pressure in the spring chamber 18 rises and the pressure limiting piston 12 back in his in 1 shown closed position is moved back, in which the pressure limiting piston 12 with its sealing edge against the conical pressure limiting valve seat 36 is pressed.

Wie eingangs beschrieben, kann, beispielsweise bei ziehender Last, der Druck am Arbeitsanschluss A unter den Tankdruck absinken, so dass dieser höher als der Druck im Druckraum 22 ist. In der Grundposition ist zunächst die durch die Durchmesser b und D bestimmte Ringstirnfläche des Nachsaugkolbens 30 mit dem Tankdruck im Tankraum 40 beaufschlagt – diese Ringstirnfläche ist so ausgelegt, dass dieser Druck ausreicht, um den Nachsaugkolben 30 gemäß 3 gegen die Kraft der Nachsaugfeder 32 von der Flachdichtung 36 abzuheben. Nach dem Abheben ist auch der Ringflächenbereich gekennzeichnet durch die Durchmesser b und B mit dem Tankdruck beaufschlagt, so dass der Nachsaugkolben 30 in seiner Öffnungsstellung gehalten wird. Gemäß der Darstellung in 3 unterstützt der Druckbegrenzungskolben 12 diese Öffnungsbewegung, da er durch die Kraft der Rückstellfeder 16 gegen den Nachsaugkolben 30 gedrückt wird. Dabei liegt auch im Federraum 18 der niedrige Druck am Arbeitsanschluss A an, sodass der Druckbegrenzungskolben 12 im Wesentlichen Druck ausgeglichen ist. Bei abgehobenem Nachsaugkolben 30 kann Druckmittel aus dem Tank 8 über den Tankanschluss T, den Tankraum 40 und durch den vom Nachsaugkolben 30 aufgesteuerten Querschnitt 42 über den Druckraum 22 und den Arbeitsanschluss A zum Verbraucher nachströmen, um die Druckmittelunterversorgung auszugleichen – der Druck am Arbeitsanschluss A steigt dann an, so dass der Nachsaugkolben 30 bei Erreichen des erforderlichen Drucks (siehe obige Ausführungen) in seine in 1 dargestellte Grundposition zurück bewegt wird.As described above, for example, when pulling load, the pressure at the working port A may drop below the tank pressure, so that this higher than the pressure in the pressure chamber 22 is. In the basic position, the annular end face of the Nachsaugkolbens determined by the diameter b and D is first 30 with the tank pressure in the tank room 40 acted upon - this annular end face is designed so that this pressure is sufficient to the Nachsaugkolben 30 according to 3 against the force of the Nachsaugfeder 32 from the gasket 36 withdraw. After lifting and the annular surface area is characterized by the diameter b and B applied to the tank pressure, so that the Nachsaugkolben 30 is held in its open position. As shown in 3 supports the pressure limiting piston 12 this opening movement, as he by the force of the return spring 16 against the Nachsaugkolben 30 is pressed. It also lies in the spring chamber 18 the low pressure at the working port A, so that the pressure limiting piston 12 essentially pressure is balanced. With lifted Nachsaugkolben 30 can pressure fluid from the tank 8th via the tank connection T, the tank room 40 and by the Nachsaugkolben 30 open cross-section 42 over the pressure room 22 and the working port A flow to the consumer to compensate for the pressure medium shortage - the pressure at the working port A then rises, so that the Nachsaugkolben 30 Upon reaching the required pressure (see above) in his in 1 shown basic position is moved back.

4 zeigt eine Variante des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels. Dabei wird auf die Flachdichtung 36 verzichtet und die Ringschulter 38 als Dichtfläche ausgeführt. Zur Verbesserung der Abdichtung kann bei dieser Variante am Nachsaugkolben 30 ein stirnseitig umlaufender Dichtvorsprung 44 ausgebildet werden, der in der Grundposition dichtend auf der Flachsitzfläche der Ringschulter 38 aufsitzt und so aufgrund der schmalen Auflagefläche eine dichte Auflage gewährleistet. Bei einer derartigen Variante ist allerdings die den stabilen Betriebspunkt gewährleistende Flächendifferenz geringer. 4 shows a variant of in 1 illustrated embodiment. It is on the flat gasket 36 dispensed and the ring shoulder 38 designed as a sealing surface. To improve the seal can in this variant on Nachsaugkolben 30 a frontally encircling sealing projection 44 be formed, the sealing in the basic position on the flat seating surface of the annular shoulder 38 rests and thus ensures a dense support due to the narrow support surface. In such a variant, however, the area difference ensuring the stable operating point is lower.

5 zeigt schließlich eine Variante, bei der die Ringschulter 38 nicht als Flachsitzfläche sondern als Kegelfläche mit einem Kegelwinkel von etwa 45° ausgeführt ist. Dementsprechend ist auch am Nachsaugkolben 30 eine entsprechende Dichtfläche 46 ausgebildet, die eine fluiddichte Anlage an der kegelförmigen Ringschulter 38 gewährleistet. D. h. der Nachsaugventilsitz 34 ist bei dieser Variante ähnlich wie der Druckbegrenzungsventilsitz 20 ausgeführt. 5 finally shows a variant in which the annular shoulder 38 not designed as a flat seat surface but as a conical surface with a cone angle of about 45 °. Accordingly, also on Nachsaugkolben 30 a corresponding sealing surface 46 formed, which is a fluid-tight contact with the conical annular shoulder 38 guaranteed. Ie. the suction valve seat 34 is similar to the pressure relief valve seat in this variant 20 executed.

Wie bereits erwähnt, erfordert eine derartige Doppelpassung eine sehr präzise Fertigung, bei der sowohl der Nachsaugkolben 30 als auch der Druckbegrenzungskolben 12 exakt zentriert sein müssen. Zur Vereinfachung der Fertigung ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 vorgesehen, den Druckbegrenzungskolben 12 geringfügig kippbar auszuführen. Dazu kann der Druckbegrenzungskolben 12 leicht konisch oder ballig ausgeführt werden, so dass geringe Abweichungen in der Koaxialität durch leichtes Kippen des Druckbegrenzungskolbens 12 ausgeglichen werden, so dass sichergestellt ist, dass der Nachsaugkolben 30 dichtend an der Ringschulter 38 und der Druckbegrenzungskolben 12 dichtend am Druckbegrenzungsventilsitz 20 anliegt. In dem Fall, in dem der Nachsaugkolben 30 radial nicht geführt ist, kann er sich selbsttätig justieren.As already mentioned, such a double fit requires a very precise manufacturing, in which both the Nachsaugkolben 30 as well as the Pressure limiting piston 12 must be exactly centered. To simplify the production is according to the embodiment 5 provided, the pressure limiting piston 12 slightly tiltable perform. For this purpose, the pressure limiting piston 12 be performed slightly conical or spherical, so that slight deviations in the coaxiality by slightly tilting the pressure limiting piston 12 be balanced so that it is ensured that the Nachsaugkolben 30 sealing at the ring shoulder 38 and the pressure limiting piston 12 sealing at the pressure limiting valve seat 20 is applied. In the case where the Nachsaugkolben 30 is not guided radially, it can adjust itself automatically.

Offenbart ist eine proportional verstellbare Druckbegrenzungs- und Nachsaugventilanordnung mit einem Druckbegrenzungsventil und einem Nachsaugventil, wobei ein Druckbegrenzungsventilsitz eines Druckbegrenzungskolbens an einem Nachsaugkolben ausgeführt ist.Disclosed is a proportionally adjustable Druckbegrenzungs- and Nachsaugventilanordnung with a pressure relief valve and a Nachsaugventil, wherein a pressure relief valve seat of a pressure limiting piston is carried out on a Nachsaugkolben.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Druckbegrenzungs- und NachsaugventilanordnungPressure limiting and suction valve arrangement
22: Platteplate
44: DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
66: Nachsaugventilcavitation valve
88th: Tanktank
1010: Tankleitungtank line
1212: DruckbegrenzungskolbenPressure limiting piston
1414: Ventilbohrungvalve bore
1616: RückstellfederReturn spring
1818: Federraumspring chamber
2020: DruckbegrenzungsventilsitzRelief valve seat
2222: Druckraumpressure chamber
2424: Drosselthrottle
2525: Vorsteuereinheitpilot unit
2626: Vorsteuerleitungpilot line
2828: Dichtungpoetry
3030: NachsaugkolbenNachsaugkolben
3232: NachsaugfederNachsaugfeder
3434: NachsaugventilsitzNachsaugventilsitz
3636: Flachdichtunggasket
3838: Ringschulterannular shoulder
4040: Tankraumtankage
4242: Querschnittcross-section
4444: Dichtvorsprungsealing projection
4646: Dichtflächesealing surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006004423 A1 [0002]
DE 10145975 A1 [0006]
DE 102004061862 A1 [0008]
DE 3145118 A1 [0008]
US 7367353 B1 [0008]

Claims

Proportionally adjustable pressure relief and suction valve arrangement, with a pressure relief valve ( 4 ), via which a pressure chamber leading to a system pressure ( 22 ) is connectable to a drain (T) and that a pressure limiting piston ( 12 ), which by means of a return spring ( 16 ) biased in the closing direction and is acted upon in the opening direction of the system pressure, wherein the system pressure leading the pressure chamber ( 22 ) with a spring chamber ( 18 ) of the return spring ( 16 ) via a throttle ( 24 ) and with an adjustable pilot control unit ( 25 ) for connecting the spring chamber ( 18 ) with the outlet (T), characterized in that the pressure limiting valve seat ( 20 ) to a valve body ( 4 ) of the suction valve ( 6 ) is formed, which via a Nachsaugfeder ( 32 ) with a against the force of the return spring ( 16 ) directed force and the system pressure in the closing direction and in the opening direction is acted upon by the discharge pressure.

Valve arrangement according to claim 1, wherein the suction valve ( 6 ) is performed with a surface difference (Bb), which is effective when opened.

Valve arrangement according to claim 1 or 2, wherein a Nachsaugventilsitz ( 34 ) by a flat gasket ( 36 ) is formed, on which an end face portion of the Nachsaugventilkolben ( 30 ) rests.

Valve arrangement according to claim 3, wherein the flat gasket ( 36 ) as a separate component on or integral with an annular shoulder ( 38 ) of a valve housing ( 2 ) is trained.

Valve arrangement according to claim 1 or 2, wherein the Nachsaugventilkolben ( 30 ) a sealing projection ( 44 ) on an annular shoulder ( 38 ) of a valve housing ( 2 ) is seated.

Valve arrangement according to claim 1 or 2, wherein the Nachsaugkolben ( 30 ) with a sealing surface ( 46 ) carried out on a conical annular shoulder ( 38 ) of the Nachsaugventilsitzes ( 34 ) is seated.

Valve arrangement according to claim 6, wherein the pressure limiting piston ( 12 ) is guided tiltably.

Valve arrangement according to one of the preceding claims, wherein the Nachsaugkolben ( 30 ) is not guided radially.

Valve arrangement according to one of the preceding claims, wherein the Nachsaugkolben ( 30 ) is disc-shaped.

Valve arrangement according to one of the preceding claims, wherein the diameter of the Nachsaugkolbens ( 30 ) greater than the diameter of the pressure limiting piston ( 12 ).

Valve arrangement according to one of the preceding claims, wherein the pilot control unit ( 25 ) is hydraulically and / or electrically actuated.