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Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem federbelasteten Ventilkolben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei Ventilen mit einem durch eine Feder belasteten Ventilkolben gibt es verschiedene Ansätze zur Abstützung der Feder und zur Begrenzung einer Verstellbewegung des Ventilkolbens.
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In dem Prospekt von Sauer Danfoss 52010519 Rev FN July 2009 ist ein derartiges Ventil gezeigt, das einen Federteller mit einem Fortsatz hat, der sich in die Feder hinein erstreckt. Zur Begrenzung der Verstellbewegung des Ventilkolbens schlägt dieser Fortsatz an einen ihm entgegen gerichteten Fortsatz einer Einstellschraube an, die zur Einstellung einer Federvorspannung dient.
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Die Druckschrift
DE 101 36 416 A1 zeigt einen Druck-Förderstromregler, bei dem ein Federteller zur Wegbegrenzung an eine eingeschraubte Büchse anschlägt. Außer dem hat der Federteller einen Fortsatz, der sich in eine Feder hinein erstreckt.
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Nachteilig an derartigen Ventilen ist ihr vorrichtungstechnischer Aufwand.
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Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Ventil mit einem federbelasteten Ventilkolben zu schaffen, bei dem der vorrichtungstechnische Aufwand minimiert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Ventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Das erfindungsgemäße Ventil hat einen Ventilkolben, der über einen Federteller von bzw. mit einer Kraft einer Feder belastet ist, und ein Anschlagteil zur Begrenzung einer gegen eine Kraft der Feder gerichteten Verstellbewegung des Ventilkolbens.
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Dabei ist der Federteller von einer im Wesentlichen ebenen Scheibe gebildet, und das Anschlagteil ist ein von der Scheibe getrenntes Bauteil. Damit ist der vorrichtungstechnische Aufwand des Ventils minimiert.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
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Vorzugsweise hat das Ventil ein vom Bauteil getrenntes Federwiderlager.
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Dabei wird es bevorzugt, wenn das Federwiderlager zur Einstellung der Kraft bzw. einer Federvorspannung der Feder entlang einer Ventilbohrung positionierbar und darin fixierbar ist.
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Gemäß einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ventils kann das Bauteil ein Abstandsüberbrücker zwischen dem Federteller und dem Federwiderlager sein.
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Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn der Abstandsüberbrücker ein Zylinderstift ist, der ohne Fixierung innerhalb der Feder angeordnet bzw. in der Feder aufgenommen ist. Dieser kann als Normteil ausgeführt sein und somit als Massenware besonders günstig sein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann das als Anschlag dienende Bauteil eine Anschlagscheibe sein, die in eine Ventilbohrung eingepresst ist.
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Dabei kann die Scheibe zur Abstützung an einer Radialschulter der Ventilbohrung anliegen, die zwischen einem Hauptabschnitt des Ventilkolbens und der Feder angeordnet ist. Damit ist eine Einbauposition für die Anschlagscheibe definiert und der Montageaufwand verringert.
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Es ist besonders bevorzugt, wenn eine zentrale Öffnung der Anschlagscheibe von einem Fortsatz des Ventilkolbens durchsetzt ist, der in Richtung zum Federteller gerichtet ist.
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Je nach Auslegung des erfindungsgemäßen Ventils kann ein Federraum, in dem die Feder angeordnet ist, über die zentrale Öffnung der Anschlagscheibe mit einem Tankanschluss verbunden sein. Damit ist der Federraum zu einem Tank entlastet, so dass nur die Feder in Richtung einer Grundstellung des Ventilkolbens wirkt. Das Ventil ist dabei vorzugsweise ein Druckregelventil.
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Dabei kann der Tankanschluss über zumindest eine Abflachung an einem Führungsbund des Ventilkolbens und über die zentrale Öffnung mit dem Federraum verbunden sein. Vorzugsweise ist der Führungsbund an einem gegen die Anschlagscheibe gerichteten Anschlagabschnitt des Ventilkolbens angeordnet.
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Oder der Tankanschluss ist über einen Längskanal und über eine benachbart zur Anschlagscheibe angeordnete Querverbindung und über die zentrale Öffnung mit dem Federraum verbunden.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das erfindungsgemäße Ventil ein Druckregler und/oder ein Förderstromregler eines kombinierten Druck-Förderstromreglers.
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Um Herstellungs- und Montageaufwand des Druck-Förderstromreglers zu verringern können der Ventilkolben des Druckreglers und der Ventilkolben des Förderstromreglers baugleich sein.
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Im Folgenden werden anhand der Figuren verschiede Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung mit einer Kombination aus zwei erfindungsgemäßen Ventilen in einer perspektivischen Ansicht;
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2 das erste Ausführungsbeispiel einer Kombination aus zwei erfindungsgemäßen Ventilen in einer geschnittenen Darstellung;
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung mit einer Kombination aus zwei erfindungsgemäßen Ventilen in einer geschnittenen Darstellung; und
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4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung mit einer Kombination aus zwei erfindungsgemäßen Ventilen in einer geschnittenen Darstellung.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung mit einer Kombination aus zwei erfindungsgemäßes Ventilen in einer perspektivischen Ansicht. Die Ventilanordnung ist ein Druck-Förderstromregler, dessen Gehäuse als Einbaupatrone 1 ausgebildet ist. Diese kann Bauraum sparend in eine (nicht gezeigte) Verstellpumpe eingeschraubt werden.
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Am Außenumfang der Einbaupatrone 1 sind ein Steuerdruckanschluss A und ein Tankanschluss T angeordnet, während stirnseitig ein Steuerdruckanschluss P vorgesehen ist. Letzterer dient zur „Meldung” eines Pumpendrucks der Verstellpumpe, wobei jedem der beiden Ventile eine Bohrung des Steuerdruckanschlusses P zugeordnet ist. Der Steuerdruckanschluss A dient zur Einstellung eines Schwenkwinkels der Verstellpumpe über einen (nicht gezeigten) Stellzylinder, und der Tankanschluss T ist mit einem (nicht gezeigten) Tank verbunden.
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Benachbart zu dem Steuerdruckanschluss P ist in der Einbaupatrone 1 eine durchgehende Querbohrung 2 vorgesehen, die mit Bezug zu 2 erläutert wird. Zum Einschrauben der Einbaupatrone 1 ist ein Zweiflach vorgesehen, von dem in 1 nur ein flächiger Abschnitt 4a dargestellt ist.
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2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel einer Kombination aus einem erfindungsgemäßen Druckregelventil 7 und einem erfindungemäßen Förderstromregelventil 9 in einer geschnittenen Darstellung. Das Druckregelventil 7 hat einen Ventilkolben 6 während das Förderstromregelventils 9 einen Ventilkolben 8 hat. Die Ventilkolben 6, 8 sind über einen Federteller 10, 12 von Federn 14, 16 (in 2) nach links in ihre gezeigte Grundstellung vorgespannt. Die Federteller 10, 12 sind erfindungsgemäß im Wesentlichen flächig und daher einfach herzustellen bzw. kostengünstig. Die Bewegung der Ventilkolben 6, 8 (in 2) nach links ist durch einen Anschlagstift 18 begrenzt, der in die durchgehende Querbohrung 2 eingepresst ist.
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Über den am Steuerdruckanschluss P anliegenden Steuerdruck sind die Ventilkolben 14, 16 und die zugeordneten Federteller 10, 12 (in 2) nach rechts in ihre Schaltstellungen proportional verschiebbar. Diese Bewegung gegen die Kraft der Federn 14, 16 ist durch jeweilige zylindrische als Abstandsüberbrücker wirkende Anschlagstifte 20, 22 begrenzt, die parallel zu einer Mittelachse 24 der Ventilanordnung im Inneren der jeweiligen Feder 14, 16 erfindungsgemäß ohne weitere Fixierung aufgenommen sind.
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Die Federn 14, 16 stützen sich jeweils an einer Scheibe 26, 28 ab, die sich jeweils über eine Distanzhülse 30, 32 an einer jeweiligen Kegelhülse 34, 36 abstützen. Die beiden Kegelhülsen 34, 36 sind in der jeweiligen Ventilbohrung 38, 40 reibschlüssig fixiert. Dazu weisen die Kegelhülsen 34, 36 kegelstumpfförmige innere Ausnehmungen auf, in die entsprechende Kegelstümpfe 42, 44 eingepresst sind. Das Einpressen erfolgte während der Montage der Ventilanordnung durch Verschieben bzw. Ziehen der Kegelstümpfe 42, 44 in den zugeordneten Kegelhülsen 34, 36 (in 2) nach rechts.
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Als weiterer Anschluss des Förderstromregelventils 9 ist ein Lastmeldeanschluss LS vorgesehen, an dem der Druck des lasthöchsten von, der Verstellpumpe versorgten Verbrauchers anliegt. Ein Federraum des Förderstromregelventils 9 ist über eine Querbohrung mit dem Lastmeldeanschluss LS verbunden, während ein Federraum des Druckregelventils 7 über eine zwischen dem Ventilkolben 6 und der Ventilbohrung 40 gebildeten Druckmittelverbindung und über einen Querbohrungsabschnitt mit dem Tankanschluss T verbunden ist.
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Zwischen dem (in 2) rechten bzw. äußeren Endabschnitt der Einbaupatrone 1 und dem Lastmeldeanschluss LS, sowie zwischen dem Lastmeldeanschluss LS und dem Tankanschluss T, sowie zwischen dem Tankanschluss T und Steuerdruckanschluss A, sowie zwischen dem Steuerdruckanschluss A und dem Steuerdruckanschluss P ist jeweils ein Dichtring 46 am Außenumfang der Einbaupatrone 1 angeordnet.
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Durch die in 2 gezeigten Grundstellungen der Ventilkolben 6, 8 sind Verbindungen zwischen den Steuerdruckanschlüssen A und P durch einen jeweiligen Kolbenbund der beiden Ventilkolben 6, 8 abgesperrt, während der Steuerdruckanschluss A über eine zwischen dem Ventilkolben 8 und der Ventilbohrung 38 gebildete Druckmittelverbindung und weiter über zwei Querbohrungsabschnitte mit dem Tankanschluss T verbunden und somit zum Tank entlastet ist. Durch Druckbeaufschlagung (der beiden Bohrungen) des Steuerdruckanschlusses P sind die beiden Ventilkolben 6, 8 jeweils gegen die Kraft der zugeordneten Feder 14, 16 (in 2) nach rechts verschiebbar, wobei beide Ventile 7, 9 eine Verbindung vom Steuerdruckanschluss P zum Steuerdruckanschluss A aufsteuern. Damit wird die Verstellpumpe zurückgeschwenkt, so dass ihr Druck und/oder ihr Förderstrom verringert werden. Das Druckregelventil 7 hat Entscheidungspriorität vor dem Förderstromregelventil 9.
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3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung in einer geschnittenen Darstellung. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist ein Druck-Förderstromregler gezeigt, der eine Kombination aus einem erfindungsgemäßen Druckregelventil 107 und einem erfindungsgemäßen Förderstromregelventil 109 aufweist. Dabei ist der Druck-Förderstromregler in Flanschbauweise ausgeführt. Dem entsprechend sind einseitig (in 3) unten drei Anschlüsse P, A, T angeordnet, die mit den entsprechenden Anschlüssen der (nicht gezeigten) Verstellpumpe verbunden sind.
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Ein Steuerdruck des Steuerdruckanschlusses P ist über einen schrägen Kanal 139 und durch jeweilige (nicht gezeigte) zentrale Bohrungen der beiden Ventilkolben 106, 108 an deren jeweilige linke Stirnfläche geführt. Dem entgegen gerichtet wirkt an einer rechten Stirnfläche des Ventilkolbens 108 des Förderstromregelventils 109 die Kraft einer Feder 114 und ein Arbeitsdruck des lasthöchsten von der Verstellpumpe versorgten Verbrauchers über einen Lastmeldeanschluss LS. Dieser ist mit einem Federraum der Feder 114 verbunden.
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Am Ventilkolben 106 des Druckregelventils 107 wirkt dem Pumpendruck entgegen gerichtet die Kraft einer Feder 116. Deren Federraum ist über einen Längskanal 144 mit dem Tankanschluss T des Druck-Förderstromreglers verbunden.
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Die beiden Ventilkolben 106, 108 sind baugleich und liegen mit ihren jeweiligen (in 3) rechten Stirnseiten an einem jeweiligen flächigen scheibenförmigen Federteller 110, 112 an. An der vom Ventilkolben 106, 108 abgewandten Seite des Federteller 110, 112 liegt die Feder 114, 116 an. Dabei stützen sich die Federn 114, 116 über ihre vom jeweiligen Federteller 110, 112 abgewandten Endabschnitt an einer jeweiligen Stellschraube 134, 136 ab, die (in 3) von rechts in die jeweilige Ventilbohrung 138, 140 eingeschraubt ist. Durch die Einschraubtiefe der Stellschrauben 134, 136 ist die Vorspannung der jeweiligen Feder 114, 116 eingestellt. Damit wird derjenige Pumpendruck am Steuerdruckanschluss P vorbestimmt, der zur Verschiebung des jeweiligen Ventilkolbens 106, 108 aus der in 3 gezeigten jeweiligen Grundposition in eine rechts davon angeordnete Schaltposition nötig ist.
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Die Bewegungen bzw. Wege der Ventilkolben 106, 108 (in 3) nach rechts sind durch jeweils einen Anschlagstift 120, 122 begrenzt, der innerhalb der jeweiligen Feder 114, 116 aufgenommen und dort nicht weiter fixiert ist. Die beiden Anschlagstifte 120, 122 stützen sich (in 3) nach rechts an die jeweiligen Stellschrauben 134, 136 ab.
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Der mit Pumpendruck beaufschlagte Steuerdruckanschluss P ist über den schrägen Kanal 139 mit einem zwischen dem Ventilkoben 106 und der Ventilbohrung 140 gebildeten Druckraum und mit einem zwischen dem Ventilkolben 108 und der Ventilbohrung 138 gebildeten Druckraum verbunden. Der Steuerdruckanschluss A ist gemäß der in 3 gezeigten Grundstellung des Ventilkolbens 106 über einen zwischen dem Ventilkolben 106 und der Ventilbohrung 140 gebildeten Druckraum mit einem Querkanal 141 verbunden. Der Querkanal 141 ist in der in 3 gezeigten Grundstellung des Ventilkolbens 108 über einen zwischen dem Ventilkolben 108 und der Ventilbohrung 138 gebildeten Druckraum und über einen weiteren zum ersten Querkanal 141 parallelen Querkanal 142 mit dem Tankanschluss T verbunden.
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Weiterhin ist der Querkanal 141 an seinem in 3 unteren Endabschnitt verschlossen und über eine Düse 143a mit dem Steuerdruckanschluss A und über eine Düse 143b mit dem Tankanschluss T verbunden.
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Wenn am Ventilkolben 108 des Förderstromregelventils 109 die Kraft des Pumpendrucks größer ist, als die Summe der Kräfte des am Lastmeldeanschluss LS anliegenden Lastmeldedrucks und der Feder 114, wird eine Verbindung zwischen dem schrägen Kanal 139 und dem Querkanal 141 aufgesteuert, so dass der Steuerdruckanschluss A mit zunehmenden Steuerdruck versorgt wird. Wenn am Ventilkolben 106 des Druckregelventils 107 die Kraft des Pumpendrucks die Kraft der Feder 116 überwiegt, wird eine Verbindung zwischen dem schrägen Kanal 139 und dem Steuerdruckanschluss A aufgesteuert, so dass dieser mit zunehmendem Steuerdruck versorgt wird. Durch die Druckerhöhung am Steuerdruckanschluss A wird die (nicht gezeigte) Verstellpumpe zurückgeschwenkt.
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Erfindungsgemäß sind diese Bewegungen der Ventilkolben 106, 108 zur Druckerhöhung am Steuerdruckanschluss A beim zweiten Ausführungsbeispiel durch ein Anschlagen des jeweiligen Federtellers 110, 112 am zugeordneten Anschlagstift 120, 122 begrenzt.
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4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung mit einer Kombination aus zwei erfindungsgemäßen Ventilen 207, 209 in einer geschnittenen Darstellung. Es handelt sich dabei ebenfalls um einen Druck-Förderstromregler, dessen hydraulische Funktion derjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 3 entspricht. Im Folgenden werden daher nur die Unterschiede des dritten Ausführungsbeispiels (gemäß 4) gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel (gemäß 3) erläutert: Statt der beiden Anschlagstifte 120, 122 sind ringförmige Anschlagscheiben 220, 222 vorgesehen. Diese sind benachbart zum jeweiligen Federteller 110, 112 in die jeweilige Ventilbohrung 238, 240 eingepresst. Die Anschlagscheiben haben zentrale Öffnungen 226, 228 und sind von einem am jeweiligen Endabschnitt des Ventilkolbens 206, 208 gebildeten Fortsatz 206a, 208a durchsetzt. Diese liegen am jeweiligen Federteller 110, 112 an.
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Als Druckmittelverbindung zwischen dem Tankanschluss T und dem Federraum des Druckregelventils 207 ist entweder eine Abflachung 224 an einem zwischen dem Querkanal 142 und der Anschlagscheibe 222 angeordneten Führungsbund des Ventilkolbens 206 vorgesehen, oder die Druckmittelverbindung verläuft über den Längskanal 144 und eine (in 4) oberhalb des Längskanals 144 angeordnete radiale Querverbindung. In beiden Fällen verläuft die Druckmittelverbindung zwischen dem Tankanschluss T und dem Federraum des Druckregelventils 207 weiter über die zentrale Öffnung 228 der Anschlagscheibe 222.
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Offenbart ist ein Ventil mit einem Ventilkolben, der über einen Federteller von einer Kraft einer Federbelastet ist, und mit einem Anschlagteil zur Begrenzung einer gegen eine Kraft der Feder gerichteten Verstellbewegung des Ventilkolbens. Dabei ist der Federteller von einer im Wesentlichen ebenen Scheibe gebildet, und das Anschlagteil ist ein von der Scheibe getrenntes Bauteil.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Prospekt von Sauer Danfoss 52010519 Rev FN July 2009 [0003]
