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Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere in Form eines Druckbegrenzungsventils, mit mindestens einem, in einem Ventilgehäuse angeordneten Fluideinlass und mit mindestens einem Fluidauslass, sowie einer dazwischen angeordneten, einen Fluidstrom beeinflussenden Steuereinrichtung.
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Fluide, wie etwa Hydrauliköle in hydraulischen Anlagen, beinhalten oft gasförmige Medien, insbesondere in Form von Luft. Ein solches gasförmiges Medium liegt häufig dispergiert und mithin in gelöster Form in dem jeweiligen Fluid häufig in Form einer Vielzahl kleinster Luft-Bläschen vor.
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Das jeweilige gasförmige Medium kann beispielsweise durch Kontakt mit der Umgebungsluft in dem Medientank der hydraulischen Anlage eingetragen werden. Durch das sogenannte „Downsizing” bei den Motorantrieben von Fahrzeugen und Arbeitsmaschinen kommt es zwangsläufig zu einem höheren Umlauf des Hydraulikmediums zwischen dem Medientank und der jeweils hydraulisch anzusteuernden Arbeitsgerätschaft. Mithin hat die häufig durch Druckänderungen in das betreffende Fluidmedium eingebrachte Luft im Medientank kaum noch ausreichend Zeit, sich mit Beruhigung des Mediums von selbst von diesem wieder zu trennen.
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Bedingt durch Druckänderungen im Betrieb des hydraulischen Kreises kommt es gleichfalls zu einem ungewollten Lufteintrag im hydraulischen Kreis, und unter einem entsprechend hohen hydrostatischen Fluiddruck im Fluidkreis gehalten, bleibt die derart ungewollt eingetragene Luft in gelöster Form in dem Fluidmedium, ohne dass die sogenannte Kompressibilität des Fluids beeinträchtigt wäre; d. h. das Fluidmedium bildet im Fluidkreis eine wirksame Länge einer Drucksäule aus, und ein ungestörter Betrieb der hydraulischen Anlage mit ihren Gerätschaften ist insoweit sichergestellt. Kommt es aber im Betrieb der hydraulischen Anlage zu einem raschen Absinken des genannten hydrostatischen Fluiddrucks, was beispielsweise der Fall ist, wenn Ventile wie Druckbegrenzungsventile eine fluidführende Verbindung zwischen dem hohen Fluiddruck im hydraulischen Kreis und dem demgegenüber deutlich niedrigeren Umgebungsdruck im Medientank herstellen, verlässt die im Medium in gelöster Form mitgeführte Luft das dahingehende Fluidmedium, was dann entsprechend die wirksame Länge der genannten Drucksäule des Fluids reduziert. Obwohl dann an sich die Kompressibilität des eigentlichen Fluids nicht verändert ist, kommt durch den Wegfall des Volumenanteils an Luft innerhalb der wirksamen Länge der Drucksäule dies einer Herabsetzung der Kompressibilität gleich. Letzteres hat dann aber einen störenden Einfluss auf den Arbeitsbetrieb der jeweiligen mit dem Medium anzusteuernden hydraulischen Arbeitsgerätschaft.
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Die dahingehenden Vorgänge sind auch dem technischen Laien an sich bekannt, wenn er eine Flasche eines CO2-haltigen Getränkes wie Champagner, Sekt, Mineralwässer oder dergleichen schlagartig öffnet und dann insbesondere bei wenig gekühlten Getränken mit Wegfall des hydrostatischen Fluiddruckes durch Öffnen der Flasche deren Inhalt ungewollt in die Umgebung spritzt, was noch unterstützt wird, sofern man die Flasche vorher entsprechend bewegt, insbesondere geschüttelt hat (Gesetz von Henry).
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil, insbesondere in Form eines Druckbegrenzungsventils zu schaffen, das sicherstellt, dass die vorstehend beschriebenen Effekte besser steuer- und mithin beherrschbar sind.
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Diese Aufgabe wird mit einem Ventil mit der Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Steuereinrichtung des Ventils durch Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit und/oder des Grades an turbulenter Strömung des Fluids derart einem Abfall des hydrostatischen Fluiddruckes entgegenwirkt, dass ein etwaig in dem Fluid vorhandenes gasförmiges Medium, insbesondere in Form von Luft, erschwert austritt, um ein gewünschtes Maß an Kompressibilität des Fluids beizubehalten. Dank der Steuereinrichtung wird dem Druckabfall, insbesondere in Form der Abnahme des hydrostatischen Fluiddruckes, derart gesteuert begegnet, dass insbesondere sichergestellt ist, dass die in dem gasförmigen Medium gelöste Luft nicht in großem Umfang schlagartig aus dem Fluid austritt (Champagnereffekt) und somit innerhalb der Ventilkonstruktion hinreichend Zeit bleibt, zum Ausgleich der verlorenen Luftmenge genügend Fluidmedium, insbesondere in Form von Hydrauliköl, nachströmen zu lassen, so dass der beschriebene Effekt der Reduzierung der wirksamen Länge der Drucksäule durch Luftaustritt weitgehend vermieden ist und insoweit ein gewünschtes Maß an Kompressibilität des Fluids in jedem Fall beibehalten wird.
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Die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils verhindert somit ein ungewolltes und plötzliches Austreten von gasförmigem Medium, insbesondere in Form von relativ großvolumigen Blasen, da durch das Ventil ein starker Abfall des hydrostatischen Fluiddruckes verhindert ist. Gasförmiges Medium bleibt vielmehr in Form feinster, im Fluid dispergierter Bläschen in einer gewünschten Konzentration nach wie vor in dem Fluid und/oder Fluidmedium kann durch Nachströmen die etwaig in der Drucksäule verlorengegangene Luftmenge volumenmäßig ausgleichen, so dass ein fluidmechanisch bedeutsamer physikalischer Stoffparameter, wie das Kompressibilitätsmaß K des Fluids erhalten bleibt. Das Kompressibilitätsmaß K = – dV/V / dp = 1 / V dV / dp auch fachsprachlich als Kompressibilitätskoeffizient bezeichnet, ist der Kehrwert des Kompressionsmoduls K mit
- dV/V
- als die relative Volumenänderung des Fluids und
- dp
- als die infinitesimale Druckänderung im Fluid.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Ventils generiert die Steuereinrichtung aufseiten des jeweiligen Fluideinlasses des Ventils einen Vorspanndruck für das Fluid und/oder die Steuereinrichtung des Ventils ist einem Vorspanndruck an dem jeweiligen Fluideinlass des Ventils ausgesetzt. Der Vorspanndruck ist dabei im Betrieb der Steuereinrichtung über mindestens eine Druckreduzierstufe, vorzugsweise jedoch über mehrere Druckreduzierstufen in Richtung des jeweiligen Fluidauslasses des Ventils in gestufter oder in kontinuierlicher Weise reduzierbar. Durch diese konstruktive Maßnahme ist es sicher vermieden, dass der hydrostatische Fluiddruck in dem Fluid durch die Wirkung des Ventils plötzlich abfällt und gasförmiges Medium in großer Menge plötzlich und ungewollt aus dem Fluid ausgeschieden wird. Vielmehr erfolgt ein gezielter Luftaustrag pro druckreduzierter Stufe mit entsprechendem Ausgleich an nachströmender Fluidmenge.
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Bevorzugt ist die jeweilige Druckreduzierstufe durch einen ansteuerbar veränderlichen Strömungsquerschnitt zwischen der Steuereinrichtung und dem Ventilgehäuse des Ventils gebildet. Die Steuereinrichtung kann sich so mit Hilfe des veränderlichen Strömungsquerschnitts nach der Blenden- oder Bernoulli-Gleichung (p + ρ / 2·ν2 = const) an den Volumenstrom des Fluids an dem jeweiligen Fluideinlass anpassen, Insbesondere ist der Differenzdruck an der jeweiligen Druckreduzierstufe nach der Blenden- oder Bernoulli-Gleichung an den Volumenstrom des Fluids anpassbar. Bei zunehmendem Volumenstrom verringert die jeweilige Druckreduzierstufe den hydrostatischen Fluiddruck in an den nachströmenden Volumenstrom angepasster Weise. Vorzugsweise geschieht dies über die jeweilige Druckreduzierstufe in einem fest vorgegebenen Druckverhältnis, also wie dargelegt in gestufter Form.
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In einem besonders bevorzugten und konstruktiv einfach aufgebauten Ausführungsbeispiel des Ventils ist die jeweilige Druckreduzierstufe aus einer Art Drosselstelle mit veränderbarem Querschnitt gebildet.
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Die jeweilige Drosselstelle kann durch mindestens eine zuordenbare Ausnehmung in dem Steuerkolben der Steuereinrichtung gebildet sein, wobei der Steuerkolben segmentartige Verbreiterungen und Vertiefungen aufweist, die sich jeweils zwischen Trennwänden als Teil des Ventilgehäuses erstrecken. Die Trennwände sind bevorzugt benachbart in dem Ventilgehäuse angeordnet und begrenzen zwischen sich jeweils einen derartigen Fluidraum. Der hydrostatische Fluiddruck des in den jeweiligen Fluidraum einströmenden Fluids verringert sich hierdurch nur insoweit, dass das gasförmige Medium nicht in großer Menge in der jeweiligen Druckstufe aus dem Fluid entweichen kann. Die jeweilige Ausnehmung in dem Steuerkolben, die auch aus einer Vertiefung im Steuerkolben bildbar ist, kommt in dem unbetätigten Zustand des Steuerkolbens zwischen zwei benachbarten Trennwänden innerhalb des zuordenbaren Fluidraums zu liegen. In einem betätigten Zustand des Steuerkolbens verbindet die jeweilige Vertiefung in dem Steuerkolben fluidführend zumindest zwei benachbarte Fluidräume unter Umgehung der jeweils zuordenbaren Trennwand miteinander.
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Insbesondere zur einfacheren Fertigung des Steuerkolbens kann es vorteilhaft sein, zumindest einen Teil der jeweiligen Ausnehmungen in den segmentartigen Verbreiterungen des Steuerkolbens, vorzugsweise in einer ersten Art eines umlaufenden Ringkanals, um den Steuerkolben herum durchgehend auszubilden und/oder die Ausnehmungen in einer zweiten Art so zu bilden, dass sich diese in alternierender Folge als Vertiefungen längs des Steuerkolbens zwischen dessen Verbreiterungen erstrecken. Dadurch ist ein allmählicher oder schrittweiser Abbau des hydrostatischen Fluiddrucks in dem, das Ventil durchströmenden Fluid ermöglicht, der verhindert, dass gasförmiges Medium in großer Menge und plötzlich aus dem Fluid ausgeschieden wird, was die „wirksame Länge der Fluid-Drucksäule” beeinträchtigen könnte.
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Besonders bevorzugt ist die Steuereinrichtung des Ventils über eine Vorsteuer-Ventileinrichtung ansteuerbar, die als Eingangsgröße, vorzugsweise unter Zwischenschalten einer Blende, den am jeweiligen Fluideinlass herrschenden Fluiddruck verwertet. Zwischen der Vorsteuer-Ventileinrichtung und dem Steuerkolben kann ein Energiespeicher, vorzugsweise in Form mindestens einer Druckfeder, in dem Ventilgehäuse angeordnet sein. Der Energiespeicher sucht den Steuerkolben in Richtung seiner, den jeweiligen Fluidauslass sperrenden Stellung zu halten. Um in einfacher Weise die Vorsteuer-Ventileinrichtung zu gestalten, ist es vorteilhaft, dass der Steuerkolben von einem Fluidführungskanal durchgriffen wird, der den Blendeneingang mit einem Fluideingang der Vorsteuer-Ventileinrichtung unabhängig von der Stellung des Steuerkolbens permanent verbindet. Auf diese Weise ist eine Vorsteuer-Ventileinrichtung geschaffen, die mit wenigen Bauelementen auskommt und daher einfach und kostengünstig aufbaubar ist. Ferner bietet die Vorsteuer-Ventileinrichtung den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Ventil auch bei vergleichsweise hohen hydrostatischen Fluiddrücken im Betrieb wenig Energie benötigt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Ventils ist der Steuerkolben innerhalb des Ventilgehäuses zumindest im Bereich des jeweiligen Fluideinlasses und im Bereich des Energiespeichers längsverfahrbar und zum jeweiligen Fluideinlass und Fluidauslass in abgedichteter Weise geführt. Eine besonders kostengünstige und betriebssichere Ausgestaltung des Ventils ist dadurch gegeben. Das Ventil ist vorteilhaft als Anbauteil konzipiert, und lässt sich an hydraulische Kreise anschließen, insbesondere an einen Hydraulikkreis einer stationären oder mobilen Arbeitsmaschine oder Arbeitseinheit.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert.
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Es zeigt:
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1 in der Art einer schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines in Schließstellung befindlichen erfindungsgemäßen Ventils;
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2 in der Art einer perspektivischen Außenansicht das erfindungsgemäße Ventil nach der 1;
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3 in der Art einer schematischen, nicht maßstäblichen, teilweise aufgeschnittenen Darstellung eine Vorsteuer-Ventileinrichtung des in den 1 und 2 gezeigten Ventils;
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4 in der Art einer schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel des in einer Öffnungsstellung befindlichen erfindungsgemäßen Ventils;
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5 eine vergrößert wiedergegebene perspektivische Ansicht des in 4 gezeigten Steuerkolbens; und
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6 eine den 1 und 4 vergleichbare Längsschnittdarstellung eines weiteren dritten Ausführungsbeispiels.
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In der 1 ist in der Art einer schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnittdarstellung ein Ventil in Form eines Druckbegrenzungsventils gezeigt. Das Ventil weist ein insgesamt zylinderförmiges Ventilgehäuse 1 auf, in dem an einem axialen Ende ein Fluideinlass 2 angeordnet ist. Das Ventilgehäuse 1 weist ferner mehrere radial verlaufende Fluidauslässe 3 sowie eine, zwischen dem Fluideinlass 2 und den Fluidauslässen 3 angeordnete, einen Fluidstrom 4 beeinflussende Steuereinrichtung 5 auf. Insgesamt wirkt die Steuereinrichtung 5 durch Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit v und/oder des Grades an turbulenter Strömung des Fluids derart einem Abfall des hydrostatischen Fluiddruckes p entgegen, dass ein etwaig in dem Fluid vorhandenes gasförmiges Medium, insbesondere in Form von Luft, erschwert austritt. Dadurch kann ein gewünschtes Kompressibilitätsmaß des Fluids beibehalten werden, da selbst bei einem vollständigen Austritt von gasförmigem Medium aus dem Fluid eine entsprechende Fluidmenge unter Beibehalten der wirksamen Drucksäule das fehlende Volumen ausgleichen kann.
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Die Steuereinrichtung 5 generiert aufseiten des jeweiligen Fluideinlasses 2 einen Vorspanndruck für das Fluid. Der Vorspanndruck wird im Betrieb der Steuereinrichtung 5 über mindestens eine Druckreduzierstufe, vorzugsweise jedoch über mehrere, im vorliegenden Fall fünf, Druckreduzierstufen 6, 7, 8, 9, 10, die in den, in den 1 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen in Reihe hintereinander geschaltet sind, durch einen veränderlichen Strömungsquerschnitt zwischen der Steuereinrichtung 5 und dem Ventilgehäuse 1 erzeugt, was im Folgenden noch näher erläutert werden wird. Die Steuereinrichtung 5 passt sich hierbei gemäß der Blenden- oder Bernoulli-Gleichung an den Volumenstrom an. Mit steigendem Volumenstrom, also mit steigender Strömungsgeschwindigkeit v des Fluidstromes, bewirkt das Ventil eine Minderung des hydrostatischen Fluiddruckes p insoweit, dass die Bernoulli-Gleichung erfüllt ist, d. h. dass die Summe aus hydrostatischem Fluiddruck p und dem Staudruck ( ρ / 2·ν2) an dem Fluideinlass 2 im Wesentlichen konstant ist. Von dem Ventil, insbesondere von dessen Steuereinrichtung 5, wird der hydrostatische Fluiddruck p dabei erfindungsgemäß so gesteuert, dass etwaig in dem Fluid vorhandenes gasförmiges Medium erschwert aus dem Fluid austritt, um das gewünschte Kompressibilitätsmaß des Fluids im hydraulischen Kreis, an den das Ventil im Betrieb regelmäßig angeschlossen ist, beibehalten zu können.
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Gemäß der Darstellung nach der 1 sind die Druckreduzierstufen 6, 7, 8, 9 und 10 durch jeweils eine Drosselstelle mit veränderbarem Querschnitt gebildet, indem in der als Steuerkolben 11 gebildeten Steuereinrichtung 5, von außen nach innen gesehen, Durchmesserreduzierungen angebracht sind. Diese Durchmesserreduzierungen wirken als Bestandteil der genannten Drosselstellen mit innerhalb des Ventilgehäuses 1 angeordneten vorspringenden Trennwänden 12 als weiterem Bestandteil der Drosselstellen zusammen.
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Die angesprochenen Durchmesserreduzierungen im Steuerkolben 11, sofern sie Bestandteil der genannten Drosselstellen sind, lassen sich in drei unterschiedliche Gruppen gemäß ihrem jeweils unterschiedlichen Aufbau einteilen. So bestehen Ausnehmungen 13, 14 einer ersten Art als Durchmesserreduzierung aus umlaufenden Ringkanälen, die in etwa mittig und umlaufend an kalottenartigen oder ballonartig geformten Verbreiterungen 15 des Steuerkolbens 11 angeordnet sind. Eine weitere, zweite Art von Ausnehmungen 16, 17 als Durchmesserreduzierung ist zwischen den Verbreiterungen 15 im vorderen und mittleren Bereich des Steuerkolbens 11 angeordnet und ist im Durchmesser deutlich stärker reduziert als die erste Art an Ausnehmungen 13, 14. Eine dritte Art als Durchmesserreduzierung des Steuerkolbens 11 besteht aus einer im stirnseitigen Endbereich des Steuerkolbens 11 angeordneten Verjüngung 18 sowie aus einer Verjüngung 19, ausgehend von einer unteren Verbreiterung 20 des Steuerkolbens 11 in Richtung der Fluidanschlüsse 3 gesehen.
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Die gruppenweise einander benachbarten Trennwände 12, die in Längsrichtung des Ventils gesehen mit vorgebbaren Abständen zueinander angeordnet sind, begrenzen paarweise zwischen sich jeweils einen kammerartigen Fluidraum 21, wobei im unbetätigten Zustand des Ventils gemäß der Darstellung nach der 1 der Steuerkolben 11 mit seinen Verbreiterungen 15, 20 unter Anlage mit den Innenwandbereichen der Trennwände 12 einen jeweiligen Fluidraum 21 zwischen den Trennwänden 12 gegenüber dem jeweils benachbarten Fluidraum 21 entsprechend abdichtet. Bewegt sich für eine Betätigung des Ventils, in Blickrichtung auf die 1 gesehen, der Steuerkolben 11 in Abhängigkeit der am Fluideinlass 2 anstehenden Drücke nach links, kommt es zu einem Unterfahren der jeweiligen Trennwand 12 durch die Durchmesserreduzierungen in Form der Ausnehmungen 13, 14, 16 und 17 sowie der beiden Verjüngungen 18, 19, wobei nach zunächst einer starken Androsselung im Anfahrbereich der jeweiligen Drosselkante der Drosselstellen mit zunehmendem Freigeben der Drosselquerschnitte sich die Androsselung verringert, soweit der Steuerkolben 11 sich weiter nach links bis zu seiner variablen Begrenzung 22 im Ventilgehäuse 1 bewegt.
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Die variable Begrenzung 22 ist aus einer Druckfeder gebildet, die sich zwischen dem Steuerkolben 11 und einer Abschlusswand 23 des Ventilgehäuses 1 erstreckt. Die genannte Druckfeder als variable Begrenzung 22 greift an dem freien stirnseitigen Ende des Steuerkolbens 11 in eine endseitige Verbreiterung 24 ein, die im dahingehend hinteren Endbereich des Steuerkolbens 11 diesen innerhalb des Ventilgehäuses 1 führt. Am vorderen Ende mündet der Steuerkolben 11 in eine Steuerstange 25 aus, die entlang von sternartig angeordneten Führungskörpern 27 im Ventilgehäuse 1 geführt ist.
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Die dahingehend sternartige Anordnung der Führungskörper 27 ergibt sich insbesondere aus der Darstellung nach der 2, die das Ventilgehäuse 1 in einer perspektivischen Außenansicht als Ganzes zeigt. Wie sich weiter aus der 1 ergibt, ist in Blickrichtung gesehen die ganz linke Trennwand 12 Bestandteil einer absatzartigen Verjüngung im Ventilgehäuse 1, wohingegen die in Blickrichtung auf 1 gesehen ganz rechts angeordnete Trennwand 12 aus einem abgedichteten Führungsring zwischen zwei Schaleneinsatzkörpern 28, 29 gebildet ist. Die sonstigen Trennwände 12 sind einstückiger Bestandteil des Schaleneinsatzkörpers 29 und stehen mit ihren Innenwandbereichen im Wesentlichen um den gleichen Umfang in Richtung des Steuerkolbens 11 vor. Der Steuerkolben 11 ist einstückig ausgebildet; es besteht dem Grunde nach aber auch die Möglichkeit, auf eine durchgehend ausgebildete Steuerstange 25, 30 des Steuerkolbens 9 die Verbreiterungen als Aufsetzteile, insbesondere als Aufschraubteile (nicht dargestellt), anzubringen.
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Auf der ganz linken Seite schließt das Ventilgehäuse 1 mit einer Vorsteuer-Ventileinrichtung 31 ab, wie sie näher in der 3 dargestellt ist. Ein Vorsteuerkolben 32 stützt sich zur Ansteuerung einer düsenartig ausgebildeten Ventilnadel 33 als Ventilkolben an einer Druckfeder 34 endseitig ab, die sich mit ihrem anderen Ende an einer Einstellspindel 35 abstützt, mittels der die Steifigkeit der Druckfeder 34 vorgebbar ist. Der nadelartige Ventilkolben 33 ist in Gehäuseteilen des Vorsteuer-Ventilgehäuses 36 längsverfahrbar geführt und erlaubt eine fluidführende Verbindung zwischen einem endseitigen Innenraum 38 des Ventilgehäuses 1 und einem Umgebungsdruck führenden Tankanschluss 37, sofern sich gegen den Fluiddruck in Blickrichtung auf die 3 gesehen der Ventilkolben 33 von rechts oben nach links unten entgegen der Wirkung des federbelasteten Vorsteuerkolbens 32 verschoben wird. Die Zufuhr an Fluid erfolgt dann über konisch aufeinander zulaufende Fluidöffnungen 39 im stationär angeordneten Gehäuseteil des Gesamtgehäuses 36.
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In den Innenraum 38 des Ventilgehäuses 1 mündet ein entlang der Längsachse 26 des erfindungsgemäßen Ventils im Steuerkolben 11 mittig angeordneter Fluidkanal 41, wobei in Blickrichtung auf die 1 gesehen am vorderen stirnseitigen Ende innerhalb des Fluidkanals 41 eine Blende oder Drossel 42 angeordnet ist. Über den dahingehenden stirnseitigen Fluidabgriff mittels Blende 42 und Fluidkanal 41 wird in Abhängigkeit des Vorspanndruckes, vorgegeben durch die Druckfeder 34, ein Druckabfall vonseiten des Fluideinlasses 2 des Ventils in Richtung des Tankanschlusses 37 hervorgerufen, wobei aufgrund des dahingehenden Druckabfalls dann der Steuerkolben 11, in Blickrichtung auf die 1 gesehen, von seiner rechten gezeigten Schließstellung nach links bewegt in die geöffnete Stellung kommt mit der Folge, dass die einzelnen Druckreduzierstufen 6 bis 10 den Fluidstrom derart androsseln, dass ein hoher statischer Fluiddruck innerhalb der zwischen Fluideinlass 2 und Fluidauslass 3 generierten Fluidsäule bestehen bleibt, was wiederum, wie dargelegt, dazu führt, dass etwaig im Fluid eingeschlossenes Gas nicht schlagartig austreten kann und in nachteiliger Weise das Kompressibilitätsmaß verändert. Kommt es am Fluideinlass 2 zu einem Druckabfall, schließt wiederum das Ventil als Ganzes und ein etwaiger am Fluidauslass 3 anstehender erhöhter Druck gelangt nicht auf die Fluideinlassseite 2, so dass insoweit das Ventil wie ein Rückschlagventil wirkt.
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Die weitere Ausführungsform nach den 4 und 5 wird nur noch insoweit beschreiben, als sie sich wesentlich von dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel unterscheidet. Insoweit werden für dieselben Baugruppen dieselben Bezugszeichen verwendet und die insoweit getroffenen Ausführungen gelten auch für die Ausführungsform nach den 4 und 5.
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Der wesentliche Unterschied gegenüber der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist, dass der Steuerkolben (vgl. insbesondere 5) nur noch mit konkaven Ausnehmungen 50 versehen ist, die aber nicht, wie die bisher beschriebenen Ausnehmungen, mit gleichen Durchmesserreduzierungen umfangsseitig um den gesamten Steuerkolben 11 herumreichen, sondern diesen vielmehr in der Art von segmentartigen Einschnitten unterteilen. Insbesondere stehen die Ausnehmungen 50 paarweise senkrecht zu dem nachfolgenden Paar von Ausnehmungen 50 in der Längsachse 40 des Ventils gesehen. Ferner sind, wie dies insbesondere die 5 verdeutlicht, die Ausnehmungen in Form von Radialkanälen 13, 14 vollständig weggelassen. Ansonsten baut der Steuerkolben 11 an seinen stirnseitigen Enden gleich auf wie die Ausführungsform nach der 1, wobei die 5 Dichtringflächen 52 aufzeigt, mittels denen sowohl die absatzartig sich im Durchmesser verändernde Steuerstange 25 als auch die endseitige Verbreiterung 24 mit ausgestattet sind. Wie des Weiteren die 4 verdeutlicht, liegt auch diesem Ansteuerungskonzept die bereits beschriebene Vorsteuer-Ventileinrichtung 31 zugrunde. Der Steuerkolben 11 nach den 4 und 5 lässt sich kostengünstig herstellen und aufgrund der versetzten paarweisen Anordnung an Ausnehmungen 50 ist ein stabiles Androssel- und Ansteuerverhalten für den Steuerkolben 11 im Ventilgehäuse 1 gegeben.
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Alle Ausnehmungen der zweiten Art sind bei der Lösung nach der 6 als rotationssymmetrische Nuten mit gleichem Durchmesser ausgebildet. Die insoweit sich verjüngenden inneren Durchmesser für den Steuerkolben 11 erlauben eine zunächst stärkere Androsselung und dann in gestufter Weise in Fluidrichtung immer weniger. Insbesondere wurde auch bei der Lösung nach der 6 gegenüber der Darstellung nach der 1 auf die ballonartigen Verbreiterungen 15 verzichtet; vielmehr wurden hier die Verbreiterungen 15 auf stegartige Querschnitte verringert, die nur noch geringfügig die zugeordneten Trennwände 12 in der Ausgangsstellung überdecken, wie sie Gegenstand der 6 ist. Durch die dahingehende Masseverringerung der Lösung nach der 6 ist ein schnelleres und effizienteres Ansteuerverhalten erreicht.
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Da der Vorspanndruck bei beiden erfindungsgemäßen Ventillösungen auf mehrere Druckreduzierstufen verteilt ist, wird entsprechend der bereits angesprochenen Blendengleichung die Energieumsetzung pro Drosselstufe verringert, so dass nicht nur die Strömungsgeschwindigkeit und der damit verbundene lokale Abfall des hydrostatischen Drucks reduziert ist, sondern auch in besonders energiesparender Weise das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil ansteuerbar ist, wozu auch die Vorsteuer-Ventileinrichtung mit beiträgt.
