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Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilkolben, der durch eine Druckfeder zwischen einem Ventilgehäusekörper und einem Ventilverschlusskörper vorgespannt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Montieren eines derartigen Druckbegrenzungsventils.
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Stand der Technik
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Ein Druckbegrenzungsventil dient in einem Hydrauliksystem zum Beispiel dazu, einen Systemdruck einzustellen und aufrecht zu erhalten.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Transport eines Druckbegrenzungsventils mit einem Ventilkolben, der durch eine Druckfeder zwischen einem Ventilgehäusekörper und einem Ventilverschlusskörper vorgespannt ist, zu vereinfachen.
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Die Aufgabe ist bei einem Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilkolben, der durch eine Druckfeder zwischen einem Ventilgehäusekörper und einem Ventilverschlusskörper vorgespannt ist, dadurch gelöst, dass das Druckbegrenzungsventil einen Sicherungsring umfasst, der zur Darstellung einer Transportsicherung dient. Das Druckbegrenzungsventil dient zum Beispiel dazu, einen Systemdruck auf einer Druckseite des Druckbegrenzungsventils auf eine vorausbestimmte Art und Weise zu beeinflussen. Das geschieht vorzugsweise durch Änderung von Drosselquerschnitten an Steuerkanten des Druckbegrenzungsventils. Ein vorgegebener Wert für einen Öffnungsdruck beschreibt einen Öffnungszustand, bei dem das Druckbegrenzungsventil öffnet und einen überflüssigen Volumenstrom vor dem Druckbegrenzungsventil durch einen Differenzvolumenstrom von einer Hochdruckseite in einen Niederdruckbereich leitet. Durch äußere Randbedingungen ist ein bestimmter Öffnungsquerschnitt definiert, der in Abhängigkeit von dem gewünschten Öffnungsdruck die erforderliche Federvorspannung der Druckfeder bestimmt. Diese Federvorspannung der Druckfeder wird an beziehungsweise von dem Ventilverschlusskörper abgestützt, der auch als Ventilverschlussstück bezeichnet wird. Die mechanische Federvorspannung des Druckbegrenzungsventils wird durch das Zusammenhalten des Ventilverschlusskörpers und des Ventilgehäusekörpers realisiert, die beide zusammen ein Ventilgehäuse des Druckbegrenzungsventils darstellen. Die Kraft, durch die der Ventilverschlusskörper und der Ventilgehäusekörper auseinandergedrückt werden, muss bei einem Transport des Druckbegrenzungsventils durch eine geeignete Transportsicherung aufgefangen werden. Im eingebauten Zustand kann diese Kraft mittels einer Kraftübertragung am Ventilverschlusskörper, der in einer Kavität verschraubt wird, und einer Auflage des Ventilgehäusekörpers in der Kavität aufgenommen werden. Durch die äußeren Bedingungen kann die Federkraft, mit der die Druckfeder vorgespannt ist, einen relativ hohen Wert erreichen. Dadurch wird die Transportsicherung einer hohen Belastung ausgesetzt. Mit dem Sicherungsring kann besonders vorteilhaft eine kostengünstige und prozesssichere Transportsicherung dargestellt werden, durch welche die Federvorspannung der Druckfeder beim Transport des Druckbegrenzungsventils auf einfache Art und Weise reduziert werden kann. Dadurch verringert sich dann die Belastung der Transportsicherung beim Transport des Druckbegrenzungsventils.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring als Sprengring ausgeführt ist. Der Sprengring ist zum Beispiel aus einem kreisrund gebogenen Federstahldrahtstück gebildet. Mit dem Sprengring kann die benötigte Kraft für das Zusammenhalten des Ventilverschlusskörpers und des Ventilgehäusekörpers im nicht eingebauten Zustand des Druckbegrenzungsventils, also zum Beispiel beim Transport, reduziert werden.
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Darüber hinaus wird durch die Verwendung des Sprengrings die Herstellung der Transportsicherung erheblich vereinfacht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilverschlusskörper eine Ringnut für den Sicherungsring vorgesehen ist. Die Ringnut in dem Ventilverschlusskörper kann fertigungstechnisch ebenfalls auf relativ einfache Art und Weise erzeugt werden. Die Ringnut kann zum Beispiel durch spanende Bearbeitung, insbesondere durch Drehen, in dem Ventilverschlusskörper gefertigt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut für den Sicherungsring einen kreisbogenförmigen Ringquerschnitt aufweist. Der Radius des zugehörigen Kreisbogens ist vorzugsweise etwas größer als ein Radius eines Kreisringquerschnitts des Sicherungsrings. Dadurch wird die Herstellung, insbesondere die Montage, der Transportsicherung, insbesondere des Sicherungsrings, weiter vereinfacht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilverschlusskörper eine Montagefase für den Sicherungsring aufweist. Dadurch wird das Montieren des Sicherungsrings zur Darstellung der Transportsicherung weiter vereinfacht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäusekörper einen Montageabsatz für den Sicherungsring aufweist. Über den Montageabsatz kann auf einfache Art und Weise mit dem Ventilgehäusekörper eine Montagekraft auf den Sicherungsring aufgebracht werden, um den Sicherungsring in die Ringnut zu bringen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäusekörper eine Halteschulter für den Sicherungsring aufweist. Mit der Halteschulter hält sich der Ventilgehäusekörper beim Transport des Druckbegrenzungsventils sozusagen an dem Sicherungsring fest, wenn dieser in die Ringnut des Ventilverschlusskörpers eingreift. Dadurch kann auf einfache Art und Weise die Vorspannkraft der Druckfeder beim Transport reduziert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschulter in axialer Richtung von dem Montageabsatz beabstandet ist. Durch die Größe des Abstandes kann auf einfache Art und Weise festgelegt werden, wie stark die Vorspannkraft der Druckfeder beim Transport reduziert wird. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zu einer Längsachse des Druckbegrenzungsventils.
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Bei einem Verfahren zum Montieren eines vorab beschriebenen Druckbegrenzungsventils ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich durch folgende Montageschritte gelöst: Zunächst wird der Sicherungsring auf den Ventilgehäusekörper aufgesteckt; danach wird der Ventilverschlusskörper auf den Ventilgehäusekörper mit dem Sicherungsring aufgesetzt und auf den Ventilgehäusekörper zu bewegt, bis der Sicherungsring in die Ringnut an dem Ventilverschlusskörper eingreift. Dabei entfalten die Montagefase an dem Ventilverschlusskörper und der Montageabsatz an dem Ventilgehäusekörper besonders vorteilhaft ihre vorab beschriebenen Funktionen; schließlich wird der Ventilverschlusskörper von dem Ventilgehäusekörper weg bewegt, bis der Sicherungsring an der Halteschulter des Ventilgehäusekörpers zum Anschlag kommt, wobei die Druckfeder entspannt wird. Dann kann das Druckbegrenzungsventil vor dem Einbau sicher transportiert werden. Durch das Aufsetzen und Herunterdrücken des Ventilverschlusskörpers auf den Ventilgehäusekörper wird der Sicherungsring auf einfache Art und Weise im Durchmesser verkleinert.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Ventilverschlusskörper, einen Sicherungsring und/oder einen Ventilgehäusekörper für ein vorab beschriebenes Druckbegrenzungsventil. Die genannten Teile sind separat handelbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Es zeigen:
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1 ein Druckbegrenzungsventil mit einem Sicherungsring im Längsschnitt;
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2 eine Ansicht von oben auf den Sicherungsring und die
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3 bis 7 jeweils einen Ausschnitt aus 1 zur Veranschaulichung der Montage des Sicherungsrings und der Funktion des Sicherungsrings als Transportsicherung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In den 1 und 2 ist ein Druckbegrenzungsventil 1 mit einem Ventilkolben 3 im Längsschnitt und in einer Ansicht von oben dargestellt. Der Ventilkolben 3 ist in Richtung einer Längsachse 4 in einem Ventilgehäuse 5 hin und her bewegbar. Durch eine Druckfeder 6 ist der Ventilkolben 3 in dem Ventilgehäuse 5 in 1 nach unten vorgespannt.
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Das Ventilgehäuse 5 umfasst einen Ventilverschlusskörper 8 und einen Ventilgehäusekörper 9. Der Ventilkolben 3 weist an seinem in 1 unteren Ende einen Druckzapfen 10 auf. Mit dem Druckzapfen 10 ragt der Ventilkolben 3 in ein zentrales Durchgangsloch 12, das in dem Ventilgehäusekörper 9 vorgesehen ist. An einem in 1 oberen Ende des Durchgangslochs 12 ist ein Ventilsitz 11 vorgesehen.
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Der Ventilsitz 11 ist in 1 geschlossen. Bei geschlossenem Ventilsitz 11 liegt eine an dem in 1 unteren Ende des Ventilkolbens 3 ausgebildete Dichtfläche an einer Dichtkante oder Dichtfläche an, die am oberen Ende des Durchgangslochs 12 an dem Ventilgehäusekörper 9 vorgesehen ist.
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Bei geschlossenem Ventilsitz ist eine Verbindung zwischen dem Durchgangsloch 12 und einem Innenraum 14 des Ventilgehäuses 5 unterbrochen. Wenn der Ventilkolben 3 mit seiner Dichtfläche von der Dichtkante oder Dichtfläche des Ventilgehäusekörpers 9 abhebt, dann spricht man von einem geöffneten Ventilsitz 11. Bei geöffnetem Ventilsitz 11 wird die Verbindung zwischen dem Durchgangsloch 12 und dem Innenraum 14 des Ventilgehäuses 5 freigegeben.
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Der Innenraum 14 steht mit Ausgangsbohrungen 15, 16 in Verbindung, die in dem Ventilgehäusekörper 9 vorgesehen sind. Radial außerhalb des Druckzapfens 10 ist an dem in 1 unteren Ende des Ventilkolbens 3 eine schräge Prallfläche 18 ausgebildet. Die Prallfläche 18 ist als Ringfläche ausgeführt, die sich von dem Druckzapfen 10 radial nach außen erstreckt und in 1 leicht schräg nach unten abgewinkelt ist.
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Das Druckbegrenzungsventil 1 hat zum Beispiel die Aufgabe, einen Systemdruck in einem Hydrauliksystem auf einer Druckseite des Druckbegrenzungsventils 1 auf eine bestimmte Weise zu beeinflussen. Diese Beeinflussung erfolgt ausschließlich durch Änderung von Drosselquerschnitten an Steuerkanten des Druckbegrenzungsventils 1. Ein vorgegebener Wert für einen Öffnungsdruck beschreibt einen Zustand, bei dem das Druckbegrenzungsventil 1 öffnet und einen überflüssigen Volumenstrom vor dem Druckbegrenzungsventil 1 durch einen Differenzvolumenstrom von der Hochdruckseite in einen Niederdruckbereich leitet.
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Das Druckbegrenzungsventil 1 mit dem Ventilsitz 11 ist zum Beispiel als schwebend geöffnetes Proportionalventil ausgeführt, das zur Begrenzung und/oder Einregelung eines bestimmten Flüssigkeitsdrucks verwendet wird. Bei der verwendeten Flüssigkeit handelt es sich zum Beispiel um Öl oder Kraftstoff. Das Druckbegrenzungsventil 1 wird hochdruckseitig an hydraulische Systeme angebunden, um anliegende Bauteile vor Überdruck zu schützen. Eine Besonderheit des Druckbegrenzungsventils 1 liegt zum Beispiel in einer durchflussunabhängigen Konstantdruckauslegung, die durch eine spezielle Ventilgeometrie in Kombination mit der Druckfeder 6 erzielt wird.
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Der Ventilverschlusskörper 8 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Kreiszylindermantels, der an einem in 1 unteren Kolbenführungsende offen ist. An einem entgegengesetzten in 1 oberen Ende ist der Kreiszylindermantel durch einen Boden geschlossen. In dem Boden ist eine zentrale Druckausgleichsöffnung 22 vorgesehen, die einen Druckausgleichsdurchgang zwischen einem Aufnahmeraum für die Druckfeder 6 und der Umgebung des Druckbegrenzungsventils 1 darstellt.
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Zwischen dem (nicht näher bezeichneten) Boden im oberen Ende des Ventilverschlusskörpers 8 mit der Druckausgleichsöffnung 22 und dem in 1 oberen Ende der Druckfeder 6 ist eine Einstellscheibe 23 eingespannt. Über die Dicke der Einstellscheibe 23 kann die Federvorspannkraft der Druckfeder 6 im eingebauten Zustand eingestellt werden.
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Zur Darstellung einer Transportsicherung ist ein Sicherungsring 30 teilweise in einer Ringnut 32 aufgenommen, die in dem Ventilverschlusskörper 8 vorgesehen ist. An einem in 1 unteren Ende des Ventilverschlusskörpers 8 ist eine Montagefase 34 vorgesehen, durch welche die Montage des Sicherungsrings 30 vereinfacht wird.
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Darüber hinaus ist an dem Ventilgehäusekörper 9 ein Montageabsatz 36 vorgesehen, der ebenfalls dazu dient, die Montage des Sicherungsrings 30 zu vereinfachen. Darüber hinaus ist an dem Ventilgehäusekörper 9 eine Halteschulter 38 vorgesehen, die beim Transport an dem Sicherungsring 30 zur Anlage oder zum Anschlag kommt, so dass die Vorspannung der Druckfeder 6 beim Transport reduziert wird.
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Dabei dient der Sicherungsring 30 in Kombination mit der Ringnut 32 besonders vorteilhaft zum Darstellen einer stabilen Verbindung zwischen dem Ventilverschlusskörper 8 und dem Ventilgehäusekörper 9 beim Transport des Druckbegrenzungsventils 1. Der Sprengring 30 hat in dem Ventilgehäuse 5 des Druckbegrenzungsventils 1 eine Art Freiweg, der eine Verlängerung der Druckfeder 6 gegenüber dem eingebauten Zustand erlaubt. Somit kann auf einfache Art und Weise die Federvorspannkraft der Druckfeder 6 beim Transport verringert werden.
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In den 3 bis 7 werden der Montagevorgang und die Funktion des Sprengrings 30 veranschaulicht.
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In 3 sieht man, dass der als Sprengring ausgeführte Sicherungsring 30 in einem ersten Montageschritt auf den Ventilgehäusekörper 9 aufgesteckt wird. Dabei kommt der Sicherungsring oder Sprengring 30 zur Auflage auf den Montageabsatz 36 des Ventilgehäusekörpers 9.
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In 4 ist gezeigt, wie der Ventilverschlusskörper 8 auf dem Ventilgehäusekörper 9 mit dem Sprengring 30 aufgesetzt wird. Dabei kommt die an dem Ventilverschlusskörper 8 vorgesehene Montagefasse 34 an den Sprengring 30 zur Anlage. Dadurch wird der Sprengring 30 in seinem Durchmesser verkleinert, wie in 4 durch einen Pfeil 41 angedeutet ist.
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Durch diese Reduzierung des Durchmessers des Sprengrings 30 kann der Ventilverschlusskörper 8, der auch als Ventilverschlussstück bezeichnet wird, über den Sprengring 30 geschoben werden, bis ein an dem Ventilverschlusskörper 8 vorgesehener Absatz 44 an dem in den 4 bis 6 oberen Ende des Ventilgehäusekörpers 9 zur Anlage kommt, wie man in 6 sieht.
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5 zeigt einen Zwischenzustand beim Herunterdrücken des Ventilverschlusskörpers 8
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In 6 sieht man, dass der Sprengring 30 in die Ringnut 32 eingreift, wenn der Absatz 44 des Ventilverschlusskörpers 8 an dem Ventilgehäusekörper 9 anschlägt.
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In 7 sieht man, wie die Transportsicherung bei einer Abnahme der Presskraft auf den Ventilverschlusskörper 8 ihre Funktion entfaltet. Bei Abnahme der Presskraft bewegt sich der Sprengring 30 mit dem Ventilverschlusskörper 8 im vorgesehenen Freiweg und ermöglicht eine Verlängerung der Druckfeder 6. Die Verlängerung der Druckfeder 6 entspricht dem Abstand zwischen dem Absatz 44 an dem Ventilverschlusskörper 8 und dem in 7 oberen Ende des Ventilgehäusekörpers 9.
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Beim Einbau des Druckbegrenzungsventils 1 nach dem Transport verbleibt der Sicherungsring 30 vorteilhaft in dem Druckbegrenzungsventil 1. Beim Einbau des Druckbegrenzungsventils 1 wird der Ventilverschlusskörper 8 wieder auf den Ventilgehäusekörper 9 zu bewegt, wobei die Druckfeder 6 komprimiert wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Druckfeder 6 im eingebauten Zustand ihre gewünschte Vorspannkraft hat.
