DE102020216440A1 - Ventil - Google Patents

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Tobias Michel
Lukas Wirthmann
Albrecht Kessler
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Offenbart ist ein hydrostatisches Ventil mit einem Ventilgehäuse mit einer Ventilbohrung und einem darin zumindest abschnittsweise aufgenommenen, in Axialrichtung betätigbaren Ventilkörper, der über eine Schraubenfeder in eine axiale Grundstellung gespannt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein gattungsgemäßes Ventil hat einen Ventilkörper, der in einer Ventilbohrung verschieblich aufgenommen ist. Er ist in eine Grundstellung, diese kann eine Mittel- oder Neutralstellung oder eine End- oder Anschlagstellung sein, mit einem Spannmittel vorgespannt.
  • Die Betätigung erfolgt entgegen der Kraft des Spannmittels durch Beaufschlagung mit Steuerdruckmittel oder die Wirkung eines Elektromagneten oder eines anderen Betätigungsmittels.
  • Zur Vermeidung von erhöhtem Verschleiß durch Rotation des Ventilkörpers kann dieser drehfest in der Ventilbohrung angeordnet sein, wodurch er nur axial betätigt werden kann und umfängliche Bewegungen unterbunden sind.
  • Durchgesetzt hat sich als Spannmittel eine Schraubenfeder, insbesondere in Druckfederausführung. Dabei kann je nach gewünschtem Spannverhalten und gewünschter Spannkraft eine einzelne Feder oder ein Federpaket oder eine Federanordnung mit mehreren, parallel oder in Reihe geschalteten, Federelementen zur Anwendung kommen.
  • Im Draht der Schraubenfeder tritt bei Belastung bauartbedingt ein Torsionsmoment auf. Das hat den Effekt, dass sich der Draht mit einem Drehwinkel φ tordiert. Zudem resultiert die Belastung in einem Scherwinkel γ, der zu einer Verzerrung des Drahtes führt. Der Drehwinkel φ vergrößert sich je kleiner ein Durchmesser und je länger ein Federweg der Schraubenfeder ist. In Folge wird eine Verdrehung des Endabschnitts der Schraubenfeder um deren Längsachse induziert.
  • Allerdings sind die Endabschnitte der Schraubenfeder über ihre Anlage an Federtellern oder Gehäuseabschnitten in Drehrichtung aufgrund der hohen Axialkraft und daraus resultierenden Haftreibung mehr oder weniger drehfest angeordnet. Gleiches gilt für den Endabschnitt, der am Ventilkörper anliegt, insbesondere wenn dieser wie oben erwähnt drehfest in der Ventilbohrung angeordnet ist. Ein Teil der bei Betätigung des Ventilkörpers an der Schraubenfeder verrichteten Arbeit wird demzufolge als potentielle Torsionsenergie des Endabschnitts - bezogen auf die Längsachse der Schraubenfeder - gespeichert, anstatt zur Kompression der Schraubenfeder in Axialrichtung beizutragen.
  • Wird ein Losbrechmoment des an der Anlage haftenden Endabschnitts überschritten, dreht dieser Endabschnitt der Schraubenfeder schlagartig frei und die als Torsionsenergie gespeicherte Arbeit steht der Schraubenfeder plötzlich als Hubarbeit zur Verfügung, sodass der Ventilkörper schlagartig einen zusätzlichen Hub ausführt, was ein unerwünschtes Verhalten ist und die Güte oder Reproduzierbarkeit der mit dem Ventil erzielbaren Steuerung mindert.
  • Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Ventil mit verbesserter Güte oder Reproduzierbarkeit der mit ihm erzielbaren Steuerung zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Ventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Ventils sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 beschrieben.
  • Ein hydrostatisches Ventil hat ein Ventilgehäuse mit einer Ventilbohrung. In dieser ist ein in Axialrichtung betätigbarer Ventilkörper zumindest abschnittsweise aufgenommenen. Insbesondere um den Ventilkörper in einer unbetätigten Grundstellung definiert vorzuhalten, ist er über eine Schraubenfeder in eine axiale Grundstellung gespannt. Erfindungsgemäß ist die Schraubenfeder zumindest an einem ihrer Endabschnitte über eine reibarme Auflage abgestützt.
  • Die reibarme Auflage hat den Effekt, dass beim Spannen der Schraubenfeder die Drehbewegung des Endabschnitts um die Längsachse der Schraubenfeder ermöglicht wird. So wird die eingangs beschriebene, induzierte Drehbewegung des Endabschnitts nicht mehr als potentielle Energie in der Schraubenfeder gespeichert. Zum einen geht dadurch - abgesehen von anderweitigen Verlusten - die ganze Betätigungsarbeit in die Kompression der Schraubenfeder ein, sodass bei gegebenem Hub und gegebener Schraubenfeder gegenüber einem herkömmlichen Ventil weniger Betätigungsarbeit verrichtet werden muss, und andererseits entfällt das oben beschriebene Losbrechen des Endabschnitts und das damit verbundene, sprunghafte Hubverhalten des Ventilkörpers. Somit ist ein Ventil mit verbesserter Güte oder Reproduzierbarkeit der mit ihm erzielbaren Steuerung geschaffen.
  • Die Schraubenfeder kann als Druckfeder oder als Zugfeder ausgestaltet sein.
  • Der Ventilkörper ist in einer Weiterbildung durch eine Beaufschlagung mit Steuerdruckmittel oder durch Wirkung eines Elektromagneten des Ventils oder eines anderen Betätigungsmittels betätigbar.
  • Der genannte Effekt ist besonders groß, wenn der Ventilkörper in einer Weiterbildung in der Ventilbohrung drehfest aufgenommen ist. Bei einer Weiterbildung mit drehbar in seiner Ventilbohrung aufgenommenem Ventilkörper ist der Effekt ebenfalls gegeben, wenn auch nicht so ausgeprägt, da der Ventilkörper die Verdrehung des Endabschnitts der Schraubenfeder anteilig durch seine Rotation in der Ventilbohrung ausgleichen kann.
    Vorzugsweise ist die reibarme Auflage als Axiallager ausgebildet.
  • Die Auflage ist in einer Weiterbildung vorrichtungstechnisch einfach einstückig oder alternativ mehrstückig ausgebildet.
  • In einer Variante ist sie als Wälzlager, in einer anderen als Gleitlager ausgebildet. Das Wälzlager ist vorzugsweise in der Form eines Axial-Nadellagers ausgeführt, wie es beispielsweise von der Internetseite https://www.skf.com/at/products/rolling bearings/roller-bearings/needle-roller-thrust-bearings bekannt ist. Es umfasst beispielsweise zwei ebene, kreisringförmige Scheiben welche die Laufbahnen für die Wälzkörper bilden. Zwischen den Scheiben ist eine Vielzahl von kreiszylindrischen Wälzkörpern angeordnet, deren Breite vorzugsweise wenigstens 3-mal so groß wie deren Durchmesser ist. Die Wälzkörper werden vorzugsweise von einem Käfig in einem vorgegeben Abstand gehalten.
  • Die Schraubenfeder ist in einer Variante von nur einem Schraubenfederelement ausgebildet, wodurch ein einfacher Aufbau gegeben ist. In einer anderen Variante ist sie von mehreren Schraubenfederelementen gebildet, die zum Erreichen einer gewünschten Federkennlinie in Reihe oder parallel geschaltet sind.
  • In einer Weiterbildung der Schraubenfeder mit parallel geschalteten oder parallel angeordneten Schraubenfederelementen sind Endabschnitte der Schraubenfederelemente über die reibarme Auflage an einem gleichen Maschinenelement abgestützt. Hier zeigt sich der Vorteil der erfindungsgemäßen Abstützung besonders anschaulich. Durch die parallele Anordnung erfahren die Schraubenfederelemente die gleiche Dehnung oder Kompression. Aufgrund der Unterschiedlichkeit der Schraubenfederelemente in geometrischer Ausgestaltungen oder bezüglich ihrer Kennwerte wie Federrate und dergleichen, resultieren an den Endabschnitten unterschiedliche Verdrehwinkel. Aufgrund der reibarmen Auflage, an der sie erfindungsgemäß abgestützt sind, können sich diese Verdrehwinkel tatsächlich einstellen.
  • In einer Weiterbildung ist wenigstens dasjenige der parallel geschalteten oder angeordneten Schraubenfederelemente an einem seiner Endabschnitte über die reibarme Auflage abgestützt, welches einen größeren oder größten Verdrehwinkel der Schraubenfederelemente aufweist. Insbesondere ist dies ein schwächeres oder schwächstes der Schraubenfederelemente. So ist die reibarme Auflage auf dasjenige Schraubenfederelement begrenzt, bei dem sich aufgrund seines vergleichsweise großen Drehwinkels der größte Effekt erzielen lässt. Dies optimiert den vorrichtungstechnischen Aufwand.
  • Insbesondere sind die Schraubenfederelemente der Schraubenfeder zu einem Federpaket zusammengefasst. Das Federpaket kann so als kompakte bauliche Einheit montiert oder demontiert werden.
  • Das Maschinenelement ist beispielsweise ein Federteller, der Ventilkörper oder ein gehäusefester Anschlag.
  • Im Falle parallel geschalteter Schraubenfederelemente ist der Endabschnitt der Schraubenfeder von Endabschnitten der Schraubenfederelemente gebildet.
  • Da die induzierte Verdrehung des Endabschnitts um die Längsachse für Schraubenfederelemente unterschiedlicher Dimensionierung unterschiedlich groß ist, könnte bei Abstützung mehrerer Endabschnitte von Schraubenfederelementen, beispielsweise gemeinsam auf nur einem Lagerring eines Axial-Wälzlagers, der erfindungsgemäße Effekt zunichtegemacht werden. Daher ist grundlegend die Entkopplung der Endabschnitte wichtig.
  • Für diesen Fall ist die Auflage in einer Weiterbildung derart ausgestaltet, dass über sie die Endabschnitte der einzelnen Schraubenfederelemente voneinander entkoppelt abgestützt sind. Jeder der Endabschnitte kann also die ihm eigene Drehbewegung in Abhängigkeit der Dehnung oder Kompression des betreffenden Schraubenfederelementes ausführen, ohne von den anderen Endabschnitten behindert zu werden.
  • In einer Variante ist dies so realisiert, dass die Auflage in einzelne Auflageelemente geteilt ist, denen jeweils einer der Endabschnitte der Schraubenfederelemente zugeordnet ist. Dies kann sowohl in der Ausführung als Wälzlager als auch als Gleitlager vorgesehen sein.
  • Bei Abstützung mehrerer Endabschnitte von Schraubenfederelementen gemeinsam auf nur einem Gleitlager ist diese Entkopplung allerdings bauartbedingt bereits gegeben und muss nicht zwingend durch die genannte Teilung realisiert werden. Bei Ausbildung als Gleitlager kann somit die Auflage durchaus einstückig sein, ohne die Entkopplung zu gefährden, solange die Endabschnitte auf unterschiedlichen Radien der Auflage abgestützt sind.
  • Eine Weiterbildung mit einem Gleitlager aus mehreren getrennten Auflageelementen erweist sich hingegen bei axial beabstandeten Stützstellen der Endabschnitte der Schraubfederelemente als vorteilhaft.
  • In einer Weiterbildung ist ein Federteller vorgesehen, an dem der Endabschnitt der Schraubenfeder oder wenigstens einer der Endabschnitte der Schraubenfederelemente abgestützt ist.
  • Die reibmindernde Wirkung der Auflage ist erreichbar, indem die Auflage diesseits, zwischen Federteller und jeweiligem Endabschnitt, oder jenseits des Federtellers angeordnet ist. Im ersten Fall ist der Endabschnitt unmittelbar an der Auflage reibarm abgestützt, im zweiten Fall ist der Federteller unmittelbar an der Auflage reibarm abgestützt, das heißt der Endabschnitt ist mittelbar über den Federteller an der reibarmen Auflage abgestützt. In beiden Fällen wird durch die reibarme Auflage die Drehbewegung des Endabschnitts ermöglicht.
  • Die Schraubenfeder kann in einer Weiterbildung zwischen zwei Federtellern angeordnet sein. Hierfür ist dem erstgenannten Federteller gegenüber ein anderer Federteller vorgesehen, an dem der andere Endabschnitt der Schraubenfeder, oder wenigstens einer der anderen Endabschnitte der Schraubenfederelemente, abgestützt ist. Über die beiden Federteller ist insbesondere ein Spannen des Ventilkörpers in eine Mittel- oder Neutralstellung ermöglicht.
  • In einer Weiterbildung ist der oder sind die Federteller, insbesondere in Radial- und in Axialrichtung, gestuft ausgebildet.
  • Grundlegend ist der erfindungsgemäße Effekt der freien Drehung des Endabschnitts bereits erfüllt, wenn nur einer der Endabschnitte der Schraubenfeder an der reibarmen Auflage abgestützt ist. Ergänzend kann natürlich der andere Endabschnitt erfindungsgemäß reibarm abgestützt sein.
  • Bei Verwendung mehrerer Schraubenfederelemente ist es in einer Weiterbildung möglich, dass die Endabschnitte wechselseitig reibarm abgestützt sind. Das heißt, dass die reibarme Abstützung der Endabschnitte nicht nur an einer Seite der Schraubenfeder erfolgt, sondern in Abhängigkeit des jeweiligen Schraubenfederelementes an dessen einem oder anderen Endabschnitt. So kann beispielsweise individuell auf den zur reibarmen Abstützung zur Verfügung stehenden Bauraum im Bereich des Ventilkörpers konstruktiv eingegangen werden.
  • Die Grundstellung kann eine Mittel- oder Neutralstellung oder eine Endstellung oder dergleichen sein.
  • Insbesondere im Falle des in die Endstellung belasteten oder gespannten Ventilkörpers ist unabhängig von einer Betätigungsrichtung eine Stützstelle der Schraubenfeder gehäusefest und die gegenüber angeordnete Stützstelle der Schraubenfeder ventilkörperfest.
  • Insbesondere im Falle des in die Mittel- oder Neutralstellung gespannten Ventilkörpers ist in einer Betätigungsrichtung eine Stützstelle der Schraubenfeder gehäusefest und ihre gegenüber angeordnete Stützstelle ventilkörperfest, wobei in der anderen Betätigungsrichtung die eine Stützstelle ventilkörperfest und die gegenüber angeordnete Stützstelle gehäusefest ist. Diese Lösung hat in einer Weiterbildung Federteller, die jeweils am Ventilkörper einseitig in ihrem Hub begrenzt sind.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen
    • 1 zeigt ein stark schematisiert dargestelltes Ventil gemäß einem Ausführungsbeispiel, mit einem Ausschnitt eines Längsschnitts, und
    • 2 das Ventil gemäß 1 mit vergrößertem Ausschnitt.
  • Gemäß 1 hat ein Ventil 1 ein Ventilgehäuse 2 und eine daran angesetzte Gehäuseabdeckung 6. Das Ventil 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Wegeventil mit den Anschlüssen P, der mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist, T, der mit einer Druckmittelsenke oder einem Tank verbindbar ist, sowie A und B, die mit je einem Arbeitsanschluss eines hydrostatischen Verbrauchers verbindbar sind, ausgestaltet. Zudem ist ein Steuerdruckmittelanschluss Ps zur Versorgung mit Steuerdruckmittel und zum Betätigen des Ventils 1 vorgesehen.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 1 als proportional verstellbares 4/3-Wege-Ventil mit federzentrierter Grund- oder Mittelstellung ausgestaltet und hat zur Steuerung von Druckmittelverbindungen der genannten Anschlüsse P, T, A, B miteinander, und deren Trennung voneinander, einen in einer Ventilbohrung 8 des Ventilgehäuses 2 axial verschieblich aufgenommenen Ventilkörper oder Ventilschieber 10 mit Steuerkanten.
  • Der Ventilkörper 10 erstreckt sich weitgehend, zumindest mit seinen relevanten Steuerkanten, innerhalb des Ventilgehäuses 2, für den Betrachter nicht einsehbar. Der Ventilkörper 10 ist zur Vermeidung von erhöhtem Verschleiß durch verdrehsicher im Ventilgehäuse 2 geführt. Eine Rotation um seine Längsachse ist also unterbunden und er kann sich ausschließlich axial bewegen. Da solche Ventile 1 und ihr Aufbau bezüglich Steuerbünden, Steuerkanten und deren Zusammenwirken mit den Anschlüssen P, T, A, B zugeordneten Druckmittelräumen hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt sind, wird an dieser Stelle auf weiterführende Erläuterungen diesbezüglich verzichtetet.
  • In der Gehäuseabdeckung 6 ist eine als Schraubenfeder 12 ausgebildete Spanneinrichtung angeordnet, über die der Ventilkörper 10 in die später genauer erläuterte, unbetätigte Grund- oder Mittelstellung spannbar, insbesondere gespannt ist.
  • 2 zeigt den Bereich des Längsschnitts gemäß 1 in vergrößerter Darstellung. Im Ventilgehäuse 2 sind dem Arbeitsanschluss A und dem Tankanschluss T zugeordnete, sich radial umfänglich zur Ventilbohrung 8 erstreckende Druckmittelräume 14 und 16 axial beabstandet angeordnet. Sie sind in der dargestellten Grundstellung über einen Steuerbund 18 mit einer Steuerkante 20, die mit der Ventilbohrung 8 zusammenwirkt, fluidisch getrennt. Weitere Steuerbünde, -kanten und Druckmittelräume sind aus oben genanntem Grund nicht dargestellt.
  • In die Gehäuseabdeckung 6 hinein erstreckt sich der Ventilkörper 10 mit einem Dorn 22, der an seinem freien Endabschnitt über eine Rotationssicherung mittels Kugeln 24 axial beweglich und radial abgestützt gelagert ist. Dabei sind die Kugel gehäusefest angeordnet und in einer jeweiligen Axialnut des Dorns 22 abrollbar aufgenommen.
  • Der Dorn 22 hat zwei axial beabstandete, zueinander weisende Anschläge 26, 28, von denen der eine 26 am Dorn 22 als Radialschulter und der andere 28 als am Dorn 22 axial festgelegtes, angesetztes Anschlagelement ausgebildet ist.
  • An den Anschlägen 26, 28 ist jeweils ein gestufter Federteller 30, 32 mit seiner radial inneren Stufe 34, 36 in Anlage. Mit einem Mantelabschnitt umfasst der jeweilige Federteller 30, 32 den Anschlag 26, 28, wobei am jeweiligen Ende des Mantelabschnitts eine jeweilige radial äußere Stufe 38, 40 des Federtellers 30, 32 ansetzt.
  • Aufgrund der Beweglichkeit des Ventilkörpers 10 mit Bezug zum Ventilgehäuse 2 und zur Gehäuseabdeckung 6, sind die beiden Anschläge 26, 28 beweglich, also nicht gehäusefest.
  • Am Ventilgehäuse 2 und der Gehäuseabdeckung 6 sind gehäusefeste Anschläge 42, 44 vorgesehen, von denen der eine 42 dem einen Federteller 30 und der andere 44 dem anderen Federteller 32 zugeordnet ist.
  • Die Schraubenfeder 12 hat zwei parallel geschaltete, koaxial angeordnete Schraubenfederelemente 46, 48, die zwischen den Federtellern 30, 32 eingespannt sind.
  • Das erste oder radial innere Schraubenfederelement 46 ist mit seinem einen Endabschnitt 50 in mittelbarer Anlage mit der radial inneren Stufe 34 des einen Federtellers 30 und mit seinem anderen Endabschnitt 52 in unmittelbarer Anlage mit der radial inneren Stufe 36 des anderen Federtellers 32.
  • Das zweite oder radial äußere Schraubenfederelement 48 ist mit seinem einen Endabschnitt 54 in mittelbarer Anlage mit der radial äußeren Stufe 38 des einen Federtellers 30 und mit seinem anderen Endabschnitt 56 in unmittelbarer Anlage mit der radial äußeren Stufe 40 des anderen Federtellers 32.
  • Die mittelbare Anlage der Endabschnitte 50, 54, der Schraubenfederelemente 46, 48 am Federteller 30 ist erfindungsgemäß über eine jeweils gesonderte, reibarme Auflage 58, 60 realisiert.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die reibarme Auflage 58, 60 jeweils als Ringscheibe aus Polytetrafluoräthylen gebildet.
  • Alternativ kann sie beispielsweise als Axial-Nadel- oder -Rollen-Lager ausgebildet sein, oder dergleichen.
  • 2 zeigt die federzentrierte Mittelstellung des Ventilkörpers 10. Hierbei ist der Ventilkörper 10 unbetätigt, das heißt nicht mit Steuerdruck Ps beaufschlagt, und alle Druckmittelverbindungen sind getrennt. Am Ventilkörper 10 wirken lediglich die Vorspannkräfte der Schraubenfederelemente 46, 48, die ausgeglichen sind.
  • In der Grundstellung sind die radial äußeren Stufen 38, 40 der Federteller 30, 32 aufgrund der Vorspannung der Schraubenfederelemente 46, 48 in Anschlag mit den gehäusefesten Anschlägen 42, 44 und die radial inneren Stufen 34, 36 der Federteller 30, 32 sind in Anschlag mit den ventilkörperseitigen Anschlägen 26, 28 am Dorn 22.
  • Es erfolgt nun die Betätigung des Ventils 1 und die Beaufschlagung einer Steuerfläche des Ventilkörpers 10 derart, dass dieser sich in 2 nach rechts bewegen soll, um den Druckmittelraum 14 mit dem Druckmittelraum 16 in 2 links fluidisch zu verbinden. Dadurch werden im gezeigten Ausführungsbeispiel der Arbeitsanschluss A mit dem Tank T und der Arbeitsanschluss B mit dem Druckanschluss P verbunden (letzteres ist nicht dargestellt).
  • Der Steuerdruck Ps muss dazu solange ansteigen, bis die Vorspannung der Schraubenfederelemente 46, 48 überwunden wird. Erst dann beginnt der Ventilkörper 10, sich nach rechts zu bewegen. Er nimmt über seinen einen Anschlag 26 den einen Federteller 30 mit, wodurch dieser vom ihm zugeordneten, gehäusefesten Anschlag 42 abhebt und beginnt, die beiden Schraubenfederelemente 46, 48 zu komprimieren.
  • Hierbei kommt es, bedingt durch die Bauart der Schraubenfederelemente 46, 48, zu der eingangs beschriebenen, induzierten Drehbewegung der einen Endabschnitte 50, 54 der Schraubenfederelemente 46, 48 um deren Mittelachse 62.
  • Anders als bei herkömmlich abgestützten, das heißt reibbehaftet abgestützten Endabschnitten, können die Endabschnitte 50, 54 ihre induzierte Drehbewegung - in 2 durch einen Rotationspfeil symbolisiert - ausführen. Dadurch wird vermieden, dass die vom Steuerdruckmittel an den Schraubenfederelementen 46, 48 verrichtete Betätigungsarbeit durch reibbedingte Hemmung dieser Drehbewegung in potentielle Federenergie gewandelt und gespeichert wird, welche beim Losbrechen, also beim Überwinden der Haftreibung, unkontrolliert frei werden würde und einen Sprung des Ventilkörpers 10 in axialer Richtung und damit einen Sprung des jeweiligen Strömungsquerschnitts der Druckmittelverbindungen A-T und P-B bewirken würde.
  • Durch die eine reibarme oder durch die mehreren reibarmen Auflagen ist somit erfindungsgemäß eine Federkennlinie der Schraubenfeder von höherer Güte und minimierter Hysterese geschaffen.
  • Damit ist erfindungsgemäß verbunden, das eine Hysterese im Verhalten des Ventils, insbesondere bezüglich des Hubes des Ventilkörpers in Abhängigkeit des Steuerdrucks Ps, minimiert ist, wodurch das Ventil eine höhere Güte der Steuerung ermöglicht.
  • Hinzukommt, dass die Schraubenfeder weniger innere Spannungen aufbauen und speichern muss. Die Torsionsbelastung des Federdrahtes ist somit verringert. Über die Dauer führt dies zu einem geringeren Verschleiß der Schraubenfeder, insbesondere aber auch zu einer erhöhten Lebensdauer, was das Einhalten ihrer Spezifikation betrifft.
  • Des Weiteren sind sowohl die Stützstellen oder Anschläge, sowie die dort reibarm abgestützten Endabschnitte - im gezeigten Ausführungsbeispiel sind dies die Stufen 34, 38, sowie die Endabschnitte 50, 54 - nicht mehr durch die dort bei herkömmlicher Lösung auftretenden Reibspannungen belastet. Auch dies führt zu geringerem Verschleiß und höhere Lebensdauer.
  • Eine so erfindungsgemäß bezüglich Hysterese und Wiederholgenauigkeit verbesserte Federkennlinie wird den stetig steigenden Anforderungen bezüglich Steuerbarkeit und Genauigkeit in der Hydraulik, vor allem mit dem verstärkten Trend hin zur Elektrohydraulik mit Sensorik und Software, gerecht.
  • Das erfindungsgemäß ausgestaltete Ventil kann insbesondere in der Mobilhydraulik und überall dort Verwendung finden, wo ein Ventilkörper entgegen einer Schraubenfeder betätigbar ist. Die Betätigung kann abweichend vom gezeigten elektromagnetisch oder per Handhebel erfolgen. Das Ventil kann beispielsweise als Rückschlagventil, Schaltventil, Logikventil, Druckregelventil, Druckreduzierventil, Druckbegrenzungsventil oder dergleichen ausgestaltet sein.
  • Abweichend vom gezeigten kann die Bauform die eines Sitzventils sein.
  • Die Betätigung oder Verstellung des Ventilkörpers kann abweichend von der gezeigten proportionalen Betätigung oder stetigen Verstellung schaltend ausgeprägt sein, sodass das Ventil als Schalt-Ventil ausgestaltet ist.
  • Offenbart ist ein Ventil mit einem betätigbaren Ventilkörper, der über eine Schraubenfeder in eine Grundstellung gespannt ist, aus der heraus er betätigbar ist, wobei ein Endabschnitt der Schraubenfeder in Axialrichtung an einer reibarmen Auflage, und somit um die Axialrichtung reibarm drehbar, abgestützt ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ventil
    2
    Ventilgehäuse
    6
    Gehäuseabdeckung
    8
    Ventilbohrung
    10
    Ventilkörper
    12
    Schraubenfeder
    14, 16
    Druckmittelraum
    18
    Steuerbund
    20
    Steuerkante
    22
    Dorn
    24
    Rotationssicherung
    26, 28
    Anschlag
    30, 32
    Federteller
    34, 36
    Stufe
    38, 40
    Stufe
    42, 44
    Anschlag
    46, 48
    Schraubenfederelemente
    50, 54
    ein Endabschnitt
    52, 56
    anderer Endabschnitt
    58, 60
    reibarme Auflage
    62
    Mittelachse
    P
    Druckanschluss
    T
    Tankanschluss
    A, B
    Arbeitsanschluss
    Ps
    Steuerdruckanschluss

Claims (10)

  1. Hydrostatisches Ventil mit einem Ventilgehäuse (2, 6) mit einer Ventilbohrung (8) und einem darin zumindest abschnittsweise aufgenommenen, in Axialrichtung betätigbaren Ventilkörper (10), der über eine Schraubenfeder (12) in eine axiale Grundstellung gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (12) zumindest an einem Endabschnitt (50, 54) über eine reibarme Auflage (58, 60) abgestützt ist.
  2. Ventil nach Anspruch 1, wobei der Ventilkörper (10) in der Ventilbohrung (8) verdrehfest aufgenommen ist.
  3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die reibarme Auflage (58, 60) als Axiallager ausgebildet ist.
  4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die reibarme Auflage als Wälzlager oder als Gleitlager (58, 60) ausgebildet ist.
  5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schraubenfeder (12) parallel geschaltete Schraubenfederelemente (46, 48) hat und der Endabschnitt der Schraubenfeder (12) von Endabschnitten (50, 54) der Schraubenfederelemente (46, 48) gebildet ist.
  6. Ventil nach Anspruch 5, wobei die reibarme Auflage von einzelnen Auflageelementen (58, 60) gebildet ist, an denen die Endabschnitte (50, 54) der Schraubenfederelemente (46, 48) voneinander unabhängig abgestützt sind.
  7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach Anspruch 5 oder 6 mit einem Federteller (30), an dem der Endabschnitt der Schraubenfeder oder wenigstens einer der Endabschnitte (50, 54) der Schraubenfederelemente (46, 48) abgestützt ist.
  8. Ventil nach Anspruch 7, und wobei die Auflage (58, 60) diesseits, zwischen Federteller (30) und jeweiligem Endabschnitt (50, 54), oder jenseits des Federtellers angeordnet ist.
  9. Ventil nach Anspruch 7 oder 8 mit einem gegenüber angeordneten Federteller (32), an dem ein anderer Endabschnitt der Schraubenfeder oder wenigstens einer von anderen Endabschnitten (52, 56) der Schraubenfederelemente (46, 48) abgestützt ist.
  10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Grundstellung eine Mittel- oder Neutralstellung oder eine Endstellung ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3303872A1 (de) 1983-02-05 1984-08-09 NEUMO Apparatebau, Metallgießerei GmbH, 7134 Knittlingen Betaetigungsvorrichtung fuer einen schwenkbaren ventilkoerper eines ventils
DE19757088A1 (de) 1997-12-20 1999-06-24 Bosch Gmbh Robert Hydraulisches Steuerventil

Patent Citations (2)

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Non-Patent Citations (1)

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Title
HAUPTVERWALTUNG DER SKF GRUPPE: Axial-Nadellager. 4 S. URL: https://www.skf.com/at/products/rolling-bearings/roller-bearings/needle-roller-thrust-bearings [abgerufen am 22.02.2021]

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