DE1077019B

DE1077019B - Auxiliary controlled pressure relief valve for hydraulic systems that opens in the direction of flow

Info

Publication number: DE1077019B
Application number: DEK34729A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Klueppelberg
Original assignee: Kracht Pumpen und Motorenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Kracht Pumpen und Motorenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1958-04-26
Filing date: 1958-04-26
Publication date: 1960-03-03

Description

Die Erfindung- betrifft ein hilfsgesteuertes, in Zuflußrichtung öffnendes Überdrucksicherheitsventil für hydraulische Anlagen mit einer Gegendruckkammer.The invention relates to an auxiliary controlled, in the inflow direction Opening overpressure safety valve for hydraulic systems with a counter pressure chamber.

Nach einem bekannten Sicherheitsventil mit einem als Differentialkolbenschieber ausgebildeten Hilfsventil wird im normalen Betriebszustand der Kolben mit dem größeren Querschnitt von beiden Seiten durch das Druckmedium beaufschlagt, während der Kolben mit dem kleineren Querschnitt in einer Kammer angeordnet ist, die über eine drosselnd wirkende Öffnung mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Innerhalb dieser Kammer ist dabei weiter ein Kolben mit großem Querschnitt angeordnet. Im Betrieb hebt zunächst der Kolben mit dem kleineren Querschnitt von seinem Sitz ab, so daß sich in der genannten Kammer ein durch die Größe der Drosselöffnung festgelegter Druck aufbaut, der auf den in dieser Kammer angeordneten großen Kolben wirkt, wodurch die Wirkung des Kolbens mit dem kleineren Durchmesser nach erfolgtem Abheben unterstützt wird.According to a known safety valve with an auxiliary valve designed as a differential piston slide the piston with the larger cross-section passes through on both sides in normal operating conditions the pressure medium is applied while the piston with the smaller cross section is arranged in a chamber which is in communication with the atmosphere via a throttling opening. Within a piston with a large cross section is arranged in this chamber. Lifts in operation first of all the piston with the smaller cross-section from its seat, so that it is in said Chamber builds up a pressure determined by the size of the throttle opening, which is equal to that in this chamber arranged large piston acts, whereby the effect of the piston with the smaller diameter is supported after it has been lifted off.

Dieses bekannte Überdruckventil hat den Nachteil, daß, ebenso wie bei anderen bekannten Überdruckventilen, Drosselstellen vorgesehen sind, durch welche die Schaltdrücke aufgebaut werden. Derartige Drosselstellen sind aber in höchstem Maße gegen Verschmutzungen des Öles empfindlich, was insbesondere bei Verwendung von Rohölen oder sonstigen ölen mit hohem Verschmutzungsgrad nachteilig ist. Mit Drosselwirkung arbeitende Ventile reagieren darüber hinaus sehr feinfühlig auf Änderungen in der Viskosität des Drucköles.This known pressure relief valve has the disadvantage that, as with other known pressure relief valves, Throttle points are provided through which the switching pressures are built up. Such Throttle points are extremely sensitive to contamination of the oil, which is particularly important when using crude oils or other oils with a high degree of pollution is disadvantageous. With Valves that work with a throttling effect also react very sensitively to changes in viscosity of the pressure oil.

Es ist weiter ein Sicherheitsventil bekannt, bei dem eine Membran vorgesehen ist, die sich zwischen zwei Ventilsitzen bewegt, wobei in der einen Endstellung die Gegendruckkammer mit der Atmosphäre und in der anderen Endstellung die Gegendruckkammer mit der Druckseite des Ventils in Verbindung steht. Bei dieser Konstruktion tritt beim Ansprechen des Sicherheitsventils jeweils ein Schwebezustand ein, bei dem das Druckmedium über die Verbindungskanäle von der Druckseite des Ventils in die Atmosphäre ausströmen kann. Es treten hier also erhebliche Leckverluste auf.It is also known a safety valve in which a membrane is provided, which is between two Valve seats moved, with the counter-pressure chamber in one end position with the atmosphere and in the other end position, the back pressure chamber is in communication with the pressure side of the valve. at With this construction, when the safety valve responds, a floating state occurs in which the pressure medium flow out through the connection channels from the pressure side of the valve into the atmosphere can. There are therefore considerable leakage losses here.

Es ist weiter ein Sicherheitsventil für Hydraulikanlagen bekannt, bei dem das Ventil durch den Druck der Flüssigkeit auf seinen Sitz, gepreßt wird und gegen diesen Druck öffnet. Zur Steuerung des Ventils sind hier zwei parallel geschaltete, federbelastete Kolbenschieber vorgesehen, die so eingestellt sind, daß bei steigendem Druck einer von ihnen zunächst die Ablaufleitung der Gegendruckkammer abschließt, worauf dann bei weiterer Drucksteigerung der zweite der Druckflüssigkeit den Zugang zur Gegendruckkammer freigibt, so daß dann das Ventil öffnet.It is also known a safety valve for hydraulic systems, in which the valve by the pressure the liquid is pressed onto its seat and opens against this pressure. To control the valve are two spring-loaded piston valves connected in parallel provided, which are set so that when the pressure increases one of them first the The outlet line of the counterpressure chamber closes off, whereupon the second one with a further increase in pressure the pressure fluid releases access to the counter-pressure chamber, so that the valve then opens.

Hilfsgesteuertes,Pilot operated,

in Zuflußrichtung öffnendes überdruckventil für hydraulische AnlagenOverpressure valve opening in the direction of flow for hydraulic systems

Anmelder:
Kracht Pumpen- und MotorenfabrikApplicant:
Kracht pump and engine factory

G.m.b.H.,
Werdohl (Westf.)GmbH,
Werdohl (Westphalia)

Karlheinz Klüppelberg, Werdohl (Westf.),
ist als Erfinder genannt wordenKarlheinz Klüppelberg, Werdohl (Westphalia),
has been named as the inventor

Gegen den Flüssigkeitsdruck öffnende Ventile haben den Nachteil, daß sie zu Stoßen neigen, da das Ventil unter dem vollen Druck der Betriebsflüssigkeit schließt. Um derartige Stöße zu vermeiden, müssen daher auch bei diesen Ventilen Drosselstellen vorgesehen werden, die eine langsame Entleerung der Gegendruckkammer sicherstellen.Valves that open against the pressure of the liquid have the disadvantage that they tend to bump, since the Valve closes under full pressure of the operating fluid. To avoid such shocks, you must therefore throttle points are also provided for these valves, which slow emptying of the counter-pressure chamber to ensure.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Überdruckventil der genannten Art zu schaffen, das in Zufluß richtung öffnet und deshalb nicht zu Stoßen neigt und dessen Arbeitsweise von der Viskosität der Flüssigkeit unabhängig ist und das darüber hinaus gegen Verschmutzungen unempfindlich ist.The invention has the task of creating a pressure relief valve of the type mentioned, which opens in the inflow direction and therefore not to push tends and its mode of operation is independent of the viscosity of the liquid and beyond is insensitive to soiling.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das auf den Zuflußdruck ansprechende Hilfssteuerorgan von einem Kolbenschieber gebildet wird, der die Gegendruckkammer im normalen Betriebszustand des Ventils mit der Druckseite des Ventils und bei Erreichen des eingestellten Überdruckes erst die Verbindung zur Druckseite unterbricht und dann die Gegendruckkammer mit dem Ablauf verbindet.The object is achieved according to the invention in that the responsive to the inflow pressure Auxiliary control element is formed by a piston valve, which the back pressure chamber in the normal Operating state of the valve with the pressure side of the valve and when the set value is reached Overpressure first interrupts the connection to the pressure side and then the counter pressure chamber with the Process connects.

Da die Steuerkante den Auslaß aus der Gegendruckkammer erst dann freigibt, wenn der Zufluß von der Gegendruckkammer abgeschlossen ist, kann sich kein Schwebezustand einstellen, in dem sich eine Strömung von dem Zufluß über die Gegendruckkammer zum Ablauf entwickelt, die zum Verschmutzen der Kanäle führen könnte. Außerdem können die Steuerleitungen beliebig groß bemessen werden, weil der Ablauf geschlossen ist, wenn der Zufluß zur Steuerkammer offen ist. Drosseln in den Steuerleitungen, die beim Schließen bremsend wirken, sind auch deshalb nicht erforderlich, weil das Ventil gegen den Strömungsdruck schließt, so daß Stöße beim Schlie-Since the control edge only releases the outlet from the back pressure chamber when the inflow is closed by the back pressure chamber, no state of suspension can set in which a Flow from the inflow through the back pressure chamber to the drain developed leading to fouling the canals could lead. In addition, the control lines can be of any size because the drain is closed when the inflow to the control chamber is open. Throttles in the control lines, which have a braking effect when closing are also not necessary because the valve against the Flow pressure closes, so that shocks when closing

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ßen des Ventils in der Leitung von vornherein ausgeschlossen sind.ßen of the valve in the line are excluded from the outset.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben. Die Einzelheiten sind nur im Rahmen der oben definierten Erfindung geschützt.The invention is shown in the drawing in an exemplary embodiment and in detail Hand outlined drawing. The details are only within the scope of the invention defined above protected.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ventil gemäß der Erfindung;Fig. 1 shows a longitudinal section through a valve according to the invention;

Fig. 2 und 3 sind Ausschnitte aus dem Längsschnitt nach Fig. 1 und zeigen den Differentialkolben in verschiedenen Betriebszuständen.FIGS. 2 and 3 are excerpts from the longitudinal section according to FIG. 1 and show the differential piston in different operating states.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besitzt das Ventil ein Hauptventilgehäuse A, das mit einem Zufluß B und einem Ablauf C versehen ist. Koaxial mit dem Zufluß B ist im Ventilgehäuse ein als Differentialkolben ausgebildeter Absperrschieber angeordnet, der mit seiner Vorderseite den Durchgang verschließt und hinter dessen Rückseite eine Gegendruckkammer g vorgesehen ist. Die Gegendruckkammerg wird durch einen Deckel D abgeschlossen. Der Kolben ist hohlgebohrt und in ihm ist eine Feder i untergebracht, die sich mit ihrem freien Ende gegen den Deckel D abstützt. Die Druckfeder i ist relativ schwach und beeinflußt das Öffnen und Schließen des Kolbens nicht, sie hält den Kolben lediglich in drucklosem Zustand des Ventils in der Schließstellung.As can be seen from the drawing, the valve has a main valve housing A, which is provided with an inlet B and an outlet C. A gate valve designed as a differential piston is arranged coaxially with the inflow B in the valve housing, which closes the passage with its front side and a counter-pressure chamber g is provided behind its rear side. The counter pressure chamber is closed by a cover D. The piston is bored and a spring i is housed in it, the free end of which is supported against the cover D. The compression spring i is relatively weak and does not affect the opening and closing of the piston, it only holds the piston in the closed position when the valve is depressurized.

Koaxial mit der Ablaufbohrung C ist in dem Gehäuse eine Führungsbuchse e gelagert, in der ein Differentialkolbensteuerschieber gleitend gelagert ist. Auf den Steuerschieber wirkt eine Druckfeder m, deren Spannung über die Schraube I einstellbar ist. Die Schraube / wird durch eine Mutter arretiert. Die Einstellschraube / ist in einem Gehäuseansatz r geführt. A guide bush e , in which a differential piston control slide is slidably mounted, is mounted in the housing coaxially with the drain hole C. A compression spring m, the tension of which can be adjusted via the screw I , acts on the control slide. The screw / is locked by a nut. The adjusting screw / is guided in a housing shoulder r.

In dem Gehäuse^ ist um die Führungsbuchsee herum eine Ringnut c vorgesehen, die über die Leistung b mit der Druckseite des Ventils in Verbindung steht. Die Führungsbuchse trägt auf ihrer Außenseite eine Ringnuts, die über einen Kanal/ mit der Gegendruckkammerg· in Verbindung steht. Die beiden Ringnuten stehen jeweils über auf den Umfang verteilte Bohrungen mit der Innenseite der Führungsbuchse e in Verbindung. In the housing ^ an annular groove c is provided around the guide bushing, which is connected to the pressure side of the valve via the power b. The guide bushing has an annular groove s on its outside, which is connected to the counterpressure chamberg via a channel /. The two annular grooves are respectively distributed over the periphery holes of the inside of the guide sleeve in connection e.

Der Scheuerschieber ist so ausgebildet, daß der Kolben It₁ mit dem größeren Durchmesser bei drucklosem Ventil mit seiner Stirnseite oberhalb der Verbindungsbohrungen zur Ringnut c liegt. Der Kolben k₂ mit dem geringeren Durchmesser liegt in dieser Stellung unterhalb der Verbindungsbohrungen zu der Ringnut s_} so daß über den Kolbenhals t eine freie Verbindung zwischen den Kanälen b und / und damit zwischen der Druckseite des Ventils und der Gegendruckkammer besteht.The scrubbing slide is designed so that the piston It ₁ with the larger diameter, when the valve is depressurized, has its end face above the connecting bores to the annular groove c . The piston k ₂ with the smaller diameter is in this position below the connecting bores to the annular groove s _} so that there is a free connection between the channels b and / and thus between the pressure side of the valve and the counter-pressure chamber via the piston neck t.

Der Kolben k₂ ist auf seiner Mantelfläche mit einer Steuerkante ω versehen. Die Breite der Steuerkante ist dabei vorzugsweise so bemessen, daß sie nicht geringer ist als der Durchmesser der Bohrungen zu der Ringnut s. Unterhalb dieser Steuerkante befindet sich im Steuerschieber eine Ringnut, die über eine radiale Bohrung η mit einer durchgehenden axialen Bohrung 0 des Steuerkolbens in Verbindung steht. Die Bohrung ο führt einmal zu dem Raum oberhalb des Steuerkolbens und zum anderen in den Ablauf C.The piston k ₂ is provided with a control edge ω on its lateral surface. The width of the control edge is preferably dimensioned so that it is not less than the diameter of the bores to the annular groove s. Below this control edge there is an annular groove in the control slide, which via a radial bore η with a continuous axial bore 0 of the control piston in Connection. The borehole ο leads on the one hand to the space above the control piston and on the other to drain C.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Teile ist, wie bereits ausgeführt, der Druck auf die Druckseite des Ventils gleich dem Druck in der Gegendruckkammer g. Eine Verbindung der Druckseite mit dem Ablauf besteht nicht. Erreicht der Druck auf die Druckseite B den mit der Feder m eingestellten Wert, hebt der Steuerschieber an und schließt mit seiner Steuerkante u die Bohrungen zur Ringnut s ab. Die hierbei erreichte Stellung ist in Fig. 2 dargestellt. Es ist hier sowohl die Verbindung der Druckseite zur Gegendruckkammer als auch die Verbindung der Gegendruckkammer zum Ablauf unterbrochen. Nach Überschreiten dieser Stellung gibt die Steuerkante μ der Druckflüssigkeit in der Gegendruckkammer über die Bohrungen η und ο den Weg in den Ablauf frei. Damit sinkt der Druck in der Gegendruckkammer und der Hauptkolben öffnet sich unter dem Druck auf der Druckseite des Ventils.In the position of the parts shown in Fig. 1, as already stated, the pressure on the pressure side of the valve is equal to the pressure in the back pressure chamber g. There is no connection between the pressure side and the drain. When the pressure on the pressure side B of the spring with the set value m, the control slide raises and closes with its control edge and the bores to the annular groove sec. The position reached here is shown in FIG. Both the connection of the pressure side to the counterpressure chamber and the connection of the counterpressure chamber to the drain are interrupted here. After this position is exceeded, the control edge μ releases the hydraulic fluid in the counterpressure chamber via the bores η and ο into the drain. This reduces the pressure in the counter-pressure chamber and the main piston opens under the pressure on the pressure side of the valve.

Sobald der Druck unter den vorbestimmten Wert abgefallen ist, wandert der Steuerschieber unter dem Druck der Feder m erneut nach unten, unterbricht die Verbindung der Gegendruckkammer mit dem Ablauf und stellt schließlich die Verbindung zwischen der Druckseite des Ventils und der Gegendruckkammer wieder her, worauf dann der Absperrkolben h erneut in seine Schließstellung gebracht wird.As soon as the pressure has dropped below the predetermined value, the control slide moves down again under the pressure of the spring m , interrupts the connection between the back pressure chamber and the drain and finally re-establishes the connection between the pressure side of the valve and the back pressure chamber, whereupon the Shut-off piston h is brought into its closed position again.

Claims

Claims ·.

1. Pilot operated, opening in. Inflow direction Overpressure safety valve for hydraulic systems with a counter pressure chamber, characterized in that that the auxiliary control member responding to the inflow pressure from a piston valve is formed, which in the normal operating state of the valve with the back pressure chamber the pressure side of the valve and when the set overpressure is reached, the connection to the Interrupts the pressure side and then connects the counter pressure chamber to the drain.

2. Pressure relief valve according to claim 1, characterized in that the piston slide is designed as a under adjustable spring load standing and with a continuous axial bore (0) provided differential piston and is mounted in a guide bushing (e) in AbI on the direction that is axially spaced on its circumference Has annular grooves (c, s) , of which one (c) with the pressure side (b) of the valve and the other (s) with the counter-pressure chamber (g) is in communication and through bores distributed over the circumference of the bushing with the Inside the bushing are connected, with a shaft part (i) of smaller diameter between the two parts (k _v k ₂ ) of the differential piston, which in the rest position establishes a connection between the. two annular grooves (c, s) produces via the bores, and the piston part (fe ₂ ) of smaller diameter has a control edge («), the width of which is greater than the diameter of the bores to the annular groove (s) connected to the counterpressure chamber, with a subsequent. Annular groove which is connected to the axial bore (0) of the piston via one or more radial bores (m) and when the set overpressure is reached and after the connection of the two annular grooves through the shaft part of the differential piston by means of the control edge, the counter-pressure chamber (g) connects to the drain (C).

Considered publications:
German Patent No. 483 311;
French Patent No. 870,585;
U.S. Patent Nos. 2,477,247, 2,639,725.

1 sheet of drawings