DE1675522C3 - DruckstoBabbauventil - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein unabhängig vom absoluten Systemdruck wirkendes Ventil zum Abbau von Druckstößen mit hohem zeitlichen Druckgradienten, dessen Verschlußstück im öffnenden Sinne durch den Systemdruck und im schließenden Sinne durch relativ geringe Federvorspannung und zusätzlich durch den über einen Drosseldurchlaß zugeführten, eine Druckfläche des Verschlußstücks in Schließrichtung beaufschlagenden Systemdruck belastet ist.

Bei einem bekannten Ventil dieser Art (US-PS 83 727) ist das Verschlußstück als Stufenkolben ausgebildet, wobei die eine Stufe mit der Ventilsitzfläche zusammenarbeitet und die andere Stufe vom Systemdruck beaufschlagt ist, während die Endflächen von einem gedrosselten Systemdruck beaufschlagt sind. Zur Erzeugung dieses gedrosselten Systemdruckes weist das Verschlußstück einen Ringraum auf, zu dem Drosseldurchlässe führen, so daß infolge der geringen Kompressibilität des Druckmittels in diesem Ringraum gewisse Druckmittelströmungen in den Drosseldurchläs- ⁶S sen entstehen, was zu einem entsprechenden Druckabfall führt, der zur öffnung des Ventils führt. Da die Kompressibilität von Druckmittel gewöhnlich sehr gering ist. können nur sehr große Druckstöße ubgcbaut werden. Darüber hinaus ist das bekannte Ventil aufwendig aufgebaut.

Bei einem weiteren bekannien Ventil (DT-AS 10 65 240) ist das Verschlußstück ebenfalls als Stufenkolben ausgebildet, dessen größere Endfläche teils vom Systemdruck beaufschlag! ist, teils mit der Ventilhitzflächc zusammenarbeitet, während die kleinere EndHäche des Stufenkolbens einen Raum begrenzt, der über eine Drosselbohrung mit dem Systemdruck verbunden ist. In diesem Raum befindet sich entweder ein Luftpolster oder der Raum ist durch einen weiteren Kolben veränderbar gemach!, der in dem Verschlußstück verschiebbar geführt ist und unter Federwirkung steht. Bei dieser Ausbildung ist die vom gedrosselten Systemdruck beaufschlagte wirksame Fläche des Verschlußstückes besonders klein, so daß das Ventil nur auf entsprechend starke Druckstöße anspricht, die jedoch nicht vom absoluten Systemdruck unabhängig sind, weil die vom Systemdruck beaufschlagte Fläche wesentlich größer ist als die vom gedrosselten Systemdruck beaufschlagte Fiäche.

Bei einem weiteren bekannten Ventil (GB-PS 9 57 758) ist das Verschlußstück als Hohlkolben ausgebildet, der die Schließfeder und einen kompressiblen Körper, beispielsweise einen Balg od. dgl., aufnimmt und über Drosselkanäle mit dem Systemdruck in Verbindung steht. Die vom Systemdruck beaufschlagte Druckfläche ist praktisch so groß wie die vom gedrosselten Systemdruck beaufschlagte Fläche. Das beschriebene Ventil ist einem Druckauslaßventil zugeordnet, von dem der gedrosselte Systemdruck abgeleitet ist, und soll eventuelle Druckschwingungen beim öffnen dieses Druckausgleichsventils abbauen. Ein unabhängig vom absoluten Systemdruck wirkendes Druckstoßabbauventi! ist somit nicht beabsichtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs angegeben Art so auszugestalten, daß es unabhängig vom absoluten Systemdruck relativ feinfühlig anspricht und einfach aufgebaut ist.

Die gestellte Aufgabe wird auf Grund der Maßnahmen des Hauptanspruchs gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt und mit dem Bezugszeichen 15 belegt. Das Druckstoßabbauventil 15 wird vor allem in hydraulischen Getrieben verwendet, und zwar in der Art, wie sie in der US-Patentschrift 34 49 912 beschrieben ist.

Der Einlaß 64 des Druckstoßabbauventils 15 steht mit einer Hochdruckleitung 69 in Verbindung, und der Auslaß 72 mit einer Enspannungsleitung 73, die zu einem nicht dargestellten Druckmittelbehälter führt. Das Ventil selbst ist von einem Gehäuse 77 umschlossen, welches außerdem den Ventilsitz 78 aufweist, sowie eine im wesentlichen zylindrische Ventilkammer 79. Teilweise innerhalb der Kammer 79 und teilweise in den Bereich des Einlasses 64 hineinreichend ist ein Verschlußstück 80 angeordnet, welches im Bereich des Ventilsitzes 78 als Konus 81 und diesem gegenüberstehend als Zylinder 82 ausgebildet ist. Der Zylinder 82 enthält einen Hohlraum 83, der über eine Drosselbohrung 84 mit dem Einlaß 64 in Verbindung steht, so daß normalerweise in dem Hohlraum 83 der Systemdruck herrscht. Innerhalb der Drosselbohrung 84 ist ein Reinigungsstift 85 angeordnet, der sich zu dem Verschlußstück relativ verschiebt, wenn sich dieses beweet. so

daß ein Reinigungseffekt er/ielt wird. Der Hohlraum 83 wird auf der der Drosselbohrung 84 gegenüberliegenden Se-te durch eine Wand 86 begrenzt, die zu einem Kolben 87 gehört. Der Wand 86 liegt eine Wand 88 des Verscblußstütrkes 80 gegenüber, so daß der Hohfraum 83 von den Teilen 82. 86, 88 begrenzt wird. Das untere Ende des Koibens 87 wird von einem Kolbenhalter 89 umgriffen, der sich über Fedein 90 und 91 an einem hohlkörperartigen Deckel 92 des Ventilgehäuses abstützt. Der Kolbenhalter 89 nimmt außerdem eine verhältnismäßig schwache Feder 93 auf, welche das Verschlußstück 80 gegen die Ventilfläche 79 drängt.

Die Projektion des Konus 81 außerhalb der Ventilfläche 78 wird mit 94 bezeichnet und stell! die in Öffnungsrichtung beaufschlagte Druckfläche dar. während die Projektion der Begrenzung des Raumes 83 in Richtung auf den Ventilsitz 78 die in Schließrichtung beaufschlagte Druckfläche 88 darstellt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die in Schließrichtung beaufschlagte Druckfläche 88 größer als die in Öffnungsrichtung beaufschlagte Drückfläche 94, so dau hieraus erklärlich wird, warum die Feder 93 verhältnismäßig schwach sein kann. Der in dem Hohlraum 83 herrschende Druck wirkt sich auf den Kolben 87 aus, so daß die Federn 90. 91 so lange gespannt werden, bis sich die Kräfte ausgeglichen haben. Im Betrieb wird deshalb der Kolben 87 eine Mittelstellung einnehmen, wie dies auch in der Zeichnung angedeutet ist.

Die Wirkungsweise des neuen Druckstoßabbauventils 15 ist wie folgt: Bei ansteigendem Systemdruck weicht der Kolben 87 in der Zeichnung nach unten aus. wodurch das Druckmittel in den sich vergrößernden Hohlraum 83 nachströmen kann, was jedoch zu einem gewissen Druckabfall infolge der Drosselbohrung 84 führt, wenn der Druck in dem Hohlraum 83 mit dem Druck im Einlaß 64 verglichen wird. Dieser Druckunterschied hängt von der Strömungsgeschwindigkeit in der Drosselbohrung 84 ab und damit von dem zeitlichen Druckgradienten des ansteigenden Sysiemdrukkes. Die absolute Höhe des Systemdruckes spielt dabei keine Rolle. Wenn der kritische Druckunterschied erreicht wird, hebt das VerschluRstück 80 ab und etwas Druckmittel gelangt über die Kammer 79 und den Auslaß 72 in die Entspannungsleitung 73. Auf diese Weise wird der weitere Druckanstieg in der Leitung 69 begrenzt, wonach der Druckaufbau in dem Hohlraum 83 dazu führt, daß das Verschlußstück 80 erneut gegen den Ventilsitz 78 gepreßt wird.

Eiin gebautes Druckstoßabbauventil 15 war auf einen auslösenden Druckunterschied von 14 kg/cm² gebaut, und es erwies sich, daß das öffnen des Ventils unabhängig von den absoluten Drücken war. Bei einem Systemdruck im Einlaß 64 von 35 kg/cm² und einem gedrosselten Systemdruck in dem Hohlraum 83 von 21 kg/cm² erfolgte ein Abheben des Verschlußstückes 80, während bei dem erheblich höheren Systemdruck von

2$ 211 kg/cm^: im Einlaß 64 und einem gedrosselten Systemdruck von 204 kg/cm² in dem Hohlraum 83 kein Abheben des Verschlußstückes 80 erfolgte.

Wie sich aus der Beschreibung und der Zeichnung ergibt, ist das neue Druckstoßabbauventil 15 einfach aufgebaut, von gedrängter Bauart und leicht zu warten, ferner bewie es eine genaue, vom absoluten Systenidruck unabhängige Ansprechcharakteristik.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Unabhängig vom absoluten Systemdruck wirkendes Ventil zum Abbau von Druckstößen mit hohem zeitlichen Druckgradiemcn. dessen Verschlußstück im öffnenden Sinne durch den Systemdruck und im schließenden Sinne durch relativ geringe Federvorspannung und zusätzlich durch den über einen Drosseldurchlaß zugeführten, eine Druckfläehe des Verschlußstücks in Schließrichtung beaufschlagenden Systemdruck belastet ist. dadurch gekennzeichnet, daß im Verschlußstück (80) ein über den als Drosselbohrung (84) ausgebildeten Drosseldurchlaß mit dem Systemdruck beaufschlagter Hohlraum (83) mit der in Schließrichtung beaufschlagten Druckfläche (88) gebildet ist. die größer als die vom ungedrosselten Systemdruck in Öffnungsrichtung beaufschlagte Druckfläche (94) ist. und daß der Verschlußstücks-Hohlraum (83) an der der in ihm gebildeten Druckfläche (88) gegenüberliegenden Seite durch ein im VerscbJußstück dichtend verschiebbares, federbelastetes Wand teil (86) begrenzt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- »5 net, daß das Verschlußstück (80) ein sich in Richtung auf das zuströmende Druckmedium konisch verjüngendes, mit einem komplementär konisch ausgebildeten Ventilsitz (78) zusammenwirkendes Vorderende aufweist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (80) in einer zylindrischen Ventilkammer (79) eingesetzt ist, die sich im Bereich hinter dem Ventilsitz (78) derart erweitert, daß zwischen dem VerschluOstück (80) und dem Ventilgehäuse (77) ein Zwischenraum (79) liegt, an dem der Auslaß (72) des Ventils angeschlossen ist.

so daß das Verschlußstück einschließlich des Teils (87) mit dem verschiebbaren Wandteil (86) während des Abblasens von außen vom Druckmedium um- 4P spült ist.