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Ventilaggregat Die Erfindung betrifft ein Ventilaggregat, insbesondere
zur Anwendung bei Pumpen mit einer über einen Rücklaufkanal für die zuviel geförderte
Flüssigkeit mit deren Saugseite in Verbindung stehenden Druckleitung, bestehend
aus einem als Hohlkolben ausgebildeten, im Ventilgehäuse längsverschiebbaren Mengenregelventil,
welches bei bestimmtem Flüssigkeitsdruck auf den Hohlkolben einen Umgehungskanal
freigibt.
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Ziel der Erfindung ist, dieses Ventilaggregat derart zu verbessern,
daß durch den Austrittskanal des Ventilaggregat eine stets konstante Flüssigkeitsmenge
abgegeben und gleichzeitig der Flüssigkeitsdruck im Austrittskanal und in dem daran
anschliessenden äußeren Flüssigkeitskreislauf selbständig auf einem gewünschten,
im wesentlichen konstanten Druckwert gehalten wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß in dem als Hohlkolben ausgebildeten Mengenregelventil ein Druckminderventil
vorgesehen und in einem dieser beiden Ventile im Strömungsweg der Flüssigkeit eine
Strömungsregelöffnung angeordnet ist, welche eine die Bewegung des Mengenregelventil
steuernde Druckdifferenz zwischen ihrer An-und ihrer Abströmseite erzeugt.
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Das Druckminderventil besteht zweckmässigerweise aus einem
in
dem gleichachsigen Mensenregelventil längsverschiebbaren Kolbeinteil der bei Überdruck
in der Druckleitung einen Zweigkanal für die Ableitung der den Überdruck erzeugenden
Flüssigkeit öffnet.
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Die Strömunjsregelöffnung kann in der Kolbenwand des Mengenregelventils
oder in den im Mengenregelventil längsverschiebbaren Druckminderventil angeordnet
sein.
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Sie kann konstanten Öffnungsquerschnitt besitzen, oder durch ein
in sie einschiebbares Glied, z. B. einen Zumeßbolzen, in ihrer Größe veränderbar
sein.
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Die beiden Ventile können unabhängig voneinander durch Federn entgegen
den auf sie einwirkenden Flüssigkeitsdruck in Richtung ihrer Schließstellung belastet
sein.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.
: s zeigen : Fig. 1 die Ansicht eines axialen Längsschnitts durch die Ausführungsform
des Ventils mit einer Stromungsregeloffnung von unveränderbarem Querschnitt.
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Fig. 2 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1.
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Fig. 3 eine den Fig. 1 und 2 ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemässen Ventils bei Verwendung einer strömungsregelöffnung von unveränderlicher
Grösse und Fig. 4 eine der Fig. 1 und 2 ähnliche Ansicht einer Ausführungsform des
Ventilelements mit einer Strömungsregelöffnung von veränderlicher Große.
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Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist ein
Ventilkörper
1 mit einer Kammer 2 vorgesehen, die einen inneren zylindrischen Ventilsitz bildet,
der durch eine ringförmige Kammer 3 unterteilt ist, welche mit der Druckseite der
nicht gezeigten zugeordneten Pumpe über eine mit dem mit Gewinde versehenen Ansatz
4 verbundene Rohrleitung in Verbindung steht. Eine zweite ringförmige Kammer 5 kann
in ähnlicher Weise mit der Saugseite der Pumpe über eine mit einem anderen Gewindeansatz
4A verbundene Rohrleitung in Verbindung gebracht werden. Der eine Endteil der Ventilkammer
2 ist mit einer Erweiterung ausgebildet, welche einen Austrittskanal 6 für die gepumpte
Flüssigkeit bildet und mit welcher die Förderleitung des äusseren Flüssigkeitskreislaufs
über einen Kanal 7 des Anschlußstücks 8 verbunden ist.
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Das in der Ventilkammer 2 arbeitende Verteil ist aus einem Mengenregelventil
9 und einem Druckminderventil 10 zusammengesetzt.
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Das Mengenregelventil 9 weist einen hohlen Kolbenteil 11 auf, der
in der Ventilkammer 2 gleitbar ist und mit dieser dichtend zusammenwirkt. Das Ventil
9 ist mit einem axialen Kanal 12 ausgebildet und steht über zwei Kanäle 13 mit der
zur Saugseite der Pumpe führenden Ringkammer 5 in Verbindung* Zwischen dem Anschlußstück
8 und dem abstromseitigen, mit einer Ausnehmung ausgebildeten Ende des Mengenregelventils
9 ist eine Druckfeder 14 angeordnet, welche das letztere in richtung ihrer Schließstellung
(in Fig. 1 zum rechten Ende) belastet, in welcher der Ventilkolbenteil 11 enge Anlage
an der Ventilkammer 2 hat.
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Das Druckminderventil 10 des zusammengesetzten Ventils befindet sich
im äusseren Ende des axialen Kanals 12 des hohlen Engerregelventils
9
und hat die Form eines gleitbaren Tauchkolbens, welcher die Umgehungskanäle 13 steuert.
Im axialen Kanal 12 des Mengenregelventils ist zwischen dessen anströmseitigen Ende
und dem anströmseitigen Ende des Druckminderventils 10 eine Druckfeder 15 angeordnet,
welche das letztere, gesehen in Fig. 1, nach links in enge Anlage an einen Federhaltering
16 drückt.
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Die ständig offene Strömungsregelöffnung wird bei diesem Ausführungsbeispiel
durch eine Anzahl kleiner Bohrungen 17 im inneren Ende des Mengenregelventils 9
gebildet. Der Austrittskanal 6 ist mit der Förderseite der Pumpe über diese ständig
offenen Strömungsregelöffnungen 17 verbunden.
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Unter normalen Betriebsbedingungen ist der Austrittskanal 6 mit gepumpter
Flüssigkeit unter dem Druck des dem geschlossenen äusseren Flüssigkeitskreislauf
zugeführten Strömungsmittels gefüllt.
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Dieser Flüssigkeitsdruck wirkt ununterbrochen auf die äusseren @nden
des Mengenregelventils 9 und des Druckminderventils 10. Wenn die Pumpe mit einer
solchen Geschwindigkeit angetrieben wird, daß die Menge der von ihrer Druckseite
zugeführten gepumpten Flüssigkeit grösser ist als diejenige, welche im ausseren
Flüssigkeitskreislauf erforderlich ist, wird das zusammengesetzte Ventil entgegen
der Wirkung der Feder 14 nach links verschoben, wodurch das Henssnregelventil 9
geöffnet wird, so dass überschüssige Flüssigkeit über die Ringkammer 5 wieder zur
Saugseite der Pumpe zurückgeführt werden kann.
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Der Druckunterschied über die Strömungsre@elöffnungen 17 bewirkt
ein Öffnen des Ventils 9, so dass zuviel gepumpte Flüssigkeit
von
der Druckseite der Pumpe zu ihrer Saugseite zurückgeführt wird und damit eine im
wesentlichen konstante Flüssigkeitszufuhr zum äusseren Flüssigkeitskreislauf aufrechterhalten
werden kann.
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Die dem Flüssigkeitsstrom ausgesetzte abströmseitige Stirnfläche des
Druckminderventils 10 ist grösser als dessen dem Flüssigkeitsstrom ausgesetzte anströmseitige
Stirnseite, so dass die Wirkung des Drucks des gepumpten Strömungsmittels auf das
Ventil 10 zur Folge hat, dass dieses eine Öffnungsbewegung zur Umleitung einer bestimmten
Flüssigkeitsmenge zur Saugseite der Pumpe ausführt, wodurch der Druck des Strömungsmittels
im Austrittskanal 6 und im ausseren Flüssigkeitskreislauf selbsttätig auf einen
gewünschten im wesentlichen konstanten Druckwert gehalten wird.
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Das Ventil 9 ist mit einem Bund 19 ausgebildet, der Gleitsitz in
der Ventilkammer 2 hat und so angeordnet ist, dass ein Ringraum 20 vorhanden ist,
der zusammen mit dem Bund bei Zurückbewegung des Ventils in seine Ausgangsstellung
(in der Darstellung nach rechts) als Stoßdämpfer dient.
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Bei der dargestellten Anordnung ist die Bohrung 18 des Ventils 10
verhältnismässig gross und setzt des. Durchstrom der Flüssigkeit aus dem Innenraum
12 des Ventils 9 zum Austrittskanal keinen wesentlichen Widerstand entgegen.
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Bei einer anderen in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird die
ständi@ offene Strömungsregelöffnung durch eine Verengung 21 in der Bohrung des
Druckminderventils 10A gebildet. Die kleinen Öffnungen 17 sind in diesem Falle durch
grosse Öffnungen 22 in der Wand des Mengenregelventils 9 ersetzt. Bauteile, die
die gleiche
Form und/oder Funktion ähnlicher in Fig. 1 und 2 gezeigter
Teile haben, sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
| Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausfuhrungsform, bei der eine |
| veränderliche Stromungsreeloffnung. vorgesehen ist, weicht.
da& |
| Druckminderventil 10 von dem in Pi. 1 dargestellten Druckninderven- |
| til insofern ab, als, obwohl die durchgehende Bohrung 18A wie
bei |
der Ausführungsform nach Fig. 1 keine Verengung aufweist, die axial entgegengesetzten
Enden den Ventils mit Köpfen 10B, 10C ausgebildet sind, welche dem Flüssigkeitsdr@ck
Endflächen von verschiedenen Ausmaß darbieten.
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In der Bohrung 2 ist am geschlossenen Ende des Ventilelements 9 ein
Zumess- oder Strömungsregel@olzenf 23 angeordnet, der durch einen Bund 24 gehalten
wird, welcher einen Flansch 23A an einem Ende des Bolzens umgreift. Der Bund 24
wird seinerseits am geschlossensen sonde des MencenreelvGntils 9 durch eine Druckfeder
15 gehalten, die in der Ventilkammer 2 zwischen dem Bund 24 und dem Kopf 10C des
Ventils 10 angeordnet ist. Der Federhaltering 16 hält das Ventil 10 im Druckminderventil
9 gelen die Kraft der Feder 15.
| Das andere Ende des Bolzens 23 ist mit einer Verjüngung bz. |
| nit einem konischen Ende 23E ausgebildet, das ap der Schulter
23C |
| des Bole ansetzt. D3 verjüngte Ende 23 des olzens 23 rat in |
| j Z-L., ac 11 11 |
| d, is ilinde dei-Dohrun 1 Sll hino-Ln und mi'. diesem |
| Bohrunjsende bei einer axialen Reltivbweun zwischen der. Ventil |
| 10 und dem Leisen 23 zur Bildung einer veränderlichen Strömungs- |
| L |
| reeloffr'un ßasme über welche der pcrderka. nal der Pumpe mit
der |
| ustrittsseie ver.. un<3er.. ist. |
Während des Betriebs wird gepumpte Flüssigkeit in einer
| solchen Menge umgeleitet, die von dem Ausmaß der Öffnungsbewegung |
| , abewegung |
| des Kolbenteils 11A des Mengenregelventils 9A abhängt, so dass |
| die dem äusseren Flüssigkeitskreislauf zueführte Stromungsmittel- |
menge selbsttätig so gesteuert wird, dass sie eine durch die Öffnung bestimmte Höchstmenge
nicht überschreitet, wenn keine axiale Relativbewegung zwischen dem Druckminderventil
10A und dem Bolzen 23 stattfindet.
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Wenn die Betriebsbedingungen derart sind, dass der Druck des strömungsmittels
im Austrittskanal 6 und in dem geschlossenen äusseren Flüssigkeitskreislauf über
einen gewünschten Wert ansteigt, wird durch diese Druckerhöhung das Ventil 10 gegen
die Wirkung der Feder 14 nach rechts bewegt. Diese Ventilbewegung bewirkt eine Veränderung
der durch die Bohrung 18A und den Bolzen 23 begrenzten Durchtrittsöffnung und hat
zur Folge, dass eine verringerte Flüssigkeitsmenge durch den Austrittskanal 6 von
der Pumpe herangefördert wird, wobei diese Menge von dem Ausmaß der Schliessbewegung
der Bohrung 18A durch daß verjüngte Ende 23L des Bolzens 23 abhängt.
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Die Erfindung ist beispielsweise auf eine hydraulische Anlage für
F@hrzeuge u.dgl. anwendbar, bei welcher eine Pumpe mit Druck-und Saugleitungen sowie
ein in einem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf angeordnetes Regelventil und eine
Verbindungsleitung oder ein Kanal zwischen den Pumpenleitungen vorgesehen ist. Dabei
kann das ReGelventil eine Ventilkammer aufweisen, die mit der er-
| wähnten Verbindu. ngsleitun verbunden ist {nd normalerweise
beschlos- |
sene verschiebbare Ventilteile enthält, die ineinander angeordnet
sind und zwischen sich einen ringförmigen Raum bilden. Der innere Ventilteil hat
Enden von ungleichem Durchmesser, so dass er Endflächen von unterschiedlicher wirksamer
Fläche und daher einem Druckunterschied ausgesetzt ist. Dies hat zur Folge, dass
das Ventil unter Einwirkung von Druckflüssigkeit verschöben wird und öffnete wobei
in dem erwähnten ringförmigen Raum Ventilbelastungselemente vorgesehen sind, die
der Druckflüssigkeit entgegenwirken. Am inneren oder äusseren Ventilteil ist eine
StrSmungsregelöffnung in der Weise vorgesehen, dass sie mit dem Ventilteil beweglich
ist und sich im Strömungsweg der flüssigkeit in der erwähnten Verbindungsleitung
befindet, um einen Druckabfall und damit eine Druckdifferenz hervorzurufen, die
auf den Ventilteil wirkte um diesen zu verschieben und zu öffnen. Der äußere Ventilteil
weist einen Ventilflächenabschnitt auf, der gegenüber einem mit ihm zusammenwirkenden
Ventilflächenabschnitt der Ventilkammer gleitbar ist, wobei die jeweiligen Ventilflächenabschnitte
zwischen der Ventilkammer und dem äusseren Ventilteil bei einer Relativbewegung
zwischen den beiden letztgenannten Elementen zusammenwirken, so dass Flüssigkeit
zur Pumpensaugleitung gelangt. Im Ventil können ferner Mittel zur Veränderung des
Querschnitts der Stromnngsregelöffnung vorgesehen sein.