DE1813167A1

DE1813167A1 - UEberdruckventil

Info

Publication number: DE1813167A1
Application number: DE19681813167
Authority: DE
Inventors: Horst Mueller
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1968-12-06
Filing date: 1968-12-06
Publication date: 1970-06-25
Also published as: FR2025513A1; GB1240801A; US3586082A

Description

ALFRED TEVES GMBH ' P 356Ό

Pat/Ki/ho. 27.Nov.I96S

überdi'uckventil

Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil mit einem entgegen der Strömungsrichtung des Druckmediums schließenden Ventilverschlußglied und einem über eine Hebeleinrichtung mit dem Ventilvei'schlußglied kraftschlüssig verbundenen. Steuerkolben.

Es sind Überdruckventile bekannt, die durch den hydraulischen Druck selbst gesteuert werden. Dies geschieht meist so, daß sich ein besonderer Steuerkolben, der vom hydraulischen Druck beaufschicigt und durch eine Feder im Gleichgewicht gehalten wird, bei Überdruck bewegt und hierbei das eigentliche Überdruckventil öffnet. Sobald der Druck wieder gefallen ist, stellt die Feder den Steuerkolben wieder zurück und das Ventil öffnet sich.

Durch die Deutsche Patentschrift 1 O87 863 ist ein Überdrucksicherheitsventil mit einem federbelastenden Steuerkolben bekannt geworden, bei dem der Schlioßkörper vom Stouorkolben mittels einer Untersetzung geöffnet wird. Der Schließkörper Wird dabei vom hydraulischen Druck auf seinen Sitz gepreßt und entgegen der Durchflußrichtung geöffnet. Schlioßkörper und Steuorkolben sind dabei über einen Waagebalken, der am Ventilgehäuse kippbar gelagert ist, verbunden, derart, daß der sich in Strömungsrichtung bewegende Steuerkoiben den Schließkörper entgegen der Ströinungsrichtung üfeer ü&n Waagebalken von seinem Ventilsitz abhebt lind bainit den Durchgang des Strömungemittels freigibt. .

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Bekannt ist weiterhin ein. hilfsgesteilertes Sicherheitsventil (Deutsche Patentschrift 1 230 637) mit einem als Differentialkolben ausgebildeten Verschlußstück, dessen größere, dem Ventilsitz abgewandte Stirnfläche über eine Drossel vom Druck des abzusichernden Systems beaufschlagt ist und mit dem Gehäuse eine Kammer bildet, die über ein auf Überdruck ansprechendes Hilfsventil mit dein Ventilauslaß verbunden ist, xfobei in der Kammer ein dichtend geführter und von einer sich am Gehäuse abstützenden Feder beaufschlagter Kolben vorgesehen ist.

fc Bekannt ist schließlich ein hilfsgesteuertes, in Zuflußrichtung öffnendes ÜberdrucJcsicherheitsventil für hydraulische Anlagen (Deutsche Patentschrift 1 077 019) mit einer Gegendruckkammer, bei deir das auf den Zuflußdruck ansprechende Hilfssteuerorgan von einem Kolbenschieber gebildet wird, der im normalen Betriebszustand des Ventils die Gegendruckkainiacr 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. Der Kolbenschieber ist dabei als unter einstellbarer Federbelastung stehender und mit einer durchgehenden Axial-

^ bohrung versehender Differentialkolben ausgebildet und in einer Führungsbuchse in Ablaufrichtung gelagert, die auf ihren Umfang in axialem Abstcind Ringnuten aufweist,' von denen eine mit der Druckseite dos Ventils und die andere mit der Gegendruckkaniiner in Verbindung steht und die durch über den Umfang der Buchse verteilte Bohrungen mit dem Inneren der Buchse verbunden sind,, wobei zwischen den beiden Teilen des Differentialkolbens ein Schaftteil geringeren Durchmessers liegt, das in der Ruhestellung eine Verbindung zwischen den beiden Hingnuten über die Bohrungen herstellt und der Kolbenteil geringeren Durchmessers eine Steuerkante aufweist,

deren Breite größer ist als der Durchmesser der Bohrungen zu dor mit dor Gegendrucklcanmier verbundenen Ringnut, mit einer anschließenden Ringnut, die über eine oder mehrere radiale Bohrungen mit der Axialbohrung des Kolbons verbunden ist und bei Erreichen des eingestellton Überdrucks und nach Unterbrechen der Verbindung der beiden Ringnuten durch den Schaftteil des Differentialkolbens mittels der Steuerkante die Gegendruckkammer mit dem Ablauf verbindet.

Diese bekannten Ventile haben den Nachteil, daß sie nur schwingungsfrei in bestimmten Druck- und Mengenbereichen sind und außerdem eine aufwendige viskositätsabhängige

Dämpfung benötigen und daß schließlich der Durchfluß- "

querschnitt sowie die Druckeinstellung immer von der dahinterliegenden Druckfeder abhängig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hilfsgesteuortes Überdruckventil zu schaffen, das für die Steuerung bzw. den Durchfluß großer Durchflußinengen geeignet ist, einen großen Druckeinstellbereich besitzt, eine viskositätsunabhängige Dämpfung gewährleistet und schwingungsfrei arbeitet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß das Übersetzungsverhältnis der Hebeleinrichtung durch einen J Vorsteuerkolben, an dem die Druckdifferenz zwischen Hoch- und Niederdruck wirksam ist, zur Einleitung einer Öffnungsbewegung des Vontilverschlußgliedcs veränderbar ist.

Vorzugsweise besteht die Hebelcinrichtung aus einem sich vom Ventilverschlußglied und am Steuerkolben abstützenden Waagebalken und einem mit dem Waagebalken in Verbindung

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stehenden zwei- oder inehranaigen Hebel, der seinerseits mit dem Vorstcucrkolben verbunden, ist. Hierbei ist es von Vorteil, deiß zwischen dein Waagebalken und dem angrenzenden Ilebclende des Hebels eine Lagerrolle vorgesehen ist, deren Achsrichtung quer zu dem des Steuerkolbons bzw. Ventilverschlußgliedes verläuft.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das andere Ende eines um eine ortsfeste Welle schwenkbaren zweiarmigen. Hebels an den Vorsteuerkolben augelenkt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Waagebalken an der dem Hebel zugewandten Seite eine muldenförmige Vertiefung· auf, an der die Lagerrolle entsprechend der Druckbeaufschlagung das Hebelverhältnis des auf Steuerkolben und Ventilverschlußglied einwirkenden Waagebalkens verändert.

Der Raum, in dem die Ilebeleinrichtung angeordnet ist, ist über einen Kanal mit dem Rücklaufanschluß des Ventils vex-bunden, derart, daß diesel" Raum ständig mit Druckmittel gefüllt ist.

Um zu gewährleisten, daß der Druckmitteldurchgang verschlossen, ist, wenn das Ventil nicht mit Druckmittel beaufschlagt is-.t, ist der Steuerkolben federbelastet, derart, daß er den Schließkörper über den Waagebalken auf seinen Ventilsitz preßt.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsformen zu. Eine davon ist in der anhängenden Zeichnung, die einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße hilfsgesteuerte Überdruckventil zeigt, dargestellt und im folgenden näher boschrieben.

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O 1Π

Im Ventilgehäuse 1 sind Steuerkolben 2 und ein Ventilverschlußglicd in Form eines Schließkolbens 3 parallel zueinander in entsprechenden Bohrungen h bzw. 5 verschiebbar geführt. Die Bohrungen h und 5 stehen mit der unter Arbeitsdruck stehenden Zulaufbohrung 6 in Verbindung. Mit 7 ist der RücklaufanSchluß und mit S ein Kanal bezeichnet, der übex* eine Drosselstelle 9 und der Bohrung 10 mit dem Vorsteuerkolben 11 in Verbindung steht. Steuerkolben 2 und Schließkolben 3 sind über da'-e beiden Enden 12a, 12b des Waagebalkens 12, der sich an einer Lagerrolle 13 abstützt, miteinander verbunden. λ

Die Lagerrolle 13 ist drehbar an einem Ende 14 eines zweiarmigen Hebels 151 der bei 16 schv/enkbaar im Ventilgehäuse 1 gelagert ist, angeordnet. Das andere Ende des Hebels 15 ist mit einem Qucrschlitz 18 versehen, über den der Hebel 15 mit dem Bund 19 des Vorsteuerkolbens 11 im Eingriff steht. Zwischen dem der Beaufschlagungsfläche des Vorsteuerkolbens 10 gegenüberliegenden Ende und einer Verstellschraube 26 stützt sich die Druckfeder 20 ab, über die die Höhe des Ansprechdruckes einstellbar ist.

In drucklosem Zustzind bzw. bei niedrigem Druck im System liegt der Vorsteuerkolben 11 am Anschlag 21 an, und der '

Schlioßkolben 3 wird - bedingt durch die Stellung des Hebels \.1.>5·; und des sich daraus ergebenden Übersetzungsverhältnisses von Hebel 15 zu Waagebalken 12 - 'an die Dichtkante 22 gepreßt.

Bei Druckerhöhung im System - und damit in den Kanälen 6 und 8 - hebt der Vorsteuerkolben 11 nach Überwinden der Vorspannkraft der Druckfeder 20 vom Anschlag 21 und bewegt sich bis in die Stellung dos Einstelldruckes, die in der anhängenden Zeichnung dargestellt ist.

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Dabei droht sicia der Hebel 15 um seine Festachse 16 und die Lagerrolle 1.3 bewegt sich entlang der Abrollkurv ο 12c des Waagebalkens in entgegengesetzter Richtung.· In dieser Stellung herrscht Gleichgewicht zwischen dem Steuerkolben und dem Schließkolben 3· B°i weiterem Druckanstieg gelangt der Vorsteuerkolbon. 11 in eine Stellung, in der die Kraft von Schließkolbon 3 in. Öffnungsrichtung größer wird als die Gegenkraft von Stcuerkolben 2.

Der Schließkolben. 3 überwindet dabei einen ¥eg "s", und das Druckmeditim kann durch den dadurch entstandenen Ringspalt von der Bohrung 6 vorbei an der Dichtkante 22 in den Rücklaufanschluß 7 abfließen. Bei darauffolgender Driickabnahme geht der Vorsfcuerkolben 11 wieder in die Stellung des Einstelldruckes bzw. in die Grundstellung bis zum Anschlag 21 zurück und der Schließkolben 3 dichtet wieder ab. .

Die zusätzliche Anordnung einer Druckfeder 25 vor der Kolbenstirnfläche des 3teuerkolbens 2 bewirkt, daß in drucklosen] Zustand der Schließkolben. 3 immer auf die Dichtkante 22 gedrückt wird.

Zur Verhinderung einer Übersteuerung wird vor der beaufschlagten Fläche des Vorsteuerkolbens 1 1 eine Drosse.lstelle vorgesehen^.

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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß hierbei, bedingt durch einen beliebig groß dimensionierbaren Durchflußquerschnitt, auch bei kleinen Einstelldrückon große Durchflußmengen ermöglicht werden, daß nur minimale bzw. keine Schwingungen im Ventil auftreten und daß ein ^großer Druckoinstellbereich möglich ist. "

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Claims

Patentansprüche

Überdruckventil mit einem entgegen der Strömungsrichtung des Druckmediums schließenden Vontilverschlußglied und einem über eine Ilebeleinrichtung mit dem Ventilvex-'schlußglied kx-aJTtschlüssig verbundenen Steuerkolben, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis der Ilebeleinrichtung (12,13» 15» 16") durch einen Vorsteuerkolben (11),an dem die Druckdifferenz zwischen Hoch- und Niederdruck wirksam ist, zur Einleitung einer Öffnungsbewegung des Vcntilvex·- schlußgliedes (3) veränderbar ist.

Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ilebeleinrichtung aus einem am Ventilvex*schlußglied (3) und am Steuex-kolben (2) abstützenden Waagebalken (12) und einem mit dem Waagebalken in Verbindung stehenden zwei- odox* iuehrarraigen Hebel (15) besteht, der seinerseits mit dem Vorsteuerkolben (11) verbunden

Überdruckventil nach Anspruch ,1 und 2, dadurch gekennze lehnet, daß zwischen dem Waagebalken (12) und dem angrenzenden Hebelende (1^) des Hebels (15) eine Lagex'rollo. (13) vorgesehen ist, deren Achsrichtung quer zu denen des Stcuoi*kolbens (12) bzw. Ventilvei'schlugliodes (3) vei^läuft.

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't. Überdruckventil nacl> Anspruch 1,2 und 3 ι dadurch g e k e η η ζ e i chne t, da/3 das andere Ende (17) eines um eine ortsfeste Welle (i6) schwenkbaren Hebels (15) ^an den Vorsteuorkolben (11) angelenkt ist.

5· Überdruckventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Waagebalken (12) an der dem Hebel (15) zugewandten Seite eine muldenförmige Vertiefung (i2c) auf- ^ weist, an der die Lagerrolle (13) entsprechend der

^ Druckbcaufschlagung das H-ebolverhältnis des auf Steuerkolbon (2) und Ventilverschlußglied (3) einwirkenden Waagebalkens (12) verändert.

6.- Überdruckventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß del' Raum (23), in dem die Hebeleinrichtung (12,13, 15»i6) angeordnet ist, über einen Kanal (2^) mit dem Rücklaufanschluß (7) des Ventils verbunden ist, derart, daß dieser Raum (23) ständig mit Druckmittel gefüllt ist.

7· Überdruckventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (2) federbelastet ist, derart, daß er das Ventilverschlußgliod (3) über den Waagebalken (12) auf seinen ^Ventilsitz (22) preßt.

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