DE2034665A1 - Druckverhältnisventil - Google Patents

Description

• Druc kverhältnisventi 1 Die Erfindung betrifft ein Druckverhältnisventil, das in bekannter Weise einen gegebenen Druck um ein bestimmtes Verhältnis reduziert und zwar unabhängig von der Größe des gegebenen Druckes. Bei den bekannten Druckverhältnisventilen ist der Steuerkörper als Steuerkolben ausgebildet 5 der in Schließrichtung vom Ausgangsdruck, d. h., vom geminderten Druck und in Öffnungsrichtung vom Eingangsdruck belastet ist. Die vom Eingangsdruck beaufschlagte Stirnfläche ist hierbei um das geforderte Verhältnis'der Druckreduzierung kleiner als die vom Ausgangsdruck beaufschlagte Stirnfläche. Dadurch, daß bei diesen bekannten Druckverhältnisventilen ein Teil der Steuerkolbenführung unmittelbar dem Hochdruck ausgesetzt i3t, ergibt sich in diesem Bereich eine erhöhte Gefahr des Klemmens des Steuerkolbens. Außerdem ist der Leckölverlust im Hochdruckbereich des Kolbens relativ hoch, so daß nur eine begrenzte Einsatzfähigkeit dieser bekannten Druckverhäitnisventile gegeben ist.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Druckverhältnisventils dessen Steuerelemente nur geringen Klen-mkräften ausgesetzt sind und nur kleine Leckölverluste aufweisen..
• Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht5 daß der Steuerkörper in an sich bekannter Weite als Sitzventilkörper au3gebildet i3t und vom Druck des Arbeitsmittels auf der Hochdruckseite unmittelbar beaufschlagt ist und mit einem vom Niederdruck beaufschlagten Steuerkolben in Kraftschluß steht, dessen druckwirksame Fläche um den Betrag des Verhältnisses der Druckreduzierung größer ist als die vom Hochdruck beaufschlagte Fläche des Steuerkörpers. Durch die unmittelbarehochdruckseitige Druckbeaufschlagung-des als Ventilsitzkörper ausgebildeten Steuerkörpers, entfällt ein zusätzliches Steuerglied auf der Hochdruckseite. Eine hochdruckseitige Beeinträchtigung der Betriebssicherheit des Druckverhältnisventils ist damit ausgeschlossen. Ebenso können keine vom Hochdruck verursachten Leckverluste auftreten.
• In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der als Ventilsitzkörper ausgebildete Steuerkörper und der Steuerkolben zu einem gemeinsamen Teil vereinigt. Eine besondeI*s konpakte Bauweise wird erzielt, wenn der unter Niederdruck stehende Ventilraum hinter dem Steuerkörper über Gehäusebohrtmgen mit den Steuerkolbenraum in Verbindung steht. Eine weitere fertigungstechnische Vereinfachung ergibt sich, wenn der aus Steuerkörper und Steuerkolben gebildete Teil eine Sackbohrung in Verbindung mit Querbohrungen aufweist, die den Niederdruckraum mit dem Steuerkolbenraum verbindet. Zweckmäßigerweise bildet der Steuerkolbenraum und der Abflußanschluß einen gemeinsamen Raum.
• Zur Veränderung des durch die druckbeaufschlagten wirksamen Flächen der Steuerglieder festgelegten Verhältnisses der Druckreduzierung ist in Weiterbildung der Erfindung in der vom dem Steuerkörper zugewandten Steuerkolbenraum zum Tank führenden Leckflüssigkeitsleitung eine Droo3el3telle vorgesehen, die in einfacher Weise als einstellbare Drossel ausgebildet ist. Der dem Querschnitt der Drossel entsprechende Druck der abzuführenden Leckflüssigkeit im dem Steuerkörper zugewandten Steuerkolbenraum wirkt auf dem Steuerkolben entgegen dem in Schließrichtung des Steuerkörpers auf den Steuerkolben wirkenden Niederdruck Die damit verbundene Verringerung der am Steuerkolben angreifenden und in Schließrichtung des Steuerkörpers wirkenden Druckdifferenz bedingt gleichzeitig eine IIerabsetzung des Verhältnisses der Druckreduzierung. Für bestimmte Einsatzfälle des Druckverhältnisventils, beispielsweise wenn der Niederdruck zur Steuerung von hydraulisch betätigten Wegeventilen herangezogen wird, ist es von Vorteil, wenn dessen Regelfunktion erst dann einsetzt, wenn der geforderte Mindeststeuerdruck auf der Eingang-seite überschritten wird. Dies wird in vorteilhafterweise dadurch gewährleistet, daß der Steuerkolben in Offnungsriciltung des Steuerkörpers von einer dem geforuerten Nindeststeuerdruck entsprechenfen Feder belastet ist.
• Diese Feder wird zweckpäßigerweise als Druckfeder ausgebildet und im dem Steuerkörper zugewandten Steuerkolbenraum angeordnet. Durch diese in öffnungsrichtung des Steuerkörpers auf den Steuerkolben zeitz wirkende Federkraft wird das Verhältnis der Druckreduzierung gleicnweiter heraufgesetzt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 den schematischen Aufbau, Fig. 2 einen Axialschnitt eines als Einbaueinheit ausgebildeten Druckverhältnisventils und Fig. 3 ein schematisch dargestelltes Druckverhältnisventil entsprechend Fig. 1, jedoch mit einstellbarelc Druckverhältnis und mit erforderlichem IfIinde3tsteuerdruck.
• In Fig. 1 ist mit 1 der unter Hochdruck stehende Zufluß und mit 2 der unter Niederdruck stehende Abfluß bezeichnet. Der mit 3 bezeichnete Steuerkörper ist als Kugel ausgebildet, die über ein Ubertragungsglied 4 mit dem Steuerkolben 5 in Kraftschluß steht.
• Der Steuerkolbenraum 7 steht über eine Leitung 6 mit dem Abfluß 2 in Verbindung, so daß die Steuerkolbenfläche 5 a vom Niederdruck beaufschlagt ist. Das Verhältnis der vom Hochdruck beaufschlagten Fläche 3 a des Steuerkörpers 3 zur Steuerkolbenfläche 5 a vermehrt um die ebenfalls in Schließrichtung des Steuerkörpers 3 infolge der Wiederdruckbeaufschlagung wirksamen aus dem Sitzdurchmesser a5 und dem Durchmesser dU des ÜIjertragungsgliedes 4 ich ergebenden druckwirksamen Ringfläche des Steuerkörpers 3 bestimmt das Verhältnis der Druckreduzierung.
• Der dem übertragungsglied 4 zugewandte Steuerkolbenraum 8 steht zur Vermeidung einer Beeinflußung der Druckreduzierung über eine Leckölleitung 9 mit dem Tank T in Verbindung.
• Nach Fig. 2 ist das Ventilgehäuse als Einsatzkörper 11 ausgebildet, dr in eine Bohrung 12 eines Aufnahmekörpers 13 eingesetzt und von einet Deckplatte 14 axial fixiert ist. Die Abdichtung zwischen Zufluß lo und Leckölanschluß 9o erfolgt durch den Dichtring 15 und die Abdichtung zwischen Abfluß 20 und Leckölanschiuß 9o erfolgt durch den Dichtring 16 bzw. den Dichtring 17. Der als Ventilkegel ausgebildete Steuerkörper 30, das Übertragungsglied 40 sowie der Steuerkolben 50 bilden ein gemeinsames Teil. Der Steuerkolben 50 mit Übertragungsglied 40 weist eine Axialbohrung 18 mit im Bereich des Steuerkörperraumes 19 einmündenden radial verlaufenden Bohrungen 18 a auf, Damit ist der Steuerkörperraum 19 über.den Steuerkolbenraum 70 mit dem Ausfluß 20 verbunden. Der im Bereich des Übertragung3-ist gliedes 40 liegende Steuerkolbenraum 80/über radial verlaufende Bohrungen 81, die ihrerseits in einen Ringraum 82 münden mit dem Leckölanschluß 90 verbunden. Der auf die Fläche 30 a des Steuerkörpers 3c wirkende Eirigangsdruck hebt den Steuerkörper 30 von seiner Sitzfläche 31 soweit ab, bis sich über den Steuerkörperraum 19 und über die Radial- und Axialbohrung 18 a, 18 im übertragungsglied 40 und Steuerkolben 50 im Steuerkolbenraum 7o ein so großer den Steuerkörper 30 in Schließrichtung belastende Druck aufgebaut hat, daß sich der Steuerkörper 30 in Gleichgewichtslage befindet. Die vom Ausgangsdruck beaufschlagte Fläche 50 a des Steuerkolbens 50 ist nicht in ganzer Größe druckwirksam, da die aus dem Durchmesser Dü des Übertragungsgliedes 40 und dem Sitzdurchmesser Ds sich ergebende Ringfläche vom Ausgangsdruck in öffnungsrichtung des Steuerkörpers 3o beaufschlagt ist und demgemaß von der Gesamt fläche 50 a des Steuerkolbens 50 in Abzug gebracht werden muß. Das Verhältnis dieser druckwirksamen Rest fläche des Steuerkolbens So zur vom Eingangsdruck beaufchlagten Fläche 30 a des Steuerkörpers gibt das Verhältnis an, um das der Eingangsdruck reduziert wird.
• Bei dem in Fig. 3 schematisch dargestellten Druckverhältni3ventil, das in seinem Aufbau dem Druckverhältnisventil nach Fig. 1 ent3pricht, ist in der vom Steuerkolbenrau 8 zum Tank T führenden Leckölleitung 9 eine einstellbare Drossel 25 vorgesehen und im Steuerkolbenraum 8 eine den Steuerkolben 5 in C3ffnungsrichtung des Steuerkörpers 3 belastende Druckfeder 26. Durch die einstellbare Drossel 25 baut sich im Steuerkolbenraum 8 ein dem Drosselquerschnitt entsprechender Druck auf, der dem im Steuerkolbenraum 7 herrschenden Niederdruck entgegen wirkt. Zur Erzielung des Gleichgewichtes des Steuerkörpers 3 muß deshalb auf der Niederdruckseite ein um den Betrag des Leckflüssigkeit0druckes erhöhter Druck wirken. Das Verhältnis zwischen Hoch- und Niederdruck ist somit umgekehrt proportional zum Lecköldruck im Steuerkolbenraum 8. Die dem Steuerkolben^5 zusätzlich in Öfnungsrochtung des Steuerkörpers 3 belastende Druckfeder 26 bewirkt, daß die Steuerbewegung des Steuerkolben3 5 erst dann einse';zt, wenn sich auf der Niederdruckseite ein dieser Federkraft entsprechender Druck aufgebaut hat. Diese Federkraft bewirkt gleichzeitig eine zusätzliche Herabsetzung des Verhältnisses der Druckreduzierung.

Claims (9)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Druckvehältnisventil dessen Steuerkörper in Offnung3richtung vom Hochdruck und in Schließrichtung vom Niederdruck beaufschlagt ist, wobei die vom Druck beaufschlagten wirksamen Flächen des Verschlußkörpers in einem das Druckverhältnis bestimmenden Verhältnis zueinander stehen, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Steuerkörper (3, 30) als vom Hochdruck in Öffnungsrichtung beaufschlagter Sitzventilkörper ausgebildet ist, der mit einem in dessen Schließrichtung beaufschlagten Steuerkolben (5, 50) in Kraftschluß steht.,

2. Druckverhältnisventil nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Steuerkolben (5, 50) und der Steuerkörper (3, 30) ein gemeinsame3 Teil bilden.

3. Druck-verhältnisventil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der unter Niederdruck stehende Steuerkörperraum (19) und der Steuerkolbenraum (7,70) durch Gehäusebohrungen (6) miteinander in Verbindung stehen.

4. Druckverhältnisventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h, n e t > daß der mit dem Steuerkörper (3, 30) ein Teil bildende Steuerkolben (5, 50) eine Sackbohrung (18) aufweist, die mit Querbohrungen (18a) mit dem unter Niederdruck stehenden Steuerkörper (19) in Verbindung steht.

5. Druckverhältnisventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, mit auf gemeinsamer Achse liegendem Zu- und Abflußanschlup, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Steuerkolbenraum (7, 70) mit dem Abflußanschluß (2, 20) einen gemeinsamen Raum bildet.

6. Druckverhältnisventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 mit einer vom dem Steuerkörper zugewandten Steuerkolbenraum zum Tank führenden Leckflüsigkeitsleitung, , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Leckflüssigkeitsleitung (9, 90) eine Drosselstelle (25) vorgesehen ist.

7. Druckverhältnisventil nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Drosselstelle von einer einstellbaren Drossel (25) gebildet ist.

8. Druckverhältnisventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Steuerkolben (5, 50) in öffnungsrichtung des Steuerkörpers (3, 3o) von einer Feaer (26) belastet ist.

9. Druckverhältnisventil nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e:i c h n e t , daß die Feder (26) im dem Steuerkörper (3,30) zugewandten Steuerkolbenraum (8,80) angeordnet ist.

L e e r s e i t e