DE2104362B2 - Druckbegrenzungsventil zur Einstellung der Druckanstiegsgeschwindigkeit in hydraulischen Anlagen - Google Patents

Description

3. Druckbegrenzungsventil nach den Ansprü- Systemdruck ein.

chen 1 und 2, dadurch gel innzeichnet, daß ein Bei dem bekannten Druckbegrenzungsventil hat

verstellbarer Anschlag (28) zur Begrenzung der der Spannkolben eine wirksame Fläche, die im Ver-Spannkolbenbewegung in Öffnungsrichtung des gleich mit der von dem Systemdruck belasteten Verschlußstückes (5) vorgesehen ist. 35 Fläche des Verschlußstückes verhältnismäßig groß

4. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 3, ist. Dadurch fährt der Spannkolben bei Druckanstieg dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare im System aus, bis die Schließfeder voll gespannt ist. Anschlag (28) mit dem Druckkolben (15) zusam- Jeder weitere Druckanstieg im System erzeugt desmenwirkt. halb eine Druckspitze, so daß sich das Druckbegren-

5. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1 4° zungsventil wie ein Sicherheitsventil verhält.

und einem oder mehreren der folgenden An- Ist ein solches Druckbegrenzungsventil beispiels-

sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dros- weise in der hydraulischen Anlage des Schwenkanselvorrichtung (23 bis 25) einstellbar ist. triebes eines Baggers angeordnet, so ist dies nachtei-

6. Druckbegrenzungsventil nach den Ansprü- Hg. Denn bei der Betätigung des hydraulischen chen 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Anwen- 45 Schwenkantriebes des Baggers führt das im mechanidung als Steuerventil eines hilfsgesteuerten Über- sehen Getriebe vorhandene Spiel im hydraulischen druckventil (30 bis 32). System zu einem anfänglich geringen Widerstand,

der den hydraulischen Antrieb schnell anlaufen läßt.

Dann hat nach der Erschöpfung des mechanischen

50 Spiels der hydraulische Antrieb das Getriebe bereits auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt. Diese

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil kinetische Energie des Getriebes überträgt sich lür hydraulische Anlagen, bei dem ein von den in der schlagartig über das Ritzel auf die Verzahnung der hydraulischen Anlage herrschenden Systemdruck in Drehverbindung. Dadurch entsteht eine Belastungs-Öffnungsrichtung belastetes Verschlußstück in 55 spitze, die infolge der Trägheit des bekannten Druck-Schließstellung mit einer Schließfeder vorgespannt begrenzungsventils noch über den konstanten Einist, die sich auf einem beweglichen und mit einem stellwert des Druckbegrenzungsventils hinausgeht.
vom Systemdruck mittels einer Drosselvorrichtung Es ist bekannt, zur Vermeidung solcher BeIa-

abgeleiteten Steuerdruck in Schließrichtung belaste- stungsspitzen in das hydraulische System Druckspeiten Spannkolben abstützt, dessen wirksame Fläche 60 eher einzubauen, die jedoch einen erheblichen teciigrößer als die mit dem Systemdruck belastete wirk- nischen Aufwand bedeuten, weil zur Dämpfung der same Fläche des Verschlußstücks ist, und der auf Flüssigkeitssäule des Systems Gasdruckpolster oder den Spannkolben wirkende Steuerdruck von einer -federn zusätzlich erforderlich sind. Die Gasdruck-Steuerleitung übertragen wird, in der zur Einstellung polster stellen unter Umständen auch eine nennensder Spannkolbengeschwindigkeit die Drosselvorrich- 65 werte Gefahr dar. Druckspeicher sind jedenfalls dann tung angeordnet ist. erforderlich, wenn statt Druckbegrenzungsventilen

Bei hydraulischen Anlagen liegen die maximalen herkömmliche Sicherheitsventile (vgl. deutsche Aus-Svstemdrücke in Größenordnungen, welche bei legeschriften 1 065 240,1230 637) benutzt werden.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zucrunde d-κ r· τ ·

Druckbegrenzungsventil dahingehend zu verbessern ι ^{ß e}"^{1C zwclte Ausf}ü»rungsform eines Druck-

d£ es bei einem plölzFchen AnstieJ des Wide" lan ^^pvcnnls sowie dessen Anwendung auf das

des fan hydraulischen Syrern einen e^ed end nt £?^· ΐ*™' "^{Μ ZUm} _R ^Amri'^{b ciner} ™^be"-

hen Anstieg des Druckes im System verbinde t ₅ ^P , ' , '"¹^^{10 Fard},^erung ,^{von Beton benut2t wird}/,

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin daß der >inn ?*" ⁸"^Γ^ ^bcf ^^h"^en ß^leichc Bezugszeichen

Spannkolben zur Vergrößerung der von de/ Drossel T ^ent!P^rf e^hen^^e J^eile·. _{Λ c} „

vorrichtung gesteuerten Durchflußmen" "mit einem . ^^'"^G^usel das mit einem durch Schrau-

»!nprspitq vom Svstemrinirl- nnriJ« · c ^ben2 gesicherten Deckel versch ossen st, befindet

l?beTÄ?n,Ä ^lS,^VOli ^StCU" ^{Sich ein Kana14}· ^{weIcher de}" Systemdnlck führt.

/inw^ksämeFS verbunden ist, _ln Von diesem zweigt eine Bohrung ab, deren Ende mit

dessen wirksame Hache großer als die des Spannkol- einem kegelförmigen Verschlußstücks verschlossen

ict HiHiirrVi mndirh j„ c ι ii_ '^{st- Das} Verschlußstück S wird mit einer Schließfedern daß e?Äf' 1 ? ^SP.^{annkolben s}° zu der 6 in Schließrichtung belastet. Auf das Verschlußakfde DnS T? t ^ZUm -^{AnSChlag StÜck 5 wirkt der} Systemdruck in dem Kanal 4 in öffläS^l"g^em ansteigt Dafür i₃ nungsrichtung. Das hydraulische Medium kann bei f ΐ QnSnlSn, F t ^D.^r _t ^Uckkolbens f^roßer als geöffnetem Verschlußstücks über einen Raum? in Q^nÄ nifrk im hT r^1Ct T ^folS^endcs: ^ Bohrung 8 gelangen, welche an den Rücklauf Solange der Druck im hydraulischen System gerin- des Systems angeschlossen is"..

Γ "ν thlSÄ f^{er Schheß} _c ^{feder ist}' ^bIeibt Die Schließfeder 6 stützt si· * auf einer Fläche 9 an

der Versch ußkorper auf seinem Suz. Steigt der ,o der Stirnseite eines Spannko.b ms 10 ab. Dieser

Druck plotelich an bewegt sich der D^ckkolben so. Spannkolben 10 ist in einer Bohrung 11 eines hülsen-

J¹J₁.^,Spannkolben verschoben wird und die förmigen Einsatzes 12 beweglich gelagert. Die Hülse

Schließfeder vorspannt Diese Vorspannung kann ist bei 13 bzw. 14 mit Ringdichtungen versehen,

z. B. 10 ο über dem Systemdruck liegen. Ist die Vor- weiche sich dem Deckel 3 bzw. dem umgebenden

spannung erreicht, bleibt der Druckkolben stehen. 25 Gehäuse 1 anliegen

Bei weiterem Druckanstieg spannt der Druckkolben Das der Fläche 9 gegenüberliegende Ende des die Schließfeder über dem Systemdruck vor, bis der Spannkolbens 10 ist mit einem Druckkolben 15 ver-Weg des Druckkolbens erschöpft ist. Fällt der Druck bunden, welcher in dem hülsenförmigen Einsatz 12 jedoch ab, bewegt sich der Druckkolben von selbst einen Ringraum 16 abschließt. Aus dem den Systemzuruck, bis die Schließfeder ihre Ausgangsschließ- 30 druck führenden Kanal 4 zweigt ein Kanal 17 ab, der kraft wieder erreicht hat _{in einen} u._förmig_en Teil 18 übergeht, welcher im •lu ^S? ■ ^^.egrenzungsventil vermeidet Deckel 3 angeordnet ist, wobei eine Ringdichtung 19 vorteilhafterweise die bisher im hydraulischen Sy- die Teile 17 und 18 gegen Verlust von Druckmittel stern wegen der zu starken Vorspannung der Schließ- sichert. Der über dem Druckkolben 15 liegende feder auftretenden Druckspitzen. Außerdem hat es 35 Raum 19 ist daher unmittelbar mit dem Systemdruck im Ergebnis wegen der vergrößerten Durchflußmen- verbunden.

gen an der Drossel eine geringere Störanfälligkeit, Der Kanal 17 ist mit einer Bohrung 20 angezapft,

weil sich die Querschnitte vergrößern lassen. welche in einen Ringraum 21 mündet, der bei 22 mit

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfin- dem Ringraum 16 verbunden ist. Der Bohrung 20 ist

dung ist der Druckkolben auf seiner mit dem Spann- 4" eine Drosselvorrichtung zugeordnet. Diese wird von

kolben verbundenen Seite vom Steuerdruck beauf- einer Stellschraube 23 mit kegelförmiger Spitze 24

schlagt. gebildet; die Stellschraube 23 kann durch eine Mut-

Der Mindestdruck im System läßt sich einstellen ter 25 gesichert werden. Mit der Drosselvorrichtung

mit einem verstellbaren Anschlag zur Begrenzung 23 bis 25 wird eine Drosselung der Abflußmenge aus

der Spannkolbenbewegung in Öffnungsrichtung des 45 dem Ringraum 16 verwirklicht.

Verschlußstückes. Der verstellbare Anschlag kann Die Fig. 1 zeigt das Druckbegrenzungsventil in

mit dem Druckkolben zusammenwirken. einer Stellung, bei der die auf das Verschlußstück 5

Die Öffnungsgeschwindigkeit des Druckbegren- in Schließrichtung einwirkenden Kräfte größer sind

zungsventils kann den jeweiligen Bedingungen ange- als der im Kanal 4 auf das Verschlußstück 5 einwir-

paßt werden, wenn die Drosselvorrichtung einstellbar 50 \ende Systemdruck. Bei einer plötzlichen Erhöhung

'^st- des Systemdruckes im Kanal 4 hebt das Verschluß-

Zur Begrenzung des Höchstdruckes der hydrauli- stück 5 unter Überwindung der von der Schließfeschen Anlage wird ein den Spannkolbenhub begren- der 6 aufgebrachten Schließkraft von seinem zuzender Anschlag vorgesehen, der die maximale Vor- geordneten Sitz ab, so daß das hydraulische Medium spannung der Schließfeder begrenzt. Der Anschlag 55 aus dem K"nal4 über den Raum 7 und die Bohläßt sich mit einem den Spannkolben umgebenden rung 8 in den Rücklauf des Systems fließen kann. Die und im Gehäuse des Druckbegrenzungsventils festge- Druckerhöhung des hydraulischen Systems wirkt legten Ring verwirklichen, dem sich am Ende des über den Kanal 17, den U-förmigen Teil 18 auch anf Spannkolbenweges der Druckkolben anlegt. die dem Raum 19 zugewandte Fläche des Druckkol-

Das neue Druckbegrenzungsventil läßt sich vor- 60 bens 15. Zugleich wird die dem Ringraum 16 zu-

teilhaft gemäß einem weiteren Merkmal der Erfin- geordnete Fluche des Druckkolbens 15 mit einem

dung als Steuerventil eines hilfsgesteuerten Über- durch die Drosüelvotrichtung 23 bis 25 reduzierten

druckventils anwenden. Druck beaufschlagt. Unter der Wirkung dieser unter-

Im folgenden wiru" die Erfindung näher erläutert. schiedlichen Drücke bewegt sich der Druckkolben 15

Es zeigt 65 mit dem Spannkolben 10 in Richtung auf das Ver-

F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines Druckbe- schlußstück 5 und drückt dabei die Schließfeder 6

grenzungsventils, bei der die Mehrzahl der Teile im zusammen. Dadurch wird die von der Schließfeder 6

Schnitt wiedergegeben ist und aufgebrachte Schließkraft für das Verschlußstücks

langsam so weit erhöht, bis das Verschlußstück 5 sehen Arbeitszylindern 51 und 52 über getrennti

sich wieder gegen seinen zugeordneten Sitz anlegt. Versorgungsleitungen 53 bzw. 54 gelangt. Diese Ver

Während der Bewegung der miteinander verbünde- sorgungsleitungen 53 bzw. 54 werden abwechselnc

nen Kolben 15 und 10 im Sinne weiterer Vorspan- mit Hilfe eines Mehrwegeventils 55, dessen Schiebe:

nung der Schließfeder 6 wird das Druckmittel aus 5 zwei Schaltstellungen 56 und 57 aufweist, an den vor

dem Ringraum 16 über die Drosselvorrichtung 23 bis der Pumpe 50 gelieferten Druck oder an dem bei 5i

25 verdrängt. Sinkt der Systemdruck, so bewegt die dargestellten Rücklauf angeschlossen. Zwischen dei

Schließfeder 6 beide Kolben 10, 15 zurück, bis wie- Antriebspumpe 50 und dem Mehrwegeventil 55 'canr

der Gleichgewicht herrscht. ein Höchstdruckventil 59 angeordnet sein.

Der maximale Druck, mit dem die Schließfeder6 io Die Arbeitszylinder 51 und 52 sind an der Ringdas Verschlußstück 5 belasten kann, wird durch seite der Kolben 60 bzw. 61 über eine Leitung 62 einen Anschlag 27 begrenzt, der von einem Ring ge- miteinander verbunden, so daß das jeweils beim Vorbildet wird, welcher den Spannkolben 10 umgibt. So- lauf eines Kolbens 60 bzw. 61 aus dem Ringraum bald sich der Druckkolben 15 auf den Ring 27 setzt, verdrängte öl in den Ringraum desjenigen Zylinders ist die Bewegung des Spannkolbens 10 in Schließ- 15 gelangt, in dem der Kolben zurückläuft,
richtung des Verschlußkörpers 5 beendet. Dann ist Die Kolbenstangen 62 bzw. 63 der Kolben 60 bzw. der gewünschte Hilfsdruck der Anlage er- 61 wirken auf die Kolben 64 und 65 einer mit zwei reicht. Arbeitszylindern 66 bzw. 67 versehenen Beton-

Außerdem ist ein verstellbarer Anschlag zur Be- pumpe, welche über ein beliebiges Schiebersystem 68 grenzung der Spannkolbenbewegung in öffnungs- 20 den Beton in eine Betonförderleitung 69 drückt,
richtung des Verschlußstückes 5 vorgesehen. Dieser Zum Abbau der Druckspitzen, die bei der Bewird von einer Schraube 28 gebildet, welche mit schleunigung der Betonsäule in der Leitung 69 noreiner Mutter 29 gesichert werden kann. malerweise während jedes Arbeitstaktes der Kolben

Im Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist der das 64 bzw. 65 in den Zylindern 66 bzw. 67 entstehen, Verschlußstück 5 über den Kanal 4 belastende Sy- 25 ist jede Versorgungsleitung 53 bzw. 54 bei 70 bzw. stemdruck aus einem hohlen Schließkörper 30 eines 71 angezapft, und in der Anzapfung befindet sich die von dem Druckventil nach F i g. 1 vorgesteuerten oben beschriebene Ventilanordnung,
weiteren Ventils abgeleitet, das in dem Gehäuse 1 Da in der Anzapfung 71 d?s gleiche Ventil wie in ebenfalls untergebracht ist. Der Schließkörper 30 der Anzapfung 70 verwendet wird, ist diese Seite der dieses Ventils ist mit einer Drosselbohrung 31 an 30 Steuerung abgebrochen wiedergegeben,
dem bei 40 herrschenden Systemdruck angeschlos- Der Mindestschließdruck der Schließfedern 6 der sen. In Schließrichtung ist der Schließkörper 30 mit Druckbegrenzungsventile nach F i g. 1 ist auf einen einer Feder 32 belastet. Die Bohrung 8 hinter dem vorgewählten, weit unter dem maximalen System-Verschlußstück 5 führt in eine Hauptabflußleitung druck liegenden Druck mit Hilfe der Schraube 28 41. Das Gehäuse 1 weist einen weiteren Deckel 42 35 eingestellt. Durch Einstellung der Drosselvorrichtung auf, der mit Hilfe von Schrauben 43 befestigt ist und wird der Zeitraum vorgewählt, der bis zum Erreichen eine Fortsetzung des Kanals 17 aufweist, die mit 44 des Maximaldruckes in den Arbeitszylindern 51 bzw. bezeichnet ist und der Kanal 17 an den bei 40 herr- 52 vergeht,
sehenden Systemdruck anschließt. Dadurch läßt sich ein weiches Arbeiten der Pumpe

In F i g. 2 ist außerdem die Anwendung des 40 erreichen.

Druckbegrenzungsventils nach F i g. 1 auf eine Steue- Das Höchstdruckventil 59 kann fortfallen, wenn

rung dargestellt. Die Steuerung betrifft den Zu- und der Ring 27 für den Anschlag des Druckkolbens 15

Abfluß des hydraulischen Antriebsmediums, das von in seiner Höhe so bemessen ist, daß sich bei Errei-

einer Pumpe 50 gefördert wird und zu zwei hydrauli- chen des Ringes 27 der Sicherheitsdruck ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

plötzlichen Druckanstiegen ader Überschreitungen Patentansprüche- der zusätzlichen Hilfsdrücke erhebliche Gefahren für die in der Anlage vorhandenen Leitungen und Stell-

1. Druckbegrenzungsventil für hydraulische glieder heraufbeschwören. Soll der zusätzliche Anlagen, bei dem ein von dem in der hydrauli- 5 Höchstdruck des Systems mit Hilfe eines Druckbeschen Anlage herrschenden Systemdruck in Öff- grenzungsventils in einem Teil oder in der ganzen nungsrichtung belastetes Verschlußstück in Anlage begrenzt werden, so muß dementsprechend Schließrichtung mit einer Schließfeder vorge- nicht nur Druckmedium beim Anstieg des Systemspannt ist, die sich auf einem beweglichen und druckes auf den zulässigen Höchstwert rechtzeitig mit einem vom Systemdruck mittels einer Dros- io abgelassen, sondern auch ein zu schneller Druckanselvorrichtung abgeleiteten Steuerdruck in stieg in der Anlage verhindert werden.
Schließrichtung belasteten Spannkolben abstützt, Bei einem bekannten Druckbegrenzungsventil (bridessen wirksame Fläche größer als die mit dem tische Patentschrift 1176 590) ist das Verschlußstück Systemdruck belastete wirksame Fläche des Ver- im statischen Zustand der hydraulischen Anlage mit schlußstückes ist, und der auf den Spannkolben 15 der Schließfeder und über den Spannkolben voll mit wirkende Steuerdruck von einer Steuerleitung dem hydraulischen Systemdruck belastet. Im dynaübertragen wird, in der zur Einstellung der mischen Zustand des Systems wird die Geschwindig-Spannkolbengeschwindigkeit die Drosselvorrich- keit des Druckanstieges mit der Drosselvorrichtung tang angeordnet ist, dadurch gekenn- beeinflußt. Dadurch hängt je nach Einstellung der zeichnet, daß der Spannkolben (10) zur Ver- 20 Drosselvorrichtung der öffnungsdruck des Vergrößerung der von der Drosselvorrichtung (23 bis schlußstückes unmittelbar vom Widerstand des Sy-25) gesteuerten Durchflußmenge mit einem einer- stems ab, liegt also um einen bestimmten Prozentseits vom Systemdruck, andererseits vom Steuer- satz, z.B. 10⁰Zo über dem durch einen bestimmten druck beaufschlagten Druckkolben (15) verbun- Widerstand bedingten Systemdruck. Wächst dieser den ist, dessen wirksame Hache größer als die 25 Widerstand und damit der Druck im System an, so des Spannkolbens ist. ergibt sich ein entsprechender Anstieg des öffnungs-

2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, druckes des Verschlußstückes. Steigt aber der Widerdadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben stand plötzlich an, öffnet das Druckbegrenzungsven-(15) auf seiner mit dem Spannkolben (10) ver- til und stellt sich erst nach einem mit Hilfe der Drosbundenen Seite vom Steuerdruck beaufschlagt ist. 30 selvorrichtung vorgewählten Zeitraum auf den neuen