DE2124620C3 - Elektrisch fernsteuerbares Druckbegrenzungsventil - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein hilfsgesteuertes Druckbegrenzungsventil mit einem vom Druck des abzusichernden Systems in Schließrichtung belasteten Hauptverschlußstück und einem federbelasteten Steuerventil, dessen Federvorspannung einstellbar ist

Bei einem derartigen bekannten hilfsgesteuerten Druckbegrenzungsventil (DE-AS 11 03 098) stützt sich die Feder des Steuerventils an einer Regulierscheibe ab, deren Lag;e von einer Schraube bestimmt wird, so daß durch Drehen der Schraube die Federkraft und damit' der Ansprechdruck des Steuerventils verstellt werden können. Parallel zu dem Steuerventil ist ein elektromagnetisch betätigbarer Zweiwegeschieber vorgesehen, der zur überbrückung und damit betriebsmäßigen Ausschaltung des Hilfsventil dient

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hilfsgesteuertes Druckbegrenzungsventil so zu gestalten, daß der Grenzdruck ferneinstellbar ist, wobei die Kosten dieser Möglichkeit gering bleiben sollen, w

Die Lösung dieser Aufgabe mit Ausgestaltungen und Weiterbildungen ist den Ansprüchen zu entnehmen.

Zur Verstellung des Federwiderlagers des Steuerventils wird der ständig fließende Hilfsdrosselstrom herangezogen, so daß ein Elektromotor zur Änderung μ der Lage des Federwiderlagers nicht benötigt wird. Die verwendete elektromagnetisch fernsteuerbare Drossel stellt ein wesentlich billigeres Element als ein Elektro

motor dar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben, die einen Längsschnitt durch das neue hflfsgesteuerte Druckbegrenzungsventil zeigt

Das hilfsgesteuerte Druckbegrenzungsventil umfaßt drei Hauptabschnitte, nämlich ein vom abzusichernden Hydraulikstrom durchflossenes Hauptventil 1, ein Steuerventil 2 und eine Einstelleinrichtung 3,

Das Hauptventil 1 besitzt ein Gehäuse 10 mit einem Einlaßanschluß 13, einem Durchgangskanal 14, einem Weiterführungsanschluß 15 und einem Auslaßanschluß 16, Quer zu dem Durchgangskanal 14 und in Verbindung mit dem Auslaßanschluß 16 erstreckt sich eine Gehäusebohrung 11, an deren Boden ein ringförmiger Ventilsitz 17 befestigt ist und die im übrigen ein Hauptverschlußstück 18 aufnimmt Das Hauptverschlußstück 18 hat eine Ventilfläche 18a, die mittels einer Feder 19 gegen den Ventilsitz 17 gepreßt wird und so das Hauptventil 1 geschlossen hält Das Hauptverschlußstück 18 weist eine mit dem Auslaßanschluß 16 in Verbindung stehende Federhammer zur Aufnahme der Feder 19 auf und besitzt einen als Kolben 186 wirksamen Bund, der einen Raum 11a der Gehäusebohrung 11 abgrenzt Der Raum 11a ist mit dem Durchgangskanal 14 über eine Drosselbohrung 18c im Kolben 186 verbunden.

Für das Steuerventil 2 and die Einstelleinrichtung 3 ist ein Gehäuse 21 mit einem Gehäusedeckel 22 und einer Gehäusebohrung 23 vorgesehen. Die Gehäusebohrung 23 steht über ein Kanalsystem 24 mit dem Raum 11a in Verbindung und wird diesem gegenüber durch einen Ventilkegel 25 abgeschlossen, der infolge der Kraft einer Feder 26 gegen seinen Ventilsitz gepreßt wird und das aktive Element des Steuerventils 2 darstellt Zur Stützung der Feder 26 ist ein einstellbares Federwiderlager 27 vorgesehen, welches drei unterschiedlich große Kolbenbunde 27a, 276 und 27c aufweist, die als Differentialkolben wirken. Der Kolbenbund 27a stellt einen Verschluß für die Gehäussbohiwtg 23 dar. Der Kolbenbund 27c ist in einer abdichtenden Führung 29 geführt und verschließt zusammen mit dieser eine Gehäusebohrung 28, die zur Gehäusebohrung 23 fluchtet Die Gehäusebohrung 23 ist über eine Längsbohrung 27e im Federwiderlager 27 mit einem Gehäuseraum 39 verbunden, der mit einem Auslaßanschluß versehen ist In der Längsbohrung 27e sitzt eine Drossel 27d

Der Kolbenbund 27h ist in der Gehäusebohrung 28 geführt und unterteilt diese in Räume 28a und 286. Der Raum 28a steht mit dem Durchgängskartal 14 über Kanäle 30 in Verbindung, wird also von dem Systemdruck beaufschlagt Zur Verbindung der Räume 28a, 28b sind Kanäle 31,32,33 vorgesehen, wobei sich im Kanal 32 eine Hilfsdrossel 46 befindet Der Kanal 33 steht über einen weiteren Kanal 34 mit einer elektrisch fernsteuerbaren Drossel 35 in Verbindung, die aus einer Düse 36, einer Klappe 37 und einem Elektromagneten 38 besteht Die Klappe 37 ist als Anker des Elektromagneten 38 ausgebildet und steht entsprechend der Erregung des Elektromagneten mehr oder weniger weit vor dem Düsenauslaß 36 und bestimmt damit den Drosselquerschnitt der elektrisch fernsteuerbaren Drossel 35. Die Drossel 35 mündet in den Gehäuseraum 39, der mit dem drucklosen Abfluß in Verbindung steht.

Das Federwiderlager 27 steht unter der Einwirkung einer Feder 42, die sich an einer Verlängerung der Klappe 37 abstützt und deren Stellung auf die Stellung

des Federwiderlagers 27 rückkoppelt.

Zur Kompensation des Einflusses von Temperaturschwankungen auf die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit ist eine Temperaturkompensationsstange 45 vorgesehen, die sich bei ansteigender Temperatur verlängert und somit einen Drosselstopfen tiefer in die Bohrung 32 hineinführt, so daß sich der Drosselwiderstand der HüTsdrpssel 46 mit steigender Tremperatur (bzw. sinkender Viskosität) erhöht

Der Betrieb des hflfsgesteuerten Druckbegrenzungsventils ist wie folgt: Der im Durchgangskanal 14 herrschende Systemdruck gelangt über die Drosselbohrurig 18c, den Raum 11a, das Kanalsystem 24 zum Steuerventil 2, und wenn der Ansprechdruck überschritten wird, hebt der Ventilkegel 25 ab und Hydraulikflüssigkeit strömt zur drucklosen Seite. Infolge der Drosselbohrung 18c ergibt sich dabei ein Differenzdruck an dem Kolben 186, so daß die Kraft der Feder 19 überwunden wird und das Hauptverschlußstück 18 öffnet und der Systemdruck durch Abströmen von Hydraulikflüssigkeit über den Auslaßanschluß 16 erniedrigt wird.

Der Ansprechdruck, bei welchem das Steuerventil 2 öffnet, wird von der Kraft der Feder 26 bestimmt» und zur willkürlichen Veränderung des Ansprechdruckes des Steuerventils 2 dient die Einstelleinrichtung 3, weiche für einen ständig fließenden Hilfsdrosselstrom über die Kanäle 30, 31,32,33, 34,36 zum drucklosen Abfluß sorgt Der Hilfsdrosselstrom durchfließt somit die Hilfsdrossel 46, so daß der Druckabfall an dieser Hilfsdrossel zu einem Differenzdruck zwischen den Räumen 28a und 286 führt und die beidseitigen Flächen des Kolbenbundes 276 entsprechend beaufschlagt werden. Die Lage des Federwiderlagers 27 hängt dabei von den Kräften der Federn 26, 42 und der Differenzdruckkraft am Kolbenbund 27b ab. Der Differenzdruck selbst hängt von der Größe des Hilfsdrosselstromes ab, und dieser kann durclr öffnen oder Schließen der Klappe 37 geändert werden. Die Lage der Klappe 37 hängt von der Erregung des Elektromagneten 38 ab, ist also auf bequeme Art

ί fernsteuerbar.

Der Druckabfall an einer Drossel hängt bekanntlich auch von der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit ab, und die Viskosität schwankt mit Temperaturänderungen. Der Differenzdruck zwischen den Räumen 28a und 28ö

ίο sollte sich aber nicht in Abhängigkeit von der Temperatur ändern, und deshalb wird der Widerstand der Hilfsdrossel 46 temperaturabhängig so verändert, daß die Druckdifferenz zwischen den Räumen 28a und 28Ö im wesentlichen temperaturabhängig ist Hierzu dient die Temperaturkompensationsstange 45.

Der Grenzdruck eines Druckbegrenzungsventils ist in Abhängigkeit von der Menge der durchströmenden Flüssigkeit normalerweise etwas höher als der Ansprechdruck des Steuerventils, jedoch ermöglicht die

M Drossel 274 diese Abhängigkeit zu verringern. Wenn sich nämlich etwas Flüssigkeit in der OfAäusebohrung 23 staut, wird auf den Kolbenbund 27a oes Federwiderlagers 27 im Sinne einer Verschiebung nach rechts in der Zeichnung eingewirkt, wodurch die Feder 26 entlastet

2ϊ wird.

Wenn das Federwiderlager 27 in der Zeichnung nach rechts wandert, wird diese Lageänderung über die Feder 42 auf die Stellung der Klappe 37 rückgekoppelt, so daß der Hilfsdrosselstrom vermindert wird, wodurch der Druckabfall an der Hilfsdrossel 46 geringer wird. Ein geringer Differenzdruck an dem Kolbenbund 27b begünstigt aber eine Verschiebung nach links in der Zeichnung, so daß das Kräftegleichgewicht für das Federwiderlager 27 schnell wieder erreicht wird. Diese

si Rückkopplung ermöglicht es, die Differenz zwischen Ansprechdruck und Grenzdruck bei stabilem Betriebsverhalten innerhalb akzeptabler Werte zu halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   I, Hilfsgesteuertes Druckbegrenzungsventil mit einem vom Druck des abzusichernden Systems in ■> Schließrichtung belasteten Hauptverschlußstück und einem federbelasteten Steuerventil, dessen Federvorspannung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Federwiderlager (27) des Steuerventils (2) als Differentialkolben ausgebil- <^ü det ist, dessen Flächen von den Drücken vor und hinter einer Hilfsdrossel (46) mit ständig fließendem Hilfsdrosselstrom beaufschlagt ist, und daß zur Steuerung des Hilfsdrosselstroms eine elektromagnetisch fernsteuerbare Drossel (35) vorgesehen ist '⁵

   Z Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch fernsteuerbare Drossel (35) eine Düse (36) und eine Klappe (37) enthält die als Anker eines Elektromagneten (38) ausgebildet ist und entsprechend der Erregung des Elektromagnetea mehr oder weniger weit vor dem Düsenauslaß steht und damit den Drosselquerschnitt bestimmt

   3. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1 oder

   2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Federwiderlager (27) und der Klappe (37) eine die Klappe in Schließrichtung beaufschlagende, als mechanische Rückkopplung wirkende Feder (42) vorgesehen ist

   4. Druckbegrenzungsventil nach einem der An-Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federwiderlager (27) aus drei unterschiedlich großen Kolbenbunden (27a, 27ä>, 27c) »xsteht

   5. DruckbegrenzungäventM nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß eine κ Kompensationsstange (45) zur temperaturabhängigen Verstellung der öffnung der Hilfsdrossel (46) vorgesehen ist